09babe19d3de1b8e83ac29763812ec9cfe68b283
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / ScheduleDAGRRList.cpp
1 //===----- ScheduleDAGRRList.cpp - Reg pressure reduction list scheduler --===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This implements bottom-up and top-down register pressure reduction list
11 // schedulers, using standard algorithms.  The basic approach uses a priority
12 // queue of available nodes to schedule.  One at a time, nodes are taken from
13 // the priority queue (thus in priority order), checked for legality to
14 // schedule, and emitted if legal.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
19 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
20 #include "llvm/InlineAsm.h"
21 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
23 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
24 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
25 #include "llvm/Target/TargetData.h"
26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
32 #include "llvm/Support/Debug.h"
33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
35 #include <climits>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
39 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
40 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
41 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
42
43 static RegisterScheduler
44   burrListDAGScheduler("list-burr",
45                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
46                        createBURRListDAGScheduler);
47 static RegisterScheduler
48   sourceListDAGScheduler("source",
49                          "Similar to list-burr but schedules in source "
50                          "order when possible",
51                          createSourceListDAGScheduler);
52
53 static RegisterScheduler
54   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
55                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
56                          "which tries to balance latency and register pressure",
57                          createHybridListDAGScheduler);
58
59 static RegisterScheduler
60   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
61                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
62                       "which tries to balance ILP and register pressure",
63                       createILPListDAGScheduler);
64
65 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
66   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
67   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
68
69 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
70 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
71 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
72   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
73   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
74 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
75   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
76   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
77 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
78   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
79   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
80 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
81   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
82   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
83 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
84   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
85   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
86 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
87   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
88   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
89 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
90   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
91   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
92 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
93   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
94   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
95
96 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
97   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
98   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
99            "in sched=list-ilp"));
100
101 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
102   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
103   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
104
105 namespace {
106 //===----------------------------------------------------------------------===//
107 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
108 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
109 ///
110 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
111 private:
112   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
113   ///
114   bool NeedLatency;
115
116   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
117   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
118
119   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
120   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
121   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
122   /// added to the AvailableQueue.
123   std::vector<SUnit*> PendingQueue;
124
125   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
126   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
127
128   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
129   unsigned CurCycle;
130
131   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
132   unsigned MinAvailableCycle;
133
134   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
135   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
136   unsigned IssueCount;
137
138   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
139   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
140   /// modifies the registers can be scheduled.
141   unsigned NumLiveRegs;
142   std::vector<SUnit*> LiveRegDefs;
143   std::vector<SUnit*> LiveRegGens;
144
145   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
146   /// and similar queries.
147   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
148
149   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
150   // DAG crawling.
151   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
152
153 public:
154   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
155                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
156                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
157     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
158       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue), CurCycle(0),
159       Topo(SUnits) {
160
161     const TargetMachine &tm = mf.getTarget();
162     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
163       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
164     else
165       HazardRec = tm.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&tm, this);
166   }
167
168   ~ScheduleDAGRRList() {
169     delete HazardRec;
170     delete AvailableQueue;
171   }
172
173   void Schedule();
174
175   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
176
177   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
178   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
179     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
180   }
181
182   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
183   /// create a cycle.
184   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
185     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
186   }
187
188   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
189   /// This returns true if this is a new predecessor.
190   /// Updates the topological ordering if required.
191   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
192     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
193     SU->addPred(D);
194   }
195
196   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
197   /// This returns true if an edge was removed.
198   /// Updates the topological ordering if required.
199   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
200     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
201     SU->removePred(D);
202   }
203
204 private:
205   bool isReady(SUnit *SU) {
206     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
207       AvailableQueue->isReady(SU);
208   }
209
210   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
211   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
212   void ReleasePending();
213   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
214   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
215   void EmitNode(SUnit *SU);
216   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
217   void CapturePred(SDep *PredEdge);
218   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
219   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
220   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
221   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
222   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
223                                 const TargetRegisterClass*,
224                                 const TargetRegisterClass*,
225                                 SmallVector<SUnit*, 2>&);
226   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVector<unsigned, 4>&);
227
228   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
229   void ListScheduleBottomUp();
230
231   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
232   /// Updates the topological ordering if required.
233   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
234     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
235     SUnit *NewNode = NewSUnit(N);
236     // Update the topological ordering.
237     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
238       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
239     return NewNode;
240   }
241
242   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
243   /// Updates the topological ordering if required.
244   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
245     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
246     SUnit *NewNode = Clone(N);
247     // Update the topological ordering.
248     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
249       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
250     return NewNode;
251   }
252
253   /// ForceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
254   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
255   bool ForceUnitLatencies() const {
256     return !NeedLatency;
257   }
258 };
259 }  // end anonymous namespace
260
261 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
262 /// Typically this just means looking up the representative register class,
263 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
264 /// opcode to determine what register class is being generated.
265 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
266                           const TargetLowering *TLI,
267                           const TargetInstrInfo *TII,
268                           const TargetRegisterInfo *TRI,
269                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost) {
270   EVT VT = RegDefPos.GetValue();
271
272   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
273   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
274   if (VT == MVT::Untyped) {
275     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
276     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
277
278     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
279       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
280       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
281       RegClass = RC->getID();
282       Cost = 1;
283       return;
284     }
285
286     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
287     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
288     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI);
289     RegClass = RC->getID();
290     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
291     // better way to determine it.
292     Cost = 1;
293   } else {
294     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
295     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
296   }
297 }
298
299 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
300 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
301   DEBUG(dbgs()
302         << "********** List Scheduling BB#" << BB->getNumber()
303         << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
304
305   CurCycle = 0;
306   IssueCount = 0;
307   MinAvailableCycle = DisableSchedCycles ? 0 : UINT_MAX;
308   NumLiveRegs = 0;
309   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
310   // to track the virtual resource of a calling sequence.
311   LiveRegDefs.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
312   LiveRegGens.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
313   CallSeqEndForStart.clear();
314
315   // Build the scheduling graph.
316   BuildSchedGraph(NULL);
317
318   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
319           SUnits[su].dumpAll(this));
320   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
321
322   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
323
324   HazardRec->Reset();
325
326   // Execute the actual scheduling loop.
327   ListScheduleBottomUp();
328
329   AvailableQueue->releaseState();
330 }
331
332 //===----------------------------------------------------------------------===//
333 //  Bottom-Up Scheduling
334 //===----------------------------------------------------------------------===//
335
336 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
337 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
338 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
339   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
340
341 #ifndef NDEBUG
342   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
343     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
344     PredSU->dump(this);
345     dbgs() << " has been released too many times!\n";
346     llvm_unreachable(0);
347   }
348 #endif
349   --PredSU->NumSuccsLeft;
350
351   if (!ForceUnitLatencies()) {
352     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
353     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
354     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
355   }
356
357   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
358   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
359   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
360     PredSU->isAvailable = true;
361
362     unsigned Height = PredSU->getHeight();
363     if (Height < MinAvailableCycle)
364       MinAvailableCycle = Height;
365
366     if (isReady(PredSU)) {
367       AvailableQueue->push(PredSU);
368     }
369     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
370     // adding it twice.
371     else if (!PredSU->isPending) {
372       PredSU->isPending = true;
373       PendingQueue.push_back(PredSU);
374     }
375   }
376 }
377
378 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
379 /// chain dependencies.
380 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
381                              unsigned NestLevel,
382                              const TargetInstrInfo *TII) {
383   SDNode *N = Outer;
384   for (;;) {
385     if (N == Inner)
386       return true;
387     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
388     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
389     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
390     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
391       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
392         if (IsChainDependent(N->getOperand(i).getNode(), Inner, NestLevel, TII))
393           return true;
394       return false;
395     }
396     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
397     if (N->isMachineOpcode()) {
398       if (N->getMachineOpcode() ==
399           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
400         ++NestLevel;
401       } else if (N->getMachineOpcode() ==
402                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
403         if (NestLevel == 0)
404           return false;
405         --NestLevel;
406       }
407     }
408     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
409     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
410       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
411         N = N->getOperand(i).getNode();
412         goto found_chain_operand;
413       }
414     return false;
415   found_chain_operand:;
416     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
417       return false;
418   }
419 }
420
421 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
422 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
423 ///
424 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
425 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
426 /// level seen so far.
427 ///
428 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
429 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
430 static SDNode *
431 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
432                  const TargetInstrInfo *TII) {
433   for (;;) {
434     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
435     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
436     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
437     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
438       SDNode *Best = 0;
439       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
440       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
441         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
442         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
443         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(N->getOperand(i).getNode(),
444                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
445           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
446             Best = New;
447             BestMaxNest = MyMaxNest;
448           }
449       }
450       assert(Best);
451       MaxNest = BestMaxNest;
452       return Best;
453     }
454     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
455     if (N->isMachineOpcode()) {
456       if (N->getMachineOpcode() ==
457           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
458         ++NestLevel;
459         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
460       } else if (N->getMachineOpcode() ==
461                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
462         assert(NestLevel != 0);
463         --NestLevel;
464         if (NestLevel == 0)
465           return N;
466       }
467     }
468     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
469     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
470       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
471         N = N->getOperand(i).getNode();
472         goto found_chain_operand;
473       }
474     return 0;
475   found_chain_operand:;
476     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
477       return 0;
478   }
479 }
480
481 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
482 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
483 /// also defines the register. This effectively create one large live range
484 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
485 /// entire chain must be scheduled together. Example:
486 ///
487 /// flags = (3) add
488 /// flags = (2) addc flags
489 /// flags = (1) addc flags
490 ///
491 /// results in
492 ///
493 /// LiveRegDefs[flags] = 3
494 /// LiveRegGens[flags] = 1
495 ///
496 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
497 /// interference on flags.
498 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
499   // Bottom up: release predecessors
500   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
501        I != E; ++I) {
502     ReleasePred(SU, &*I);
503     if (I->isAssignedRegDep()) {
504       // This is a physical register dependency and it's impossible or
505       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
506       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
507       // this node.
508       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[I->getReg()]; (void)RegDef;
509       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == I->getSUnit()) &&
510              "interference on register dependence");
511       LiveRegDefs[I->getReg()] = I->getSUnit();
512       if (!LiveRegGens[I->getReg()]) {
513         ++NumLiveRegs;
514         LiveRegGens[I->getReg()] = SU;
515       }
516     }
517   }
518
519   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
520   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
521   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
522   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
523   if (!LiveRegDefs[CallResource])
524     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
525       if (Node->isMachineOpcode() &&
526           Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
527         unsigned NestLevel = 0;
528         unsigned MaxNest = 0;
529         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
530
531         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
532         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
533
534         ++NumLiveRegs;
535         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
536         LiveRegGens[CallResource] = SU;
537         break;
538       }
539 }
540
541 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
542 /// so, add them to the available queue.
543 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
544   if (DisableSchedCycles) {
545     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
546     return;
547   }
548
549   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
550   if (AvailableQueue->empty())
551     MinAvailableCycle = UINT_MAX;
552
553   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
554   // so, add them to the available queue.
555   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
556     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
557     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
558       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
559
560     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
561       if (!isReady(PendingQueue[i]))
562           continue;
563       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
564     }
565     PendingQueue[i]->isPending = false;
566     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
567     PendingQueue.pop_back();
568     --i; --e;
569   }
570 }
571
572 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
573 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
574   if (NextCycle <= CurCycle)
575     return;
576
577   IssueCount = 0;
578   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
579   if (!HazardRec->isEnabled()) {
580     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
581     CurCycle = NextCycle;
582   }
583   else {
584     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
585       HazardRec->RecedeCycle();
586     }
587   }
588   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
589   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
590   ReleasePending();
591 }
592
593 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
594 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
595 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
596   if (DisableSchedCycles)
597     return;
598
599   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
600   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
601   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
602   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
603   // currently need to treat these nodes like real instructions.
604   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
605
606   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
607
608   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
609   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
610   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
611   // this instruction.
612   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
613
614   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
615   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
616   // scoreboard state before emitting the call.
617   if (SU->isCall)
618     return;
619
620   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
621   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
622   int Stalls = 0;
623   while (true) {
624     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
625       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
626
627     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
628       break;
629
630     ++Stalls;
631   }
632   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
633 }
634
635 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
636 /// Does not update CurCycle.
637 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
638   if (!HazardRec->isEnabled())
639     return;
640
641   // Check for phys reg copy.
642   if (!SU->getNode())
643     return;
644
645   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
646   default:
647     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
648            "This target-independent node should not be scheduled.");
649     break;
650   case ISD::MERGE_VALUES:
651   case ISD::TokenFactor:
652   case ISD::CopyToReg:
653   case ISD::CopyFromReg:
654   case ISD::EH_LABEL:
655     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
656     // removed.
657     return;
658   case ISD::INLINEASM:
659     // For inline asm, clear the pipeline state.
660     HazardRec->Reset();
661     return;
662   }
663   if (SU->isCall) {
664     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
665     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
666     HazardRec->Reset();
667   }
668
669   HazardRec->EmitInstruction(SU);
670 }
671
672 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
673
674 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
675 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
676 /// the Available queue.
677 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
678   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
679   DEBUG(SU->dump(this));
680
681 #ifndef NDEBUG
682   if (CurCycle < SU->getHeight())
683     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
684           << "] pipeline stall!\n");
685 #endif
686
687   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
688   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
689   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
690   // indicate the scheduled cycle.
691   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
692
693   // Reserve resources for the scheduled intruction.
694   EmitNode(SU);
695
696   Sequence.push_back(SU);
697
698   AvailableQueue->ScheduledNode(SU);
699
700   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
701   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
702   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
703   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
704     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
705
706   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
707   // two-address node as a live range def.
708   ReleasePredecessors(SU);
709
710   // Release all the implicit physical register defs that are live.
711   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
712        I != E; ++I) {
713     // LiveRegDegs[I->getReg()] != SU when SU is a two-address node.
714     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] == SU) {
715       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
716       --NumLiveRegs;
717       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
718       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
719     }
720   }
721   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
722   // of a call.
723   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
724   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
725     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
726          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
727       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
728           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
729         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
730         --NumLiveRegs;
731         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
732         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
733       }
734     }
735
736   resetVRegCycle(SU);
737
738   SU->isScheduled = true;
739
740   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
741   // (1) No available instructions
742   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
743   //
744   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
745   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
746   //
747   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
748   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
749     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
750       ++IssueCount;
751     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
752         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
753       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
754   }
755 }
756
757 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
758 /// unscheduled, incrcease the succ left count of its predecessors. Remove
759 /// them from AvailableQueue if necessary.
760 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
761   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
762   if (PredSU->isAvailable) {
763     PredSU->isAvailable = false;
764     if (!PredSU->isPending)
765       AvailableQueue->remove(PredSU);
766   }
767
768   assert(PredSU->NumSuccsLeft < UINT_MAX && "NumSuccsLeft will overflow!");
769   ++PredSU->NumSuccsLeft;
770 }
771
772 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
773 /// its predecessor states to reflect the change.
774 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
775   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
776   DEBUG(SU->dump(this));
777
778   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
779        I != E; ++I) {
780     CapturePred(&*I);
781     if (I->isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[I->getReg()]){
782       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
783       assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == I->getSUnit() &&
784              "Physical register dependency violated?");
785       --NumLiveRegs;
786       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
787       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
788     }
789   }
790
791   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
792   // of a call.
793   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
794   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
795        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
796     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
797         SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
798       ++NumLiveRegs;
799       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
800       LiveRegGens[CallResource] = CallSeqEndForStart[SU];
801     }
802   }
803
804   // Release the special call resource dependence, if this is the end
805   // of a call.
806   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
807     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
808          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
809       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
810           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
811         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
812         --NumLiveRegs;
813         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
814         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
815       }
816     }
817
818   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
819        I != E; ++I) {
820     if (I->isAssignedRegDep()) {
821       if (!LiveRegDefs[I->getReg()])
822         ++NumLiveRegs;
823       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
824       // pending if this is a two-address node.
825       LiveRegDefs[I->getReg()] = SU;
826       if (LiveRegGens[I->getReg()] == NULL ||
827           I->getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[I->getReg()]->getHeight())
828         LiveRegGens[I->getReg()] = I->getSUnit();
829     }
830   }
831   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
832     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
833
834   SU->setHeightDirty();
835   SU->isScheduled = false;
836   SU->isAvailable = true;
837   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
838     // Don't make available until backtracking is complete.
839     SU->isPending = true;
840     PendingQueue.push_back(SU);
841   }
842   else {
843     AvailableQueue->push(SU);
844   }
845   AvailableQueue->UnscheduledNode(SU);
846 }
847
848 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
849 /// corresponding the the current cycle.
850 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
851   HazardRec->Reset();
852
853   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
854                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
855   if (LookAhead == 0)
856     return;
857
858   std::vector<SUnit*>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
859   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
860   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
861     SUnit *SU = *I;
862     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
863       HazardRec->RecedeCycle();
864     }
865     EmitNode(SU);
866   }
867 }
868
869 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
870 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
871 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
872   SUnit *OldSU = Sequence.back();
873   while (true) {
874     Sequence.pop_back();
875     if (SU->isSucc(OldSU))
876       // Don't try to remove SU from AvailableQueue.
877       SU->isAvailable = false;
878     // FIXME: use ready cycle instead of height
879     CurCycle = OldSU->getHeight();
880     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
881     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
882     if (OldSU == BtSU)
883       break;
884     OldSU = Sequence.back();
885   }
886
887   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
888
889   RestoreHazardCheckerBottomUp();
890
891   ReleasePending();
892
893   ++NumBacktracks;
894 }
895
896 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
897   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
898        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
899     if (SUNode->isOperandOf(N))
900       return true;
901   }
902   return false;
903 }
904
905 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
906 /// successors to the newly created node.
907 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
908   SDNode *N = SU->getNode();
909   if (!N)
910     return NULL;
911
912   if (SU->getNode()->getGluedNode())
913     return NULL;
914
915   SUnit *NewSU;
916   bool TryUnfold = false;
917   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
918     EVT VT = N->getValueType(i);
919     if (VT == MVT::Glue)
920       return NULL;
921     else if (VT == MVT::Other)
922       TryUnfold = true;
923   }
924   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
925     const SDValue &Op = N->getOperand(i);
926     EVT VT = Op.getNode()->getValueType(Op.getResNo());
927     if (VT == MVT::Glue)
928       return NULL;
929   }
930
931   if (TryUnfold) {
932     SmallVector<SDNode*, 2> NewNodes;
933     if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
934       return NULL;
935
936     // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
937     // can't be handled here so quit
938     if (NewNodes.size() == 3)
939       return NULL;
940
941     DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
942     assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
943
944     N = NewNodes[1];
945     SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
946     unsigned NumVals = N->getNumValues();
947     unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
948     for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
949       DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
950     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals-1),
951                                    SDValue(LoadNode, 1));
952
953     // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
954     // load from the same location and producing the same type of value
955     // but it has different alignment or volatileness.
956     bool isNewLoad = true;
957     SUnit *LoadSU;
958     if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
959       LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
960       isNewLoad = false;
961     } else {
962       LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
963       LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
964
965       InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
966       ComputeLatency(LoadSU);
967     }
968
969     SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
970     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
971     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
972
973     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
974     for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
975       if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
976         NewSU->isTwoAddress = true;
977         break;
978       }
979     }
980     if (MCID.isCommutable())
981       NewSU->isCommutable = true;
982
983     InitNumRegDefsLeft(NewSU);
984     ComputeLatency(NewSU);
985
986     // Record all the edges to and from the old SU, by category.
987     SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
988     SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
989     SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
990     SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
991     SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
992     for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
993          I != E; ++I) {
994       if (I->isCtrl())
995         ChainPreds.push_back(*I);
996       else if (isOperandOf(I->getSUnit(), LoadNode))
997         LoadPreds.push_back(*I);
998       else
999         NodePreds.push_back(*I);
1000     }
1001     for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1002          I != E; ++I) {
1003       if (I->isCtrl())
1004         ChainSuccs.push_back(*I);
1005       else
1006         NodeSuccs.push_back(*I);
1007     }
1008
1009     // Now assign edges to the newly-created nodes.
1010     for (unsigned i = 0, e = ChainPreds.size(); i != e; ++i) {
1011       const SDep &Pred = ChainPreds[i];
1012       RemovePred(SU, Pred);
1013       if (isNewLoad)
1014         AddPred(LoadSU, Pred);
1015     }
1016     for (unsigned i = 0, e = LoadPreds.size(); i != e; ++i) {
1017       const SDep &Pred = LoadPreds[i];
1018       RemovePred(SU, Pred);
1019       if (isNewLoad)
1020         AddPred(LoadSU, Pred);
1021     }
1022     for (unsigned i = 0, e = NodePreds.size(); i != e; ++i) {
1023       const SDep &Pred = NodePreds[i];
1024       RemovePred(SU, Pred);
1025       AddPred(NewSU, Pred);
1026     }
1027     for (unsigned i = 0, e = NodeSuccs.size(); i != e; ++i) {
1028       SDep D = NodeSuccs[i];
1029       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1030       D.setSUnit(SU);
1031       RemovePred(SuccDep, D);
1032       D.setSUnit(NewSU);
1033       AddPred(SuccDep, D);
1034       // Balance register pressure.
1035       if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled
1036           && !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1037         --NewSU->NumRegDefsLeft;
1038     }
1039     for (unsigned i = 0, e = ChainSuccs.size(); i != e; ++i) {
1040       SDep D = ChainSuccs[i];
1041       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1042       D.setSUnit(SU);
1043       RemovePred(SuccDep, D);
1044       if (isNewLoad) {
1045         D.setSUnit(LoadSU);
1046         AddPred(SuccDep, D);
1047       }
1048     }
1049
1050     // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1051     // by LoadSU.
1052     AddPred(NewSU, SDep(LoadSU, SDep::Data, LoadSU->Latency));
1053
1054     if (isNewLoad)
1055       AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1056     AvailableQueue->addNode(NewSU);
1057
1058     ++NumUnfolds;
1059
1060     if (NewSU->NumSuccsLeft == 0) {
1061       NewSU->isAvailable = true;
1062       return NewSU;
1063     }
1064     SU = NewSU;
1065   }
1066
1067   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1068   NewSU = CreateClone(SU);
1069
1070   // New SUnit has the exact same predecessors.
1071   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1072        I != E; ++I)
1073     if (!I->isArtificial())
1074       AddPred(NewSU, *I);
1075
1076   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1077   // list and move them over.
1078   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1079   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1080        I != E; ++I) {
1081     if (I->isArtificial())
1082       continue;
1083     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1084     if (SuccSU->isScheduled) {
1085       SDep D = *I;
1086       D.setSUnit(NewSU);
1087       AddPred(SuccSU, D);
1088       D.setSUnit(SU);
1089       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1090     }
1091   }
1092   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1093     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1094
1095   AvailableQueue->updateNode(SU);
1096   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1097
1098   ++NumDups;
1099   return NewSU;
1100 }
1101
1102 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1103 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1104 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1105                                                const TargetRegisterClass *DestRC,
1106                                                const TargetRegisterClass *SrcRC,
1107                                                SmallVector<SUnit*, 2> &Copies) {
1108   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(NULL);
1109   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1110   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1111
1112   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(NULL);
1113   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1114   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1115
1116   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1117   // list and move them over.
1118   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1119   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1120        I != E; ++I) {
1121     if (I->isArtificial())
1122       continue;
1123     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1124     if (SuccSU->isScheduled) {
1125       SDep D = *I;
1126       D.setSUnit(CopyToSU);
1127       AddPred(SuccSU, D);
1128       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, *I));
1129     }
1130     else {
1131       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1132       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1133       // continue inserting copies indefinitely.
1134       SDep D(CopyFromSU, SDep::Order, /*Latency=*/0,
1135              /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1136              /*isMustAlias=*/false, /*isArtificial=*/true);
1137       AddPred(SuccSU, D);
1138     }
1139   }
1140   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1141     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1142
1143   AddPred(CopyFromSU, SDep(SU, SDep::Data, SU->Latency, Reg));
1144   AddPred(CopyToSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Data, CopyFromSU->Latency, 0));
1145
1146   AvailableQueue->updateNode(SU);
1147   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1148   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1149   Copies.push_back(CopyFromSU);
1150   Copies.push_back(CopyToSU);
1151
1152   ++NumPRCopies;
1153 }
1154
1155 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1156 /// definition of the specified node.
1157 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1158 static EVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1159                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1160   const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1161   assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1162   unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
1163   for (const unsigned *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1164     if (Reg == *ImpDef)
1165       break;
1166     ++NumRes;
1167   }
1168   return N->getValueType(NumRes);
1169 }
1170
1171 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1172 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1173 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1174                                std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1175                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1176                                SmallVector<unsigned, 4> &LRegs,
1177                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1178   for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(Reg); *AliasI; ++AliasI) {
1179
1180     // Check if Ref is live.
1181     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1182
1183     // Allow multiple uses of the same def.
1184     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1185
1186     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1187     if (RegAdded.insert(*AliasI)) {
1188       LRegs.push_back(*AliasI);
1189     }
1190   }
1191 }
1192
1193 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1194 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1195 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1196                                      std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1197                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1198                                      SmallVector<unsigned, 4> &LRegs) {
1199   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1200   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1201     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1202     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1203     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1204     if (RegAdded.insert(i))
1205       LRegs.push_back(i);
1206   }
1207 }
1208
1209 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1210 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1211   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
1212     if (const RegisterMaskSDNode *Op =
1213         dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(N->getOperand(i).getNode()))
1214       return Op->getRegMask();
1215   return NULL;
1216 }
1217
1218 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1219 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1220 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1221 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1222 bool ScheduleDAGRRList::
1223 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVector<unsigned, 4> &LRegs) {
1224   if (NumLiveRegs == 0)
1225     return false;
1226
1227   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1228   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1229   //
1230   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1231   // then we are free to schedule it.
1232   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1233        I != E; ++I) {
1234     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] != SU)
1235       CheckForLiveRegDef(I->getSUnit(), I->getReg(), LiveRegDefs,
1236                          RegAdded, LRegs, TRI);
1237   }
1238
1239   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1240     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
1241       // Inline asm can clobber physical defs.
1242       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1243       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1244         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1245
1246       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1247         unsigned Flags =
1248           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1249         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1250
1251         ++i; // Skip the ID value.
1252         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1253             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1254             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1255           // Check for def of register or earlyclobber register.
1256           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1257             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1258             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1259               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1260           }
1261         } else
1262           i += NumVals;
1263       }
1264       continue;
1265     }
1266
1267     if (!Node->isMachineOpcode())
1268       continue;
1269     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1270     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1271     // the call.
1272     if (Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1273       // Check the special calling-sequence resource.
1274       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1275       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1276         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1277         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1278           Gen = Glued;
1279         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) && RegAdded.insert(CallResource))
1280           LRegs.push_back(CallResource);
1281       }
1282     }
1283     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1284       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs);
1285
1286     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1287     if (!MCID.ImplicitDefs)
1288       continue;
1289     for (const unsigned *Reg = MCID.ImplicitDefs; *Reg; ++Reg)
1290       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1291   }
1292
1293   return !LRegs.empty();
1294 }
1295
1296 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1297 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1298 /// (2) No Hazards: resources are available
1299 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1300 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1301   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
1302   DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMap;
1303
1304   SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
1305   while (CurSU) {
1306     SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1307     if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1308       break;
1309     LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1310
1311     CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1312     Interferences.push_back(CurSU);
1313     CurSU = AvailableQueue->pop();
1314   }
1315   if (CurSU) {
1316     // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1317     for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1318       Interferences[i]->isPending = false;
1319       assert(Interferences[i]->isAvailable && "must still be available");
1320       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1321     }
1322     return CurSU;
1323   }
1324
1325   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1326   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1327   // to resolve it.
1328   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1329     SUnit *TrySU = Interferences[i];
1330     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1331
1332     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1333     // this node.
1334     SUnit *BtSU = NULL;
1335     unsigned LiveCycle = UINT_MAX;
1336     for (unsigned j = 0, ee = LRegs.size(); j != ee; ++j) {
1337       unsigned Reg = LRegs[j];
1338       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1339         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1340         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1341       }
1342     }
1343     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1344       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1345
1346       // Force the current node to be scheduled before the node that
1347       // requires the physical reg dep.
1348       if (BtSU->isAvailable) {
1349         BtSU->isAvailable = false;
1350         if (!BtSU->isPending)
1351           AvailableQueue->remove(BtSU);
1352       }
1353       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
1354                           /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1355                           /*isMustAlias=*/false, /*isArtificial=*/true));
1356
1357       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1358       // node is no longer avaialable. Schedule a successor that's now
1359       // available instead.
1360       if (!TrySU->isAvailable) {
1361         CurSU = AvailableQueue->pop();
1362       }
1363       else {
1364         CurSU = TrySU;
1365         TrySU->isPending = false;
1366         Interferences.erase(Interferences.begin()+i);
1367       }
1368       break;
1369     }
1370   }
1371
1372   if (!CurSU) {
1373     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1374     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1375     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1376     // insert cross class copies.
1377     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1378     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1379     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1380     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1381     unsigned Reg = LRegs[0];
1382     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1383     EVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1384     const TargetRegisterClass *RC =
1385       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1386     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1387
1388     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1389     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1390     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1391     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1392     // expensive.
1393     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1394     // the value at all.
1395     SUnit *NewDef = 0;
1396     if (DestRC != RC) {
1397       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1398       if (!DestRC && !NewDef)
1399         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1400     }
1401     if (!NewDef) {
1402       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1403       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1404       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1405       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1406             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1407       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Order, /*Latency=*/1,
1408                           /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1409                           /*isMustAlias=*/false,
1410                           /*isArtificial=*/true));
1411       NewDef = Copies.back();
1412     }
1413
1414     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1415           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1416     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1417     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
1418                          /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1419                          /*isMustAlias=*/false,
1420                          /*isArtificial=*/true));
1421     TrySU->isAvailable = false;
1422     CurSU = NewDef;
1423   }
1424
1425   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1426
1427   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1428   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1429     Interferences[i]->isPending = false;
1430     // May no longer be available due to backtracking.
1431     if (Interferences[i]->isAvailable) {
1432       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1433     }
1434   }
1435   return CurSU;
1436 }
1437
1438 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1439 /// schedulers.
1440 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1441   // Release any predecessors of the special Exit node.
1442   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1443
1444   // Add root to Available queue.
1445   if (!SUnits.empty()) {
1446     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1447     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1448     RootSU->isAvailable = true;
1449     AvailableQueue->push(RootSU);
1450   }
1451
1452   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1453   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1454   Sequence.reserve(SUnits.size());
1455   while (!AvailableQueue->empty()) {
1456     DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1457           AvailableQueue->dump(this));
1458
1459     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1460     // consideration.
1461     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1462
1463     AdvancePastStalls(SU);
1464
1465     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1466
1467     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1468       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1469       assert(MinAvailableCycle < UINT_MAX && "MinAvailableCycle uninitialized");
1470       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1471     }
1472   }
1473
1474   // Reverse the order if it is bottom up.
1475   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1476
1477 #ifndef NDEBUG
1478   VerifySchedule(/*isBottomUp=*/true);
1479 #endif
1480 }
1481
1482 //===----------------------------------------------------------------------===//
1483 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1484 //===----------------------------------------------------------------------===//
1485 //
1486 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1487 // to reduce register pressure.
1488 //
1489 namespace {
1490 class RegReductionPQBase;
1491
1492 struct queue_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
1493   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1494 };
1495
1496 #ifndef NDEBUG
1497 template<class SF>
1498 struct reverse_sort : public queue_sort {
1499   SF &SortFunc;
1500   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1501   reverse_sort(const reverse_sort &RHS) : SortFunc(RHS.SortFunc) {}
1502
1503   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1504     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1505     // to expose different paths in the comparison logic.
1506     return SortFunc(right, left);
1507   }
1508 };
1509 #endif // NDEBUG
1510
1511 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1512 // reduction scheduler.
1513 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1514   enum {
1515     IsBottomUp = true,
1516     HasReadyFilter = false
1517   };
1518
1519   RegReductionPQBase *SPQ;
1520   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1521   bu_ls_rr_sort(const bu_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
1522
1523   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1524 };
1525
1526 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1527 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1528   enum {
1529     IsBottomUp = true,
1530     HasReadyFilter = false
1531   };
1532
1533   RegReductionPQBase *SPQ;
1534   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1535     : SPQ(spq) {}
1536   src_ls_rr_sort(const src_ls_rr_sort &RHS)
1537     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1538
1539   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1540 };
1541
1542 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1543 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1544   enum {
1545     IsBottomUp = true,
1546     HasReadyFilter = false
1547   };
1548
1549   RegReductionPQBase *SPQ;
1550   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1551     : SPQ(spq) {}
1552   hybrid_ls_rr_sort(const hybrid_ls_rr_sort &RHS)
1553     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1554
1555   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1556
1557   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1558 };
1559
1560 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1561 // scheduler.
1562 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1563   enum {
1564     IsBottomUp = true,
1565     HasReadyFilter = false
1566   };
1567
1568   RegReductionPQBase *SPQ;
1569   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1570     : SPQ(spq) {}
1571   ilp_ls_rr_sort(const ilp_ls_rr_sort &RHS)
1572     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1573
1574   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1575
1576   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1577 };
1578
1579 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1580 protected:
1581   std::vector<SUnit*> Queue;
1582   unsigned CurQueueId;
1583   bool TracksRegPressure;
1584
1585   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1586   std::vector<SUnit> *SUnits;
1587
1588   MachineFunction &MF;
1589   const TargetInstrInfo *TII;
1590   const TargetRegisterInfo *TRI;
1591   const TargetLowering *TLI;
1592   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
1593
1594   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1595   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1596
1597   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1598   ///
1599   std::vector<unsigned> RegPressure;
1600
1601   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1602   /// class.
1603   std::vector<unsigned> RegLimit;
1604
1605 public:
1606   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1607                      bool hasReadyFilter,
1608                      bool tracksrp,
1609                      const TargetInstrInfo *tii,
1610                      const TargetRegisterInfo *tri,
1611                      const TargetLowering *tli)
1612     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter),
1613       CurQueueId(0), TracksRegPressure(tracksrp),
1614       MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli), scheduleDAG(NULL) {
1615     if (TracksRegPressure) {
1616       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1617       RegLimit.resize(NumRC);
1618       RegPressure.resize(NumRC);
1619       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1620       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1621       for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1622              E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
1623         RegLimit[(*I)->getID()] = tri->getRegPressureLimit(*I, MF);
1624     }
1625   }
1626
1627   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1628     scheduleDAG = scheduleDag;
1629   }
1630
1631   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1632     return scheduleDAG->getHazardRec();
1633   }
1634
1635   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits);
1636
1637   void addNode(const SUnit *SU);
1638
1639   void updateNode(const SUnit *SU);
1640
1641   void releaseState() {
1642     SUnits = 0;
1643     SethiUllmanNumbers.clear();
1644     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1645   }
1646
1647   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1648
1649   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1650     if (!SU->getNode()) return 0;
1651
1652     return scheduleDAG->DAG->GetOrdering(SU->getNode());
1653   }
1654
1655   bool empty() const { return Queue.empty(); }
1656
1657   void push(SUnit *U) {
1658     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1659     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1660     Queue.push_back(U);
1661   }
1662
1663   void remove(SUnit *SU) {
1664     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1665     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1666     std::vector<SUnit *>::iterator I = std::find(Queue.begin(), Queue.end(),
1667                                                  SU);
1668     if (I != prior(Queue.end()))
1669       std::swap(*I, Queue.back());
1670     Queue.pop_back();
1671     SU->NodeQueueId = 0;
1672   }
1673
1674   bool tracksRegPressure() const { return TracksRegPressure; }
1675
1676   void dumpRegPressure() const;
1677
1678   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1679
1680   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1681
1682   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1683
1684   void ScheduledNode(SUnit *SU);
1685
1686   void UnscheduledNode(SUnit *SU);
1687
1688 protected:
1689   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1690   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1691   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1692   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1693 };
1694
1695 template<class SF>
1696 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker) {
1697   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1698   for (std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::next(Q.begin()),
1699          E = Q.end(); I != E; ++I)
1700     if (Picker(*Best, *I))
1701       Best = I;
1702   SUnit *V = *Best;
1703   if (Best != prior(Q.end()))
1704     std::swap(*Best, Q.back());
1705   Q.pop_back();
1706   return V;
1707 }
1708
1709 template<class SF>
1710 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1711 #ifndef NDEBUG
1712   if (DAG->StressSched) {
1713     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1714     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1715   }
1716 #endif
1717   (void)DAG;
1718   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1719 }
1720
1721 template<class SF>
1722 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1723   SF Picker;
1724
1725 public:
1726   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1727                             bool tracksrp,
1728                             const TargetInstrInfo *tii,
1729                             const TargetRegisterInfo *tri,
1730                             const TargetLowering *tli)
1731     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, tii, tri, tli),
1732       Picker(this) {}
1733
1734   bool isBottomUp() const { return SF::IsBottomUp; }
1735
1736   bool isReady(SUnit *U) const {
1737     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1738   }
1739
1740   SUnit *pop() {
1741     if (Queue.empty()) return NULL;
1742
1743     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1744     V->NodeQueueId = 0;
1745     return V;
1746   }
1747
1748   void dump(ScheduleDAG *DAG) const {
1749     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1750     std::vector<SUnit*> DumpQueue = Queue;
1751     SF DumpPicker = Picker;
1752     while (!DumpQueue.empty()) {
1753       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1754       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1755       SU->dump(DAG);
1756     }
1757   }
1758 };
1759
1760 typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1761 BURegReductionPriorityQueue;
1762
1763 typedef RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>
1764 SrcRegReductionPriorityQueue;
1765
1766 typedef RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>
1767 HybridBURRPriorityQueue;
1768
1769 typedef RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>
1770 ILPBURRPriorityQueue;
1771 } // end anonymous namespace
1772
1773 //===----------------------------------------------------------------------===//
1774 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1775 //===----------------------------------------------------------------------===//
1776
1777 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1778 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1779 // pseudo-ops as well.
1780 //
1781 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1782 // Return 0 if no bias exists.
1783 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1784   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1785   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1786   if (LSchedLow != RSchedLow)
1787     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1788   return 0;
1789 }
1790
1791 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1792 /// Smaller number is the higher priority.
1793 static unsigned
1794 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1795   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
1796   if (SethiUllmanNumber != 0)
1797     return SethiUllmanNumber;
1798
1799   unsigned Extra = 0;
1800   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1801        I != E; ++I) {
1802     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1803     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1804     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
1805     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1806       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1807       Extra = 0;
1808     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1809       ++Extra;
1810   }
1811
1812   SethiUllmanNumber += Extra;
1813
1814   if (SethiUllmanNumber == 0)
1815     SethiUllmanNumber = 1;
1816
1817   return SethiUllmanNumber;
1818 }
1819
1820 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1821 /// scheduling units.
1822 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1823   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1824
1825   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i)
1826     CalcNodeSethiUllmanNumber(&(*SUnits)[i], SethiUllmanNumbers);
1827 }
1828
1829 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1830   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1831   if (SUnits->size() > SUSize)
1832     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1833   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1834 }
1835
1836 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1837   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1838   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1839 }
1840
1841 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
1842 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
1843 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1844   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1845   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1846   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1847     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1848     // avoid spilling.
1849     return 0;
1850   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1851       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1852       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1853     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
1854     // close to their uses to facilitate coalescing.
1855     return 0;
1856   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
1857     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
1858     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
1859     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
1860     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
1861     // their live ranges.
1862     return 0xffff;
1863   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
1864     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
1865     // because it does not lengthen any live ranges.
1866     return 0;
1867 #if 1
1868   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1869 #else
1870   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1871   if (SU->isCallOp) {
1872     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
1873     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
1874     return (NP > 0) ? NP : 0;
1875   }
1876   return Priority;
1877 #endif
1878 }
1879
1880 //===----------------------------------------------------------------------===//
1881 //                     Register Pressure Tracking
1882 //===----------------------------------------------------------------------===//
1883
1884 void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
1885   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1886          E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I) {
1887     const TargetRegisterClass *RC = *I;
1888     unsigned Id = RC->getID();
1889     unsigned RP = RegPressure[Id];
1890     if (!RP) continue;
1891     DEBUG(dbgs() << RC->getName() << ": " << RP << " / " << RegLimit[Id]
1892           << '\n');
1893   }
1894 }
1895
1896 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
1897   if (!TLI)
1898     return false;
1899
1900   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1901        I != E; ++I) {
1902     if (I->isCtrl())
1903       continue;
1904     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1905     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1906     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1907     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1908       continue;
1909     }
1910     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1911          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1912       unsigned RCId, Cost;
1913       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost);
1914
1915       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1916         return true;
1917     }
1918   }
1919   return false;
1920 }
1921
1922 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
1923   const SDNode *N = SU->getNode();
1924
1925   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1926     return false;
1927
1928   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1929   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1930     EVT VT = N->getValueType(i);
1931     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1932       continue;
1933     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1934     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1935       return true;
1936   }
1937   return false;
1938 }
1939
1940 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
1941 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
1942 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
1943 // uses of registers that are already live.
1944 //
1945 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
1946 // so could probably be factored.
1947 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
1948   LiveUses = 0;
1949   int PDiff = 0;
1950   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1951        I != E; ++I) {
1952     if (I->isCtrl())
1953       continue;
1954     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1955     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1956     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1957     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1958       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
1959         ++LiveUses;
1960       continue;
1961     }
1962     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1963          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1964       EVT VT = RegDefPos.GetValue();
1965       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1966       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1967         ++PDiff;
1968     }
1969   }
1970   const SDNode *N = SU->getNode();
1971
1972   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1973     return PDiff;
1974
1975   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1976   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1977     EVT VT = N->getValueType(i);
1978     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1979       continue;
1980     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1981     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1982       --PDiff;
1983   }
1984   return PDiff;
1985 }
1986
1987 void RegReductionPQBase::ScheduledNode(SUnit *SU) {
1988   if (!TracksRegPressure)
1989     return;
1990
1991   if (!SU->getNode())
1992     return;
1993
1994   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1995        I != E; ++I) {
1996     if (I->isCtrl())
1997       continue;
1998     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1999     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2000     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2001     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2002       continue;
2003     }
2004     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2005     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2006     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2007     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2008     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2009     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2010     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2011     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2012     // value type or register class to SDep.
2013     //
2014     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2015     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2016     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2017     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2018     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2019     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2020     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2021     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2022          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2023       if (SkipRegDefs)
2024         continue;
2025
2026       unsigned RCId, Cost;
2027       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost);
2028       RegPressure[RCId] += Cost;
2029       break;
2030     }
2031   }
2032
2033   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2034   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2035   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2036   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2037   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2038        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2039     if (SkipRegDefs > 0)
2040       continue;
2041     unsigned RCId, Cost;
2042     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost);
2043     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2044       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2045       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2046       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") has too many regdefs\n");
2047       RegPressure[RCId] = 0;
2048     }
2049     else {
2050       RegPressure[RCId] -= Cost;
2051     }
2052   }
2053   dumpRegPressure();
2054 }
2055
2056 void RegReductionPQBase::UnscheduledNode(SUnit *SU) {
2057   if (!TracksRegPressure)
2058     return;
2059
2060   const SDNode *N = SU->getNode();
2061   if (!N) return;
2062
2063   if (!N->isMachineOpcode()) {
2064     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2065       return;
2066   } else {
2067     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2068     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2069         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2070         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2071         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2072         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2073       return;
2074   }
2075
2076   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2077        I != E; ++I) {
2078     if (I->isCtrl())
2079       continue;
2080     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2081     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2082     // counts data deps.
2083     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2084       continue;
2085     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2086     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2087       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2088         EVT VT = PN->getValueType(0);
2089         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2090         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2091       }
2092       continue;
2093     }
2094     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2095     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2096       continue;
2097     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2098         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2099         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2100       EVT VT = PN->getValueType(0);
2101       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2102       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2103       continue;
2104     }
2105     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2106     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2107       EVT VT = PN->getValueType(i);
2108       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2109         continue;
2110       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2111       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2112         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2113         RegPressure[RCId] = 0;
2114       else
2115         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2116     }
2117   }
2118
2119   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2120   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2121   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2122     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2123     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2124       EVT VT = N->getValueType(i);
2125       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2126         continue;
2127       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2128         continue;
2129       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2130       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2131     }
2132   }
2133
2134   dumpRegPressure();
2135 }
2136
2137 //===----------------------------------------------------------------------===//
2138 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2139 //===----------------------------------------------------------------------===//
2140
2141 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2142 /// closest to the current cycle.
2143 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2144   unsigned MaxHeight = 0;
2145   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2146        I != E; ++I) {
2147     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2148     unsigned Height = I->getSUnit()->getHeight();
2149     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2150     // to be at the same position.
2151     if (I->getSUnit()->getNode() &&
2152         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2153       Height = closestSucc(I->getSUnit())+1;
2154     if (Height > MaxHeight)
2155       MaxHeight = Height;
2156   }
2157   return MaxHeight;
2158 }
2159
2160 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2161 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2162 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2163   unsigned Scratches = 0;
2164   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2165        I != E; ++I) {
2166     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2167     Scratches++;
2168   }
2169   return Scratches;
2170 }
2171
2172 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2173 /// CopyFromReg from a virtual register.
2174 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2175   bool RetVal = false;
2176   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2177        I != E; ++I) {
2178     if (I->isCtrl()) continue;
2179     const SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2180     if (PredSU->getNode() &&
2181         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2182       unsigned Reg =
2183         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2184       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2185         RetVal = true;
2186         continue;
2187       }
2188     }
2189     return false;
2190   }
2191   return RetVal;
2192 }
2193
2194 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2195 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2196 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2197 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2198   bool RetVal = false;
2199   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2200        I != E; ++I) {
2201     if (I->isCtrl()) continue;
2202     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2203     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2204       unsigned Reg =
2205         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2206       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2207         RetVal = true;
2208         continue;
2209       }
2210     }
2211     return false;
2212   }
2213   return RetVal;
2214 }
2215
2216 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2217 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2218 //
2219 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2220 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2221 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2222 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2223 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2224 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2225 // eliminates a copy inside the loop.
2226 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2227   if (DisableSchedVRegCycle)
2228     return;
2229
2230   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2231     return;
2232
2233   DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2234
2235   SU->isVRegCycle = true;
2236
2237   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2238        I != E; ++I) {
2239     if (I->isCtrl()) continue;
2240     I->getSUnit()->isVRegCycle = true;
2241   }
2242 }
2243
2244 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2245 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2246 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2247   if (!SU->isVRegCycle)
2248     return;
2249
2250   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2251        I != E; ++I) {
2252     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2253     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2254     if (PredSU->isVRegCycle) {
2255       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2256              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2257       I->getSUnit()->isVRegCycle = 0;
2258     }
2259   }
2260 }
2261
2262 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2263 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2264 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2265   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2266   if (SU->isVRegCycle)
2267     return false;
2268
2269   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2270        I != E; ++I) {
2271     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2272     if (I->getSUnit()->isVRegCycle &&
2273         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2274       DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2275       return true;
2276     }
2277   }
2278   return false;
2279 }
2280
2281 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2282 //
2283 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2284 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2285   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2286   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2287       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2288     return true;
2289   return false;
2290 }
2291
2292 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2293 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2294 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2295                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2296   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2297   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2298   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2299   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2300   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2301   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2302
2303   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2304     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2305   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2306     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2307
2308   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2309   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2310   // them according to their height.
2311   if (LStall) {
2312     if (!RStall)
2313       return 1;
2314     if (LHeight != RHeight)
2315       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2316   } else if (RStall)
2317     return -1;
2318
2319   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2320   // and latency.
2321   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2322                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2323     if (DisableSchedCycles) {
2324       if (LHeight != RHeight)
2325         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2326     }
2327     else {
2328       // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) then
2329       // its height is already covered so only its depth matters. We also reach
2330       // this if both stall but have the same height.
2331       int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2332       int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2333       if (LDepth != RDepth) {
2334         DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2335               << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2336               << ") depth " << RDepth << "\n");
2337         return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2338       }
2339     }
2340     if (left->Latency != right->Latency)
2341       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2342   }
2343   return 0;
2344 }
2345
2346 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2347   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2348   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2349   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2350   // creating a subtarget hook.
2351   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2352     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2353     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2354     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2355       #ifndef NDEBUG
2356       const char *PhysRegMsg[] = {" has no physreg", " defines a physreg"};
2357       #endif
2358       DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2359             << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum << ") "
2360             << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2361       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2362     }
2363   }
2364
2365   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2366   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2367   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2368
2369   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2370   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2371   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2372     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2373     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2374   }
2375   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2376     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2377     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2378   }
2379
2380   if (LPriority != RPriority)
2381     return LPriority > RPriority;
2382
2383   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2384   // same, then keep source order.
2385   if (left->isCall || right->isCall) {
2386     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2387     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2388
2389     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2390     // the preference.
2391     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2392       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2393   }
2394
2395   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2396   // e.g.
2397   // t1 = op t2, c1
2398   // t3 = op t4, c2
2399   //
2400   // and the following instructions are both ready.
2401   // t2 = op c3
2402   // t4 = op c4
2403   //
2404   // Then schedule t2 = op first.
2405   // i.e.
2406   // t4 = op c4
2407   // t2 = op c3
2408   // t1 = op t2, c1
2409   // t3 = op t4, c2
2410   //
2411   // This creates more short live intervals.
2412   unsigned LDist = closestSucc(left);
2413   unsigned RDist = closestSucc(right);
2414   if (LDist != RDist)
2415     return LDist < RDist;
2416
2417   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2418   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2419   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2420   if (LScratch != RScratch)
2421     return LScratch > RScratch;
2422
2423   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2424   // is register pressure-neutral.
2425   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2426     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2427
2428   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2429   if (!DisableSchedCycles &&
2430       !(left->isCall || right->isCall)) {
2431     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2432     if (result != 0)
2433       return result > 0;
2434   }
2435   else {
2436     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2437       return left->getHeight() > right->getHeight();
2438
2439     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2440       return left->getDepth() < right->getDepth();
2441   }
2442
2443   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2444          "NodeQueueId cannot be zero");
2445   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2446 }
2447
2448 // Bottom up
2449 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2450   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2451     return res > 0;
2452
2453   return BURRSort(left, right, SPQ);
2454 }
2455
2456 // Source order, otherwise bottom up.
2457 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2458   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2459     return res > 0;
2460
2461   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2462   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2463
2464   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2465   // the preference.
2466   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2467     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2468
2469   return BURRSort(left, right, SPQ);
2470 }
2471
2472 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2473 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2474 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2475 // speed up processing the available queue.
2476 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2477   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2478
2479   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2480
2481   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2482
2483   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2484       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2485     return false;
2486
2487   return true;
2488 }
2489
2490 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2491 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2492   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2493     return res > 0;
2494
2495   if (left->isCall || right->isCall)
2496     // No way to compute latency of calls.
2497     return BURRSort(left, right, SPQ);
2498
2499   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2500   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2501   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2502   // register pressure reduction.
2503   if (LHigh && !RHigh) {
2504     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2505           << right->NodeNum << ")\n");
2506     return true;
2507   }
2508   else if (!LHigh && RHigh) {
2509     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2510           << left->NodeNum << ")\n");
2511     return false;
2512   }
2513   if (!LHigh && !RHigh) {
2514     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2515     if (result != 0)
2516       return result > 0;
2517   }
2518   return BURRSort(left, right, SPQ);
2519 }
2520
2521 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2522 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2523 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2524   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2525
2526   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2527       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2528     return false;
2529
2530   return true;
2531 }
2532
2533 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2534   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2535   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2536     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2537     // avoid spilling.
2538     return true;
2539
2540   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2541       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2542       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2543     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2544     // close to their uses to facilitate coalescing.
2545     return true;
2546
2547   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2548     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2549     // because it does not lengthen any live ranges.
2550     return true;
2551
2552   return false;
2553 }
2554
2555 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2556 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2557 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2558   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2559     return res > 0;
2560
2561   if (left->isCall || right->isCall)
2562     // No way to compute latency of calls.
2563     return BURRSort(left, right, SPQ);
2564
2565   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2566   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2567   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2568     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2569     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2570   }
2571   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2572     DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum << "): " << LPDiff
2573           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RPDiff << "\n");
2574     return LPDiff > RPDiff;
2575   }
2576
2577   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2578     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2579     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2580     if (LReduce && !RReduce) return false;
2581     if (RReduce && !LReduce) return true;
2582   }
2583
2584   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2585     DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2586           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses << "\n");
2587     return LLiveUses < RLiveUses;
2588   }
2589
2590   if (!DisableSchedStalls) {
2591     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2592     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2593     if (LStall != RStall)
2594       return left->getHeight() > right->getHeight();
2595   }
2596
2597   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2598     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2599     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2600       DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2601             << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum << "): "
2602             << right->getDepth() << "\n");
2603       return left->getDepth() < right->getDepth();
2604     }
2605   }
2606
2607   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2608     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2609     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2610       return left->getHeight() > right->getHeight();
2611   }
2612
2613   return BURRSort(left, right, SPQ);
2614 }
2615
2616 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2617   SUnits = &sunits;
2618   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2619   if (!Disable2AddrHack)
2620     AddPseudoTwoAddrDeps();
2621   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2622   if (!TracksRegPressure)
2623     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2624   // Calculate node priorities.
2625   CalculateSethiUllmanNumbers();
2626
2627   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2628   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB)) {
2629     for (unsigned i = 0, e = sunits.size(); i != e; ++i) {
2630       initVRegCycle(&sunits[i]);
2631     }
2632   }
2633 }
2634
2635 //===----------------------------------------------------------------------===//
2636 //                    Preschedule for Register Pressure
2637 //===----------------------------------------------------------------------===//
2638
2639 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2640   if (SU->isTwoAddress) {
2641     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2642     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2643     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2644     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2645     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2646       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2647         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2648         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2649             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2650           return true;
2651       }
2652     }
2653   }
2654   return false;
2655 }
2656
2657 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2658 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2659 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2660 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2661                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2662                                          const TargetInstrInfo *TII,
2663                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2664   const unsigned *ImpDefs
2665     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2666   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2667   if(!ImpDefs && !RegMask)
2668     return false;
2669
2670   for (SUnit::const_succ_iterator SI = SU->Succs.begin(), SE = SU->Succs.end();
2671        SI != SE; ++SI) {
2672     SUnit *SuccSU = SI->getSUnit();
2673     for (SUnit::const_pred_iterator PI = SuccSU->Preds.begin(),
2674            PE = SuccSU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
2675       if (!PI->isAssignedRegDep())
2676         continue;
2677
2678       if (RegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, PI->getReg()) &&
2679           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2680         return true;
2681
2682       if (ImpDefs)
2683         for (const unsigned *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2684           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2685           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2686           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2687           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, PI->getReg()) &&
2688               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2689             return true;
2690     }
2691   }
2692   return false;
2693 }
2694
2695 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2696 /// physical register defs.
2697 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2698                                   const TargetInstrInfo *TII,
2699                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2700   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2701   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2702   const unsigned *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2703   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2704   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2705        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2706     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2707       continue;
2708     const unsigned *SUImpDefs =
2709       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2710     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2711     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2712       continue;
2713     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2714       EVT VT = N->getValueType(i);
2715       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2716         continue;
2717       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2718         continue;
2719       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2720       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2721         return true;
2722       if (!SUImpDefs)
2723         continue;
2724       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2725         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2726         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2727           return true;
2728       }
2729     }
2730   }
2731   return false;
2732 }
2733
2734 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2735 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2736 /// heuristics. When presented with code like this:
2737 ///
2738 ///      N
2739 ///    / |
2740 ///   /  |
2741 ///  U  store
2742 ///  |
2743 /// ...
2744 ///
2745 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2746 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2747 /// the length of that other use (the U->N edge).
2748 ///
2749 /// This function transforms code like the above to route U's
2750 /// dependence through the store when possible, like this:
2751 ///
2752 ///      N
2753 ///      ||
2754 ///      ||
2755 ///     store
2756 ///       |
2757 ///       U
2758 ///       |
2759 ///      ...
2760 ///
2761 /// This results in the store being scheduled immediately
2762 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2763 /// register pressure.
2764 ///
2765 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2766   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2767   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2768     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2769     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2770     // These are especially important, due to the heuristics in
2771     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2772     if (SU->NumSuccs != 0)
2773       continue;
2774     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2775     if (SU->NumPreds != 1)
2776       continue;
2777     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2778     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2779     if (SDNode *N = SU->getNode())
2780       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2781           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2782             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2783         continue;
2784
2785     // Locate the single data predecessor.
2786     SUnit *PredSU = 0;
2787     for (SUnit::const_pred_iterator II = SU->Preds.begin(),
2788          EE = SU->Preds.end(); II != EE; ++II)
2789       if (!II->isCtrl()) {
2790         PredSU = II->getSUnit();
2791         break;
2792       }
2793     assert(PredSU);
2794
2795     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2796     // support infrastructure.
2797     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2798       continue;
2799     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2800     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2801       continue;
2802     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2803     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2804     if (SDNode *N = SU->getNode())
2805       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2806           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2807             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2808         continue;
2809
2810     // Perform checks on the successors of PredSU.
2811     for (SUnit::const_succ_iterator II = PredSU->Succs.begin(),
2812          EE = PredSU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
2813       SUnit *PredSuccSU = II->getSUnit();
2814       if (PredSuccSU == SU) continue;
2815       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2816       // now don't attempt to choose either over the other.
2817       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2818         goto outer_loop_continue;
2819       // Don't break physical register dependencies.
2820       if (SU->hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2821         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, SU, TII, TRI))
2822           goto outer_loop_continue;
2823       // Don't introduce graph cycles.
2824       if (scheduleDAG->IsReachable(SU, PredSuccSU))
2825         goto outer_loop_continue;
2826     }
2827
2828     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2829     // profitable. Update the graph.
2830     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU->NodeNum
2831                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2832                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2833     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2834       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2835       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2836       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2837       if (SuccSU != SU) {
2838         Edge.setSUnit(PredSU);
2839         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2840         scheduleDAG->AddPred(SU, Edge);
2841         Edge.setSUnit(SU);
2842         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2843         --i;
2844       }
2845     }
2846   outer_loop_continue:;
2847   }
2848 }
2849
2850 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2851 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2852 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2853 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2854 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2855 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2856 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2857 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2858   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2859     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2860     if (!SU->isTwoAddress)
2861       continue;
2862
2863     SDNode *Node = SU->getNode();
2864     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU->getNode()->getGluedNode())
2865       continue;
2866
2867     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(SU);
2868     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2869     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2870     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2871     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2872     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
2873       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
2874         continue;
2875       SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(j).getNode();
2876       if (DU->getNodeId() == -1)
2877         continue;
2878       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
2879       if (!DUSU) continue;
2880       for (SUnit::const_succ_iterator I = DUSU->Succs.begin(),
2881            E = DUSU->Succs.end(); I != E; ++I) {
2882         if (I->isCtrl()) continue;
2883         SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2884         if (SuccSU == SU)
2885           continue;
2886         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
2887         // depth and height.
2888         if (SuccSU->getHeight() < SU->getHeight() &&
2889             (SU->getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
2890           continue;
2891         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
2892         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
2893         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
2894         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
2895         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
2896                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
2897                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
2898                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
2899           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
2900         // Don't constrain non-instruction nodes.
2901         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
2902           continue;
2903         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
2904         // predecessor can clobber them.
2905         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU->hasPhysRegClobbers) {
2906           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, SU, TII, TRI))
2907             continue;
2908         }
2909         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
2910         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
2911         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
2912         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2913             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2914             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
2915           continue;
2916         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
2917             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
2918              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
2919              (!SU->isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
2920             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, SU)) {
2921           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
2922                        << SU->NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
2923           scheduleDAG->AddPred(SU, SDep(SuccSU, SDep::Order, /*Latency=*/0,
2924                                         /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
2925                                         /*isMustAlias=*/false,
2926                                         /*isArtificial=*/true));
2927         }
2928       }
2929     }
2930   }
2931 }
2932
2933 //===----------------------------------------------------------------------===//
2934 //                         Public Constructor Functions
2935 //===----------------------------------------------------------------------===//
2936
2937 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2938 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2939                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2940   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2941   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2942   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2943
2944   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
2945     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, TII, TRI, 0);
2946   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2947   PQ->setScheduleDAG(SD);
2948   return SD;
2949 }
2950
2951 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2952 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2953                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2954   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2955   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2956   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2957
2958   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
2959     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, TII, TRI, 0);
2960   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2961   PQ->setScheduleDAG(SD);
2962   return SD;
2963 }
2964
2965 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2966 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2967                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2968   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2969   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2970   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2971   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2972
2973   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
2974     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, TII, TRI, TLI);
2975
2976   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
2977   PQ->setScheduleDAG(SD);
2978   return SD;
2979 }
2980
2981 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2982 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2983                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2984   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2985   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2986   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2987   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2988
2989   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
2990     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, TII, TRI, TLI);
2991   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
2992   PQ->setScheduleDAG(SD);
2993   return SD;
2994 }