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 "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
  20 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
  21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  27 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  28 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
  29 #include "llvm/Support/Debug.h"
  30 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  31 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  36 #include <climits>
  37 using namespace llvm;
  38
  39 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
  40 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
  41 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
  42 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
  43
  44 static RegisterScheduler
  45   burrListDAGScheduler("list-burr",
  46                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
  47                        createBURRListDAGScheduler);
  48 static RegisterScheduler
  49   sourceListDAGScheduler("source",
  50                          "Similar to list-burr but schedules in source "
  51                          "order when possible",
  52                          createSourceListDAGScheduler);
  53
  54 static RegisterScheduler
  55   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
  56                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
  57                          "which tries to balance latency and register pressure",
  58                          createHybridListDAGScheduler);
  59
  60 static RegisterScheduler
  61   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
  62                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
  63                       "which tries to balance ILP and register pressure",
  64                       createILPListDAGScheduler);
  65
  66 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
  67   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
  68   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
  69
  70 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
  71 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
  72 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
  73   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
  74   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
  75 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
  76   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
  77   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
  78 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
  79   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
  80   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
  81 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
  82   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
  83   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
  84 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
  85   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
  86   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
  87 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
  88   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
  89   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
  90 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
  91   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
  92   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
  93 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
  94   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
  95   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
  96
  97 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
  98   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
  99   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
 100            "in sched=list-ilp"));
 101
 102 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
 103   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
 104   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
 105
 106 namespace {
 107 //===----------------------------------------------------------------------===//
 108 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
 109 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
 110 ///
 111 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
 112 private:
 113   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
 114   ///
 115   bool NeedLatency;
 116
 117   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
 118   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
 119
 120   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
 121   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
 122   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
 123   /// added to the AvailableQueue.
 124   std::vector<SUnit*> PendingQueue;
 125
 126   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
 127   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
 128
 129   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
 130   unsigned CurCycle;
 131
 132   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
 133   unsigned MinAvailableCycle;
 134
 135   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
 136   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
 137   unsigned IssueCount;
 138
 139   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
 140   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
 141   /// modifies the registers can be scheduled.
 142   unsigned NumLiveRegs;
 143   std::vector<SUnit*> LiveRegDefs;
 144   std::vector<SUnit*> LiveRegGens;
 145
 146   // Collect interferences between physical register use/defs.
 147   // Each interference is an SUnit and set of physical registers.
 148   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
 149   typedef DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMapT;
 150   LRegsMapT LRegsMap;
 151
 152   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
 153   /// and similar queries.
 154   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
 155
 156   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
 157   // DAG crawling.
 158   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
 159
 160 public:
 161   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
 162                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
 163                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
 164     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
 165       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue), CurCycle(0),
 166       Topo(SUnits, NULL) {
 167
 168     const TargetMachine &tm = mf.getTarget();
 169     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
 170       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
 171     else
 172       HazardRec = tm.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&tm, this);
 173   }
 174
 175   ~ScheduleDAGRRList() {
 176     delete HazardRec;
 177     delete AvailableQueue;
 178   }
 179
 180   void Schedule();
 181
 182   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
 183
 184   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
 185   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
 186     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
 187   }
 188
 189   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
 190   /// create a cycle.
 191   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
 192     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
 193   }
 194
 195   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
 196   /// This returns true if this is a new predecessor.
 197   /// Updates the topological ordering if required.
 198   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
 199     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
 200     SU->addPred(D);
 201   }
 202
 203   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
 204   /// This returns true if an edge was removed.
 205   /// Updates the topological ordering if required.
 206   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
 207     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
 208     SU->removePred(D);
 209   }
 210
 211 private:
 212   bool isReady(SUnit *SU) {
 213     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
 214       AvailableQueue->isReady(SU);
 215   }
 216
 217   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
 218   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
 219   void ReleasePending();
 220   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
 221   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
 222   void EmitNode(SUnit *SU);
 223   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
 224   void CapturePred(SDep *PredEdge);
 225   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
 226   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
 227   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
 228   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
 229   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
 230                                 const TargetRegisterClass*,
 231                                 const TargetRegisterClass*,
 232                                 SmallVectorImpl<SUnit*>&);
 233   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVectorImpl<unsigned>&);
 234
 235   void releaseInterferences(unsigned Reg = 0);
 236
 237   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
 238   void ListScheduleBottomUp();
 239
 240   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
 241   /// Updates the topological ordering if required.
 242   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
 243     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
 244     SUnit *NewNode = newSUnit(N);
 245     // Update the topological ordering.
 246     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
 247       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 248     return NewNode;
 249   }
 250
 251   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
 252   /// Updates the topological ordering if required.
 253   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
 254     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
 255     SUnit *NewNode = Clone(N);
 256     // Update the topological ordering.
 257     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
 258       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 259     return NewNode;
 260   }
 261
 262   /// forceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
 263   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
 264   bool forceUnitLatencies() const {
 265     return !NeedLatency;
 266   }
 267 };
 268 }  // end anonymous namespace
 269
 270 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
 271 /// Typically this just means looking up the representative register class,
 272 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
 273 /// opcode to determine what register class is being generated.
 274 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
 275                           const TargetLowering *TLI,
 276                           const TargetInstrInfo *TII,
 277                           const TargetRegisterInfo *TRI,
 278                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost,
 279                           const MachineFunction &MF) {
 280   MVT VT = RegDefPos.GetValue();
 281
 282   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
 283   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
 284   if (VT == MVT::Untyped) {
 285     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
 286
 287     // Special handling for CopyFromReg of untyped values.
 288     if (!Node->isMachineOpcode() && Node->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
 289       unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
 290       const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(Reg);
 291       RegClass = RC->getID();
 292       Cost = 1;
 293       return;
 294     }
 295
 296     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
 297     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
 298       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
 299       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
 300       RegClass = RC->getID();
 301       Cost = 1;
 302       return;
 303     }
 304
 305     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
 306     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
 307     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI, MF);
 308     RegClass = RC->getID();
 309     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
 310     // better way to determine it.
 311     Cost = 1;
 312   } else {
 313     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
 314     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
 315   }
 316 }
 317
 318 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
 319 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
 320   DEBUG(dbgs()
 321         << "********** List Scheduling BB#" << BB->getNumber()
 322         << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
 323
 324   CurCycle = 0;
 325   IssueCount = 0;
 326   MinAvailableCycle = DisableSchedCycles ? 0 : UINT_MAX;
 327   NumLiveRegs = 0;
 328   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
 329   // to track the virtual resource of a calling sequence.
 330   LiveRegDefs.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
 331   LiveRegGens.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
 332   CallSeqEndForStart.clear();
 333   assert(Interferences.empty() && LRegsMap.empty() && "stale Interferences");
 334
 335   // Build the scheduling graph.
 336   BuildSchedGraph(NULL);
 337
 338   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
 339           SUnits[su].dumpAll(this));
 340   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 341
 342   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
 343
 344   HazardRec->Reset();
 345
 346   // Execute the actual scheduling loop.
 347   ListScheduleBottomUp();
 348
 349   AvailableQueue->releaseState();
 350
 351   DEBUG({
 352       dbgs() << "*** Final schedule ***\n";
 353       dumpSchedule();
 354       dbgs() << '\n';
 355     });
 356 }
 357
 358 //===----------------------------------------------------------------------===//
 359 //  Bottom-Up Scheduling
 360 //===----------------------------------------------------------------------===//
 361
 362 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
 363 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
 364 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
 365   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
 366
 367 #ifndef NDEBUG
 368   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
 369     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
 370     PredSU->dump(this);
 371     dbgs() << " has been released too many times!\n";
 372     llvm_unreachable(0);
 373   }
 374 #endif
 375   --PredSU->NumSuccsLeft;
 376
 377   if (!forceUnitLatencies()) {
 378     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
 379     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
 380     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
 381   }
 382
 383   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
 384   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
 385   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
 386     PredSU->isAvailable = true;
 387
 388     unsigned Height = PredSU->getHeight();
 389     if (Height < MinAvailableCycle)
 390       MinAvailableCycle = Height;
 391
 392     if (isReady(PredSU)) {
 393       AvailableQueue->push(PredSU);
 394     }
 395     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
 396     // adding it twice.
 397     else if (!PredSU->isPending) {
 398       PredSU->isPending = true;
 399       PendingQueue.push_back(PredSU);
 400     }
 401   }
 402 }
 403
 404 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
 405 /// chain dependencies.
 406 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
 407                              unsigned NestLevel,
 408                              const TargetInstrInfo *TII) {
 409   SDNode *N = Outer;
 410   for (;;) {
 411     if (N == Inner)
 412       return true;
 413     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
 414     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
 415     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
 416     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
 417       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
 418         if (IsChainDependent(N->getOperand(i).getNode(), Inner, NestLevel, TII))
 419           return true;
 420       return false;
 421     }
 422     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
 423     if (N->isMachineOpcode()) {
 424       if (N->getMachineOpcode() ==
 425           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 426         ++NestLevel;
 427       } else if (N->getMachineOpcode() ==
 428                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
 429         if (NestLevel == 0)
 430           return false;
 431         --NestLevel;
 432       }
 433     }
 434     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
 435     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
 436       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
 437         N = N->getOperand(i).getNode();
 438         goto found_chain_operand;
 439       }
 440     return false;
 441   found_chain_operand:;
 442     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
 443       return false;
 444   }
 445 }
 446
 447 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
 448 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
 449 ///
 450 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
 451 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
 452 /// level seen so far.
 453 ///
 454 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
 455 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
 456 static SDNode *
 457 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
 458                  const TargetInstrInfo *TII) {
 459   for (;;) {
 460     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
 461     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
 462     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
 463     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
 464       SDNode *Best = 0;
 465       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
 466       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 467         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
 468         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
 469         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(N->getOperand(i).getNode(),
 470                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
 471           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
 472             Best = New;
 473             BestMaxNest = MyMaxNest;
 474           }
 475       }
 476       assert(Best);
 477       MaxNest = BestMaxNest;
 478       return Best;
 479     }
 480     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
 481     if (N->isMachineOpcode()) {
 482       if (N->getMachineOpcode() ==
 483           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 484         ++NestLevel;
 485         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
 486       } else if (N->getMachineOpcode() ==
 487                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
 488         assert(NestLevel != 0);
 489         --NestLevel;
 490         if (NestLevel == 0)
 491           return N;
 492       }
 493     }
 494     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
 495     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
 496       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
 497         N = N->getOperand(i).getNode();
 498         goto found_chain_operand;
 499       }
 500     return 0;
 501   found_chain_operand:;
 502     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
 503       return 0;
 504   }
 505 }
 506
 507 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
 508 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
 509 /// also defines the register. This effectively create one large live range
 510 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
 511 /// entire chain must be scheduled together. Example:
 512 ///
 513 /// flags = (3) add
 514 /// flags = (2) addc flags
 515 /// flags = (1) addc flags
 516 ///
 517 /// results in
 518 ///
 519 /// LiveRegDefs[flags] = 3
 520 /// LiveRegGens[flags] = 1
 521 ///
 522 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
 523 /// interference on flags.
 524 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
 525   // Bottom up: release predecessors
 526   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 527        I != E; ++I) {
 528     ReleasePred(SU, &*I);
 529     if (I->isAssignedRegDep()) {
 530       // This is a physical register dependency and it's impossible or
 531       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
 532       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
 533       // this node.
 534       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[I->getReg()]; (void)RegDef;
 535       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == I->getSUnit()) &&
 536              "interference on register dependence");
 537       LiveRegDefs[I->getReg()] = I->getSUnit();
 538       if (!LiveRegGens[I->getReg()]) {
 539         ++NumLiveRegs;
 540         LiveRegGens[I->getReg()] = SU;
 541       }
 542     }
 543   }
 544
 545   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
 546   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
 547   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
 548   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
 549   if (!LiveRegDefs[CallResource])
 550     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
 551       if (Node->isMachineOpcode() &&
 552           Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 553         unsigned NestLevel = 0;
 554         unsigned MaxNest = 0;
 555         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
 556
 557         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
 558         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
 559
 560         ++NumLiveRegs;
 561         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
 562         LiveRegGens[CallResource] = SU;
 563         break;
 564       }
 565 }
 566
 567 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
 568 /// so, add them to the available queue.
 569 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
 570   if (DisableSchedCycles) {
 571     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
 572     return;
 573   }
 574
 575   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
 576   if (AvailableQueue->empty())
 577     MinAvailableCycle = UINT_MAX;
 578
 579   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
 580   // so, add them to the available queue.
 581   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
 582     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
 583     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
 584       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
 585
 586     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
 587       if (!isReady(PendingQueue[i]))
 588           continue;
 589       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
 590     }
 591     PendingQueue[i]->isPending = false;
 592     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
 593     PendingQueue.pop_back();
 594     --i; --e;
 595   }
 596 }
 597
 598 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
 599 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
 600   if (NextCycle <= CurCycle)
 601     return;
 602
 603   IssueCount = 0;
 604   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
 605   if (!HazardRec->isEnabled()) {
 606     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
 607     CurCycle = NextCycle;
 608   }
 609   else {
 610     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
 611       HazardRec->RecedeCycle();
 612     }
 613   }
 614   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
 615   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
 616   ReleasePending();
 617 }
 618
 619 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
 620 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
 621 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
 622   if (DisableSchedCycles)
 623     return;
 624
 625   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
 626   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
 627   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
 628   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
 629   // currently need to treat these nodes like real instructions.
 630   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
 631
 632   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
 633
 634   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
 635   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
 636   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
 637   // this instruction.
 638   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
 639
 640   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
 641   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
 642   // scoreboard state before emitting the call.
 643   if (SU->isCall)
 644     return;
 645
 646   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
 647   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
 648   int Stalls = 0;
 649   while (true) {
 650     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
 651       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
 652
 653     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
 654       break;
 655
 656     ++Stalls;
 657   }
 658   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
 659 }
 660
 661 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
 662 /// Does not update CurCycle.
 663 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
 664   if (!HazardRec->isEnabled())
 665     return;
 666
 667   // Check for phys reg copy.
 668   if (!SU->getNode())
 669     return;
 670
 671   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
 672   default:
 673     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
 674            "This target-independent node should not be scheduled.");
 675     break;
 676   case ISD::MERGE_VALUES:
 677   case ISD::TokenFactor:
 678   case ISD::LIFETIME_START:
 679   case ISD::LIFETIME_END:
 680   case ISD::CopyToReg:
 681   case ISD::CopyFromReg:
 682   case ISD::EH_LABEL:
 683     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
 684     // removed.
 685     return;
 686   case ISD::INLINEASM:
 687     // For inline asm, clear the pipeline state.
 688     HazardRec->Reset();
 689     return;
 690   }
 691   if (SU->isCall) {
 692     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
 693     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
 694     HazardRec->Reset();
 695   }
 696
 697   HazardRec->EmitInstruction(SU);
 698 }
 699
 700 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
 701
 702 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
 703 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
 704 /// the Available queue.
 705 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
 706   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
 707   DEBUG(SU->dump(this));
 708
 709 #ifndef NDEBUG
 710   if (CurCycle < SU->getHeight())
 711     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
 712           << "] pipeline stall!\n");
 713 #endif
 714
 715   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
 716   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
 717   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
 718   // indicate the scheduled cycle.
 719   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
 720
 721   // Reserve resources for the scheduled instruction.
 722   EmitNode(SU);
 723
 724   Sequence.push_back(SU);
 725
 726   AvailableQueue->scheduledNode(SU);
 727
 728   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
 729   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
 730   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
 731   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
 732     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
 733
 734   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
 735   // two-address node as a live range def.
 736   ReleasePredecessors(SU);
 737
 738   // Release all the implicit physical register defs that are live.
 739   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 740        I != E; ++I) {
 741     // LiveRegDegs[I->getReg()] != SU when SU is a two-address node.
 742     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] == SU) {
 743       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 744       --NumLiveRegs;
 745       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
 746       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
 747       releaseInterferences(I->getReg());
 748     }
 749   }
 750   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
 751   // of a call.
 752   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
 753   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
 754     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
 755          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
 756       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
 757           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
 758         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 759         --NumLiveRegs;
 760         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
 761         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
 762         releaseInterferences(CallResource);
 763       }
 764     }
 765
 766   resetVRegCycle(SU);
 767
 768   SU->isScheduled = true;
 769
 770   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
 771   // (1) No available instructions
 772   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
 773   //
 774   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
 775   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
 776   //
 777   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
 778   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
 779     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
 780       ++IssueCount;
 781     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
 782         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
 783       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
 784   }
 785 }
 786
 787 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
 788 /// unscheduled, incrcease the succ left count of its predecessors. Remove
 789 /// them from AvailableQueue if necessary.
 790 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
 791   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
 792   if (PredSU->isAvailable) {
 793     PredSU->isAvailable = false;
 794     if (!PredSU->isPending)
 795       AvailableQueue->remove(PredSU);
 796   }
 797
 798   assert(PredSU->NumSuccsLeft < UINT_MAX && "NumSuccsLeft will overflow!");
 799   ++PredSU->NumSuccsLeft;
 800 }
 801
 802 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
 803 /// its predecessor states to reflect the change.
 804 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
 805   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
 806   DEBUG(SU->dump(this));
 807
 808   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 809        I != E; ++I) {
 810     CapturePred(&*I);
 811     if (I->isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[I->getReg()]){
 812       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 813       assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == I->getSUnit() &&
 814              "Physical register dependency violated?");
 815       --NumLiveRegs;
 816       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
 817       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
 818       releaseInterferences(I->getReg());
 819     }
 820   }
 821
 822   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
 823   // of a call.
 824   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
 825   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
 826        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
 827     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
 828         SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
 829       ++NumLiveRegs;
 830       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
 831       LiveRegGens[CallResource] = CallSeqEndForStart[SU];
 832     }
 833   }
 834
 835   // Release the special call resource dependence, if this is the end
 836   // of a call.
 837   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
 838     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
 839          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
 840       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
 841           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
 842         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 843         --NumLiveRegs;
 844         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
 845         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
 846         releaseInterferences(CallResource);
 847       }
 848     }
 849
 850   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 851        I != E; ++I) {
 852     if (I->isAssignedRegDep()) {
 853       if (!LiveRegDefs[I->getReg()])
 854         ++NumLiveRegs;
 855       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
 856       // pending if this is a two-address node.
 857       LiveRegDefs[I->getReg()] = SU;
 858       if (LiveRegGens[I->getReg()] == NULL ||
 859           I->getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[I->getReg()]->getHeight())
 860         LiveRegGens[I->getReg()] = I->getSUnit();
 861     }
 862   }
 863   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
 864     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
 865
 866   SU->setHeightDirty();
 867   SU->isScheduled = false;
 868   SU->isAvailable = true;
 869   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
 870     // Don't make available until backtracking is complete.
 871     SU->isPending = true;
 872     PendingQueue.push_back(SU);
 873   }
 874   else {
 875     AvailableQueue->push(SU);
 876   }
 877   AvailableQueue->unscheduledNode(SU);
 878 }
 879
 880 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
 881 /// corresponding the current cycle.
 882 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
 883   HazardRec->Reset();
 884
 885   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
 886                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
 887   if (LookAhead == 0)
 888     return;
 889
 890   std::vector<SUnit*>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
 891   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
 892   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
 893     SUnit *SU = *I;
 894     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
 895       HazardRec->RecedeCycle();
 896     }
 897     EmitNode(SU);
 898   }
 899 }
 900
 901 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
 902 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
 903 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
 904   SUnit *OldSU = Sequence.back();
 905   while (true) {
 906     Sequence.pop_back();
 907     // FIXME: use ready cycle instead of height
 908     CurCycle = OldSU->getHeight();
 909     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
 910     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
 911     if (OldSU == BtSU)
 912       break;
 913     OldSU = Sequence.back();
 914   }
 915
 916   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
 917
 918   RestoreHazardCheckerBottomUp();
 919
 920   ReleasePending();
 921
 922   ++NumBacktracks;
 923 }
 924
 925 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
 926   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
 927        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
 928     if (SUNode->isOperandOf(N))
 929       return true;
 930   }
 931   return false;
 932 }
 933
 934 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
 935 /// successors to the newly created node.
 936 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
 937   SDNode *N = SU->getNode();
 938   if (!N)
 939     return NULL;
 940
 941   if (SU->getNode()->getGluedNode())
 942     return NULL;
 943
 944   SUnit *NewSU;
 945   bool TryUnfold = false;
 946   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
 947     EVT VT = N->getValueType(i);
 948     if (VT == MVT::Glue)
 949       return NULL;
 950     else if (VT == MVT::Other)
 951       TryUnfold = true;
 952   }
 953   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 954     const SDValue &Op = N->getOperand(i);
 955     EVT VT = Op.getNode()->getValueType(Op.getResNo());
 956     if (VT == MVT::Glue)
 957       return NULL;
 958   }
 959
 960   if (TryUnfold) {
 961     SmallVector<SDNode*, 2> NewNodes;
 962     if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
 963       return NULL;
 964
 965     // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
 966     // can't be handled here so quit
 967     if (NewNodes.size() == 3)
 968       return NULL;
 969
 970     DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
 971     assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
 972
 973     N = NewNodes[1];
 974     SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
 975     unsigned NumVals = N->getNumValues();
 976     unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
 977     for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
 978       DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
 979     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals-1),
 980                                    SDValue(LoadNode, 1));
 981
 982     // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
 983     // load from the same location and producing the same type of value
 984     // but it has different alignment or volatileness.
 985     bool isNewLoad = true;
 986     SUnit *LoadSU;
 987     if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
 988       LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
 989       isNewLoad = false;
 990     } else {
 991       LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
 992       LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
 993
 994       InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
 995       computeLatency(LoadSU);
 996     }
 997
 998     SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
 999     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
1000     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
1001
1002     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1003     for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
1004       if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
1005         NewSU->isTwoAddress = true;
1006         break;
1007       }
1008     }
1009     if (MCID.isCommutable())
1010       NewSU->isCommutable = true;
1011
1012     InitNumRegDefsLeft(NewSU);
1013     computeLatency(NewSU);
1014
1015     // Record all the edges to and from the old SU, by category.
1016     SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
1017     SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
1018     SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
1019     SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
1020     SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
1021     for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1022          I != E; ++I) {
1023       if (I->isCtrl())
1024         ChainPreds.push_back(*I);
1025       else if (isOperandOf(I->getSUnit(), LoadNode))
1026         LoadPreds.push_back(*I);
1027       else
1028         NodePreds.push_back(*I);
1029     }
1030     for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1031          I != E; ++I) {
1032       if (I->isCtrl())
1033         ChainSuccs.push_back(*I);
1034       else
1035         NodeSuccs.push_back(*I);
1036     }
1037
1038     // Now assign edges to the newly-created nodes.
1039     for (unsigned i = 0, e = ChainPreds.size(); i != e; ++i) {
1040       const SDep &Pred = ChainPreds[i];
1041       RemovePred(SU, Pred);
1042       if (isNewLoad)
1043         AddPred(LoadSU, Pred);
1044     }
1045     for (unsigned i = 0, e = LoadPreds.size(); i != e; ++i) {
1046       const SDep &Pred = LoadPreds[i];
1047       RemovePred(SU, Pred);
1048       if (isNewLoad)
1049         AddPred(LoadSU, Pred);
1050     }
1051     for (unsigned i = 0, e = NodePreds.size(); i != e; ++i) {
1052       const SDep &Pred = NodePreds[i];
1053       RemovePred(SU, Pred);
1054       AddPred(NewSU, Pred);
1055     }
1056     for (unsigned i = 0, e = NodeSuccs.size(); i != e; ++i) {
1057       SDep D = NodeSuccs[i];
1058       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1059       D.setSUnit(SU);
1060       RemovePred(SuccDep, D);
1061       D.setSUnit(NewSU);
1062       AddPred(SuccDep, D);
1063       // Balance register pressure.
1064       if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled
1065           && !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1066         --NewSU->NumRegDefsLeft;
1067     }
1068     for (unsigned i = 0, e = ChainSuccs.size(); i != e; ++i) {
1069       SDep D = ChainSuccs[i];
1070       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1071       D.setSUnit(SU);
1072       RemovePred(SuccDep, D);
1073       if (isNewLoad) {
1074         D.setSUnit(LoadSU);
1075         AddPred(SuccDep, D);
1076       }
1077     }
1078
1079     // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1080     // by LoadSU.
1081     SDep D(LoadSU, SDep::Data, 0);
1082     D.setLatency(LoadSU->Latency);
1083     AddPred(NewSU, D);
1084
1085     if (isNewLoad)
1086       AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1087     AvailableQueue->addNode(NewSU);
1088
1089     ++NumUnfolds;
1090
1091     if (NewSU->NumSuccsLeft == 0) {
1092       NewSU->isAvailable = true;
1093       return NewSU;
1094     }
1095     SU = NewSU;
1096   }
1097
1098   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1099   NewSU = CreateClone(SU);
1100
1101   // New SUnit has the exact same predecessors.
1102   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1103        I != E; ++I)
1104     if (!I->isArtificial())
1105       AddPred(NewSU, *I);
1106
1107   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1108   // list and move them over.
1109   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1110   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1111        I != E; ++I) {
1112     if (I->isArtificial())
1113       continue;
1114     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1115     if (SuccSU->isScheduled) {
1116       SDep D = *I;
1117       D.setSUnit(NewSU);
1118       AddPred(SuccSU, D);
1119       D.setSUnit(SU);
1120       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1121     }
1122   }
1123   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1124     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1125
1126   AvailableQueue->updateNode(SU);
1127   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1128
1129   ++NumDups;
1130   return NewSU;
1131 }
1132
1133 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1134 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1135 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1136                                               const TargetRegisterClass *DestRC,
1137                                               const TargetRegisterClass *SrcRC,
1138                                               SmallVectorImpl<SUnit*> &Copies) {
1139   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(NULL);
1140   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1141   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1142
1143   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(NULL);
1144   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1145   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1146
1147   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1148   // list and move them over.
1149   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1150   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1151        I != E; ++I) {
1152     if (I->isArtificial())
1153       continue;
1154     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1155     if (SuccSU->isScheduled) {
1156       SDep D = *I;
1157       D.setSUnit(CopyToSU);
1158       AddPred(SuccSU, D);
1159       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, *I));
1160     }
1161     else {
1162       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1163       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1164       // continue inserting copies indefinitely.
1165       AddPred(SuccSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Artificial));
1166     }
1167   }
1168   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1169     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1170
1171   SDep FromDep(SU, SDep::Data, Reg);
1172   FromDep.setLatency(SU->Latency);
1173   AddPred(CopyFromSU, FromDep);
1174   SDep ToDep(CopyFromSU, SDep::Data, 0);
1175   ToDep.setLatency(CopyFromSU->Latency);
1176   AddPred(CopyToSU, ToDep);
1177
1178   AvailableQueue->updateNode(SU);
1179   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1180   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1181   Copies.push_back(CopyFromSU);
1182   Copies.push_back(CopyToSU);
1183
1184   ++NumPRCopies;
1185 }
1186
1187 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1188 /// definition of the specified node.
1189 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1190 static EVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1191                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1192   const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1193   assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1194   unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
1195   for (const uint16_t *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1196     if (Reg == *ImpDef)
1197       break;
1198     ++NumRes;
1199   }
1200   return N->getValueType(NumRes);
1201 }
1202
1203 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1204 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1205 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1206                                std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1207                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1208                                SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs,
1209                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1210   for (MCRegAliasIterator AliasI(Reg, TRI, true); AliasI.isValid(); ++AliasI) {
1211
1212     // Check if Ref is live.
1213     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1214
1215     // Allow multiple uses of the same def.
1216     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1217
1218     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1219     if (RegAdded.insert(*AliasI)) {
1220       LRegs.push_back(*AliasI);
1221     }
1222   }
1223 }
1224
1225 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1226 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1227 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1228                                      std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1229                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1230                                      SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1231   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1232   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1233     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1234     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1235     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1236     if (RegAdded.insert(i))
1237       LRegs.push_back(i);
1238   }
1239 }
1240
1241 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1242 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1243   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
1244     if (const RegisterMaskSDNode *Op =
1245         dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(N->getOperand(i).getNode()))
1246       return Op->getRegMask();
1247   return NULL;
1248 }
1249
1250 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1251 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1252 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1253 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1254 bool ScheduleDAGRRList::
1255 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1256   if (NumLiveRegs == 0)
1257     return false;
1258
1259   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1260   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1261   //
1262   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1263   // then we are free to schedule it.
1264   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1265        I != E; ++I) {
1266     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] != SU)
1267       CheckForLiveRegDef(I->getSUnit(), I->getReg(), LiveRegDefs,
1268                          RegAdded, LRegs, TRI);
1269   }
1270
1271   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1272     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
1273       // Inline asm can clobber physical defs.
1274       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1275       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1276         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1277
1278       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1279         unsigned Flags =
1280           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1281         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1282
1283         ++i; // Skip the ID value.
1284         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1285             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1286             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1287           // Check for def of register or earlyclobber register.
1288           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1289             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1290             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1291               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1292           }
1293         } else
1294           i += NumVals;
1295       }
1296       continue;
1297     }
1298
1299     if (!Node->isMachineOpcode())
1300       continue;
1301     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1302     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1303     // the call.
1304     if (Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1305       // Check the special calling-sequence resource.
1306       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1307       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1308         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1309         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1310           Gen = Glued;
1311         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) && RegAdded.insert(CallResource))
1312           LRegs.push_back(CallResource);
1313       }
1314     }
1315     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1316       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs);
1317
1318     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1319     if (!MCID.ImplicitDefs)
1320       continue;
1321     for (const uint16_t *Reg = MCID.getImplicitDefs(); *Reg; ++Reg)
1322       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1323   }
1324
1325   return !LRegs.empty();
1326 }
1327
1328 void ScheduleDAGRRList::releaseInterferences(unsigned Reg) {
1329   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1330   for (unsigned i = Interferences.size(); i > 0; --i) {
1331     SUnit *SU = Interferences[i-1];
1332     LRegsMapT::iterator LRegsPos = LRegsMap.find(SU);
1333     if (Reg) {
1334       SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsPos->second;
1335       if (std::find(LRegs.begin(), LRegs.end(), Reg) == LRegs.end())
1336         continue;
1337     }
1338     SU->isPending = false;
1339     // The interfering node may no longer be available due to backtracking.
1340     // Furthermore, it may have been made available again, in which case it is
1341     // now already in the AvailableQueue.
1342     if (SU->isAvailable && !SU->NodeQueueId) {
1343       DEBUG(dbgs() << "    Repushing SU #" << SU->NodeNum << '\n');
1344       AvailableQueue->push(SU);
1345     }
1346     if (i < Interferences.size())
1347       Interferences[i-1] = Interferences.back();
1348     Interferences.pop_back();
1349     LRegsMap.erase(LRegsPos);
1350   }
1351 }
1352
1353 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1354 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1355 /// (2) No Hazards: resources are available
1356 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1357 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1358   SUnit *CurSU = AvailableQueue->empty() ? 0 : AvailableQueue->pop();
1359   while (CurSU) {
1360     SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1361     if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1362       break;
1363     DEBUG(dbgs() << "    Interfering reg " <<
1364           (LRegs[0] == TRI->getNumRegs() ? "CallResource"
1365            : TRI->getName(LRegs[0]))
1366            << " SU #" << CurSU->NodeNum << '\n');
1367     std::pair<LRegsMapT::iterator, bool> LRegsPair =
1368       LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1369     if (LRegsPair.second) {
1370       CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1371       Interferences.push_back(CurSU);
1372     }
1373     else {
1374       assert(CurSU->isPending && "Intereferences are pending");
1375       // Update the interference with current live regs.
1376       LRegsPair.first->second = LRegs;
1377     }
1378     CurSU = AvailableQueue->pop();
1379   }
1380   if (CurSU)
1381     return CurSU;
1382
1383   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1384   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1385   // to resolve it.
1386   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1387     SUnit *TrySU = Interferences[i];
1388     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1389
1390     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1391     // this node.
1392     SUnit *BtSU = NULL;
1393     unsigned LiveCycle = UINT_MAX;
1394     for (unsigned j = 0, ee = LRegs.size(); j != ee; ++j) {
1395       unsigned Reg = LRegs[j];
1396       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1397         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1398         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1399       }
1400     }
1401     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1402       // BacktrackBottomUp mutates Interferences!
1403       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1404
1405       // Force the current node to be scheduled before the node that
1406       // requires the physical reg dep.
1407       if (BtSU->isAvailable) {
1408         BtSU->isAvailable = false;
1409         if (!BtSU->isPending)
1410           AvailableQueue->remove(BtSU);
1411       }
1412       DEBUG(dbgs() << "ARTIFICIAL edge from SU(" << BtSU->NodeNum << ") to SU("
1413             << TrySU->NodeNum << ")\n");
1414       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Artificial));
1415
1416       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1417       // node is no longer available.
1418       if (!TrySU->isAvailable)
1419         CurSU = AvailableQueue->pop();
1420       else {
1421         AvailableQueue->remove(TrySU);
1422         CurSU = TrySU;
1423       }
1424       // Interferences has been mutated. We must break.
1425       break;
1426     }
1427   }
1428
1429   if (!CurSU) {
1430     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1431     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1432     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1433     // insert cross class copies.
1434     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1435     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1436     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1437     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1438     unsigned Reg = LRegs[0];
1439     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1440     EVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1441     const TargetRegisterClass *RC =
1442       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1443     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1444
1445     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1446     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1447     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1448     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1449     // expensive.
1450     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1451     // the value at all.
1452     SUnit *NewDef = 0;
1453     if (DestRC != RC) {
1454       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1455       if (!DestRC && !NewDef)
1456         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1457     }
1458     if (!NewDef) {
1459       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1460       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1461       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1462       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1463             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1464       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Artificial));
1465       NewDef = Copies.back();
1466     }
1467
1468     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1469           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1470     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1471     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Artificial));
1472     TrySU->isAvailable = false;
1473     CurSU = NewDef;
1474   }
1475   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1476   return CurSU;
1477 }
1478
1479 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1480 /// schedulers.
1481 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1482   // Release any predecessors of the special Exit node.
1483   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1484
1485   // Add root to Available queue.
1486   if (!SUnits.empty()) {
1487     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1488     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1489     RootSU->isAvailable = true;
1490     AvailableQueue->push(RootSU);
1491   }
1492
1493   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1494   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1495   Sequence.reserve(SUnits.size());
1496   while (!AvailableQueue->empty() || !Interferences.empty()) {
1497     DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1498           AvailableQueue->dump(this));
1499
1500     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1501     // consideration.
1502     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1503
1504     AdvancePastStalls(SU);
1505
1506     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1507
1508     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1509       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1510       assert(MinAvailableCycle < UINT_MAX && "MinAvailableCycle uninitialized");
1511       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1512     }
1513   }
1514
1515   // Reverse the order if it is bottom up.
1516   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1517
1518 #ifndef NDEBUG
1519   VerifyScheduledSequence(/*isBottomUp=*/true);
1520 #endif
1521 }
1522
1523 //===----------------------------------------------------------------------===//
1524 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1525 //===----------------------------------------------------------------------===//
1526 //
1527 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1528 // to reduce register pressure.
1529 //
1530 namespace {
1531 class RegReductionPQBase;
1532
1533 struct queue_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
1534   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1535 };
1536
1537 #ifndef NDEBUG
1538 template<class SF>
1539 struct reverse_sort : public queue_sort {
1540   SF &SortFunc;
1541   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1542   reverse_sort(const reverse_sort &RHS) : SortFunc(RHS.SortFunc) {}
1543
1544   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1545     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1546     // to expose different paths in the comparison logic.
1547     return SortFunc(right, left);
1548   }
1549 };
1550 #endif // NDEBUG
1551
1552 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1553 // reduction scheduler.
1554 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1555   enum {
1556     IsBottomUp = true,
1557     HasReadyFilter = false
1558   };
1559
1560   RegReductionPQBase *SPQ;
1561   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1562   bu_ls_rr_sort(const bu_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
1563
1564   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1565 };
1566
1567 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1568 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1569   enum {
1570     IsBottomUp = true,
1571     HasReadyFilter = false
1572   };
1573
1574   RegReductionPQBase *SPQ;
1575   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1576     : SPQ(spq) {}
1577   src_ls_rr_sort(const src_ls_rr_sort &RHS)
1578     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1579
1580   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1581 };
1582
1583 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1584 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1585   enum {
1586     IsBottomUp = true,
1587     HasReadyFilter = false
1588   };
1589
1590   RegReductionPQBase *SPQ;
1591   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1592     : SPQ(spq) {}
1593   hybrid_ls_rr_sort(const hybrid_ls_rr_sort &RHS)
1594     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1595
1596   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1597
1598   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1599 };
1600
1601 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1602 // scheduler.
1603 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1604   enum {
1605     IsBottomUp = true,
1606     HasReadyFilter = false
1607   };
1608
1609   RegReductionPQBase *SPQ;
1610   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1611     : SPQ(spq) {}
1612   ilp_ls_rr_sort(const ilp_ls_rr_sort &RHS)
1613     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1614
1615   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1616
1617   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1618 };
1619
1620 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1621 protected:
1622   std::vector<SUnit*> Queue;
1623   unsigned CurQueueId;
1624   bool TracksRegPressure;
1625   bool SrcOrder;
1626
1627   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1628   std::vector<SUnit> *SUnits;
1629
1630   MachineFunction &MF;
1631   const TargetInstrInfo *TII;
1632   const TargetRegisterInfo *TRI;
1633   const TargetLowering *TLI;
1634   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
1635
1636   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1637   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1638
1639   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1640   ///
1641   std::vector<unsigned> RegPressure;
1642
1643   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1644   /// class.
1645   std::vector<unsigned> RegLimit;
1646
1647 public:
1648   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1649                      bool hasReadyFilter,
1650                      bool tracksrp,
1651                      bool srcorder,
1652                      const TargetInstrInfo *tii,
1653                      const TargetRegisterInfo *tri,
1654                      const TargetLowering *tli)
1655     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter),
1656       CurQueueId(0), TracksRegPressure(tracksrp), SrcOrder(srcorder),
1657       MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli), scheduleDAG(NULL) {
1658     if (TracksRegPressure) {
1659       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1660       RegLimit.resize(NumRC);
1661       RegPressure.resize(NumRC);
1662       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1663       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1664       for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1665              E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
1666         RegLimit[(*I)->getID()] = tri->getRegPressureLimit(*I, MF);
1667     }
1668   }
1669
1670   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1671     scheduleDAG = scheduleDag;
1672   }
1673
1674   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1675     return scheduleDAG->getHazardRec();
1676   }
1677
1678   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits);
1679
1680   void addNode(const SUnit *SU);
1681
1682   void updateNode(const SUnit *SU);
1683
1684   void releaseState() {
1685     SUnits = 0;
1686     SethiUllmanNumbers.clear();
1687     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1688   }
1689
1690   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1691
1692   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1693     if (!SU->getNode()) return 0;
1694
1695     return SU->getNode()->getIROrder();
1696   }
1697
1698   bool empty() const { return Queue.empty(); }
1699
1700   void push(SUnit *U) {
1701     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1702     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1703     Queue.push_back(U);
1704   }
1705
1706   void remove(SUnit *SU) {
1707     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1708     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1709     std::vector<SUnit *>::iterator I = std::find(Queue.begin(), Queue.end(),
1710                                                  SU);
1711     if (I != prior(Queue.end()))
1712       std::swap(*I, Queue.back());
1713     Queue.pop_back();
1714     SU->NodeQueueId = 0;
1715   }
1716
1717   bool tracksRegPressure() const { return TracksRegPressure; }
1718
1719   void dumpRegPressure() const;
1720
1721   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1722
1723   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1724
1725   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1726
1727   void scheduledNode(SUnit *SU);
1728
1729   void unscheduledNode(SUnit *SU);
1730
1731 protected:
1732   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1733   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1734   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1735   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1736 };
1737
1738 template<class SF>
1739 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker) {
1740   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1741   for (std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::next(Q.begin()),
1742          E = Q.end(); I != E; ++I)
1743     if (Picker(*Best, *I))
1744       Best = I;
1745   SUnit *V = *Best;
1746   if (Best != prior(Q.end()))
1747     std::swap(*Best, Q.back());
1748   Q.pop_back();
1749   return V;
1750 }
1751
1752 template<class SF>
1753 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1754 #ifndef NDEBUG
1755   if (DAG->StressSched) {
1756     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1757     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1758   }
1759 #endif
1760   (void)DAG;
1761   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1762 }
1763
1764 template<class SF>
1765 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1766   SF Picker;
1767
1768 public:
1769   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1770                             bool tracksrp,
1771                             bool srcorder,
1772                             const TargetInstrInfo *tii,
1773                             const TargetRegisterInfo *tri,
1774                             const TargetLowering *tli)
1775     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, srcorder,
1776                          tii, tri, tli),
1777       Picker(this) {}
1778
1779   bool isBottomUp() const { return SF::IsBottomUp; }
1780
1781   bool isReady(SUnit *U) const {
1782     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1783   }
1784
1785   SUnit *pop() {
1786     if (Queue.empty()) return NULL;
1787
1788     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1789     V->NodeQueueId = 0;
1790     return V;
1791   }
1792
1793 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1794   void dump(ScheduleDAG *DAG) const {
1795     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1796     std::vector<SUnit*> DumpQueue = Queue;
1797     SF DumpPicker = Picker;
1798     while (!DumpQueue.empty()) {
1799       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1800       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1801       SU->dump(DAG);
1802     }
1803   }
1804 #endif
1805 };
1806
1807 typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1808 BURegReductionPriorityQueue;
1809
1810 typedef RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>
1811 SrcRegReductionPriorityQueue;
1812
1813 typedef RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>
1814 HybridBURRPriorityQueue;
1815
1816 typedef RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>
1817 ILPBURRPriorityQueue;
1818 } // end anonymous namespace
1819
1820 //===----------------------------------------------------------------------===//
1821 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1822 //===----------------------------------------------------------------------===//
1823
1824 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1825 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1826 // pseudo-ops as well.
1827 //
1828 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1829 // Return 0 if no bias exists.
1830 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1831   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1832   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1833   if (LSchedLow != RSchedLow)
1834     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1835   return 0;
1836 }
1837
1838 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1839 /// Smaller number is the higher priority.
1840 static unsigned
1841 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1842   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
1843   if (SethiUllmanNumber != 0)
1844     return SethiUllmanNumber;
1845
1846   unsigned Extra = 0;
1847   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1848        I != E; ++I) {
1849     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1850     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1851     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
1852     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1853       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1854       Extra = 0;
1855     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1856       ++Extra;
1857   }
1858
1859   SethiUllmanNumber += Extra;
1860
1861   if (SethiUllmanNumber == 0)
1862     SethiUllmanNumber = 1;
1863
1864   return SethiUllmanNumber;
1865 }
1866
1867 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1868 /// scheduling units.
1869 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1870   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1871
1872   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i)
1873     CalcNodeSethiUllmanNumber(&(*SUnits)[i], SethiUllmanNumbers);
1874 }
1875
1876 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1877   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1878   if (SUnits->size() > SUSize)
1879     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1880   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1881 }
1882
1883 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1884   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1885   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1886 }
1887
1888 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
1889 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
1890 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1891   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1892   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1893   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1894     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1895     // avoid spilling.
1896     return 0;
1897   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1898       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1899       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1900     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
1901     // close to their uses to facilitate coalescing.
1902     return 0;
1903   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
1904     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
1905     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
1906     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
1907     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
1908     // their live ranges.
1909     return 0xffff;
1910   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
1911     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
1912     // because it does not lengthen any live ranges.
1913     return 0;
1914 #if 1
1915   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1916 #else
1917   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1918   if (SU->isCallOp) {
1919     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
1920     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
1921     return (NP > 0) ? NP : 0;
1922   }
1923   return Priority;
1924 #endif
1925 }
1926
1927 //===----------------------------------------------------------------------===//
1928 //                     Register Pressure Tracking
1929 //===----------------------------------------------------------------------===//
1930
1931 void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
1932 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1933   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1934          E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I) {
1935     const TargetRegisterClass *RC = *I;
1936     unsigned Id = RC->getID();
1937     unsigned RP = RegPressure[Id];
1938     if (!RP) continue;
1939     DEBUG(dbgs() << RC->getName() << ": " << RP << " / " << RegLimit[Id]
1940           << '\n');
1941   }
1942 #endif
1943 }
1944
1945 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
1946   if (!TLI)
1947     return false;
1948
1949   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1950        I != E; ++I) {
1951     if (I->isCtrl())
1952       continue;
1953     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1954     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1955     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1956     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1957       continue;
1958     }
1959     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1960          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1961       unsigned RCId, Cost;
1962       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
1963
1964       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1965         return true;
1966     }
1967   }
1968   return false;
1969 }
1970
1971 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
1972   const SDNode *N = SU->getNode();
1973
1974   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1975     return false;
1976
1977   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1978   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1979     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
1980     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1981       continue;
1982     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1983     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1984       return true;
1985   }
1986   return false;
1987 }
1988
1989 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
1990 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
1991 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
1992 // uses of registers that are already live.
1993 //
1994 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
1995 // so could probably be factored.
1996 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
1997   LiveUses = 0;
1998   int PDiff = 0;
1999   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2000        I != E; ++I) {
2001     if (I->isCtrl())
2002       continue;
2003     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2004     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2005     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2006     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2007       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
2008         ++LiveUses;
2009       continue;
2010     }
2011     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2012          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2013       MVT VT = RegDefPos.GetValue();
2014       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2015       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2016         ++PDiff;
2017     }
2018   }
2019   const SDNode *N = SU->getNode();
2020
2021   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2022     return PDiff;
2023
2024   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2025   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2026     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2027     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2028       continue;
2029     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2030     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2031       --PDiff;
2032   }
2033   return PDiff;
2034 }
2035
2036 void RegReductionPQBase::scheduledNode(SUnit *SU) {
2037   if (!TracksRegPressure)
2038     return;
2039
2040   if (!SU->getNode())
2041     return;
2042
2043   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2044        I != E; ++I) {
2045     if (I->isCtrl())
2046       continue;
2047     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2048     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2049     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2050     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2051       continue;
2052     }
2053     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2054     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2055     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2056     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2057     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2058     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2059     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2060     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2061     // value type or register class to SDep.
2062     //
2063     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2064     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2065     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2066     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2067     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2068     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2069     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2070     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2071          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2072       if (SkipRegDefs)
2073         continue;
2074
2075       unsigned RCId, Cost;
2076       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2077       RegPressure[RCId] += Cost;
2078       break;
2079     }
2080   }
2081
2082   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2083   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2084   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2085   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2086   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2087        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2088     if (SkipRegDefs > 0)
2089       continue;
2090     unsigned RCId, Cost;
2091     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2092     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2093       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2094       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2095       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") has too many regdefs\n");
2096       RegPressure[RCId] = 0;
2097     }
2098     else {
2099       RegPressure[RCId] -= Cost;
2100     }
2101   }
2102   dumpRegPressure();
2103 }
2104
2105 void RegReductionPQBase::unscheduledNode(SUnit *SU) {
2106   if (!TracksRegPressure)
2107     return;
2108
2109   const SDNode *N = SU->getNode();
2110   if (!N) return;
2111
2112   if (!N->isMachineOpcode()) {
2113     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2114       return;
2115   } else {
2116     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2117     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2118         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2119         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2120         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2121         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2122       return;
2123   }
2124
2125   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2126        I != E; ++I) {
2127     if (I->isCtrl())
2128       continue;
2129     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2130     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2131     // counts data deps.
2132     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2133       continue;
2134     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2135     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2136       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2137         MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2138         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2139         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2140       }
2141       continue;
2142     }
2143     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2144     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2145       continue;
2146     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2147         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2148         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2149       MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2150       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2151       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2152       continue;
2153     }
2154     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2155     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2156       MVT VT = PN->getSimpleValueType(i);
2157       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2158         continue;
2159       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2160       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2161         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2162         RegPressure[RCId] = 0;
2163       else
2164         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2165     }
2166   }
2167
2168   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2169   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2170   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2171     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2172     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2173       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2174       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2175         continue;
2176       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2177         continue;
2178       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2179       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2180     }
2181   }
2182
2183   dumpRegPressure();
2184 }
2185
2186 //===----------------------------------------------------------------------===//
2187 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2188 //===----------------------------------------------------------------------===//
2189
2190 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2191 /// closest to the current cycle.
2192 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2193   unsigned MaxHeight = 0;
2194   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2195        I != E; ++I) {
2196     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2197     unsigned Height = I->getSUnit()->getHeight();
2198     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2199     // to be at the same position.
2200     if (I->getSUnit()->getNode() &&
2201         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2202       Height = closestSucc(I->getSUnit())+1;
2203     if (Height > MaxHeight)
2204       MaxHeight = Height;
2205   }
2206   return MaxHeight;
2207 }
2208
2209 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2210 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2211 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2212   unsigned Scratches = 0;
2213   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2214        I != E; ++I) {
2215     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2216     Scratches++;
2217   }
2218   return Scratches;
2219 }
2220
2221 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2222 /// CopyFromReg from a virtual register.
2223 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2224   bool RetVal = false;
2225   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2226        I != E; ++I) {
2227     if (I->isCtrl()) continue;
2228     const SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2229     if (PredSU->getNode() &&
2230         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2231       unsigned Reg =
2232         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2233       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2234         RetVal = true;
2235         continue;
2236       }
2237     }
2238     return false;
2239   }
2240   return RetVal;
2241 }
2242
2243 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2244 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2245 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2246 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2247   bool RetVal = false;
2248   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2249        I != E; ++I) {
2250     if (I->isCtrl()) continue;
2251     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2252     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2253       unsigned Reg =
2254         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2255       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2256         RetVal = true;
2257         continue;
2258       }
2259     }
2260     return false;
2261   }
2262   return RetVal;
2263 }
2264
2265 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2266 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2267 //
2268 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2269 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2270 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2271 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2272 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2273 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2274 // eliminates a copy inside the loop.
2275 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2276   if (DisableSchedVRegCycle)
2277     return;
2278
2279   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2280     return;
2281
2282   DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2283
2284   SU->isVRegCycle = true;
2285
2286   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2287        I != E; ++I) {
2288     if (I->isCtrl()) continue;
2289     I->getSUnit()->isVRegCycle = true;
2290   }
2291 }
2292
2293 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2294 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2295 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2296   if (!SU->isVRegCycle)
2297     return;
2298
2299   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2300        I != E; ++I) {
2301     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2302     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2303     if (PredSU->isVRegCycle) {
2304       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2305              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2306       I->getSUnit()->isVRegCycle = 0;
2307     }
2308   }
2309 }
2310
2311 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2312 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2313 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2314   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2315   if (SU->isVRegCycle)
2316     return false;
2317
2318   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2319        I != E; ++I) {
2320     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2321     if (I->getSUnit()->isVRegCycle &&
2322         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2323       DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2324       return true;
2325     }
2326   }
2327   return false;
2328 }
2329
2330 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2331 //
2332 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2333 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2334   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2335   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2336       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2337     return true;
2338   return false;
2339 }
2340
2341 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2342 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2343 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2344                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2345   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2346   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2347   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2348   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2349   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2350   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2351
2352   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2353     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2354   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2355     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2356
2357   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2358   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2359   // them according to their height.
2360   if (LStall) {
2361     if (!RStall)
2362       return 1;
2363     if (LHeight != RHeight)
2364       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2365   } else if (RStall)
2366     return -1;
2367
2368   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2369   // and latency.
2370   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2371                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2372     // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) and HazardRecognizer
2373     // is enabled, grouping instructions by cycle, then its height is already
2374     // covered so only its depth matters. We also reach this point if both stall
2375     // but have the same height.
2376     if (!SPQ->getHazardRec()->isEnabled()) {
2377       if (LHeight != RHeight)
2378         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2379     }
2380     int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2381     int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2382     if (LDepth != RDepth) {
2383       DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2384             << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2385             << ") depth " << RDepth << "\n");
2386       return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2387     }
2388     if (left->Latency != right->Latency)
2389       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2390   }
2391   return 0;
2392 }
2393
2394 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2395   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2396   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2397   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2398   // creating a subtarget hook.
2399   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2400     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2401     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2402     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2403       #ifndef NDEBUG
2404       static const char *const PhysRegMsg[] = { " has no physreg",
2405                                                 " defines a physreg" };
2406       #endif
2407       DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2408             << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum << ") "
2409             << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2410       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2411     }
2412   }
2413
2414   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2415   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2416   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2417
2418   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2419   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2420   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2421     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2422     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2423   }
2424   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2425     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2426     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2427   }
2428
2429   if (LPriority != RPriority)
2430     return LPriority > RPriority;
2431
2432   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2433   // same, then keep source order.
2434   if (left->isCall || right->isCall) {
2435     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2436     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2437
2438     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2439     // the preference.
2440     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2441       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2442   }
2443
2444   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2445   // e.g.
2446   // t1 = op t2, c1
2447   // t3 = op t4, c2
2448   //
2449   // and the following instructions are both ready.
2450   // t2 = op c3
2451   // t4 = op c4
2452   //
2453   // Then schedule t2 = op first.
2454   // i.e.
2455   // t4 = op c4
2456   // t2 = op c3
2457   // t1 = op t2, c1
2458   // t3 = op t4, c2
2459   //
2460   // This creates more short live intervals.
2461   unsigned LDist = closestSucc(left);
2462   unsigned RDist = closestSucc(right);
2463   if (LDist != RDist)
2464     return LDist < RDist;
2465
2466   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2467   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2468   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2469   if (LScratch != RScratch)
2470     return LScratch > RScratch;
2471
2472   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2473   // is register pressure-neutral.
2474   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2475     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2476
2477   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2478   if (!DisableSchedCycles &&
2479       !(left->isCall || right->isCall)) {
2480     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2481     if (result != 0)
2482       return result > 0;
2483   }
2484   else {
2485     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2486       return left->getHeight() > right->getHeight();
2487
2488     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2489       return left->getDepth() < right->getDepth();
2490   }
2491
2492   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2493          "NodeQueueId cannot be zero");
2494   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2495 }
2496
2497 // Bottom up
2498 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2499   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2500     return res > 0;
2501
2502   return BURRSort(left, right, SPQ);
2503 }
2504
2505 // Source order, otherwise bottom up.
2506 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2507   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2508     return res > 0;
2509
2510   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2511   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2512
2513   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2514   // the preference.
2515   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2516     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2517
2518   return BURRSort(left, right, SPQ);
2519 }
2520
2521 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2522 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2523 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2524 // speed up processing the available queue.
2525 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2526   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2527
2528   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2529
2530   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2531
2532   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2533       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2534     return false;
2535
2536   return true;
2537 }
2538
2539 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2540 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2541   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2542     return res > 0;
2543
2544   if (left->isCall || right->isCall)
2545     // No way to compute latency of calls.
2546     return BURRSort(left, right, SPQ);
2547
2548   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2549   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2550   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2551   // register pressure reduction.
2552   if (LHigh && !RHigh) {
2553     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2554           << right->NodeNum << ")\n");
2555     return true;
2556   }
2557   else if (!LHigh && RHigh) {
2558     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2559           << left->NodeNum << ")\n");
2560     return false;
2561   }
2562   if (!LHigh && !RHigh) {
2563     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2564     if (result != 0)
2565       return result > 0;
2566   }
2567   return BURRSort(left, right, SPQ);
2568 }
2569
2570 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2571 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2572 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2573   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2574
2575   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2576       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2577     return false;
2578
2579   return true;
2580 }
2581
2582 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2583   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2584   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2585     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2586     // avoid spilling.
2587     return true;
2588
2589   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2590       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2591       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2592     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2593     // close to their uses to facilitate coalescing.
2594     return true;
2595
2596   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2597     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2598     // because it does not lengthen any live ranges.
2599     return true;
2600
2601   return false;
2602 }
2603
2604 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2605 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2606 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2607   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2608     return res > 0;
2609
2610   if (left->isCall || right->isCall)
2611     // No way to compute latency of calls.
2612     return BURRSort(left, right, SPQ);
2613
2614   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2615   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2616   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2617     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2618     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2619   }
2620   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2621     DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum << "): " << LPDiff
2622           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RPDiff << "\n");
2623     return LPDiff > RPDiff;
2624   }
2625
2626   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2627     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2628     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2629     if (LReduce && !RReduce) return false;
2630     if (RReduce && !LReduce) return true;
2631   }
2632
2633   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2634     DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2635           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses << "\n");
2636     return LLiveUses < RLiveUses;
2637   }
2638
2639   if (!DisableSchedStalls) {
2640     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2641     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2642     if (LStall != RStall)
2643       return left->getHeight() > right->getHeight();
2644   }
2645
2646   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2647     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2648     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2649       DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2650             << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum << "): "
2651             << right->getDepth() << "\n");
2652       return left->getDepth() < right->getDepth();
2653     }
2654   }
2655
2656   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2657     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2658     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2659       return left->getHeight() > right->getHeight();
2660   }
2661
2662   return BURRSort(left, right, SPQ);
2663 }
2664
2665 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2666   SUnits = &sunits;
2667   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2668   if (!Disable2AddrHack)
2669     AddPseudoTwoAddrDeps();
2670   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2671   if (!TracksRegPressure && !SrcOrder)
2672     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2673   // Calculate node priorities.
2674   CalculateSethiUllmanNumbers();
2675
2676   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2677   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB)) {
2678     for (unsigned i = 0, e = sunits.size(); i != e; ++i) {
2679       initVRegCycle(&sunits[i]);
2680     }
2681   }
2682 }
2683
2684 //===----------------------------------------------------------------------===//
2685 //                    Preschedule for Register Pressure
2686 //===----------------------------------------------------------------------===//
2687
2688 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2689   if (SU->isTwoAddress) {
2690     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2691     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2692     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2693     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2694     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2695       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2696         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2697         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2698             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2699           return true;
2700       }
2701     }
2702   }
2703   return false;
2704 }
2705
2706 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2707 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2708 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2709 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2710                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2711                                          const TargetInstrInfo *TII,
2712                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2713   const uint16_t *ImpDefs
2714     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2715   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2716   if(!ImpDefs && !RegMask)
2717     return false;
2718
2719   for (SUnit::const_succ_iterator SI = SU->Succs.begin(), SE = SU->Succs.end();
2720        SI != SE; ++SI) {
2721     SUnit *SuccSU = SI->getSUnit();
2722     for (SUnit::const_pred_iterator PI = SuccSU->Preds.begin(),
2723            PE = SuccSU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
2724       if (!PI->isAssignedRegDep())
2725         continue;
2726
2727       if (RegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, PI->getReg()) &&
2728           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2729         return true;
2730
2731       if (ImpDefs)
2732         for (const uint16_t *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2733           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2734           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2735           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2736           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, PI->getReg()) &&
2737               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2738             return true;
2739     }
2740   }
2741   return false;
2742 }
2743
2744 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2745 /// physical register defs.
2746 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2747                                   const TargetInstrInfo *TII,
2748                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2749   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2750   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2751   const uint16_t *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2752   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2753   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2754        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2755     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2756       continue;
2757     const uint16_t *SUImpDefs =
2758       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2759     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2760     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2761       continue;
2762     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2763       EVT VT = N->getValueType(i);
2764       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2765         continue;
2766       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2767         continue;
2768       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2769       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2770         return true;
2771       if (!SUImpDefs)
2772         continue;
2773       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2774         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2775         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2776           return true;
2777       }
2778     }
2779   }
2780   return false;
2781 }
2782
2783 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2784 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2785 /// heuristics. When presented with code like this:
2786 ///
2787 ///      N
2788 ///    / |
2789 ///   /  |
2790 ///  U  store
2791 ///  |
2792 /// ...
2793 ///
2794 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2795 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2796 /// the length of that other use (the U->N edge).
2797 ///
2798 /// This function transforms code like the above to route U's
2799 /// dependence through the store when possible, like this:
2800 ///
2801 ///      N
2802 ///      ||
2803 ///      ||
2804 ///     store
2805 ///       |
2806 ///       U
2807 ///       |
2808 ///      ...
2809 ///
2810 /// This results in the store being scheduled immediately
2811 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2812 /// register pressure.
2813 ///
2814 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2815   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2816   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2817     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2818     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2819     // These are especially important, due to the heuristics in
2820     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2821     if (SU->NumSuccs != 0)
2822       continue;
2823     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2824     if (SU->NumPreds != 1)
2825       continue;
2826     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2827     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2828     if (SDNode *N = SU->getNode())
2829       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2830           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2831             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2832         continue;
2833
2834     // Locate the single data predecessor.
2835     SUnit *PredSU = 0;
2836     for (SUnit::const_pred_iterator II = SU->Preds.begin(),
2837          EE = SU->Preds.end(); II != EE; ++II)
2838       if (!II->isCtrl()) {
2839         PredSU = II->getSUnit();
2840         break;
2841       }
2842     assert(PredSU);
2843
2844     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2845     // support infrastructure.
2846     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2847       continue;
2848     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2849     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2850       continue;
2851     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2852     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2853     if (SDNode *N = SU->getNode())
2854       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2855           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2856             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2857         continue;
2858
2859     // Perform checks on the successors of PredSU.
2860     for (SUnit::const_succ_iterator II = PredSU->Succs.begin(),
2861          EE = PredSU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
2862       SUnit *PredSuccSU = II->getSUnit();
2863       if (PredSuccSU == SU) continue;
2864       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2865       // now don't attempt to choose either over the other.
2866       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2867         goto outer_loop_continue;
2868       // Don't break physical register dependencies.
2869       if (SU->hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2870         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, SU, TII, TRI))
2871           goto outer_loop_continue;
2872       // Don't introduce graph cycles.
2873       if (scheduleDAG->IsReachable(SU, PredSuccSU))
2874         goto outer_loop_continue;
2875     }
2876
2877     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2878     // profitable. Update the graph.
2879     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU->NodeNum
2880                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2881                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2882     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2883       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2884       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2885       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2886       if (SuccSU != SU) {
2887         Edge.setSUnit(PredSU);
2888         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2889         scheduleDAG->AddPred(SU, Edge);
2890         Edge.setSUnit(SU);
2891         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2892         --i;
2893       }
2894     }
2895   outer_loop_continue:;
2896   }
2897 }
2898
2899 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2900 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2901 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2902 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2903 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2904 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2905 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2906 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2907   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2908     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2909     if (!SU->isTwoAddress)
2910       continue;
2911
2912     SDNode *Node = SU->getNode();
2913     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU->getNode()->getGluedNode())
2914       continue;
2915
2916     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(SU);
2917     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2918     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2919     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2920     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2921     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
2922       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
2923         continue;
2924       SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(j).getNode();
2925       if (DU->getNodeId() == -1)
2926         continue;
2927       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
2928       if (!DUSU) continue;
2929       for (SUnit::const_succ_iterator I = DUSU->Succs.begin(),
2930            E = DUSU->Succs.end(); I != E; ++I) {
2931         if (I->isCtrl()) continue;
2932         SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2933         if (SuccSU == SU)
2934           continue;
2935         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
2936         // depth and height.
2937         if (SuccSU->getHeight() < SU->getHeight() &&
2938             (SU->getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
2939           continue;
2940         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
2941         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
2942         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
2943         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
2944         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
2945                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
2946                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
2947                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
2948           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
2949         // Don't constrain non-instruction nodes.
2950         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
2951           continue;
2952         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
2953         // predecessor can clobber them.
2954         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU->hasPhysRegClobbers) {
2955           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, SU, TII, TRI))
2956             continue;
2957         }
2958         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
2959         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
2960         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
2961         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2962             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2963             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
2964           continue;
2965         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
2966             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
2967              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
2968              (!SU->isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
2969             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, SU)) {
2970           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
2971                        << SU->NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
2972           scheduleDAG->AddPred(SU, SDep(SuccSU, SDep::Artificial));
2973         }
2974       }
2975     }
2976   }
2977 }
2978
2979 //===----------------------------------------------------------------------===//
2980 //                         Public Constructor Functions
2981 //===----------------------------------------------------------------------===//
2982
2983 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2984 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2985                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2986   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2987   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2988   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2989
2990   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
2991     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, false, TII, TRI, 0);
2992   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2993   PQ->setScheduleDAG(SD);
2994   return SD;
2995 }
2996
2997 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2998 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2999                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3000   const TargetMachine &TM = IS->TM;
3001   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
3002   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
3003
3004   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
3005     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, true, TII, TRI, 0);
3006   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3007   PQ->setScheduleDAG(SD);
3008   return SD;
3009 }
3010
3011 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
3012 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3013                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3014   const TargetMachine &TM = IS->TM;
3015   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
3016   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
3017   const TargetLowering *TLI = IS->getTargetLowering();
3018
3019   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
3020     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3021
3022   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3023   PQ->setScheduleDAG(SD);
3024   return SD;
3025 }
3026
3027 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
3028 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3029                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3030   const TargetMachine &TM = IS->TM;
3031   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
3032   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
3033   const TargetLowering *TLI = IS->getTargetLowering();
3034
3035   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
3036     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3037   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3038   PQ->setScheduleDAG(SD);
3039   return SD;
3040 }