dc8f0ee4a27be6ae43699ba0072179341372bc7b
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / ScheduleDAGRRList.cpp
1 //===----- ScheduleDAGRRList.cpp - Reg pressure reduction list scheduler --===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This implements bottom-up and top-down register pressure reduction list
11 // schedulers, using standard algorithms.  The basic approach uses a priority
12 // queue of available nodes to schedule.  One at a time, nodes are taken from
13 // the priority queue (thus in priority order), checked for legality to
14 // schedule, and emitted if legal.
15 //
16 //===----------------------------------------------------------------------===//
17
18 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
19 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
20 #include "llvm/InlineAsm.h"
21 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
23 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
24 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
25 #include "llvm/DataLayout.h"
26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
32 #include "llvm/Support/Debug.h"
33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
35 #include <climits>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
39 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
40 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
41 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
42
43 static RegisterScheduler
44   burrListDAGScheduler("list-burr",
45                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
46                        createBURRListDAGScheduler);
47 static RegisterScheduler
48   sourceListDAGScheduler("source",
49                          "Similar to list-burr but schedules in source "
50                          "order when possible",
51                          createSourceListDAGScheduler);
52
53 static RegisterScheduler
54   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
55                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
56                          "which tries to balance latency and register pressure",
57                          createHybridListDAGScheduler);
58
59 static RegisterScheduler
60   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
61                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
62                       "which tries to balance ILP and register pressure",
63                       createILPListDAGScheduler);
64
65 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
66   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
67   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
68
69 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
70 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
71 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
72   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
73   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
74 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
75   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
76   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
77 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
78   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
79   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
80 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
81   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
82   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
83 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
84   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
85   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
86 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
87   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
88   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
89 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
90   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
91   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
92 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
93   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
94   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
95
96 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
97   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
98   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
99            "in sched=list-ilp"));
100
101 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
102   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
103   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
104
105 namespace {
106 //===----------------------------------------------------------------------===//
107 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
108 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
109 ///
110 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
111 private:
112   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
113   ///
114   bool NeedLatency;
115
116   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
117   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
118
119   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
120   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
121   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
122   /// added to the AvailableQueue.
123   std::vector<SUnit*> PendingQueue;
124
125   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
126   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
127
128   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
129   unsigned CurCycle;
130
131   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
132   unsigned MinAvailableCycle;
133
134   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
135   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
136   unsigned IssueCount;
137
138   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
139   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
140   /// modifies the registers can be scheduled.
141   unsigned NumLiveRegs;
142   std::vector<SUnit*> LiveRegDefs;
143   std::vector<SUnit*> LiveRegGens;
144
145   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
146   /// and similar queries.
147   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
148
149   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
150   // DAG crawling.
151   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
152
153 public:
154   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
155                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
156                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
157     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
158       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue), CurCycle(0),
159       Topo(SUnits, NULL) {
160
161     const TargetMachine &tm = mf.getTarget();
162     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
163       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
164     else
165       HazardRec = tm.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&tm, this);
166   }
167
168   ~ScheduleDAGRRList() {
169     delete HazardRec;
170     delete AvailableQueue;
171   }
172
173   void Schedule();
174
175   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
176
177   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
178   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
179     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
180   }
181
182   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
183   /// create a cycle.
184   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
185     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
186   }
187
188   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
189   /// This returns true if this is a new predecessor.
190   /// Updates the topological ordering if required.
191   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
192     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
193     SU->addPred(D);
194   }
195
196   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
197   /// This returns true if an edge was removed.
198   /// Updates the topological ordering if required.
199   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
200     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
201     SU->removePred(D);
202   }
203
204 private:
205   bool isReady(SUnit *SU) {
206     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
207       AvailableQueue->isReady(SU);
208   }
209
210   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
211   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
212   void ReleasePending();
213   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
214   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
215   void EmitNode(SUnit *SU);
216   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
217   void CapturePred(SDep *PredEdge);
218   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
219   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
220   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
221   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
222   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
223                                 const TargetRegisterClass*,
224                                 const TargetRegisterClass*,
225                                 SmallVector<SUnit*, 2>&);
226   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVector<unsigned, 4>&);
227
228   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
229   void ListScheduleBottomUp();
230
231   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
232   /// Updates the topological ordering if required.
233   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
234     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
235     SUnit *NewNode = newSUnit(N);
236     // Update the topological ordering.
237     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
238       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
239     return NewNode;
240   }
241
242   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
243   /// Updates the topological ordering if required.
244   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
245     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
246     SUnit *NewNode = Clone(N);
247     // Update the topological ordering.
248     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
249       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
250     return NewNode;
251   }
252
253   /// forceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
254   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
255   bool forceUnitLatencies() const {
256     return !NeedLatency;
257   }
258 };
259 }  // end anonymous namespace
260
261 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
262 /// Typically this just means looking up the representative register class,
263 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
264 /// opcode to determine what register class is being generated.
265 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
266                           const TargetLowering *TLI,
267                           const TargetInstrInfo *TII,
268                           const TargetRegisterInfo *TRI,
269                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost,
270                           const MachineFunction &MF) {
271   EVT VT = RegDefPos.GetValue();
272
273   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
274   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
275   if (VT == MVT::Untyped) {
276     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
277     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
278
279     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
280       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
281       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
282       RegClass = RC->getID();
283       Cost = 1;
284       return;
285     }
286
287     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
288     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
289     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI, MF);
290     RegClass = RC->getID();
291     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
292     // better way to determine it.
293     Cost = 1;
294   } else {
295     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
296     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
297   }
298 }
299
300 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
301 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
302   DEBUG(dbgs()
303         << "********** List Scheduling BB#" << BB->getNumber()
304         << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
305
306   CurCycle = 0;
307   IssueCount = 0;
308   MinAvailableCycle = DisableSchedCycles ? 0 : UINT_MAX;
309   NumLiveRegs = 0;
310   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
311   // to track the virtual resource of a calling sequence.
312   LiveRegDefs.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
313   LiveRegGens.resize(TRI->getNumRegs() + 1, NULL);
314   CallSeqEndForStart.clear();
315
316   // Build the scheduling graph.
317   BuildSchedGraph(NULL);
318
319   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
320           SUnits[su].dumpAll(this));
321   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
322
323   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
324
325   HazardRec->Reset();
326
327   // Execute the actual scheduling loop.
328   ListScheduleBottomUp();
329
330   AvailableQueue->releaseState();
331
332   DEBUG({
333       dbgs() << "*** Final schedule ***\n";
334       dumpSchedule();
335       dbgs() << '\n';
336     });
337 }
338
339 //===----------------------------------------------------------------------===//
340 //  Bottom-Up Scheduling
341 //===----------------------------------------------------------------------===//
342
343 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
344 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
345 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
346   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
347
348 #ifndef NDEBUG
349   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
350     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
351     PredSU->dump(this);
352     dbgs() << " has been released too many times!\n";
353     llvm_unreachable(0);
354   }
355 #endif
356   --PredSU->NumSuccsLeft;
357
358   if (!forceUnitLatencies()) {
359     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
360     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
361     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
362   }
363
364   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
365   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
366   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
367     PredSU->isAvailable = true;
368
369     unsigned Height = PredSU->getHeight();
370     if (Height < MinAvailableCycle)
371       MinAvailableCycle = Height;
372
373     if (isReady(PredSU)) {
374       AvailableQueue->push(PredSU);
375     }
376     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
377     // adding it twice.
378     else if (!PredSU->isPending) {
379       PredSU->isPending = true;
380       PendingQueue.push_back(PredSU);
381     }
382   }
383 }
384
385 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
386 /// chain dependencies.
387 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
388                              unsigned NestLevel,
389                              const TargetInstrInfo *TII) {
390   SDNode *N = Outer;
391   for (;;) {
392     if (N == Inner)
393       return true;
394     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
395     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
396     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
397     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
398       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
399         if (IsChainDependent(N->getOperand(i).getNode(), Inner, NestLevel, TII))
400           return true;
401       return false;
402     }
403     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
404     if (N->isMachineOpcode()) {
405       if (N->getMachineOpcode() ==
406           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
407         ++NestLevel;
408       } else if (N->getMachineOpcode() ==
409                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
410         if (NestLevel == 0)
411           return false;
412         --NestLevel;
413       }
414     }
415     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
416     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
417       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
418         N = N->getOperand(i).getNode();
419         goto found_chain_operand;
420       }
421     return false;
422   found_chain_operand:;
423     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
424       return false;
425   }
426 }
427
428 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
429 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
430 ///
431 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
432 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
433 /// level seen so far.
434 ///
435 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
436 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
437 static SDNode *
438 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
439                  const TargetInstrInfo *TII) {
440   for (;;) {
441     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
442     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
443     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
444     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
445       SDNode *Best = 0;
446       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
447       for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
448         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
449         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
450         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(N->getOperand(i).getNode(),
451                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
452           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
453             Best = New;
454             BestMaxNest = MyMaxNest;
455           }
456       }
457       assert(Best);
458       MaxNest = BestMaxNest;
459       return Best;
460     }
461     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
462     if (N->isMachineOpcode()) {
463       if (N->getMachineOpcode() ==
464           (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
465         ++NestLevel;
466         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
467       } else if (N->getMachineOpcode() ==
468                  (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
469         assert(NestLevel != 0);
470         --NestLevel;
471         if (NestLevel == 0)
472           return N;
473       }
474     }
475     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
476     for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
477       if (N->getOperand(i).getValueType() == MVT::Other) {
478         N = N->getOperand(i).getNode();
479         goto found_chain_operand;
480       }
481     return 0;
482   found_chain_operand:;
483     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
484       return 0;
485   }
486 }
487
488 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
489 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
490 /// also defines the register. This effectively create one large live range
491 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
492 /// entire chain must be scheduled together. Example:
493 ///
494 /// flags = (3) add
495 /// flags = (2) addc flags
496 /// flags = (1) addc flags
497 ///
498 /// results in
499 ///
500 /// LiveRegDefs[flags] = 3
501 /// LiveRegGens[flags] = 1
502 ///
503 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
504 /// interference on flags.
505 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
506   // Bottom up: release predecessors
507   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
508        I != E; ++I) {
509     ReleasePred(SU, &*I);
510     if (I->isAssignedRegDep()) {
511       // This is a physical register dependency and it's impossible or
512       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
513       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
514       // this node.
515       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[I->getReg()]; (void)RegDef;
516       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == I->getSUnit()) &&
517              "interference on register dependence");
518       LiveRegDefs[I->getReg()] = I->getSUnit();
519       if (!LiveRegGens[I->getReg()]) {
520         ++NumLiveRegs;
521         LiveRegGens[I->getReg()] = SU;
522       }
523     }
524   }
525
526   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
527   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
528   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
529   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
530   if (!LiveRegDefs[CallResource])
531     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
532       if (Node->isMachineOpcode() &&
533           Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
534         unsigned NestLevel = 0;
535         unsigned MaxNest = 0;
536         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
537
538         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
539         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
540
541         ++NumLiveRegs;
542         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
543         LiveRegGens[CallResource] = SU;
544         break;
545       }
546 }
547
548 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
549 /// so, add them to the available queue.
550 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
551   if (DisableSchedCycles) {
552     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
553     return;
554   }
555
556   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
557   if (AvailableQueue->empty())
558     MinAvailableCycle = UINT_MAX;
559
560   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
561   // so, add them to the available queue.
562   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
563     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
564     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
565       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
566
567     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
568       if (!isReady(PendingQueue[i]))
569           continue;
570       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
571     }
572     PendingQueue[i]->isPending = false;
573     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
574     PendingQueue.pop_back();
575     --i; --e;
576   }
577 }
578
579 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
580 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
581   if (NextCycle <= CurCycle)
582     return;
583
584   IssueCount = 0;
585   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
586   if (!HazardRec->isEnabled()) {
587     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
588     CurCycle = NextCycle;
589   }
590   else {
591     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
592       HazardRec->RecedeCycle();
593     }
594   }
595   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
596   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
597   ReleasePending();
598 }
599
600 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
601 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
602 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
603   if (DisableSchedCycles)
604     return;
605
606   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
607   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
608   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
609   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
610   // currently need to treat these nodes like real instructions.
611   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
612
613   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
614
615   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
616   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
617   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
618   // this instruction.
619   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
620
621   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
622   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
623   // scoreboard state before emitting the call.
624   if (SU->isCall)
625     return;
626
627   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
628   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
629   int Stalls = 0;
630   while (true) {
631     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
632       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
633
634     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
635       break;
636
637     ++Stalls;
638   }
639   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
640 }
641
642 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
643 /// Does not update CurCycle.
644 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
645   if (!HazardRec->isEnabled())
646     return;
647
648   // Check for phys reg copy.
649   if (!SU->getNode())
650     return;
651
652   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
653   default:
654     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
655            "This target-independent node should not be scheduled.");
656     break;
657   case ISD::MERGE_VALUES:
658   case ISD::TokenFactor:
659   case ISD::LIFETIME_START:
660   case ISD::LIFETIME_END:
661   case ISD::CopyToReg:
662   case ISD::CopyFromReg:
663   case ISD::EH_LABEL:
664     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
665     // removed.
666     return;
667   case ISD::INLINEASM:
668     // For inline asm, clear the pipeline state.
669     HazardRec->Reset();
670     return;
671   }
672   if (SU->isCall) {
673     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
674     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
675     HazardRec->Reset();
676   }
677
678   HazardRec->EmitInstruction(SU);
679 }
680
681 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
682
683 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
684 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
685 /// the Available queue.
686 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
687   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
688   DEBUG(SU->dump(this));
689
690 #ifndef NDEBUG
691   if (CurCycle < SU->getHeight())
692     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
693           << "] pipeline stall!\n");
694 #endif
695
696   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
697   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
698   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
699   // indicate the scheduled cycle.
700   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
701
702   // Reserve resources for the scheduled intruction.
703   EmitNode(SU);
704
705   Sequence.push_back(SU);
706
707   AvailableQueue->scheduledNode(SU);
708
709   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
710   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
711   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
712   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
713     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
714
715   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
716   // two-address node as a live range def.
717   ReleasePredecessors(SU);
718
719   // Release all the implicit physical register defs that are live.
720   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
721        I != E; ++I) {
722     // LiveRegDegs[I->getReg()] != SU when SU is a two-address node.
723     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] == SU) {
724       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
725       --NumLiveRegs;
726       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
727       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
728     }
729   }
730   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
731   // of a call.
732   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
733   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
734     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
735          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
736       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
737           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
738         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
739         --NumLiveRegs;
740         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
741         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
742       }
743     }
744
745   resetVRegCycle(SU);
746
747   SU->isScheduled = true;
748
749   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
750   // (1) No available instructions
751   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
752   //
753   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
754   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
755   //
756   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
757   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
758     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
759       ++IssueCount;
760     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
761         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
762       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
763   }
764 }
765
766 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
767 /// unscheduled, incrcease the succ left count of its predecessors. Remove
768 /// them from AvailableQueue if necessary.
769 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
770   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
771   if (PredSU->isAvailable) {
772     PredSU->isAvailable = false;
773     if (!PredSU->isPending)
774       AvailableQueue->remove(PredSU);
775   }
776
777   assert(PredSU->NumSuccsLeft < UINT_MAX && "NumSuccsLeft will overflow!");
778   ++PredSU->NumSuccsLeft;
779 }
780
781 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
782 /// its predecessor states to reflect the change.
783 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
784   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
785   DEBUG(SU->dump(this));
786
787   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
788        I != E; ++I) {
789     CapturePred(&*I);
790     if (I->isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[I->getReg()]){
791       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
792       assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == I->getSUnit() &&
793              "Physical register dependency violated?");
794       --NumLiveRegs;
795       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
796       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
797     }
798   }
799
800   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
801   // of a call.
802   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
803   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
804        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
805     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
806         SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
807       ++NumLiveRegs;
808       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
809       LiveRegGens[CallResource] = CallSeqEndForStart[SU];
810     }
811   }
812
813   // Release the special call resource dependence, if this is the end
814   // of a call.
815   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
816     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
817          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
818       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
819           SUNode->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
820         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
821         --NumLiveRegs;
822         LiveRegDefs[CallResource] = NULL;
823         LiveRegGens[CallResource] = NULL;
824       }
825     }
826
827   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
828        I != E; ++I) {
829     if (I->isAssignedRegDep()) {
830       if (!LiveRegDefs[I->getReg()])
831         ++NumLiveRegs;
832       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
833       // pending if this is a two-address node.
834       LiveRegDefs[I->getReg()] = SU;
835       if (LiveRegGens[I->getReg()] == NULL ||
836           I->getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[I->getReg()]->getHeight())
837         LiveRegGens[I->getReg()] = I->getSUnit();
838     }
839   }
840   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
841     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
842
843   SU->setHeightDirty();
844   SU->isScheduled = false;
845   SU->isAvailable = true;
846   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
847     // Don't make available until backtracking is complete.
848     SU->isPending = true;
849     PendingQueue.push_back(SU);
850   }
851   else {
852     AvailableQueue->push(SU);
853   }
854   AvailableQueue->unscheduledNode(SU);
855 }
856
857 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
858 /// corresponding the current cycle.
859 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
860   HazardRec->Reset();
861
862   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
863                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
864   if (LookAhead == 0)
865     return;
866
867   std::vector<SUnit*>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
868   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
869   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
870     SUnit *SU = *I;
871     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
872       HazardRec->RecedeCycle();
873     }
874     EmitNode(SU);
875   }
876 }
877
878 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
879 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
880 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
881   SUnit *OldSU = Sequence.back();
882   while (true) {
883     Sequence.pop_back();
884     if (SU->isSucc(OldSU))
885       // Don't try to remove SU from AvailableQueue.
886       SU->isAvailable = false;
887     // FIXME: use ready cycle instead of height
888     CurCycle = OldSU->getHeight();
889     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
890     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
891     if (OldSU == BtSU)
892       break;
893     OldSU = Sequence.back();
894   }
895
896   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
897
898   RestoreHazardCheckerBottomUp();
899
900   ReleasePending();
901
902   ++NumBacktracks;
903 }
904
905 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
906   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
907        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
908     if (SUNode->isOperandOf(N))
909       return true;
910   }
911   return false;
912 }
913
914 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
915 /// successors to the newly created node.
916 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
917   SDNode *N = SU->getNode();
918   if (!N)
919     return NULL;
920
921   if (SU->getNode()->getGluedNode())
922     return NULL;
923
924   SUnit *NewSU;
925   bool TryUnfold = false;
926   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
927     EVT VT = N->getValueType(i);
928     if (VT == MVT::Glue)
929       return NULL;
930     else if (VT == MVT::Other)
931       TryUnfold = true;
932   }
933   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
934     const SDValue &Op = N->getOperand(i);
935     EVT VT = Op.getNode()->getValueType(Op.getResNo());
936     if (VT == MVT::Glue)
937       return NULL;
938   }
939
940   if (TryUnfold) {
941     SmallVector<SDNode*, 2> NewNodes;
942     if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
943       return NULL;
944
945     // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
946     // can't be handled here so quit
947     if (NewNodes.size() == 3)
948       return NULL;
949
950     DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
951     assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
952
953     N = NewNodes[1];
954     SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
955     unsigned NumVals = N->getNumValues();
956     unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
957     for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
958       DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
959     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals-1),
960                                    SDValue(LoadNode, 1));
961
962     // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
963     // load from the same location and producing the same type of value
964     // but it has different alignment or volatileness.
965     bool isNewLoad = true;
966     SUnit *LoadSU;
967     if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
968       LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
969       isNewLoad = false;
970     } else {
971       LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
972       LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
973
974       InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
975       computeLatency(LoadSU);
976     }
977
978     SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
979     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
980     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
981
982     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
983     for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
984       if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
985         NewSU->isTwoAddress = true;
986         break;
987       }
988     }
989     if (MCID.isCommutable())
990       NewSU->isCommutable = true;
991
992     InitNumRegDefsLeft(NewSU);
993     computeLatency(NewSU);
994
995     // Record all the edges to and from the old SU, by category.
996     SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
997     SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
998     SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
999     SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
1000     SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
1001     for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1002          I != E; ++I) {
1003       if (I->isCtrl())
1004         ChainPreds.push_back(*I);
1005       else if (isOperandOf(I->getSUnit(), LoadNode))
1006         LoadPreds.push_back(*I);
1007       else
1008         NodePreds.push_back(*I);
1009     }
1010     for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1011          I != E; ++I) {
1012       if (I->isCtrl())
1013         ChainSuccs.push_back(*I);
1014       else
1015         NodeSuccs.push_back(*I);
1016     }
1017
1018     // Now assign edges to the newly-created nodes.
1019     for (unsigned i = 0, e = ChainPreds.size(); i != e; ++i) {
1020       const SDep &Pred = ChainPreds[i];
1021       RemovePred(SU, Pred);
1022       if (isNewLoad)
1023         AddPred(LoadSU, Pred);
1024     }
1025     for (unsigned i = 0, e = LoadPreds.size(); i != e; ++i) {
1026       const SDep &Pred = LoadPreds[i];
1027       RemovePred(SU, Pred);
1028       if (isNewLoad)
1029         AddPred(LoadSU, Pred);
1030     }
1031     for (unsigned i = 0, e = NodePreds.size(); i != e; ++i) {
1032       const SDep &Pred = NodePreds[i];
1033       RemovePred(SU, Pred);
1034       AddPred(NewSU, Pred);
1035     }
1036     for (unsigned i = 0, e = NodeSuccs.size(); i != e; ++i) {
1037       SDep D = NodeSuccs[i];
1038       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1039       D.setSUnit(SU);
1040       RemovePred(SuccDep, D);
1041       D.setSUnit(NewSU);
1042       AddPred(SuccDep, D);
1043       // Balance register pressure.
1044       if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled
1045           && !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1046         --NewSU->NumRegDefsLeft;
1047     }
1048     for (unsigned i = 0, e = ChainSuccs.size(); i != e; ++i) {
1049       SDep D = ChainSuccs[i];
1050       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1051       D.setSUnit(SU);
1052       RemovePred(SuccDep, D);
1053       if (isNewLoad) {
1054         D.setSUnit(LoadSU);
1055         AddPred(SuccDep, D);
1056       }
1057     }
1058
1059     // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1060     // by LoadSU.
1061     SDep D(LoadSU, SDep::Data, 0);
1062     D.setLatency(LoadSU->Latency);
1063     AddPred(NewSU, D);
1064
1065     if (isNewLoad)
1066       AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1067     AvailableQueue->addNode(NewSU);
1068
1069     ++NumUnfolds;
1070
1071     if (NewSU->NumSuccsLeft == 0) {
1072       NewSU->isAvailable = true;
1073       return NewSU;
1074     }
1075     SU = NewSU;
1076   }
1077
1078   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1079   NewSU = CreateClone(SU);
1080
1081   // New SUnit has the exact same predecessors.
1082   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1083        I != E; ++I)
1084     if (!I->isArtificial())
1085       AddPred(NewSU, *I);
1086
1087   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1088   // list and move them over.
1089   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1090   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1091        I != E; ++I) {
1092     if (I->isArtificial())
1093       continue;
1094     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1095     if (SuccSU->isScheduled) {
1096       SDep D = *I;
1097       D.setSUnit(NewSU);
1098       AddPred(SuccSU, D);
1099       D.setSUnit(SU);
1100       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1101     }
1102   }
1103   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1104     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1105
1106   AvailableQueue->updateNode(SU);
1107   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1108
1109   ++NumDups;
1110   return NewSU;
1111 }
1112
1113 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1114 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1115 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1116                                                const TargetRegisterClass *DestRC,
1117                                                const TargetRegisterClass *SrcRC,
1118                                                SmallVector<SUnit*, 2> &Copies) {
1119   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(NULL);
1120   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1121   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1122
1123   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(NULL);
1124   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1125   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1126
1127   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1128   // list and move them over.
1129   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1130   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1131        I != E; ++I) {
1132     if (I->isArtificial())
1133       continue;
1134     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1135     if (SuccSU->isScheduled) {
1136       SDep D = *I;
1137       D.setSUnit(CopyToSU);
1138       AddPred(SuccSU, D);
1139       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, *I));
1140     }
1141     else {
1142       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1143       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1144       // continue inserting copies indefinitely.
1145       AddPred(SuccSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Artificial));
1146     }
1147   }
1148   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
1149     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
1150
1151   SDep FromDep(SU, SDep::Data, Reg);
1152   FromDep.setLatency(SU->Latency);
1153   AddPred(CopyFromSU, FromDep);
1154   SDep ToDep(CopyFromSU, SDep::Data, 0);
1155   ToDep.setLatency(CopyFromSU->Latency);
1156   AddPred(CopyToSU, ToDep);
1157
1158   AvailableQueue->updateNode(SU);
1159   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1160   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1161   Copies.push_back(CopyFromSU);
1162   Copies.push_back(CopyToSU);
1163
1164   ++NumPRCopies;
1165 }
1166
1167 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1168 /// definition of the specified node.
1169 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1170 static EVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1171                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1172   const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1173   assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1174   unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
1175   for (const uint16_t *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1176     if (Reg == *ImpDef)
1177       break;
1178     ++NumRes;
1179   }
1180   return N->getValueType(NumRes);
1181 }
1182
1183 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1184 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1185 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1186                                std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1187                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1188                                SmallVector<unsigned, 4> &LRegs,
1189                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1190   for (MCRegAliasIterator AliasI(Reg, TRI, true); AliasI.isValid(); ++AliasI) {
1191
1192     // Check if Ref is live.
1193     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1194
1195     // Allow multiple uses of the same def.
1196     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1197
1198     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1199     if (RegAdded.insert(*AliasI)) {
1200       LRegs.push_back(*AliasI);
1201     }
1202   }
1203 }
1204
1205 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1206 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1207 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1208                                      std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
1209                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1210                                      SmallVector<unsigned, 4> &LRegs) {
1211   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1212   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1213     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1214     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1215     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1216     if (RegAdded.insert(i))
1217       LRegs.push_back(i);
1218   }
1219 }
1220
1221 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1222 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1223   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i)
1224     if (const RegisterMaskSDNode *Op =
1225         dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(N->getOperand(i).getNode()))
1226       return Op->getRegMask();
1227   return NULL;
1228 }
1229
1230 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1231 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1232 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1233 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1234 bool ScheduleDAGRRList::
1235 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVector<unsigned, 4> &LRegs) {
1236   if (NumLiveRegs == 0)
1237     return false;
1238
1239   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1240   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1241   //
1242   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1243   // then we are free to schedule it.
1244   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1245        I != E; ++I) {
1246     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] != SU)
1247       CheckForLiveRegDef(I->getSUnit(), I->getReg(), LiveRegDefs,
1248                          RegAdded, LRegs, TRI);
1249   }
1250
1251   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1252     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
1253       // Inline asm can clobber physical defs.
1254       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1255       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1256         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1257
1258       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1259         unsigned Flags =
1260           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1261         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1262
1263         ++i; // Skip the ID value.
1264         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1265             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1266             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1267           // Check for def of register or earlyclobber register.
1268           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1269             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1270             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1271               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1272           }
1273         } else
1274           i += NumVals;
1275       }
1276       continue;
1277     }
1278
1279     if (!Node->isMachineOpcode())
1280       continue;
1281     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1282     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1283     // the call.
1284     if (Node->getMachineOpcode() == (unsigned)TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1285       // Check the special calling-sequence resource.
1286       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1287       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1288         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1289         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1290           Gen = Glued;
1291         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) && RegAdded.insert(CallResource))
1292           LRegs.push_back(CallResource);
1293       }
1294     }
1295     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1296       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs);
1297
1298     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1299     if (!MCID.ImplicitDefs)
1300       continue;
1301     for (const uint16_t *Reg = MCID.getImplicitDefs(); *Reg; ++Reg)
1302       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
1303   }
1304
1305   return !LRegs.empty();
1306 }
1307
1308 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1309 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1310 /// (2) No Hazards: resources are available
1311 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1312 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1313   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
1314   DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMap;
1315
1316   SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
1317   while (CurSU) {
1318     SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1319     if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1320       break;
1321     LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1322
1323     CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1324     Interferences.push_back(CurSU);
1325     CurSU = AvailableQueue->pop();
1326   }
1327   if (CurSU) {
1328     // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1329     for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1330       Interferences[i]->isPending = false;
1331       assert(Interferences[i]->isAvailable && "must still be available");
1332       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1333     }
1334     return CurSU;
1335   }
1336
1337   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1338   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1339   // to resolve it.
1340   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1341     SUnit *TrySU = Interferences[i];
1342     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1343
1344     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1345     // this node.
1346     SUnit *BtSU = NULL;
1347     unsigned LiveCycle = UINT_MAX;
1348     for (unsigned j = 0, ee = LRegs.size(); j != ee; ++j) {
1349       unsigned Reg = LRegs[j];
1350       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1351         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1352         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1353       }
1354     }
1355     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1356       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1357
1358       // Force the current node to be scheduled before the node that
1359       // requires the physical reg dep.
1360       if (BtSU->isAvailable) {
1361         BtSU->isAvailable = false;
1362         if (!BtSU->isPending)
1363           AvailableQueue->remove(BtSU);
1364       }
1365       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Artificial));
1366
1367       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1368       // node is no longer avaialable. Schedule a successor that's now
1369       // available instead.
1370       if (!TrySU->isAvailable) {
1371         CurSU = AvailableQueue->pop();
1372       }
1373       else {
1374         CurSU = TrySU;
1375         TrySU->isPending = false;
1376         Interferences.erase(Interferences.begin()+i);
1377       }
1378       break;
1379     }
1380   }
1381
1382   if (!CurSU) {
1383     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1384     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1385     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1386     // insert cross class copies.
1387     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1388     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1389     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1390     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1391     unsigned Reg = LRegs[0];
1392     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1393     EVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1394     const TargetRegisterClass *RC =
1395       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1396     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1397
1398     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1399     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1400     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1401     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1402     // expensive.
1403     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1404     // the value at all.
1405     SUnit *NewDef = 0;
1406     if (DestRC != RC) {
1407       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1408       if (!DestRC && !NewDef)
1409         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1410     }
1411     if (!NewDef) {
1412       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1413       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1414       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1415       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1416             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1417       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Artificial));
1418       NewDef = Copies.back();
1419     }
1420
1421     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1422           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1423     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1424     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Artificial));
1425     TrySU->isAvailable = false;
1426     CurSU = NewDef;
1427   }
1428
1429   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1430
1431   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1432   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1433     Interferences[i]->isPending = false;
1434     // May no longer be available due to backtracking.
1435     if (Interferences[i]->isAvailable) {
1436       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1437     }
1438   }
1439   return CurSU;
1440 }
1441
1442 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1443 /// schedulers.
1444 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1445   // Release any predecessors of the special Exit node.
1446   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1447
1448   // Add root to Available queue.
1449   if (!SUnits.empty()) {
1450     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1451     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1452     RootSU->isAvailable = true;
1453     AvailableQueue->push(RootSU);
1454   }
1455
1456   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1457   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1458   Sequence.reserve(SUnits.size());
1459   while (!AvailableQueue->empty()) {
1460     DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1461           AvailableQueue->dump(this));
1462
1463     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1464     // consideration.
1465     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1466
1467     AdvancePastStalls(SU);
1468
1469     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1470
1471     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1472       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1473       assert(MinAvailableCycle < UINT_MAX && "MinAvailableCycle uninitialized");
1474       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1475     }
1476   }
1477
1478   // Reverse the order if it is bottom up.
1479   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1480
1481 #ifndef NDEBUG
1482   VerifyScheduledSequence(/*isBottomUp=*/true);
1483 #endif
1484 }
1485
1486 //===----------------------------------------------------------------------===//
1487 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1488 //===----------------------------------------------------------------------===//
1489 //
1490 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1491 // to reduce register pressure.
1492 //
1493 namespace {
1494 class RegReductionPQBase;
1495
1496 struct queue_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
1497   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1498 };
1499
1500 #ifndef NDEBUG
1501 template<class SF>
1502 struct reverse_sort : public queue_sort {
1503   SF &SortFunc;
1504   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1505   reverse_sort(const reverse_sort &RHS) : SortFunc(RHS.SortFunc) {}
1506
1507   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1508     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1509     // to expose different paths in the comparison logic.
1510     return SortFunc(right, left);
1511   }
1512 };
1513 #endif // NDEBUG
1514
1515 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1516 // reduction scheduler.
1517 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1518   enum {
1519     IsBottomUp = true,
1520     HasReadyFilter = false
1521   };
1522
1523   RegReductionPQBase *SPQ;
1524   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1525   bu_ls_rr_sort(const bu_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
1526
1527   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1528 };
1529
1530 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1531 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1532   enum {
1533     IsBottomUp = true,
1534     HasReadyFilter = false
1535   };
1536
1537   RegReductionPQBase *SPQ;
1538   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1539     : SPQ(spq) {}
1540   src_ls_rr_sort(const src_ls_rr_sort &RHS)
1541     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1542
1543   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1544 };
1545
1546 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1547 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1548   enum {
1549     IsBottomUp = true,
1550     HasReadyFilter = false
1551   };
1552
1553   RegReductionPQBase *SPQ;
1554   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1555     : SPQ(spq) {}
1556   hybrid_ls_rr_sort(const hybrid_ls_rr_sort &RHS)
1557     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1558
1559   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1560
1561   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1562 };
1563
1564 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1565 // scheduler.
1566 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1567   enum {
1568     IsBottomUp = true,
1569     HasReadyFilter = false
1570   };
1571
1572   RegReductionPQBase *SPQ;
1573   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1574     : SPQ(spq) {}
1575   ilp_ls_rr_sort(const ilp_ls_rr_sort &RHS)
1576     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1577
1578   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1579
1580   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1581 };
1582
1583 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1584 protected:
1585   std::vector<SUnit*> Queue;
1586   unsigned CurQueueId;
1587   bool TracksRegPressure;
1588   bool SrcOrder;
1589
1590   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1591   std::vector<SUnit> *SUnits;
1592
1593   MachineFunction &MF;
1594   const TargetInstrInfo *TII;
1595   const TargetRegisterInfo *TRI;
1596   const TargetLowering *TLI;
1597   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
1598
1599   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1600   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1601
1602   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1603   ///
1604   std::vector<unsigned> RegPressure;
1605
1606   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1607   /// class.
1608   std::vector<unsigned> RegLimit;
1609
1610 public:
1611   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1612                      bool hasReadyFilter,
1613                      bool tracksrp,
1614                      bool srcorder,
1615                      const TargetInstrInfo *tii,
1616                      const TargetRegisterInfo *tri,
1617                      const TargetLowering *tli)
1618     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter),
1619       CurQueueId(0), TracksRegPressure(tracksrp), SrcOrder(srcorder),
1620       MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli), scheduleDAG(NULL) {
1621     if (TracksRegPressure) {
1622       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1623       RegLimit.resize(NumRC);
1624       RegPressure.resize(NumRC);
1625       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1626       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1627       for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1628              E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
1629         RegLimit[(*I)->getID()] = tri->getRegPressureLimit(*I, MF);
1630     }
1631   }
1632
1633   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1634     scheduleDAG = scheduleDag;
1635   }
1636
1637   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1638     return scheduleDAG->getHazardRec();
1639   }
1640
1641   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits);
1642
1643   void addNode(const SUnit *SU);
1644
1645   void updateNode(const SUnit *SU);
1646
1647   void releaseState() {
1648     SUnits = 0;
1649     SethiUllmanNumbers.clear();
1650     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1651   }
1652
1653   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1654
1655   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1656     if (!SU->getNode()) return 0;
1657
1658     return scheduleDAG->DAG->GetOrdering(SU->getNode());
1659   }
1660
1661   bool empty() const { return Queue.empty(); }
1662
1663   void push(SUnit *U) {
1664     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1665     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1666     Queue.push_back(U);
1667   }
1668
1669   void remove(SUnit *SU) {
1670     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1671     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1672     std::vector<SUnit *>::iterator I = std::find(Queue.begin(), Queue.end(),
1673                                                  SU);
1674     if (I != prior(Queue.end()))
1675       std::swap(*I, Queue.back());
1676     Queue.pop_back();
1677     SU->NodeQueueId = 0;
1678   }
1679
1680   bool tracksRegPressure() const { return TracksRegPressure; }
1681
1682   void dumpRegPressure() const;
1683
1684   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1685
1686   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1687
1688   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1689
1690   void scheduledNode(SUnit *SU);
1691
1692   void unscheduledNode(SUnit *SU);
1693
1694 protected:
1695   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1696   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1697   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1698   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1699 };
1700
1701 template<class SF>
1702 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker) {
1703   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1704   for (std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::next(Q.begin()),
1705          E = Q.end(); I != E; ++I)
1706     if (Picker(*Best, *I))
1707       Best = I;
1708   SUnit *V = *Best;
1709   if (Best != prior(Q.end()))
1710     std::swap(*Best, Q.back());
1711   Q.pop_back();
1712   return V;
1713 }
1714
1715 template<class SF>
1716 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1717 #ifndef NDEBUG
1718   if (DAG->StressSched) {
1719     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1720     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1721   }
1722 #endif
1723   (void)DAG;
1724   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1725 }
1726
1727 template<class SF>
1728 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1729   SF Picker;
1730
1731 public:
1732   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1733                             bool tracksrp,
1734                             bool srcorder,
1735                             const TargetInstrInfo *tii,
1736                             const TargetRegisterInfo *tri,
1737                             const TargetLowering *tli)
1738     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, srcorder,
1739                          tii, tri, tli),
1740       Picker(this) {}
1741
1742   bool isBottomUp() const { return SF::IsBottomUp; }
1743
1744   bool isReady(SUnit *U) const {
1745     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1746   }
1747
1748   SUnit *pop() {
1749     if (Queue.empty()) return NULL;
1750
1751     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1752     V->NodeQueueId = 0;
1753     return V;
1754   }
1755
1756 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1757   void dump(ScheduleDAG *DAG) const {
1758     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1759     std::vector<SUnit*> DumpQueue = Queue;
1760     SF DumpPicker = Picker;
1761     while (!DumpQueue.empty()) {
1762       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1763       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1764       SU->dump(DAG);
1765     }
1766   }
1767 #endif
1768 };
1769
1770 typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1771 BURegReductionPriorityQueue;
1772
1773 typedef RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>
1774 SrcRegReductionPriorityQueue;
1775
1776 typedef RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>
1777 HybridBURRPriorityQueue;
1778
1779 typedef RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>
1780 ILPBURRPriorityQueue;
1781 } // end anonymous namespace
1782
1783 //===----------------------------------------------------------------------===//
1784 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1785 //===----------------------------------------------------------------------===//
1786
1787 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1788 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1789 // pseudo-ops as well.
1790 //
1791 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1792 // Return 0 if no bias exists.
1793 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1794   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1795   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1796   if (LSchedLow != RSchedLow)
1797     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1798   return 0;
1799 }
1800
1801 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1802 /// Smaller number is the higher priority.
1803 static unsigned
1804 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1805   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
1806   if (SethiUllmanNumber != 0)
1807     return SethiUllmanNumber;
1808
1809   unsigned Extra = 0;
1810   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1811        I != E; ++I) {
1812     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1813     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1814     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
1815     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1816       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1817       Extra = 0;
1818     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1819       ++Extra;
1820   }
1821
1822   SethiUllmanNumber += Extra;
1823
1824   if (SethiUllmanNumber == 0)
1825     SethiUllmanNumber = 1;
1826
1827   return SethiUllmanNumber;
1828 }
1829
1830 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1831 /// scheduling units.
1832 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1833   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1834
1835   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i)
1836     CalcNodeSethiUllmanNumber(&(*SUnits)[i], SethiUllmanNumbers);
1837 }
1838
1839 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1840   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1841   if (SUnits->size() > SUSize)
1842     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1843   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1844 }
1845
1846 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1847   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1848   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1849 }
1850
1851 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
1852 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
1853 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1854   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1855   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1856   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1857     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1858     // avoid spilling.
1859     return 0;
1860   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1861       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1862       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1863     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
1864     // close to their uses to facilitate coalescing.
1865     return 0;
1866   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
1867     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
1868     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
1869     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
1870     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
1871     // their live ranges.
1872     return 0xffff;
1873   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
1874     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
1875     // because it does not lengthen any live ranges.
1876     return 0;
1877 #if 1
1878   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1879 #else
1880   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1881   if (SU->isCallOp) {
1882     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
1883     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
1884     return (NP > 0) ? NP : 0;
1885   }
1886   return Priority;
1887 #endif
1888 }
1889
1890 //===----------------------------------------------------------------------===//
1891 //                     Register Pressure Tracking
1892 //===----------------------------------------------------------------------===//
1893
1894 void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
1895 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1896   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1897          E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I) {
1898     const TargetRegisterClass *RC = *I;
1899     unsigned Id = RC->getID();
1900     unsigned RP = RegPressure[Id];
1901     if (!RP) continue;
1902     DEBUG(dbgs() << RC->getName() << ": " << RP << " / " << RegLimit[Id]
1903           << '\n');
1904   }
1905 #endif
1906 }
1907
1908 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
1909   if (!TLI)
1910     return false;
1911
1912   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1913        I != E; ++I) {
1914     if (I->isCtrl())
1915       continue;
1916     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1917     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1918     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1919     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1920       continue;
1921     }
1922     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1923          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1924       unsigned RCId, Cost;
1925       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
1926
1927       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1928         return true;
1929     }
1930   }
1931   return false;
1932 }
1933
1934 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
1935   const SDNode *N = SU->getNode();
1936
1937   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1938     return false;
1939
1940   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1941   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1942     EVT VT = N->getValueType(i);
1943     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1944       continue;
1945     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1946     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1947       return true;
1948   }
1949   return false;
1950 }
1951
1952 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
1953 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
1954 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
1955 // uses of registers that are already live.
1956 //
1957 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
1958 // so could probably be factored.
1959 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
1960   LiveUses = 0;
1961   int PDiff = 0;
1962   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1963        I != E; ++I) {
1964     if (I->isCtrl())
1965       continue;
1966     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1967     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1968     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1969     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1970       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
1971         ++LiveUses;
1972       continue;
1973     }
1974     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1975          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1976       EVT VT = RegDefPos.GetValue();
1977       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1978       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1979         ++PDiff;
1980     }
1981   }
1982   const SDNode *N = SU->getNode();
1983
1984   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1985     return PDiff;
1986
1987   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1988   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1989     EVT VT = N->getValueType(i);
1990     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1991       continue;
1992     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1993     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1994       --PDiff;
1995   }
1996   return PDiff;
1997 }
1998
1999 void RegReductionPQBase::scheduledNode(SUnit *SU) {
2000   if (!TracksRegPressure)
2001     return;
2002
2003   if (!SU->getNode())
2004     return;
2005
2006   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2007        I != E; ++I) {
2008     if (I->isCtrl())
2009       continue;
2010     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2011     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2012     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2013     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2014       continue;
2015     }
2016     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2017     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2018     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2019     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2020     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2021     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2022     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2023     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2024     // value type or register class to SDep.
2025     //
2026     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2027     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2028     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2029     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2030     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2031     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2032     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2033     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2034          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2035       if (SkipRegDefs)
2036         continue;
2037
2038       unsigned RCId, Cost;
2039       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2040       RegPressure[RCId] += Cost;
2041       break;
2042     }
2043   }
2044
2045   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2046   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2047   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2048   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2049   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2050        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2051     if (SkipRegDefs > 0)
2052       continue;
2053     unsigned RCId, Cost;
2054     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2055     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2056       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2057       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2058       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") has too many regdefs\n");
2059       RegPressure[RCId] = 0;
2060     }
2061     else {
2062       RegPressure[RCId] -= Cost;
2063     }
2064   }
2065   dumpRegPressure();
2066 }
2067
2068 void RegReductionPQBase::unscheduledNode(SUnit *SU) {
2069   if (!TracksRegPressure)
2070     return;
2071
2072   const SDNode *N = SU->getNode();
2073   if (!N) return;
2074
2075   if (!N->isMachineOpcode()) {
2076     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2077       return;
2078   } else {
2079     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2080     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2081         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2082         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2083         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2084         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2085       return;
2086   }
2087
2088   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2089        I != E; ++I) {
2090     if (I->isCtrl())
2091       continue;
2092     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2093     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2094     // counts data deps.
2095     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2096       continue;
2097     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2098     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2099       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2100         EVT VT = PN->getValueType(0);
2101         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2102         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2103       }
2104       continue;
2105     }
2106     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2107     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2108       continue;
2109     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2110         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2111         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2112       EVT VT = PN->getValueType(0);
2113       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2114       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2115       continue;
2116     }
2117     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2118     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2119       EVT VT = PN->getValueType(i);
2120       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2121         continue;
2122       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2123       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2124         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2125         RegPressure[RCId] = 0;
2126       else
2127         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2128     }
2129   }
2130
2131   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2132   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2133   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2134     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2135     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2136       EVT VT = N->getValueType(i);
2137       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2138         continue;
2139       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2140         continue;
2141       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2142       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2143     }
2144   }
2145
2146   dumpRegPressure();
2147 }
2148
2149 //===----------------------------------------------------------------------===//
2150 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2151 //===----------------------------------------------------------------------===//
2152
2153 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2154 /// closest to the current cycle.
2155 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2156   unsigned MaxHeight = 0;
2157   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2158        I != E; ++I) {
2159     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2160     unsigned Height = I->getSUnit()->getHeight();
2161     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2162     // to be at the same position.
2163     if (I->getSUnit()->getNode() &&
2164         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2165       Height = closestSucc(I->getSUnit())+1;
2166     if (Height > MaxHeight)
2167       MaxHeight = Height;
2168   }
2169   return MaxHeight;
2170 }
2171
2172 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2173 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2174 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2175   unsigned Scratches = 0;
2176   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2177        I != E; ++I) {
2178     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2179     Scratches++;
2180   }
2181   return Scratches;
2182 }
2183
2184 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2185 /// CopyFromReg from a virtual register.
2186 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2187   bool RetVal = false;
2188   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2189        I != E; ++I) {
2190     if (I->isCtrl()) continue;
2191     const SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2192     if (PredSU->getNode() &&
2193         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2194       unsigned Reg =
2195         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2196       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2197         RetVal = true;
2198         continue;
2199       }
2200     }
2201     return false;
2202   }
2203   return RetVal;
2204 }
2205
2206 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2207 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2208 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2209 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2210   bool RetVal = false;
2211   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2212        I != E; ++I) {
2213     if (I->isCtrl()) continue;
2214     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2215     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2216       unsigned Reg =
2217         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2218       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2219         RetVal = true;
2220         continue;
2221       }
2222     }
2223     return false;
2224   }
2225   return RetVal;
2226 }
2227
2228 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2229 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2230 //
2231 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2232 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2233 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2234 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2235 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2236 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2237 // eliminates a copy inside the loop.
2238 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2239   if (DisableSchedVRegCycle)
2240     return;
2241
2242   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2243     return;
2244
2245   DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2246
2247   SU->isVRegCycle = true;
2248
2249   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
2250        I != E; ++I) {
2251     if (I->isCtrl()) continue;
2252     I->getSUnit()->isVRegCycle = true;
2253   }
2254 }
2255
2256 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2257 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2258 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2259   if (!SU->isVRegCycle)
2260     return;
2261
2262   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2263        I != E; ++I) {
2264     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2265     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
2266     if (PredSU->isVRegCycle) {
2267       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2268              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2269       I->getSUnit()->isVRegCycle = 0;
2270     }
2271   }
2272 }
2273
2274 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2275 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2276 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2277   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2278   if (SU->isVRegCycle)
2279     return false;
2280
2281   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
2282        I != E; ++I) {
2283     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2284     if (I->getSUnit()->isVRegCycle &&
2285         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2286       DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2287       return true;
2288     }
2289   }
2290   return false;
2291 }
2292
2293 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2294 //
2295 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2296 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2297   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2298   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2299       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2300     return true;
2301   return false;
2302 }
2303
2304 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2305 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2306 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2307                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2308   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2309   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2310   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2311   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2312   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2313   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2314
2315   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2316     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2317   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2318     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2319
2320   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2321   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2322   // them according to their height.
2323   if (LStall) {
2324     if (!RStall)
2325       return 1;
2326     if (LHeight != RHeight)
2327       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2328   } else if (RStall)
2329     return -1;
2330
2331   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2332   // and latency.
2333   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2334                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2335     // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) and HazardRecognizer
2336     // is enabled, grouping instructions by cycle, then its height is already
2337     // covered so only its depth matters. We also reach this point if both stall
2338     // but have the same height.
2339     if (!SPQ->getHazardRec()->isEnabled()) {
2340       if (LHeight != RHeight)
2341         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2342     }
2343     int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2344     int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2345     if (LDepth != RDepth) {
2346       DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2347             << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2348             << ") depth " << RDepth << "\n");
2349       return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2350     }
2351     if (left->Latency != right->Latency)
2352       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2353   }
2354   return 0;
2355 }
2356
2357 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2358   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2359   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2360   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2361   // creating a subtarget hook.
2362   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2363     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2364     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2365     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2366       #ifndef NDEBUG
2367       const char *const PhysRegMsg[] = {" has no physreg"," defines a physreg"};
2368       #endif
2369       DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2370             << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum << ") "
2371             << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2372       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2373     }
2374   }
2375
2376   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2377   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2378   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2379
2380   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2381   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2382   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2383     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2384     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2385   }
2386   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2387     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2388     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2389   }
2390
2391   if (LPriority != RPriority)
2392     return LPriority > RPriority;
2393
2394   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2395   // same, then keep source order.
2396   if (left->isCall || right->isCall) {
2397     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2398     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2399
2400     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2401     // the preference.
2402     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2403       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2404   }
2405
2406   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2407   // e.g.
2408   // t1 = op t2, c1
2409   // t3 = op t4, c2
2410   //
2411   // and the following instructions are both ready.
2412   // t2 = op c3
2413   // t4 = op c4
2414   //
2415   // Then schedule t2 = op first.
2416   // i.e.
2417   // t4 = op c4
2418   // t2 = op c3
2419   // t1 = op t2, c1
2420   // t3 = op t4, c2
2421   //
2422   // This creates more short live intervals.
2423   unsigned LDist = closestSucc(left);
2424   unsigned RDist = closestSucc(right);
2425   if (LDist != RDist)
2426     return LDist < RDist;
2427
2428   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2429   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2430   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2431   if (LScratch != RScratch)
2432     return LScratch > RScratch;
2433
2434   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2435   // is register pressure-neutral.
2436   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2437     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2438
2439   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2440   if (!DisableSchedCycles &&
2441       !(left->isCall || right->isCall)) {
2442     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2443     if (result != 0)
2444       return result > 0;
2445   }
2446   else {
2447     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2448       return left->getHeight() > right->getHeight();
2449
2450     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2451       return left->getDepth() < right->getDepth();
2452   }
2453
2454   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2455          "NodeQueueId cannot be zero");
2456   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2457 }
2458
2459 // Bottom up
2460 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2461   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2462     return res > 0;
2463
2464   return BURRSort(left, right, SPQ);
2465 }
2466
2467 // Source order, otherwise bottom up.
2468 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2469   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2470     return res > 0;
2471
2472   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2473   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2474
2475   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2476   // the preference.
2477   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2478     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2479
2480   return BURRSort(left, right, SPQ);
2481 }
2482
2483 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2484 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2485 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2486 // speed up processing the available queue.
2487 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2488   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2489
2490   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2491
2492   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2493
2494   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2495       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2496     return false;
2497
2498   return true;
2499 }
2500
2501 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2502 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2503   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2504     return res > 0;
2505
2506   if (left->isCall || right->isCall)
2507     // No way to compute latency of calls.
2508     return BURRSort(left, right, SPQ);
2509
2510   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2511   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2512   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2513   // register pressure reduction.
2514   if (LHigh && !RHigh) {
2515     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2516           << right->NodeNum << ")\n");
2517     return true;
2518   }
2519   else if (!LHigh && RHigh) {
2520     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2521           << left->NodeNum << ")\n");
2522     return false;
2523   }
2524   if (!LHigh && !RHigh) {
2525     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2526     if (result != 0)
2527       return result > 0;
2528   }
2529   return BURRSort(left, right, SPQ);
2530 }
2531
2532 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2533 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2534 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2535   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2536
2537   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2538       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2539     return false;
2540
2541   return true;
2542 }
2543
2544 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2545   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2546   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2547     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2548     // avoid spilling.
2549     return true;
2550
2551   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2552       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2553       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2554     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2555     // close to their uses to facilitate coalescing.
2556     return true;
2557
2558   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2559     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2560     // because it does not lengthen any live ranges.
2561     return true;
2562
2563   return false;
2564 }
2565
2566 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2567 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2568 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2569   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2570     return res > 0;
2571
2572   if (left->isCall || right->isCall)
2573     // No way to compute latency of calls.
2574     return BURRSort(left, right, SPQ);
2575
2576   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2577   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2578   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2579     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2580     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2581   }
2582   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2583     DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum << "): " << LPDiff
2584           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RPDiff << "\n");
2585     return LPDiff > RPDiff;
2586   }
2587
2588   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2589     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2590     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2591     if (LReduce && !RReduce) return false;
2592     if (RReduce && !LReduce) return true;
2593   }
2594
2595   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2596     DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2597           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses << "\n");
2598     return LLiveUses < RLiveUses;
2599   }
2600
2601   if (!DisableSchedStalls) {
2602     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2603     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2604     if (LStall != RStall)
2605       return left->getHeight() > right->getHeight();
2606   }
2607
2608   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2609     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2610     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2611       DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2612             << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum << "): "
2613             << right->getDepth() << "\n");
2614       return left->getDepth() < right->getDepth();
2615     }
2616   }
2617
2618   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2619     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2620     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2621       return left->getHeight() > right->getHeight();
2622   }
2623
2624   return BURRSort(left, right, SPQ);
2625 }
2626
2627 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2628   SUnits = &sunits;
2629   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2630   if (!Disable2AddrHack)
2631     AddPseudoTwoAddrDeps();
2632   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2633   if (!TracksRegPressure && !SrcOrder)
2634     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2635   // Calculate node priorities.
2636   CalculateSethiUllmanNumbers();
2637
2638   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2639   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB)) {
2640     for (unsigned i = 0, e = sunits.size(); i != e; ++i) {
2641       initVRegCycle(&sunits[i]);
2642     }
2643   }
2644 }
2645
2646 //===----------------------------------------------------------------------===//
2647 //                    Preschedule for Register Pressure
2648 //===----------------------------------------------------------------------===//
2649
2650 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2651   if (SU->isTwoAddress) {
2652     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2653     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2654     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2655     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2656     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2657       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2658         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2659         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2660             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2661           return true;
2662       }
2663     }
2664   }
2665   return false;
2666 }
2667
2668 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2669 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2670 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2671 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2672                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2673                                          const TargetInstrInfo *TII,
2674                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2675   const uint16_t *ImpDefs
2676     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2677   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2678   if(!ImpDefs && !RegMask)
2679     return false;
2680
2681   for (SUnit::const_succ_iterator SI = SU->Succs.begin(), SE = SU->Succs.end();
2682        SI != SE; ++SI) {
2683     SUnit *SuccSU = SI->getSUnit();
2684     for (SUnit::const_pred_iterator PI = SuccSU->Preds.begin(),
2685            PE = SuccSU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
2686       if (!PI->isAssignedRegDep())
2687         continue;
2688
2689       if (RegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, PI->getReg()) &&
2690           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2691         return true;
2692
2693       if (ImpDefs)
2694         for (const uint16_t *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2695           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2696           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2697           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2698           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, PI->getReg()) &&
2699               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, PI->getSUnit()))
2700             return true;
2701     }
2702   }
2703   return false;
2704 }
2705
2706 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2707 /// physical register defs.
2708 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2709                                   const TargetInstrInfo *TII,
2710                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2711   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2712   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2713   const uint16_t *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2714   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2715   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2716        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2717     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2718       continue;
2719     const uint16_t *SUImpDefs =
2720       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2721     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2722     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2723       continue;
2724     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2725       EVT VT = N->getValueType(i);
2726       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2727         continue;
2728       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2729         continue;
2730       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2731       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2732         return true;
2733       if (!SUImpDefs)
2734         continue;
2735       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2736         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2737         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2738           return true;
2739       }
2740     }
2741   }
2742   return false;
2743 }
2744
2745 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2746 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2747 /// heuristics. When presented with code like this:
2748 ///
2749 ///      N
2750 ///    / |
2751 ///   /  |
2752 ///  U  store
2753 ///  |
2754 /// ...
2755 ///
2756 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2757 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2758 /// the length of that other use (the U->N edge).
2759 ///
2760 /// This function transforms code like the above to route U's
2761 /// dependence through the store when possible, like this:
2762 ///
2763 ///      N
2764 ///      ||
2765 ///      ||
2766 ///     store
2767 ///       |
2768 ///       U
2769 ///       |
2770 ///      ...
2771 ///
2772 /// This results in the store being scheduled immediately
2773 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2774 /// register pressure.
2775 ///
2776 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2777   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2778   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2779     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2780     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2781     // These are especially important, due to the heuristics in
2782     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2783     if (SU->NumSuccs != 0)
2784       continue;
2785     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2786     if (SU->NumPreds != 1)
2787       continue;
2788     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2789     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2790     if (SDNode *N = SU->getNode())
2791       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2792           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2793             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2794         continue;
2795
2796     // Locate the single data predecessor.
2797     SUnit *PredSU = 0;
2798     for (SUnit::const_pred_iterator II = SU->Preds.begin(),
2799          EE = SU->Preds.end(); II != EE; ++II)
2800       if (!II->isCtrl()) {
2801         PredSU = II->getSUnit();
2802         break;
2803       }
2804     assert(PredSU);
2805
2806     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2807     // support infrastructure.
2808     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2809       continue;
2810     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2811     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2812       continue;
2813     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2814     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2815     if (SDNode *N = SU->getNode())
2816       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2817           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2818             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2819         continue;
2820
2821     // Perform checks on the successors of PredSU.
2822     for (SUnit::const_succ_iterator II = PredSU->Succs.begin(),
2823          EE = PredSU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
2824       SUnit *PredSuccSU = II->getSUnit();
2825       if (PredSuccSU == SU) continue;
2826       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2827       // now don't attempt to choose either over the other.
2828       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2829         goto outer_loop_continue;
2830       // Don't break physical register dependencies.
2831       if (SU->hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2832         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, SU, TII, TRI))
2833           goto outer_loop_continue;
2834       // Don't introduce graph cycles.
2835       if (scheduleDAG->IsReachable(SU, PredSuccSU))
2836         goto outer_loop_continue;
2837     }
2838
2839     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2840     // profitable. Update the graph.
2841     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU->NodeNum
2842                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2843                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2844     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2845       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2846       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2847       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2848       if (SuccSU != SU) {
2849         Edge.setSUnit(PredSU);
2850         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2851         scheduleDAG->AddPred(SU, Edge);
2852         Edge.setSUnit(SU);
2853         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2854         --i;
2855       }
2856     }
2857   outer_loop_continue:;
2858   }
2859 }
2860
2861 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2862 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2863 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2864 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2865 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2866 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2867 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2868 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2869   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2870     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2871     if (!SU->isTwoAddress)
2872       continue;
2873
2874     SDNode *Node = SU->getNode();
2875     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU->getNode()->getGluedNode())
2876       continue;
2877
2878     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(SU);
2879     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2880     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2881     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2882     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2883     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
2884       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
2885         continue;
2886       SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(j).getNode();
2887       if (DU->getNodeId() == -1)
2888         continue;
2889       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
2890       if (!DUSU) continue;
2891       for (SUnit::const_succ_iterator I = DUSU->Succs.begin(),
2892            E = DUSU->Succs.end(); I != E; ++I) {
2893         if (I->isCtrl()) continue;
2894         SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2895         if (SuccSU == SU)
2896           continue;
2897         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
2898         // depth and height.
2899         if (SuccSU->getHeight() < SU->getHeight() &&
2900             (SU->getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
2901           continue;
2902         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
2903         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
2904         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
2905         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
2906         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
2907                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
2908                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
2909                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
2910           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
2911         // Don't constrain non-instruction nodes.
2912         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
2913           continue;
2914         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
2915         // predecessor can clobber them.
2916         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU->hasPhysRegClobbers) {
2917           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, SU, TII, TRI))
2918             continue;
2919         }
2920         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
2921         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
2922         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
2923         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2924             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2925             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
2926           continue;
2927         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
2928             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
2929              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
2930              (!SU->isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
2931             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, SU)) {
2932           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
2933                        << SU->NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
2934           scheduleDAG->AddPred(SU, SDep(SuccSU, SDep::Artificial));
2935         }
2936       }
2937     }
2938   }
2939 }
2940
2941 //===----------------------------------------------------------------------===//
2942 //                         Public Constructor Functions
2943 //===----------------------------------------------------------------------===//
2944
2945 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2946 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2947                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2948   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2949   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2950   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2951
2952   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
2953     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, false, TII, TRI, 0);
2954   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2955   PQ->setScheduleDAG(SD);
2956   return SD;
2957 }
2958
2959 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2960 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2961                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2962   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2963   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2964   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2965
2966   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
2967     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, true, TII, TRI, 0);
2968   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2969   PQ->setScheduleDAG(SD);
2970   return SD;
2971 }
2972
2973 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2974 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2975                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2976   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2977   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2978   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2979   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2980
2981   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
2982     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
2983
2984   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
2985   PQ->setScheduleDAG(SD);
2986   return SD;
2987 }
2988
2989 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2990 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2991                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2992   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2993   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2994   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2995   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2996
2997   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
2998     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
2999   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3000   PQ->setScheduleDAG(SD);
3001   return SD;
3002 }