mi-sched: smooth out the cyclicpath heuristic.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / MachineScheduler.cpp
index 32aedbee94697f8e4edfcaa26495974cbc420337..ef916174267cf39f8be5fcdd95b75750019215a8 100644 (file)
@@ -21,6 +21,7 @@
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterClassInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDFS.h"
@@ -30,6 +31,7 @@
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/GraphWriter.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include <queue>
 
 using namespace llvm;
@@ -51,10 +53,11 @@ static cl::opt<unsigned> MISchedCutoff("misched-cutoff", cl::Hidden,
 static bool ViewMISchedDAGs = false;
 #endif // NDEBUG
 
-// FIXME: remove this flag after initial testing. It should always be a good
-// thing.
-static cl::opt<bool> EnableCopyConstrain("misched-vcopy", cl::Hidden,
-    cl::desc("Constrain vreg copies."), cl::init(true));
+static cl::opt<bool> EnableRegPressure("misched-regpressure", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable register pressure scheduling."), cl::init(true));
+
+static cl::opt<bool> EnableCyclicPath("misched-cyclicpath", cl::Hidden,
+  cl::desc("Enable cyclic critical path analysis."), cl::init(false));
 
 static cl::opt<bool> EnableLoadCluster("misched-cluster", cl::Hidden,
   cl::desc("Enable load clustering."), cl::init(true));
@@ -156,8 +159,9 @@ static ScheduleDAGInstrs *createConvergingSched(MachineSchedContext *C);
 
 
 /// Decrement this iterator until reaching the top or a non-debug instr.
-static MachineBasicBlock::iterator
-priorNonDebug(MachineBasicBlock::iterator I, MachineBasicBlock::iterator Beg) {
+static MachineBasicBlock::const_iterator
+priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
+              MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
   assert(I != Beg && "reached the top of the region, cannot decrement");
   while (--I != Beg) {
     if (!I->isDebugValue())
@@ -166,10 +170,19 @@ priorNonDebug(MachineBasicBlock::iterator I, MachineBasicBlock::iterator Beg) {
   return I;
 }
 
+/// Non-const version.
+static MachineBasicBlock::iterator
+priorNonDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
+              MachineBasicBlock::const_iterator Beg) {
+  return const_cast<MachineInstr*>(
+    &*priorNonDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), Beg));
+}
+
 /// If this iterator is a debug value, increment until reaching the End or a
 /// non-debug instruction.
-static MachineBasicBlock::iterator
-nextIfDebug(MachineBasicBlock::iterator I, MachineBasicBlock::iterator End) {
+static MachineBasicBlock::const_iterator
+nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator I,
+            MachineBasicBlock::const_iterator End) {
   for(; I != End; ++I) {
     if (!I->isDebugValue())
       break;
@@ -177,6 +190,18 @@ nextIfDebug(MachineBasicBlock::iterator I, MachineBasicBlock::iterator End) {
   return I;
 }
 
+/// Non-const version.
+static MachineBasicBlock::iterator
+nextIfDebug(MachineBasicBlock::iterator I,
+            MachineBasicBlock::const_iterator End) {
+  // Cast the return value to nonconst MachineInstr, then cast to an
+  // instr_iterator, which does not check for null, finally return a
+  // bundle_iterator.
+  return MachineBasicBlock::instr_iterator(
+    const_cast<MachineInstr*>(
+      &*nextIfDebug(MachineBasicBlock::const_iterator(I), End)));
+}
+
 /// Top-level MachineScheduler pass driver.
 ///
 /// Visit blocks in function order. Divide each block into scheduling regions
@@ -207,7 +232,7 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
   const TargetInstrInfo *TII = MF->getTarget().getInstrInfo();
 
   if (VerifyScheduling) {
-    DEBUG(LIS->print(dbgs()));
+    DEBUG(LIS->dump());
     MF->verify(this, "Before machine scheduling.");
   }
   RegClassInfo->runOnMachineFunction(*MF);
@@ -258,14 +283,15 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
 
       // The next region starts above the previous region. Look backward in the
       // instruction stream until we find the nearest boundary.
+      unsigned NumRegionInstrs = 0;
       MachineBasicBlock::iterator I = RegionEnd;
-      for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingInstrs) {
+      for(;I != MBB->begin(); --I, --RemainingInstrs, ++NumRegionInstrs) {
         if (TII->isSchedulingBoundary(llvm::prior(I), MBB, *MF))
           break;
       }
       // Notify the scheduler of the region, even if we may skip scheduling
       // it. Perhaps it still needs to be bundled.
-      Scheduler->enterRegion(MBB, I, RegionEnd, RemainingInstrs);
+      Scheduler->enterRegion(MBB, I, RegionEnd, NumRegionInstrs);
 
       // Skip empty scheduling regions (0 or 1 schedulable instructions).
       if (I == RegionEnd || I == llvm::prior(RegionEnd)) {
@@ -280,7 +306,8 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
             << "\n  From: " << *I << "    To: ";
             if (RegionEnd != MBB->end()) dbgs() << *RegionEnd;
             else dbgs() << "End";
-            dbgs() << " Remaining: " << RemainingInstrs << "\n");
+            dbgs() << " RegionInstrs: " << NumRegionInstrs
+            << " Remaining: " << RemainingInstrs << "\n");
 
       // Schedule a region: possibly reorder instructions.
       // This invalidates 'RegionEnd' and 'I'.
@@ -297,7 +324,7 @@ bool MachineScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &mf) {
     Scheduler->finishBlock();
   }
   Scheduler->finalizeSchedule();
-  DEBUG(LIS->print(dbgs()));
+  DEBUG(LIS->dump());
   if (VerifyScheduling)
     MF->verify(this, "After machine scheduling.");
   return true;
@@ -309,7 +336,7 @@ void MachineScheduler::print(raw_ostream &O, const Module* m) const {
 
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
 void ReadyQueue::dump() {
-  dbgs() << "  " << Name << ": ";
+  dbgs() << Name << ": ";
   for (unsigned i = 0, e = Queue.size(); i < e; ++i)
     dbgs() << Queue[i]->NodeNum << " ";
   dbgs() << "\n";
@@ -449,13 +476,19 @@ bool ScheduleDAGMI::checkSchedLimit() {
 void ScheduleDAGMI::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
                                 MachineBasicBlock::iterator begin,
                                 MachineBasicBlock::iterator end,
-                                unsigned endcount)
+                                unsigned regioninstrs)
 {
-  ScheduleDAGInstrs::enterRegion(bb, begin, end, endcount);
+  ScheduleDAGInstrs::enterRegion(bb, begin, end, regioninstrs);
 
   // For convenience remember the end of the liveness region.
   LiveRegionEnd =
     (RegionEnd == bb->end()) ? RegionEnd : llvm::next(RegionEnd);
+
+  SUPressureDiffs.clear();
+
+  SchedImpl->initPolicy(begin, end, regioninstrs);
+
+  ShouldTrackPressure = SchedImpl->shouldTrackPressure();
 }
 
 // Setup the register pressure trackers for the top scheduled top and bottom
@@ -467,7 +500,7 @@ void ScheduleDAGMI::initRegPressure() {
   // Close the RPTracker to finalize live ins.
   RPTracker.closeRegion();
 
-  DEBUG(RPTracker.getPressure().dump(TRI));
+  DEBUG(RPTracker.dump());
 
   // Initialize the live ins and live outs.
   TopRPTracker.addLiveRegs(RPTracker.getPressure().LiveInRegs);
@@ -479,9 +512,23 @@ void ScheduleDAGMI::initRegPressure() {
   TopRPTracker.closeTop();
   BotRPTracker.closeBottom();
 
+  BotRPTracker.initLiveThru(RPTracker);
+  if (!BotRPTracker.getLiveThru().empty()) {
+    TopRPTracker.initLiveThru(BotRPTracker.getLiveThru());
+    DEBUG(dbgs() << "Live Thru: ";
+          dumpRegSetPressure(BotRPTracker.getLiveThru(), TRI));
+  };
+
+  // For each live out vreg reduce the pressure change associated with other
+  // uses of the same vreg below the live-out reaching def.
+  updatePressureDiffs(RPTracker.getPressure().LiveOutRegs);
+
   // Account for liveness generated by the region boundary.
-  if (LiveRegionEnd != RegionEnd)
-    BotRPTracker.recede();
+  if (LiveRegionEnd != RegionEnd) {
+    SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
+    BotRPTracker.recede(&LiveUses);
+    updatePressureDiffs(LiveUses);
+  }
 
   assert(BotRPTracker.getPos() == RegionEnd && "Can't find the region bottom");
 
@@ -491,38 +538,87 @@ void ScheduleDAGMI::initRegPressure() {
   const std::vector<unsigned> &RegionPressure =
     RPTracker.getPressure().MaxSetPressure;
   for (unsigned i = 0, e = RegionPressure.size(); i < e; ++i) {
-    unsigned Limit = TRI->getRegPressureSetLimit(i);
-    DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
-          << "Limit " << Limit
-          << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
-    if (RegionPressure[i] > Limit)
-      RegionCriticalPSets.push_back(PressureElement(i, 0));
+    unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(i);
+    if (RegionPressure[i] > Limit) {
+      DEBUG(dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(i)
+            << " Limit " << Limit
+            << " Actual " << RegionPressure[i] << "\n");
+      RegionCriticalPSets.push_back(PressureChange(i));
+    }
   }
   DEBUG(dbgs() << "Excess PSets: ";
         for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i != e; ++i)
           dbgs() << TRI->getRegPressureSetName(
-            RegionCriticalPSets[i].PSetID) << " ";
+            RegionCriticalPSets[i].getPSet()) << " ";
         dbgs() << "\n");
 }
 
-// FIXME: When the pressure tracker deals in pressure differences then we won't
-// iterate over all RegionCriticalPSets[i].
 void ScheduleDAGMI::
-updateScheduledPressure(const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure) {
-  for (unsigned i = 0, e = RegionCriticalPSets.size(); i < e; ++i) {
-    unsigned ID = RegionCriticalPSets[i].PSetID;
-    int &MaxUnits = RegionCriticalPSets[i].UnitIncrease;
-    if ((int)NewMaxPressure[ID] > MaxUnits)
-      MaxUnits = NewMaxPressure[ID];
+updateScheduledPressure(const SUnit *SU,
+                        const std::vector<unsigned> &NewMaxPressure) {
+  const PressureDiff &PDiff = getPressureDiff(SU);
+  unsigned CritIdx = 0, CritEnd = RegionCriticalPSets.size();
+  for (PressureDiff::const_iterator I = PDiff.begin(), E = PDiff.end();
+       I != E; ++I) {
+    if (!I->isValid())
+      break;
+    unsigned ID = I->getPSet();
+    while (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() < ID)
+      ++CritIdx;
+    if (CritIdx != CritEnd && RegionCriticalPSets[CritIdx].getPSet() == ID) {
+      if ((int)NewMaxPressure[ID] > RegionCriticalPSets[CritIdx].getUnitInc()
+          && NewMaxPressure[ID] <= INT16_MAX)
+        RegionCriticalPSets[CritIdx].setUnitInc(NewMaxPressure[ID]);
+    }
+    unsigned Limit = RegClassInfo->getRegPressureSetLimit(ID);
+    if (NewMaxPressure[ID] >= Limit - 2) {
+      DEBUG(dbgs() << "  " << TRI->getRegPressureSetName(ID) << ": "
+            << NewMaxPressure[ID] << " > " << Limit << "(+ "
+            << BotRPTracker.getLiveThru()[ID] << " livethru)\n");
+    }
   }
-  DEBUG(
-    for (unsigned i = 0, e = NewMaxPressure.size(); i < e; ++i) {
-      unsigned Limit = TRI->getRegPressureSetLimit(i);
-      if (NewMaxPressure[i] > Limit ) {
-        dbgs() << "  " << TRI->getRegPressureSetName(i) << ": "
-               << NewMaxPressure[i] << " > " << Limit << "\n";
+}
+
+/// Update the PressureDiff array for liveness after scheduling this
+/// instruction.
+void ScheduleDAGMI::updatePressureDiffs(ArrayRef<unsigned> LiveUses) {
+  for (unsigned LUIdx = 0, LUEnd = LiveUses.size(); LUIdx != LUEnd; ++LUIdx) {
+    /// FIXME: Currently assuming single-use physregs.
+    unsigned Reg = LiveUses[LUIdx];
+    DEBUG(dbgs() << "  LiveReg: " << PrintVRegOrUnit(Reg, TRI) << "\n");
+    if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
+      continue;
+
+    // This may be called before CurrentBottom has been initialized. However,
+    // BotRPTracker must have a valid position. We want the value live into the
+    // instruction or live out of the block, so ask for the previous
+    // instruction's live-out.
+    const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
+    VNInfo *VNI;
+    MachineBasicBlock::const_iterator I =
+      nextIfDebug(BotRPTracker.getPos(), BB->end());
+    if (I == BB->end())
+      VNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
+    else {
+      LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(I));
+      VNI = LRQ.valueIn();
+    }
+    // RegisterPressureTracker guarantees that readsReg is true for LiveUses.
+    assert(VNI && "No live value at use.");
+    for (VReg2UseMap::iterator
+           UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
+      SUnit *SU = UI->SU;
+      DEBUG(dbgs() << "  UpdateRegP: SU(" << SU->NodeNum << ") "
+            << *SU->getInstr());
+      // If this use comes before the reaching def, it cannot be a last use, so
+      // descrease its pressure change.
+      if (!SU->isScheduled && SU != &ExitSU) {
+        LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(SU->getInstr()));
+        if (LRQ.valueIn() == VNI)
+          getPressureDiff(SU).addPressureChange(Reg, true, &MRI);
       }
-    });
+    }
+  }
 }
 
 /// schedule - Called back from MachineScheduler::runOnMachineFunction
@@ -580,15 +676,23 @@ void ScheduleDAGMI::schedule() {
 
 /// Build the DAG and setup three register pressure trackers.
 void ScheduleDAGMI::buildDAGWithRegPressure() {
+  if (!ShouldTrackPressure) {
+    RPTracker.reset();
+    RegionCriticalPSets.clear();
+    buildSchedGraph(AA);
+    return;
+  }
+
   // Initialize the register pressure tracker used by buildSchedGraph.
-  RPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd);
+  RPTracker.init(&MF, RegClassInfo, LIS, BB, LiveRegionEnd,
+                 /*TrackUntiedDefs=*/true);
 
   // Account for liveness generate by the region boundary.
   if (LiveRegionEnd != RegionEnd)
     RPTracker.recede();
 
   // Build the DAG, and compute current register pressure.
-  buildSchedGraph(AA, &RPTracker);
+  buildSchedGraph(AA, &RPTracker, &SUPressureDiffs);
 
   // Initialize top/bottom trackers after computing region pressure.
   initRegPressure();
@@ -631,6 +735,90 @@ void ScheduleDAGMI::findRootsAndBiasEdges(SmallVectorImpl<SUnit*> &TopRoots,
   ExitSU.biasCriticalPath();
 }
 
+/// Compute the max cyclic critical path through the DAG. The scheduling DAG
+/// only provides the critical path for single block loops. To handle loops that
+/// span blocks, we could use the vreg path latencies provided by
+/// MachineTraceMetrics instead. However, MachineTraceMetrics is not currently
+/// available for use in the scheduler.
+///
+/// The cyclic path estimation identifies a def-use pair that crosses the back
+/// edge and considers the depth and height of the nodes. For example, consider
+/// the following instruction sequence where each instruction has unit latency
+/// and defines an epomymous virtual register:
+///
+/// a->b(a,c)->c(b)->d(c)->exit
+///
+/// The cyclic critical path is a two cycles: b->c->b
+/// The acyclic critical path is four cycles: a->b->c->d->exit
+/// LiveOutHeight = height(c) = len(c->d->exit) = 2
+/// LiveOutDepth = depth(c) + 1 = len(a->b->c) + 1 = 3
+/// LiveInHeight = height(b) + 1 = len(b->c->d->exit) + 1 = 4
+/// LiveInDepth = depth(b) = len(a->b) = 1
+///
+/// LiveOutDepth - LiveInDepth = 3 - 1 = 2
+/// LiveInHeight - LiveOutHeight = 4 - 2 = 2
+/// CyclicCriticalPath = min(2, 2) = 2
+unsigned ScheduleDAGMI::computeCyclicCriticalPath() {
+  // This only applies to single block loop.
+  if (!BB->isSuccessor(BB))
+    return 0;
+
+  unsigned MaxCyclicLatency = 0;
+  // Visit each live out vreg def to find def/use pairs that cross iterations.
+  ArrayRef<unsigned> LiveOuts = RPTracker.getPressure().LiveOutRegs;
+  for (ArrayRef<unsigned>::iterator RI = LiveOuts.begin(), RE = LiveOuts.end();
+       RI != RE; ++RI) {
+    unsigned Reg = *RI;
+    if (!TRI->isVirtualRegister(Reg))
+        continue;
+    const LiveInterval &LI = LIS->getInterval(Reg);
+    const VNInfo *DefVNI = LI.getVNInfoBefore(LIS->getMBBEndIdx(BB));
+    if (!DefVNI)
+      continue;
+
+    MachineInstr *DefMI = LIS->getInstructionFromIndex(DefVNI->def);
+    const SUnit *DefSU = getSUnit(DefMI);
+    if (!DefSU)
+      continue;
+
+    unsigned LiveOutHeight = DefSU->getHeight();
+    unsigned LiveOutDepth = DefSU->getDepth() + DefSU->Latency;
+    // Visit all local users of the vreg def.
+    for (VReg2UseMap::iterator
+           UI = VRegUses.find(Reg); UI != VRegUses.end(); ++UI) {
+      if (UI->SU == &ExitSU)
+        continue;
+
+      // Only consider uses of the phi.
+      LiveRangeQuery LRQ(LI, LIS->getInstructionIndex(UI->SU->getInstr()));
+      if (!LRQ.valueIn()->isPHIDef())
+        continue;
+
+      // Assume that a path spanning two iterations is a cycle, which could
+      // overestimate in strange cases. This allows cyclic latency to be
+      // estimated as the minimum slack of the vreg's depth or height.
+      unsigned CyclicLatency = 0;
+      if (LiveOutDepth > UI->SU->getDepth())
+        CyclicLatency = LiveOutDepth - UI->SU->getDepth();
+
+      unsigned LiveInHeight = UI->SU->getHeight() + DefSU->Latency;
+      if (LiveInHeight > LiveOutHeight) {
+        if (LiveInHeight - LiveOutHeight < CyclicLatency)
+          CyclicLatency = LiveInHeight - LiveOutHeight;
+      }
+      else
+        CyclicLatency = 0;
+
+      DEBUG(dbgs() << "Cyclic Path: SU(" << DefSU->NodeNum << ") -> SU("
+            << UI->SU->NodeNum << ") = " << CyclicLatency << "c\n");
+      if (CyclicLatency > MaxCyclicLatency)
+        MaxCyclicLatency = CyclicLatency;
+    }
+  }
+  DEBUG(dbgs() << "Cyclic Critical Path: " << MaxCyclicLatency << "c\n");
+  return MaxCyclicLatency;
+}
+
 /// Identify DAG roots and setup scheduler queues.
 void ScheduleDAGMI::initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots,
                                ArrayRef<SUnit*> BotRoots) {
@@ -658,11 +846,13 @@ void ScheduleDAGMI::initQueues(ArrayRef<SUnit*> TopRoots,
   SchedImpl->registerRoots();
 
   // Advance past initial DebugValues.
-  assert(TopRPTracker.getPos() == RegionBegin && "bad initial Top tracker");
   CurrentTop = nextIfDebug(RegionBegin, RegionEnd);
-  TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
-
   CurrentBottom = RegionEnd;
+
+  if (ShouldTrackPressure) {
+    assert(TopRPTracker.getPos() == RegionBegin && "bad initial Top tracker");
+    TopRPTracker.setPos(CurrentTop);
+  }
 }
 
 /// Move an instruction and update register pressure.
@@ -679,10 +869,12 @@ void ScheduleDAGMI::scheduleMI(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
       TopRPTracker.setPos(MI);
     }
 
-    // Update top scheduled pressure.
-    TopRPTracker.advance();
-    assert(TopRPTracker.getPos() == CurrentTop && "out of sync");
-    updateScheduledPressure(TopRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
+    if (ShouldTrackPressure) {
+      // Update top scheduled pressure.
+      TopRPTracker.advance();
+      assert(TopRPTracker.getPos() == CurrentTop && "out of sync");
+      updateScheduledPressure(SU, TopRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
+    }
   }
   else {
     assert(SU->isBottomReady() && "node still has unscheduled dependencies");
@@ -698,10 +890,14 @@ void ScheduleDAGMI::scheduleMI(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
       moveInstruction(MI, CurrentBottom);
       CurrentBottom = MI;
     }
-    // Update bottom scheduled pressure.
-    BotRPTracker.recede();
-    assert(BotRPTracker.getPos() == CurrentBottom && "out of sync");
-    updateScheduledPressure(BotRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
+    if (ShouldTrackPressure) {
+      // Update bottom scheduled pressure.
+      SmallVector<unsigned, 8> LiveUses;
+      BotRPTracker.recede(&LiveUses);
+      assert(BotRPTracker.getPos() == CurrentBottom && "out of sync");
+      updateScheduledPressure(SU, BotRPTracker.getPressure().MaxSetPressure);
+      updatePressureDiffs(LiveUses);
+    }
   }
 }
 
@@ -1019,6 +1215,12 @@ void CopyConstrain::constrainLocalCopy(SUnit *CopySU, ScheduleDAGMI *DAG) {
                                GlobalSegment->start)) {
       return;
     }
+    // If the prior global segment may be defined by the same two-address
+    // instruction that also defines LocalLI, then can't make a hole here.
+    if (SlotIndex::isSameInstr(llvm::prior(GlobalSegment)->start,
+                               LocalLI->beginIndex())) {
+      return;
+    }
     // If GlobalLI has a prior segment, it must be live into the EBB. Otherwise
     // it would be a disconnected component in the live range.
     assert(llvm::prior(GlobalSegment)->start < LocalLI->beginIndex() &&
@@ -1101,7 +1303,7 @@ void CopyConstrain::apply(ScheduleDAGMI *DAG) {
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// ConvergingScheduler - Implementation of the standard MachineSchedStrategy.
+// ConvergingScheduler - Implementation of the generic MachineSchedStrategy.
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 namespace {
@@ -1112,10 +1314,9 @@ public:
   /// Represent the type of SchedCandidate found within a single queue.
   /// pickNodeBidirectional depends on these listed by decreasing priority.
   enum CandReason {
-    NoCand, PhysRegCopy, SingleExcess, SingleCritical, Cluster, Weak,
+    NoCand, PhysRegCopy, RegExcess, RegCritical, Cluster, Weak, RegMax,
     ResourceReduce, ResourceDemand, BotHeightReduce, BotPathReduce,
-    TopDepthReduce, TopPathReduce, SingleMax, MultiPressure, NextDefUse,
-    NodeOrder};
+    TopDepthReduce, TopPathReduce, NextDefUse, NodeOrder};
 
 #ifndef NDEBUG
   static const char *getReasonStr(ConvergingScheduler::CandReason Reason);
@@ -1160,6 +1361,9 @@ public:
     // The reason for this candidate.
     CandReason Reason;
 
+    // Set of reasons that apply to multiple candidates.
+    uint32_t RepeatReasonSet;
+
     // Register pressure values for the best candidate.
     RegPressureDelta RPDelta;
 
@@ -1167,7 +1371,7 @@ public:
     SchedResourceDelta ResDelta;
 
     SchedCandidate(const CandPolicy &policy)
-    : Policy(policy), SU(NULL), Reason(NoCand) {}
+      : Policy(policy), SU(NULL), Reason(NoCand), RepeatReasonSet(0) {}
 
     bool isValid() const { return SU; }
 
@@ -1180,6 +1384,9 @@ public:
       ResDelta = Best.ResDelta;
     }
 
+    bool isRepeat(CandReason R) { return RepeatReasonSet & (1 << R); }
+    void setRepeat(CandReason R) { RepeatReasonSet |= (1 << R); }
+
     void initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
                            const TargetSchedModel *SchedModel);
   };
@@ -1188,33 +1395,27 @@ public:
   struct SchedRemainder {
     // Critical path through the DAG in expected latency.
     unsigned CriticalPath;
+    unsigned CyclicCritPath;
+
+    // Scaled count of micro-ops left to schedule.
+    unsigned RemIssueCount;
+
+    bool IsAcyclicLatencyLimited;
 
     // Unscheduled resources
     SmallVector<unsigned, 16> RemainingCounts;
-    // Critical resource for the unscheduled zone.
-    unsigned CritResIdx;
-    // Number of micro-ops left to schedule.
-    unsigned RemainingMicroOps;
 
     void reset() {
       CriticalPath = 0;
+      CyclicCritPath = 0;
+      RemIssueCount = 0;
+      IsAcyclicLatencyLimited = false;
       RemainingCounts.clear();
-      CritResIdx = 0;
-      RemainingMicroOps = 0;
     }
 
     SchedRemainder() { reset(); }
 
     void init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel);
-
-    unsigned getMaxRemainingCount(const TargetSchedModel *SchedModel) const {
-      if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
-        return 0;
-
-      return std::max(
-        RemainingMicroOps * SchedModel->getMicroOpFactor(),
-        RemainingCounts[CritResIdx]);
-    }
   };
 
   /// Each Scheduling boundary is associated with ready queues. It tracks the
@@ -1235,8 +1436,13 @@ public:
 
     ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
 
+    /// Number of cycles it takes to issue the instructions scheduled in this
+    /// zone. It is defined as: scheduled-micro-ops / issue-width + stalls.
+    /// See getStalls().
     unsigned CurrCycle;
-    unsigned IssueCount;
+
+    /// Micro-ops issued in the current cycle
+    unsigned CurrMOps;
 
     /// MinReadyCycle - Cycle of the soonest available instruction.
     unsigned MinReadyCycle;
@@ -1244,45 +1450,64 @@ public:
     // The expected latency of the critical path in this scheduled zone.
     unsigned ExpectedLatency;
 
-    // Resources used in the scheduled zone beyond this boundary.
-    SmallVector<unsigned, 16> ResourceCounts;
+    // The latency of dependence chains leading into this zone.
+    // For each node scheduled bottom-up: DLat = max DLat, N.Depth.
+    // For each cycle scheduled: DLat -= 1.
+    unsigned DependentLatency;
+
+    /// Count the scheduled (issued) micro-ops that can be retired by
+    /// time=CurrCycle assuming the first scheduled instr is retired at time=0.
+    unsigned RetiredMOps;
+
+    // Count scheduled resources that have been executed. Resources are
+    // considered executed if they become ready in the time that it takes to
+    // saturate any resource including the one in question. Counts are scaled
+    // for direct comparison with other resources. Counts can be compared with
+    // MOps * getMicroOpFactor and Latency * getLatencyFactor.
+    SmallVector<unsigned, 16> ExecutedResCounts;
+
+    /// Cache the max count for a single resource.
+    unsigned MaxExecutedResCount;
 
     // Cache the critical resources ID in this scheduled zone.
-    unsigned CritResIdx;
+    unsigned ZoneCritResIdx;
 
     // Is the scheduled region resource limited vs. latency limited.
     bool IsResourceLimited;
 
-    unsigned ExpectedCount;
-
 #ifndef NDEBUG
-    // Remember the greatest min operand latency.
-    unsigned MaxMinLatency;
+    // Remember the greatest operand latency as an upper bound on the number of
+    // times we should retry the pending queue because of a hazard.
+    unsigned MaxObservedLatency;
 #endif
 
     void reset() {
       // A new HazardRec is created for each DAG and owned by SchedBoundary.
-      delete HazardRec;
-
+      // Destroying and reconstructing it is very expensive though. So keep
+      // invalid, placeholder HazardRecs.
+      if (HazardRec && HazardRec->isEnabled()) {
+        delete HazardRec;
+        HazardRec = 0;
+      }
       Available.clear();
       Pending.clear();
       CheckPending = false;
       NextSUs.clear();
-      HazardRec = 0;
       CurrCycle = 0;
-      IssueCount = 0;
+      CurrMOps = 0;
       MinReadyCycle = UINT_MAX;
       ExpectedLatency = 0;
-      ResourceCounts.resize(1);
-      assert(!ResourceCounts[0] && "nonzero count for bad resource");
-      CritResIdx = 0;
+      DependentLatency = 0;
+      RetiredMOps = 0;
+      MaxExecutedResCount = 0;
+      ZoneCritResIdx = 0;
       IsResourceLimited = false;
-      ExpectedCount = 0;
 #ifndef NDEBUG
-      MaxMinLatency = 0;
+      MaxObservedLatency = 0;
 #endif
       // Reserve a zero-count for invalid CritResIdx.
-      ResourceCounts.resize(1);
+      ExecutedResCounts.resize(1);
+      assert(!ExecutedResCounts[0] && "nonzero count for bad resource");
     }
 
     /// Pending queues extend the ready queues with the same ID and the
@@ -1303,25 +1528,60 @@ public:
       return Available.getID() == ConvergingScheduler::TopQID;
     }
 
+#ifndef NDEBUG
+    const char *getResourceName(unsigned PIdx) {
+      if (!PIdx)
+        return "MOps";
+      return SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name;
+    }
+#endif
+
+    /// Get the number of latency cycles "covered" by the scheduled
+    /// instructions. This is the larger of the critical path within the zone
+    /// and the number of cycles required to issue the instructions.
+    unsigned getScheduledLatency() const {
+      return std::max(ExpectedLatency, CurrCycle);
+    }
+
     unsigned getUnscheduledLatency(SUnit *SU) const {
-      if (isTop())
-        return SU->getHeight();
-      return SU->getDepth() + SU->Latency;
+      return isTop() ? SU->getHeight() : SU->getDepth();
+    }
+
+    unsigned getResourceCount(unsigned ResIdx) const {
+      return ExecutedResCounts[ResIdx];
     }
 
+    /// Get the scaled count of scheduled micro-ops and resources, including
+    /// executed resources.
     unsigned getCriticalCount() const {
-      return ResourceCounts[CritResIdx];
+      if (!ZoneCritResIdx)
+        return RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+      return getResourceCount(ZoneCritResIdx);
+    }
+
+    /// Get a scaled count for the minimum execution time of the scheduled
+    /// micro-ops that are ready to execute by getExecutedCount. Notice the
+    /// feedback loop.
+    unsigned getExecutedCount() const {
+      return std::max(CurrCycle * SchedModel->getLatencyFactor(),
+                      MaxExecutedResCount);
     }
 
     bool checkHazard(SUnit *SU);
 
-    void setLatencyPolicy(CandPolicy &Policy);
+    unsigned findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs);
+
+    unsigned getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx);
+
+    void setPolicy(CandPolicy &Policy, SchedBoundary &OtherZone);
 
     void releaseNode(SUnit *SU, unsigned ReadyCycle);
 
-    void bumpCycle();
+    void bumpCycle(unsigned NextCycle);
 
-    void countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles);
+    void incExecutedResources(unsigned PIdx, unsigned Count);
+
+    unsigned countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned ReadyCycle);
 
     void bumpNode(SUnit *SU);
 
@@ -1330,9 +1590,14 @@ public:
     void removeReady(SUnit *SU);
 
     SUnit *pickOnlyChoice();
+
+#ifndef NDEBUG
+    void dumpScheduledState();
+#endif
   };
 
 private:
+  const MachineSchedContext *Context;
   ScheduleDAGMI *DAG;
   const TargetSchedModel *SchedModel;
   const TargetRegisterInfo *TRI;
@@ -1342,6 +1607,7 @@ private:
   SchedBoundary Top;
   SchedBoundary Bot;
 
+  MachineSchedPolicy RegionPolicy;
 public:
   /// SUnit::NodeQueueId: 0 (none), 1 (top), 2 (bot), 3 (both)
   enum {
@@ -1350,8 +1616,15 @@ public:
     LogMaxQID = 2
   };
 
-  ConvergingScheduler():
-    DAG(0), SchedModel(0), TRI(0), Top(TopQID, "TopQ"), Bot(BotQID, "BotQ") {}
+  ConvergingScheduler(const MachineSchedContext *C):
+    Context(C), DAG(0), SchedModel(0), TRI(0),
+    Top(TopQID, "TopQ"), Bot(BotQID, "BotQ") {}
+
+  virtual void initPolicy(MachineBasicBlock::iterator Begin,
+                          MachineBasicBlock::iterator End,
+                          unsigned NumRegionInstrs);
+
+  bool shouldTrackPressure() const { return RegionPolicy.ShouldTrackPressure; }
 
   virtual void initialize(ScheduleDAGMI *dag);
 
@@ -1366,14 +1639,7 @@ public:
   virtual void registerRoots();
 
 protected:
-  void balanceZones(
-    ConvergingScheduler::SchedBoundary &CriticalZone,
-    ConvergingScheduler::SchedCandidate &CriticalCand,
-    ConvergingScheduler::SchedBoundary &OppositeZone,
-    ConvergingScheduler::SchedCandidate &OppositeCand);
-
-  void checkResourceLimits(ConvergingScheduler::SchedCandidate &TopCand,
-                           ConvergingScheduler::SchedCandidate &BotCand);
+  void checkAcyclicLatency();
 
   void tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
                     SchedCandidate &TryCand,
@@ -1404,7 +1670,8 @@ init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel) {
   for (std::vector<SUnit>::iterator
          I = DAG->SUnits.begin(), E = DAG->SUnits.end(); I != E; ++I) {
     const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(&*I);
-    RemainingMicroOps += SchedModel->getNumMicroOps(I->getInstr(), SC);
+    RemIssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(I->getInstr(), SC)
+      * SchedModel->getMicroOpFactor();
     for (TargetSchedModel::ProcResIter
            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
@@ -1413,13 +1680,6 @@ init(ScheduleDAGMI *DAG, const TargetSchedModel *SchedModel) {
       RemainingCounts[PIdx] += (Factor * PI->Cycles);
     }
   }
-  for (unsigned PIdx = 0, PEnd = SchedModel->getNumProcResourceKinds();
-       PIdx != PEnd; ++PIdx) {
-    if ((int)(RemainingCounts[PIdx] - RemainingCounts[CritResIdx])
-        >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
-      CritResIdx = PIdx;
-    }
-  }
 }
 
 void ConvergingScheduler::SchedBoundary::
@@ -1429,7 +1689,49 @@ init(ScheduleDAGMI *dag, const TargetSchedModel *smodel, SchedRemainder *rem) {
   SchedModel = smodel;
   Rem = rem;
   if (SchedModel->hasInstrSchedModel())
-    ResourceCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
+    ExecutedResCounts.resize(SchedModel->getNumProcResourceKinds());
+}
+
+/// Initialize the per-region scheduling policy.
+void ConvergingScheduler::initPolicy(MachineBasicBlock::iterator Begin,
+                                     MachineBasicBlock::iterator End,
+                                     unsigned NumRegionInstrs) {
+  const TargetMachine &TM = Context->MF->getTarget();
+
+  // Avoid setting up the register pressure tracker for small regions to save
+  // compile time. As a rough heuristic, only track pressure when the number of
+  // schedulable instructions exceeds half the integer register file.
+  unsigned NIntRegs = Context->RegClassInfo->getNumAllocatableRegs(
+    TM.getTargetLowering()->getRegClassFor(MVT::i32));
+
+  RegionPolicy.ShouldTrackPressure = NumRegionInstrs > (NIntRegs / 2);
+
+  // For generic targets, we default to bottom-up, because it's simpler and more
+  // compile-time optimizations have been implemented in that direction.
+  RegionPolicy.OnlyBottomUp = true;
+
+  // Allow the subtarget to override default policy.
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  ST.overrideSchedPolicy(RegionPolicy, Begin, End, NumRegionInstrs);
+
+  // After subtarget overrides, apply command line options.
+  if (!EnableRegPressure)
+    RegionPolicy.ShouldTrackPressure = false;
+
+  // Check -misched-topdown/bottomup can force or unforce scheduling direction.
+  // e.g. -misched-bottomup=false allows scheduling in both directions.
+  assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
+         "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
+  if (ForceBottomUp.getNumOccurrences() > 0) {
+    RegionPolicy.OnlyBottomUp = ForceBottomUp;
+    if (RegionPolicy.OnlyBottomUp)
+      RegionPolicy.OnlyTopDown = false;
+  }
+  if (ForceTopDown.getNumOccurrences() > 0) {
+    RegionPolicy.OnlyTopDown = ForceTopDown;
+    if (RegionPolicy.OnlyTopDown)
+      RegionPolicy.OnlyBottomUp = false;
+  }
 }
 
 void ConvergingScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
@@ -1447,11 +1749,14 @@ void ConvergingScheduler::initialize(ScheduleDAGMI *dag) {
   // are disabled, then these HazardRecs will be disabled.
   const InstrItineraryData *Itin = SchedModel->getInstrItineraries();
   const TargetMachine &TM = DAG->MF.getTarget();
-  Top.HazardRec = TM.getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(Itin, DAG);
-  Bot.HazardRec = TM.getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(Itin, DAG);
-
-  assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
-         "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
+  if (!Top.HazardRec) {
+    Top.HazardRec =
+      TM.getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(Itin, DAG);
+  }
+  if (!Bot.HazardRec) {
+    Bot.HazardRec =
+      TM.getInstrInfo()->CreateTargetMIHazardRecognizer(Itin, DAG);
+  }
 }
 
 void ConvergingScheduler::releaseTopNode(SUnit *SU) {
@@ -1460,13 +1765,15 @@ void ConvergingScheduler::releaseTopNode(SUnit *SU) {
 
   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
        I != E; ++I) {
+    if (I->isWeak())
+      continue;
     unsigned PredReadyCycle = I->getSUnit()->TopReadyCycle;
-    unsigned MinLatency = I->getMinLatency();
+    unsigned Latency = I->getLatency();
 #ifndef NDEBUG
-    Top.MaxMinLatency = std::max(MinLatency, Top.MaxMinLatency);
+    Top.MaxObservedLatency = std::max(Latency, Top.MaxObservedLatency);
 #endif
-    if (SU->TopReadyCycle < PredReadyCycle + MinLatency)
-      SU->TopReadyCycle = PredReadyCycle + MinLatency;
+    if (SU->TopReadyCycle < PredReadyCycle + Latency)
+      SU->TopReadyCycle = PredReadyCycle + Latency;
   }
   Top.releaseNode(SU, SU->TopReadyCycle);
 }
@@ -1482,18 +1789,56 @@ void ConvergingScheduler::releaseBottomNode(SUnit *SU) {
     if (I->isWeak())
       continue;
     unsigned SuccReadyCycle = I->getSUnit()->BotReadyCycle;
-    unsigned MinLatency = I->getMinLatency();
+    unsigned Latency = I->getLatency();
 #ifndef NDEBUG
-    Bot.MaxMinLatency = std::max(MinLatency, Bot.MaxMinLatency);
+    Bot.MaxObservedLatency = std::max(Latency, Bot.MaxObservedLatency);
 #endif
-    if (SU->BotReadyCycle < SuccReadyCycle + MinLatency)
-      SU->BotReadyCycle = SuccReadyCycle + MinLatency;
+    if (SU->BotReadyCycle < SuccReadyCycle + Latency)
+      SU->BotReadyCycle = SuccReadyCycle + Latency;
   }
   Bot.releaseNode(SU, SU->BotReadyCycle);
 }
 
+/// Set IsAcyclicLatencyLimited if the acyclic path is longer than the cyclic
+/// critical path by more cycles than it takes to drain the instruction buffer.
+/// We estimate an upper bounds on in-flight instructions as:
+///
+/// CyclesPerIteration = max( CyclicPath, Loop-Resource-Height )
+/// InFlightIterations = AcyclicPath / CyclesPerIteration
+/// InFlightResources = InFlightIterations * LoopResources
+///
+/// TODO: Check execution resources in addition to IssueCount.
+void ConvergingScheduler::checkAcyclicLatency() {
+  if (Rem.CyclicCritPath == 0 || Rem.CyclicCritPath >= Rem.CriticalPath)
+    return;
+
+  // Scaled number of cycles per loop iteration.
+  unsigned IterCount =
+    std::max(Rem.CyclicCritPath * SchedModel->getLatencyFactor(),
+             Rem.RemIssueCount);
+  // Scaled acyclic critical path.
+  unsigned AcyclicCount = Rem.CriticalPath * SchedModel->getLatencyFactor();
+  // InFlightCount = (AcyclicPath / IterCycles) * InstrPerLoop
+  unsigned InFlightCount =
+    (AcyclicCount * Rem.RemIssueCount + IterCount-1) / IterCount;
+  unsigned BufferLimit =
+    SchedModel->getMicroOpBufferSize() * SchedModel->getMicroOpFactor();
+
+  Rem.IsAcyclicLatencyLimited = InFlightCount > BufferLimit;
+
+  DEBUG(dbgs() << "IssueCycles="
+        << Rem.RemIssueCount / SchedModel->getLatencyFactor() << "c "
+        << "IterCycles=" << IterCount / SchedModel->getLatencyFactor()
+        << "c NumIters=" << (AcyclicCount + IterCount-1) / IterCount
+        << " InFlight=" << InFlightCount / SchedModel->getMicroOpFactor()
+        << "m BufferLim=" << SchedModel->getMicroOpBufferSize() << "m\n";
+        if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited)
+          dbgs() << "  ACYCLIC LATENCY LIMIT\n");
+}
+
 void ConvergingScheduler::registerRoots() {
   Rem.CriticalPath = DAG->ExitSU.getDepth();
+
   // Some roots may not feed into ExitSU. Check all of them in case.
   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator
          I = Bot.Available.begin(), E = Bot.Available.end(); I != E; ++I) {
@@ -1501,6 +1846,11 @@ void ConvergingScheduler::registerRoots() {
       Rem.CriticalPath = (*I)->getDepth();
   }
   DEBUG(dbgs() << "Critical Path: " << Rem.CriticalPath << '\n');
+
+  if (EnableCyclicPath) {
+    Rem.CyclicCritPath = DAG->computeCyclicCriticalPath();
+    checkAcyclicLatency();
+  }
 }
 
 /// Does this SU have a hazard within the current instruction group.
@@ -1521,7 +1871,7 @@ bool ConvergingScheduler::SchedBoundary::checkHazard(SUnit *SU) {
     return HazardRec->getHazardType(SU) != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard;
 
   unsigned uops = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
-  if ((IssueCount > 0) && (IssueCount + uops > SchedModel->getIssueWidth())) {
+  if ((CurrMOps > 0) && (CurrMOps + uops > SchedModel->getIssueWidth())) {
     DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") uops="
           << SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr()) << '\n');
     return true;
@@ -1529,45 +1879,125 @@ bool ConvergingScheduler::SchedBoundary::checkHazard(SUnit *SU) {
   return false;
 }
 
-/// Compute the remaining latency to determine whether ILP should be increased.
-void ConvergingScheduler::SchedBoundary::setLatencyPolicy(CandPolicy &Policy) {
-  // FIXME: compile time. In all, we visit four queues here one we should only
-  // need to visit the one that was last popped if we cache the result.
+// Find the unscheduled node in ReadySUs with the highest latency.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+findMaxLatency(ArrayRef<SUnit*> ReadySUs) {
+  SUnit *LateSU = 0;
   unsigned RemLatency = 0;
-  for (ReadyQueue::iterator I = Available.begin(), E = Available.end();
+  for (ArrayRef<SUnit*>::iterator I = ReadySUs.begin(), E = ReadySUs.end();
        I != E; ++I) {
     unsigned L = getUnscheduledLatency(*I);
-    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
-          << " RemLatency SU(" << (*I)->NodeNum << ") " << L << '\n');
-    if (L > RemLatency)
+    if (L > RemLatency) {
       RemLatency = L;
+      LateSU = *I;
+    }
   }
-  for (ReadyQueue::iterator I = Pending.begin(), E = Pending.end();
-       I != E; ++I) {
-    unsigned L = getUnscheduledLatency(*I);
-    if (L > RemLatency)
-      RemLatency = L;
+  if (LateSU) {
+    DEBUG(dbgs() << Available.getName() << " RemLatency SU("
+          << LateSU->NodeNum << ") " << RemLatency << "c\n");
+  }
+  return RemLatency;
+}
+
+// Count resources in this zone and the remaining unscheduled
+// instruction. Return the max count, scaled. Set OtherCritIdx to the critical
+// resource index, or zero if the zone is issue limited.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+getOtherResourceCount(unsigned &OtherCritIdx) {
+  OtherCritIdx = 0;
+  if (!SchedModel->hasInstrSchedModel())
+    return 0;
+
+  unsigned OtherCritCount = Rem->RemIssueCount
+    + (RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor());
+  DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain MOps: "
+        << OtherCritCount / SchedModel->getMicroOpFactor() << '\n');
+  for (unsigned PIdx = 1, PEnd = SchedModel->getNumProcResourceKinds();
+       PIdx != PEnd; ++PIdx) {
+    unsigned OtherCount = getResourceCount(PIdx) + Rem->RemainingCounts[PIdx];
+    if (OtherCount > OtherCritCount) {
+      OtherCritCount = OtherCount;
+      OtherCritIdx = PIdx;
+    }
   }
-  unsigned CriticalPathLimit = Rem->CriticalPath + SchedModel->getILPWindow();
-  DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
-        << " ExpectedLatency " << ExpectedLatency
-        << " CP Limit " << CriticalPathLimit << '\n');
-  if (RemLatency + ExpectedLatency >= CriticalPathLimit
-      && RemLatency > Rem->getMaxRemainingCount(SchedModel)) {
-    Policy.ReduceLatency = true;
-    DEBUG(dbgs() << "  Increase ILP: " << Available.getName() << '\n');
+  if (OtherCritIdx) {
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " + Remain CritRes: "
+          << OtherCritCount / SchedModel->getResourceFactor(OtherCritIdx)
+          << " " << getResourceName(OtherCritIdx) << "\n");
   }
+  return OtherCritCount;
+}
+
+/// Set the CandPolicy for this zone given the current resources and latencies
+/// inside and outside the zone.
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::setPolicy(CandPolicy &Policy,
+                                                   SchedBoundary &OtherZone) {
+  // Now that potential stalls have been considered, apply preemptive heuristics
+  // based on the the total latency and resources inside and outside this
+  // zone.
+
+  // Compute remaining latency. We need this both to determine whether the
+  // overall schedule has become latency-limited and whether the instructions
+  // outside this zone are resource or latency limited.
+  //
+  // The "dependent" latency is updated incrementally during scheduling as the
+  // max height/depth of scheduled nodes minus the cycles since it was
+  // scheduled:
+  //   DLat = max (N.depth - (CurrCycle - N.ReadyCycle) for N in Zone
+  //
+  // The "independent" latency is the max ready queue depth:
+  //   ILat = max N.depth for N in Available|Pending
+  //
+  // RemainingLatency is the greater of independent and dependent latency.
+  unsigned RemLatency = DependentLatency;
+  RemLatency = std::max(RemLatency, findMaxLatency(Available.elements()));
+  RemLatency = std::max(RemLatency, findMaxLatency(Pending.elements()));
+
+  // Compute the critical resource outside the zone.
+  unsigned OtherCritIdx;
+  unsigned OtherCount = OtherZone.getOtherResourceCount(OtherCritIdx);
+
+  bool OtherResLimited = false;
+  if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
+    unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+    OtherResLimited = (int)(OtherCount - (RemLatency * LFactor)) > (int)LFactor;
+  }
+  if (!OtherResLimited && (RemLatency + CurrCycle > Rem->CriticalPath)) {
+    Policy.ReduceLatency |= true;
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName() << " RemainingLatency "
+          << RemLatency << " + " << CurrCycle << "c > CritPath "
+          << Rem->CriticalPath << "\n");
+  }
+  // If the same resource is limiting inside and outside the zone, do nothing.
+  if (ZoneCritResIdx == OtherCritIdx)
+    return;
+
+  DEBUG(
+    if (IsResourceLimited) {
+      dbgs() << "  " << Available.getName() << " ResourceLimited: "
+             << getResourceName(ZoneCritResIdx) << "\n";
+    }
+    if (OtherResLimited)
+      dbgs() << "  RemainingLimit: " << getResourceName(OtherCritIdx) << "\n";
+    if (!IsResourceLimited && !OtherResLimited)
+      dbgs() << "  Latency limited both directions.\n");
+
+  if (IsResourceLimited && !Policy.ReduceResIdx)
+    Policy.ReduceResIdx = ZoneCritResIdx;
+
+  if (OtherResLimited)
+    Policy.DemandResIdx = OtherCritIdx;
 }
 
 void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU,
                                                      unsigned ReadyCycle) {
-
   if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
     MinReadyCycle = ReadyCycle;
 
   // Check for interlocks first. For the purpose of other heuristics, an
   // instruction that cannot issue appears as if it's not in the ReadyQueue.
-  if (ReadyCycle > CurrCycle || checkHazard(SU))
+  bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
+  if ((!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle) || checkHazard(SU))
     Pending.push(SU);
   else
     Available.push(SU);
@@ -1577,16 +2007,21 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releaseNode(SUnit *SU,
 }
 
 /// Move the boundary of scheduled code by one cycle.
-void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle() {
-  unsigned Width = SchedModel->getIssueWidth();
-  IssueCount = (IssueCount <= Width) ? 0 : IssueCount - Width;
-
-  unsigned NextCycle = CurrCycle + 1;
-  assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
-  if (MinReadyCycle > NextCycle) {
-    IssueCount = 0;
-    NextCycle = MinReadyCycle;
-  }
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle(unsigned NextCycle) {
+  if (SchedModel->getMicroOpBufferSize() == 0) {
+    assert(MinReadyCycle < UINT_MAX && "MinReadyCycle uninitialized");
+    if (MinReadyCycle > NextCycle)
+      NextCycle = MinReadyCycle;
+  }
+  // Update the current micro-ops, which will issue in the next cycle.
+  unsigned DecMOps = SchedModel->getIssueWidth() * (NextCycle - CurrCycle);
+  CurrMOps = (CurrMOps <= DecMOps) ? 0 : CurrMOps - DecMOps;
+
+  // Decrement DependentLatency based on the next cycle.
+  if ((NextCycle - CurrCycle) > DependentLatency)
+    DependentLatency = 0;
+  else
+    DependentLatency -= (NextCycle - CurrCycle);
 
   if (!HazardRec->isEnabled()) {
     // Bypass HazardRec virtual calls.
@@ -1602,34 +2037,50 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpCycle() {
     }
   }
   CheckPending = true;
-  IsResourceLimited = getCriticalCount() > std::max(ExpectedLatency, CurrCycle);
+  unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+  IsResourceLimited =
+    (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
+    > (int)LFactor;
+
+  DEBUG(dbgs() << "Cycle: " << CurrCycle << ' ' << Available.getName() << '\n');
+}
 
-  DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
-        << " Cycle: " << CurrCycle << '\n');
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::incExecutedResources(unsigned PIdx,
+                                                              unsigned Count) {
+  ExecutedResCounts[PIdx] += Count;
+  if (ExecutedResCounts[PIdx] > MaxExecutedResCount)
+    MaxExecutedResCount = ExecutedResCounts[PIdx];
 }
 
 /// Add the given processor resource to this scheduled zone.
-void ConvergingScheduler::SchedBoundary::countResource(unsigned PIdx,
-                                                       unsigned Cycles) {
+///
+/// \param Cycles indicates the number of consecutive (non-pipelined) cycles
+/// during which this resource is consumed.
+///
+/// \return the next cycle at which the instruction may execute without
+/// oversubscribing resources.
+unsigned ConvergingScheduler::SchedBoundary::
+countResource(unsigned PIdx, unsigned Cycles, unsigned ReadyCycle) {
   unsigned Factor = SchedModel->getResourceFactor(PIdx);
-  DEBUG(dbgs() << "  " << SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name
-        << " +(" << Cycles << "x" << Factor
-        << ") / " << SchedModel->getLatencyFactor() << '\n');
-
   unsigned Count = Factor * Cycles;
-  ResourceCounts[PIdx] += Count;
+  DEBUG(dbgs() << "  " << getResourceName(PIdx)
+        << " +" << Cycles << "x" << Factor << "u\n");
+
+  // Update Executed resources counts.
+  incExecutedResources(PIdx, Count);
   assert(Rem->RemainingCounts[PIdx] >= Count && "resource double counted");
   Rem->RemainingCounts[PIdx] -= Count;
 
-  // Check if this resource exceeds the current critical resource by a full
-  // cycle. If so, it becomes the critical resource.
-  if ((int)(ResourceCounts[PIdx] - ResourceCounts[CritResIdx])
-      >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
-    CritResIdx = PIdx;
+  // Check if this resource exceeds the current critical resource. If so, it
+  // becomes the critical resource.
+  if (ZoneCritResIdx != PIdx && (getResourceCount(PIdx) > getCriticalCount())) {
+    ZoneCritResIdx = PIdx;
     DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource "
-          << SchedModel->getProcResource(PIdx)->Name << " x"
-          << ResourceCounts[PIdx] << '\n');
+          << getResourceName(PIdx) << ": "
+          << getResourceCount(PIdx) / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
   }
+  // TODO: We don't yet model reserved resources. It's not hard though.
+  return CurrCycle;
 }
 
 /// Move the boundary of scheduled code by one SUnit.
@@ -1643,40 +2094,96 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::bumpNode(SUnit *SU) {
     }
     HazardRec->EmitInstruction(SU);
   }
+  const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
+  unsigned IncMOps = SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
+  CurrMOps += IncMOps;
+  // checkHazard prevents scheduling multiple instructions per cycle that exceed
+  // issue width. However, we commonly reach the maximum. In this case
+  // opportunistically bump the cycle to avoid uselessly checking everything in
+  // the readyQ. Furthermore, a single instruction may produce more than one
+  // cycle's worth of micro-ops.
+  //
+  // TODO: Also check if this SU must end a dispatch group.
+  unsigned NextCycle = CurrCycle;
+  if (CurrMOps >= SchedModel->getIssueWidth()) {
+    ++NextCycle;
+    DEBUG(dbgs() << "  *** Max MOps " << CurrMOps
+          << " at cycle " << CurrCycle << '\n');
+  }
+  unsigned ReadyCycle = (isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle);
+  DEBUG(dbgs() << "  Ready @" << ReadyCycle << "c\n");
+
+  switch (SchedModel->getMicroOpBufferSize()) {
+  case 0:
+    assert(ReadyCycle <= CurrCycle && "Broken PendingQueue");
+    break;
+  case 1:
+    if (ReadyCycle > NextCycle) {
+      NextCycle = ReadyCycle;
+      DEBUG(dbgs() << "  *** Stall until: " << ReadyCycle << "\n");
+    }
+    break;
+  default:
+    // We don't currently model the OOO reorder buffer, so consider all
+    // scheduled MOps to be "retired".
+    break;
+  }
+  RetiredMOps += IncMOps;
+
   // Update resource counts and critical resource.
   if (SchedModel->hasInstrSchedModel()) {
-    const MCSchedClassDesc *SC = DAG->getSchedClass(SU);
-    Rem->RemainingMicroOps -= SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr(), SC);
+    unsigned DecRemIssue = IncMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+    assert(Rem->RemIssueCount >= DecRemIssue && "MOps double counted");
+    Rem->RemIssueCount -= DecRemIssue;
+    if (ZoneCritResIdx) {
+      // Scale scheduled micro-ops for comparing with the critical resource.
+      unsigned ScaledMOps =
+        RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+
+      // If scaled micro-ops are now more than the previous critical resource by
+      // a full cycle, then micro-ops issue becomes critical.
+      if ((int)(ScaledMOps - getResourceCount(ZoneCritResIdx))
+          >= (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
+        ZoneCritResIdx = 0;
+        DEBUG(dbgs() << "  *** Critical resource NumMicroOps: "
+              << ScaledMOps / SchedModel->getLatencyFactor() << "c\n");
+      }
+    }
     for (TargetSchedModel::ProcResIter
            PI = SchedModel->getWriteProcResBegin(SC),
            PE = SchedModel->getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
-      countResource(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles);
+      unsigned RCycle =
+        countResource(PI->ProcResourceIdx, PI->Cycles, ReadyCycle);
+      if (RCycle > NextCycle)
+        NextCycle = RCycle;
     }
   }
-  if (isTop()) {
-    if (SU->getDepth() > ExpectedLatency)
-      ExpectedLatency = SU->getDepth();
+  // Update ExpectedLatency and DependentLatency.
+  unsigned &TopLatency = isTop() ? ExpectedLatency : DependentLatency;
+  unsigned &BotLatency = isTop() ? DependentLatency : ExpectedLatency;
+  if (SU->getDepth() > TopLatency) {
+    TopLatency = SU->getDepth();
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
+          << " TopLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << TopLatency << "c\n");
   }
-  else {
-    if (SU->getHeight() > ExpectedLatency)
-      ExpectedLatency = SU->getHeight();
+  if (SU->getHeight() > BotLatency) {
+    BotLatency = SU->getHeight();
+    DEBUG(dbgs() << "  " << Available.getName()
+          << " BotLatency SU(" << SU->NodeNum << ") " << BotLatency << "c\n");
   }
-
-  IsResourceLimited = getCriticalCount() > std::max(ExpectedLatency, CurrCycle);
-
-  // Check the instruction group dispatch limit.
-  // TODO: Check if this SU must end a dispatch group.
-  IssueCount += SchedModel->getNumMicroOps(SU->getInstr());
-
-  // checkHazard prevents scheduling multiple instructions per cycle that exceed
-  // issue width. However, we commonly reach the maximum. In this case
-  // opportunistically bump the cycle to avoid uselessly checking everything in
-  // the readyQ. Furthermore, a single instruction may produce more than one
-  // cycle's worth of micro-ops.
-  if (IssueCount >= SchedModel->getIssueWidth()) {
-    DEBUG(dbgs() << "  *** Max instrs at cycle " << CurrCycle << '\n');
-    bumpCycle();
+  // If we stall for any reason, bump the cycle.
+  if (NextCycle > CurrCycle) {
+    bumpCycle(NextCycle);
   }
+  else {
+    // After updating ZoneCritResIdx and ExpectedLatency, check if we're
+    // resource limited. If a stall occured, bumpCycle does this.
+    unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+    IsResourceLimited =
+      (int)(getCriticalCount() - (getScheduledLatency() * LFactor))
+      > (int)LFactor;
+  }
+  DEBUG(dumpScheduledState());
 }
 
 /// Release pending ready nodes in to the available queue. This makes them
@@ -1688,6 +2195,7 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releasePending() {
 
   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
   // so, add them to the available queue.
+  bool IsBuffered = SchedModel->getMicroOpBufferSize() != 0;
   for (unsigned i = 0, e = Pending.size(); i != e; ++i) {
     SUnit *SU = *(Pending.begin()+i);
     unsigned ReadyCycle = isTop() ? SU->TopReadyCycle : SU->BotReadyCycle;
@@ -1695,7 +2203,7 @@ void ConvergingScheduler::SchedBoundary::releasePending() {
     if (ReadyCycle < MinReadyCycle)
       MinReadyCycle = ReadyCycle;
 
-    if (ReadyCycle > CurrCycle)
+    if (!IsBuffered && ReadyCycle > CurrCycle)
       continue;
 
     if (checkHazard(SU))
@@ -1726,7 +2234,7 @@ SUnit *ConvergingScheduler::SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
   if (CheckPending)
     releasePending();
 
-  if (IssueCount > 0) {
+  if (CurrMOps > 0) {
     // Defer any ready instrs that now have a hazard.
     for (ReadyQueue::iterator I = Available.begin(); I != Available.end();) {
       if (checkHazard(*I)) {
@@ -1738,9 +2246,9 @@ SUnit *ConvergingScheduler::SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
     }
   }
   for (unsigned i = 0; Available.empty(); ++i) {
-    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxMinLatency) &&
+    assert(i <= (HazardRec->getMaxLookAhead() + MaxObservedLatency) &&
            "permanent hazard"); (void)i;
-    bumpCycle();
+    bumpCycle(CurrCycle + 1);
     releasePending();
   }
   if (Available.size() == 1)
@@ -1748,104 +2256,31 @@ SUnit *ConvergingScheduler::SchedBoundary::pickOnlyChoice() {
   return NULL;
 }
 
-/// Record the candidate policy for opposite zones with different critical
-/// resources.
-///
-/// If the CriticalZone is latency limited, don't force a policy for the
-/// candidates here. Instead, setLatencyPolicy sets ReduceLatency if needed.
-void ConvergingScheduler::balanceZones(
-  ConvergingScheduler::SchedBoundary &CriticalZone,
-  ConvergingScheduler::SchedCandidate &CriticalCand,
-  ConvergingScheduler::SchedBoundary &OppositeZone,
-  ConvergingScheduler::SchedCandidate &OppositeCand) {
-
-  if (!CriticalZone.IsResourceLimited)
-    return;
-  assert(SchedModel->hasInstrSchedModel() && "required schedmodel");
-
-  SchedRemainder *Rem = CriticalZone.Rem;
-
-  // If the critical zone is overconsuming a resource relative to the
-  // remainder, try to reduce it.
-  unsigned RemainingCritCount =
-    Rem->RemainingCounts[CriticalZone.CritResIdx];
-  if ((int)(Rem->getMaxRemainingCount(SchedModel) - RemainingCritCount)
-      > (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
-    CriticalCand.Policy.ReduceResIdx = CriticalZone.CritResIdx;
-    DEBUG(dbgs() << "  Balance " << CriticalZone.Available.getName()
-          << " reduce "
-          << SchedModel->getProcResource(CriticalZone.CritResIdx)->Name
-          << '\n');
-  }
-  // If the other zone is underconsuming a resource relative to the full zone,
-  // try to increase it.
-  unsigned OppositeCount =
-    OppositeZone.ResourceCounts[CriticalZone.CritResIdx];
-  if ((int)(OppositeZone.ExpectedCount - OppositeCount)
-      > (int)SchedModel->getLatencyFactor()) {
-    OppositeCand.Policy.DemandResIdx = CriticalZone.CritResIdx;
-    DEBUG(dbgs() << "  Balance " << OppositeZone.Available.getName()
-          << " demand "
-          << SchedModel->getProcResource(OppositeZone.CritResIdx)->Name
-          << '\n');
-  }
-}
-
-/// Determine if the scheduled zones exceed resource limits or critical path and
-/// set each candidate's ReduceHeight policy accordingly.
-void ConvergingScheduler::checkResourceLimits(
-  ConvergingScheduler::SchedCandidate &TopCand,
-  ConvergingScheduler::SchedCandidate &BotCand) {
-
-  // Set ReduceLatency to true if needed.
-  Bot.setLatencyPolicy(BotCand.Policy);
-  Top.setLatencyPolicy(TopCand.Policy);
-
-  // Handle resource-limited regions.
-  if (Top.IsResourceLimited && Bot.IsResourceLimited
-      && Top.CritResIdx == Bot.CritResIdx) {
-    // If the scheduled critical resource in both zones is no longer the
-    // critical remaining resource, attempt to reduce resource height both ways.
-    if (Top.CritResIdx != Rem.CritResIdx) {
-      TopCand.Policy.ReduceResIdx = Top.CritResIdx;
-      BotCand.Policy.ReduceResIdx = Bot.CritResIdx;
-      DEBUG(dbgs() << "  Reduce scheduled "
-            << SchedModel->getProcResource(Top.CritResIdx)->Name << '\n');
-    }
-    return;
-  }
-  // Handle latency-limited regions.
-  if (!Top.IsResourceLimited && !Bot.IsResourceLimited) {
-    // If the total scheduled expected latency exceeds the region's critical
-    // path then reduce latency both ways.
-    //
-    // Just because a zone is not resource limited does not mean it is latency
-    // limited. Unbuffered resource, such as max micro-ops may cause CurrCycle
-    // to exceed expected latency.
-    if ((Top.ExpectedLatency + Bot.ExpectedLatency >= Rem.CriticalPath)
-        && (Rem.CriticalPath > Top.CurrCycle + Bot.CurrCycle)) {
-      TopCand.Policy.ReduceLatency = true;
-      BotCand.Policy.ReduceLatency = true;
-      DEBUG(dbgs() << "  Reduce scheduled latency " << Top.ExpectedLatency
-            << " + " << Bot.ExpectedLatency << '\n');
-    }
-    return;
+#ifndef NDEBUG
+// This is useful information to dump after bumpNode.
+// Note that the Queue contents are more useful before pickNodeFromQueue.
+void ConvergingScheduler::SchedBoundary::dumpScheduledState() {
+  unsigned ResFactor;
+  unsigned ResCount;
+  if (ZoneCritResIdx) {
+    ResFactor = SchedModel->getResourceFactor(ZoneCritResIdx);
+    ResCount = getResourceCount(ZoneCritResIdx);
   }
-  // The critical resource is different in each zone, so request balancing.
-
-  // Compute the cost of each zone.
-  Top.ExpectedCount = std::max(Top.ExpectedLatency, Top.CurrCycle);
-  Top.ExpectedCount = std::max(
-    Top.getCriticalCount(),
-    Top.ExpectedCount * SchedModel->getLatencyFactor());
-  Bot.ExpectedCount = std::max(Bot.ExpectedLatency, Bot.CurrCycle);
-  Bot.ExpectedCount = std::max(
-    Bot.getCriticalCount(),
-    Bot.ExpectedCount * SchedModel->getLatencyFactor());
-
-  balanceZones(Top, TopCand, Bot, BotCand);
-  balanceZones(Bot, BotCand, Top, TopCand);
+  else {
+    ResFactor = SchedModel->getMicroOpFactor();
+    ResCount = RetiredMOps * SchedModel->getMicroOpFactor();
+  }
+  unsigned LFactor = SchedModel->getLatencyFactor();
+  dbgs() << Available.getName() << " @" << CurrCycle << "c\n"
+         << "  Retired: " << RetiredMOps;
+  dbgs() << "\n  Executed: " << getExecutedCount() / LFactor << "c";
+  dbgs() << "\n  Critical: " << ResCount / LFactor << "c, "
+         << ResCount / ResFactor << " " << getResourceName(ZoneCritResIdx)
+         << "\n  ExpectedLatency: " << ExpectedLatency << "c\n"
+         << (IsResourceLimited ? "  - Resource" : "  - Latency")
+         << " limited.\n";
 }
+#endif
 
 void ConvergingScheduler::SchedCandidate::
 initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
@@ -1864,6 +2299,7 @@ initResourceDelta(const ScheduleDAGMI *DAG,
   }
 }
 
+
 /// Return true if this heuristic determines order.
 static bool tryLess(int TryVal, int CandVal,
                     ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
@@ -1878,6 +2314,7 @@ static bool tryLess(int TryVal, int CandVal,
       Cand.Reason = Reason;
     return true;
   }
+  Cand.setRepeat(Reason);
   return false;
 }
 
@@ -1894,9 +2331,34 @@ static bool tryGreater(int TryVal, int CandVal,
       Cand.Reason = Reason;
     return true;
   }
+  Cand.setRepeat(Reason);
   return false;
 }
 
+static bool tryPressure(const PressureChange &TryP,
+                        const PressureChange &CandP,
+                        ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
+                        ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                        ConvergingScheduler::CandReason Reason) {
+  int TryRank = TryP.getPSetOrMax();
+  int CandRank = CandP.getPSetOrMax();
+  // If both candidates affect the same set, go with the smallest increase.
+  if (TryRank == CandRank) {
+    return tryLess(TryP.getUnitInc(), CandP.getUnitInc(), TryCand, Cand,
+                   Reason);
+  }
+  // If one candidate decreases and the other increases, go with it.
+  // Invalid candidates have UnitInc==0.
+  if (tryLess(TryP.getUnitInc() < 0, CandP.getUnitInc() < 0, TryCand, Cand,
+              Reason)) {
+    return true;
+  }
+  // If the candidates are decreasing pressure, reverse priority.
+  if (TryP.getUnitInc() < 0)
+    std::swap(TryRank, CandRank);
+  return tryGreater(TryRank, CandRank, TryCand, Cand, Reason);
+}
+
 static unsigned getWeakLeft(const SUnit *SU, bool isTop) {
   return (isTop) ? SU->WeakPredsLeft : SU->WeakSuccsLeft;
 }
@@ -1929,6 +2391,32 @@ static int biasPhysRegCopy(const SUnit *SU, bool isTop) {
   return 0;
 }
 
+static bool tryLatency(ConvergingScheduler::SchedCandidate &TryCand,
+                       ConvergingScheduler::SchedCandidate &Cand,
+                       ConvergingScheduler::SchedBoundary &Zone) {
+  if (Zone.isTop()) {
+    if (Cand.SU->getDepth() > Zone.getScheduledLatency()) {
+      if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                  TryCand, Cand, ConvergingScheduler::TopDepthReduce))
+        return true;
+    }
+    if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                   TryCand, Cand, ConvergingScheduler::TopPathReduce))
+      return true;
+  }
+  else {
+    if (Cand.SU->getHeight() > Zone.getScheduledLatency()) {
+      if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
+                  TryCand, Cand, ConvergingScheduler::BotHeightReduce))
+        return true;
+    }
+    if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
+                   TryCand, Cand, ConvergingScheduler::BotPathReduce))
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
 /// Apply a set of heursitics to a new candidate. Heuristics are currently
 /// hierarchical. This may be more efficient than a graduated cost model because
 /// we don't need to evaluate all aspects of the model for each node in the
@@ -1946,10 +2434,38 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
                                        const RegPressureTracker &RPTracker,
                                        RegPressureTracker &TempTracker) {
 
-  // Always initialize TryCand's RPDelta.
-  TempTracker.getMaxPressureDelta(TryCand.SU->getInstr(), TryCand.RPDelta,
-                                  DAG->getRegionCriticalPSets(),
-                                  DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
+  if (DAG->isTrackingPressure()) {
+    // Always initialize TryCand's RPDelta.
+    if (Zone.isTop()) {
+      TempTracker.getMaxDownwardPressureDelta(
+        TryCand.SU->getInstr(),
+        TryCand.RPDelta,
+        DAG->getRegionCriticalPSets(),
+        DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
+    }
+    else {
+      if (VerifyScheduling) {
+        TempTracker.getMaxUpwardPressureDelta(
+          TryCand.SU->getInstr(),
+          &DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
+          TryCand.RPDelta,
+          DAG->getRegionCriticalPSets(),
+          DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
+      }
+      else {
+        RPTracker.getUpwardPressureDelta(
+          TryCand.SU->getInstr(),
+          DAG->getPressureDiff(TryCand.SU),
+          TryCand.RPDelta,
+          DAG->getRegionCriticalPSets(),
+          DAG->getRegPressure().MaxSetPressure);
+      }
+    }
+  }
+  DEBUG(if (TryCand.RPDelta.Excess.isValid())
+          dbgs() << "  SU(" << TryCand.SU->NodeNum << ") "
+                 << TRI->getRegPressureSetName(TryCand.RPDelta.Excess.getPSet())
+                 << ":" << TryCand.RPDelta.Excess.getUnitInc() << "\n");
 
   // Initialize the candidate if needed.
   if (!Cand.isValid()) {
@@ -1962,20 +2478,25 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
                  TryCand, Cand, PhysRegCopy))
     return;
 
-  // Avoid exceeding the target's limit.
-  if (tryLess(TryCand.RPDelta.Excess.UnitIncrease,
-              Cand.RPDelta.Excess.UnitIncrease, TryCand, Cand, SingleExcess))
+  // Avoid exceeding the target's limit. If signed PSetID is negative, it is
+  // invalid; convert it to INT_MAX to give it lowest priority.
+  if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.Excess,
+                                               Cand.RPDelta.Excess,
+                                               TryCand, Cand, RegExcess))
     return;
-  if (Cand.Reason == SingleExcess)
-    Cand.Reason = MultiPressure;
 
   // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-  if (tryLess(TryCand.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease,
-              Cand.RPDelta.CriticalMax.UnitIncrease,
-              TryCand, Cand, SingleCritical))
+  if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CriticalMax,
+                                               Cand.RPDelta.CriticalMax,
+                                               TryCand, Cand, RegCritical))
+    return;
+
+  // For loops that are acyclic path limited, aggressively schedule for latency.
+  // This can result in very long dependence chains scheduled in sequence, so
+  // once every cycle (when CurrMOps == 0), switch to normal heuristics.
+  if (Rem.IsAcyclicLatencyLimited && !Zone.CurrMOps
+      && tryLatency(TryCand, Cand, Zone))
     return;
-  if (Cand.Reason == SingleCritical)
-    Cand.Reason = MultiPressure;
 
   // Keep clustered nodes together to encourage downstream peephole
   // optimizations which may reduce resource requirements.
@@ -1995,6 +2516,12 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
               TryCand, Cand, Weak)) {
     return;
   }
+  // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
+  if (DAG->isTrackingPressure() && tryPressure(TryCand.RPDelta.CurrentMax,
+                                               Cand.RPDelta.CurrentMax,
+                                               TryCand, Cand, RegMax))
+    return;
+
   // Avoid critical resource consumption and balance the schedule.
   TryCand.initResourceDelta(DAG, SchedModel);
   if (tryLess(TryCand.ResDelta.CritResources, Cand.ResDelta.CritResources,
@@ -2006,41 +2533,15 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
     return;
 
   // Avoid serializing long latency dependence chains.
-  if (Cand.Policy.ReduceLatency) {
-    if (Zone.isTop()) {
-      if (Cand.SU->getDepth() * SchedModel->getLatencyFactor()
-          > Zone.ExpectedCount) {
-        if (tryLess(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
-                    TryCand, Cand, TopDepthReduce))
-          return;
-      }
-      if (tryGreater(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
-                     TryCand, Cand, TopPathReduce))
-        return;
-    }
-    else {
-      if (Cand.SU->getHeight() * SchedModel->getLatencyFactor()
-          > Zone.ExpectedCount) {
-        if (tryLess(TryCand.SU->getHeight(), Cand.SU->getHeight(),
-                    TryCand, Cand, BotHeightReduce))
-          return;
-      }
-      if (tryGreater(TryCand.SU->getDepth(), Cand.SU->getDepth(),
-                     TryCand, Cand, BotPathReduce))
-        return;
-    }
-  }
-
-  // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
-  if (tryLess(TryCand.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease,
-              Cand.RPDelta.CurrentMax.UnitIncrease, TryCand, Cand, SingleMax))
+  // For acyclic path limited loops, latency was already checked above.
+  if (Cand.Policy.ReduceLatency && !Rem.IsAcyclicLatencyLimited
+      && tryLatency(TryCand, Cand, Zone)) {
     return;
-  if (Cand.Reason == SingleMax)
-    Cand.Reason = MultiPressure;
+  }
 
   // Prefer immediate defs/users of the last scheduled instruction. This is a
-  // nice pressure avoidance strategy that also conserves the processor's
-  // register renaming resources and keeps the machine code readable.
+  // local pressure avoidance strategy that also makes the machine code
+  // readable.
   if (tryGreater(Zone.NextSUs.count(TryCand.SU), Zone.NextSUs.count(Cand.SU),
                  TryCand, Cand, NextDefUse))
     return;
@@ -2052,49 +2553,17 @@ void ConvergingScheduler::tryCandidate(SchedCandidate &Cand,
   }
 }
 
-/// pickNodeFromQueue helper that returns true if the LHS reg pressure effect is
-/// more desirable than RHS from scheduling standpoint.
-static bool compareRPDelta(const RegPressureDelta &LHS,
-                           const RegPressureDelta &RHS) {
-  // Compare each component of pressure in decreasing order of importance
-  // without checking if any are valid. Invalid PressureElements are assumed to
-  // have UnitIncrease==0, so are neutral.
-
-  // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-  if (LHS.Excess.UnitIncrease != RHS.Excess.UnitIncrease) {
-    DEBUG(dbgs() << "  RP excess top - bot: "
-          << (LHS.Excess.UnitIncrease - RHS.Excess.UnitIncrease) << '\n');
-    return LHS.Excess.UnitIncrease < RHS.Excess.UnitIncrease;
-  }
-  // Avoid increasing the max critical pressure in the scheduled region.
-  if (LHS.CriticalMax.UnitIncrease != RHS.CriticalMax.UnitIncrease) {
-    DEBUG(dbgs() << "  RP critical top - bot: "
-          << (LHS.CriticalMax.UnitIncrease - RHS.CriticalMax.UnitIncrease)
-          << '\n');
-    return LHS.CriticalMax.UnitIncrease < RHS.CriticalMax.UnitIncrease;
-  }
-  // Avoid increasing the max pressure of the entire region.
-  if (LHS.CurrentMax.UnitIncrease != RHS.CurrentMax.UnitIncrease) {
-    DEBUG(dbgs() << "  RP current top - bot: "
-          << (LHS.CurrentMax.UnitIncrease - RHS.CurrentMax.UnitIncrease)
-          << '\n');
-    return LHS.CurrentMax.UnitIncrease < RHS.CurrentMax.UnitIncrease;
-  }
-  return false;
-}
-
 #ifndef NDEBUG
 const char *ConvergingScheduler::getReasonStr(
   ConvergingScheduler::CandReason Reason) {
   switch (Reason) {
   case NoCand:         return "NOCAND    ";
   case PhysRegCopy:    return "PREG-COPY";
-  case SingleExcess:   return "REG-EXCESS";
-  case SingleCritical: return "REG-CRIT  ";
+  case RegExcess:      return "REG-EXCESS";
+  case RegCritical:    return "REG-CRIT  ";
   case Cluster:        return "CLUSTER   ";
   case Weak:           return "WEAK      ";
-  case SingleMax:      return "REG-MAX   ";
-  case MultiPressure:  return "REG-MULTI ";
+  case RegMax:         return "REG-MAX   ";
   case ResourceReduce: return "RES-REDUCE";
   case ResourceDemand: return "RES-DEMAND";
   case TopDepthReduce: return "TOP-DEPTH ";
@@ -2108,19 +2577,19 @@ const char *ConvergingScheduler::getReasonStr(
 }
 
 void ConvergingScheduler::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
-  PressureElement P;
+  PressureChange P;
   unsigned ResIdx = 0;
   unsigned Latency = 0;
   switch (Cand.Reason) {
   default:
     break;
-  case SingleExcess:
+  case RegExcess:
     P = Cand.RPDelta.Excess;
     break;
-  case SingleCritical:
+  case RegCritical:
     P = Cand.RPDelta.CriticalMax;
     break;
-  case SingleMax:
+  case RegMax:
     P = Cand.RPDelta.CurrentMax;
     break;
   case ResourceReduce:
@@ -2144,8 +2613,8 @@ void ConvergingScheduler::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
   }
   dbgs() << "  SU(" << Cand.SU->NodeNum << ") " << getReasonStr(Cand.Reason);
   if (P.isValid())
-    dbgs() << " " << TRI->getRegPressureSetName(P.PSetID)
-           << ":" << P.UnitIncrease << " ";
+    dbgs() << " " << TRI->getRegPressureSetName(P.getPSet())
+           << ":" << P.getUnitInc() << " ";
   else
     dbgs() << "      ";
   if (ResIdx)
@@ -2160,7 +2629,7 @@ void ConvergingScheduler::traceCandidate(const SchedCandidate &Cand) {
 }
 #endif
 
-/// Pick the best candidate from the top queue.
+/// Pick the best candidate from the queue.
 ///
 /// TODO: getMaxPressureDelta results can be mostly cached for each SUnit during
 /// DAG building. To adjust for the current scheduling location we need to
@@ -2202,18 +2671,19 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
   // efficient, but also provides the best heuristics for CriticalPSets.
   if (SUnit *SU = Bot.pickOnlyChoice()) {
     IsTopNode = false;
-    DEBUG(dbgs() << "Pick Top NOCAND\n");
+    DEBUG(dbgs() << "Pick Bot NOCAND\n");
     return SU;
   }
   if (SUnit *SU = Top.pickOnlyChoice()) {
     IsTopNode = true;
-    DEBUG(dbgs() << "Pick Bot NOCAND\n");
+    DEBUG(dbgs() << "Pick Top NOCAND\n");
     return SU;
   }
   CandPolicy NoPolicy;
   SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
   SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
-  checkResourceLimits(TopCand, BotCand);
+  Bot.setPolicy(BotCand.Policy, Top);
+  Top.setPolicy(TopCand.Policy, Bot);
 
   // Prefer bottom scheduling when heuristics are silent.
   pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
@@ -2226,7 +2696,10 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
   // affects picking from either Q. If scheduling in one direction must
   // increase pressure for one of the excess PSets, then schedule in that
   // direction first to provide more freedom in the other direction.
-  if (BotCand.Reason == SingleExcess || BotCand.Reason == SingleCritical) {
+  if ((BotCand.Reason == RegExcess && !BotCand.isRepeat(RegExcess))
+      || (BotCand.Reason == RegCritical
+          && !BotCand.isRepeat(RegCritical)))
+  {
     IsTopNode = false;
     tracePick(BotCand, IsTopNode);
     return BotCand.SU;
@@ -2235,30 +2708,13 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNodeBidirectional(bool &IsTopNode) {
   pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
   assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
 
-  // If either Q has a single candidate that minimizes pressure above the
-  // original region's pressure pick it.
-  if (TopCand.Reason <= SingleMax || BotCand.Reason <= SingleMax) {
-    if (TopCand.Reason < BotCand.Reason) {
-      IsTopNode = true;
-      tracePick(TopCand, IsTopNode);
-      return TopCand.SU;
-    }
-    IsTopNode = false;
-    tracePick(BotCand, IsTopNode);
-    return BotCand.SU;
-  }
-  // Check for a salient pressure difference and pick the best from either side.
-  if (compareRPDelta(TopCand.RPDelta, BotCand.RPDelta)) {
-    IsTopNode = true;
-    tracePick(TopCand, IsTopNode);
-    return TopCand.SU;
-  }
-  // Otherwise prefer the bottom candidate, in node order if all else failed.
+  // Choose the queue with the most important (lowest enum) reason.
   if (TopCand.Reason < BotCand.Reason) {
     IsTopNode = true;
     tracePick(TopCand, IsTopNode);
     return TopCand.SU;
   }
+  // Otherwise prefer the bottom candidate, in node order if all else failed.
   IsTopNode = false;
   tracePick(BotCand, IsTopNode);
   return BotCand.SU;
@@ -2273,24 +2729,26 @@ SUnit *ConvergingScheduler::pickNode(bool &IsTopNode) {
   }
   SUnit *SU;
   do {
-    if (ForceTopDown) {
+    if (RegionPolicy.OnlyTopDown) {
       SU = Top.pickOnlyChoice();
       if (!SU) {
         CandPolicy NoPolicy;
         SchedCandidate TopCand(NoPolicy);
         pickNodeFromQueue(Top, DAG->getTopRPTracker(), TopCand);
-        assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
+        assert(TopCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
+        tracePick(TopCand, true);
         SU = TopCand.SU;
       }
       IsTopNode = true;
     }
-    else if (ForceBottomUp) {
+    else if (RegionPolicy.OnlyBottomUp) {
       SU = Bot.pickOnlyChoice();
       if (!SU) {
         CandPolicy NoPolicy;
         SchedCandidate BotCand(NoPolicy);
         pickNodeFromQueue(Bot, DAG->getBotRPTracker(), BotCand);
-        assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find the first candidate");
+        assert(BotCand.Reason != NoCand && "failed to find a candidate");
+        tracePick(BotCand, false);
         SU = BotCand.SU;
       }
       IsTopNode = false;
@@ -2342,13 +2800,13 @@ void ConvergingScheduler::reschedulePhysRegCopies(SUnit *SU, bool isTop) {
 /// them here. See comments in biasPhysRegCopy.
 void ConvergingScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
   if (IsTopNode) {
-    SU->TopReadyCycle = Top.CurrCycle;
+    SU->TopReadyCycle = std::max(SU->TopReadyCycle, Top.CurrCycle);
     Top.bumpNode(SU);
     if (SU->hasPhysRegUses)
       reschedulePhysRegCopies(SU, true);
   }
   else {
-    SU->BotReadyCycle = Bot.CurrCycle;
+    SU->BotReadyCycle = std::max(SU->BotReadyCycle, Bot.CurrCycle);
     Bot.bumpNode(SU);
     if (SU->hasPhysRegDefs)
       reschedulePhysRegCopies(SU, false);
@@ -2358,17 +2816,14 @@ void ConvergingScheduler::schedNode(SUnit *SU, bool IsTopNode) {
 /// Create the standard converging machine scheduler. This will be used as the
 /// default scheduler if the target does not set a default.
 static ScheduleDAGInstrs *createConvergingSched(MachineSchedContext *C) {
-  assert((!ForceTopDown || !ForceBottomUp) &&
-         "-misched-topdown incompatible with -misched-bottomup");
-  ScheduleDAGMI *DAG = new ScheduleDAGMI(C, new ConvergingScheduler());
+  ScheduleDAGMI *DAG = new ScheduleDAGMI(C, new ConvergingScheduler(C));
   // Register DAG post-processors.
   //
   // FIXME: extend the mutation API to allow earlier mutations to instantiate
   // data and pass it to later mutations. Have a single mutation that gathers
   // the interesting nodes in one pass.
-  if (EnableCopyConstrain)
-    DAG->addMutation(new CopyConstrain(DAG->TII, DAG->TRI));
-  if (EnableLoadCluster)
+  DAG->addMutation(new CopyConstrain(DAG->TII, DAG->TRI));
+  if (EnableLoadCluster && DAG->TII->enableClusterLoads())
     DAG->addMutation(new LoadClusterMutation(DAG->TII, DAG->TRI));
   if (EnableMacroFusion)
     DAG->addMutation(new MacroFusion(DAG->TII));
@@ -2418,15 +2873,6 @@ struct ILPOrder {
 
 /// \brief Schedule based on the ILP metric.
 class ILPScheduler : public MachineSchedStrategy {
-  /// In case all subtrees are eventually connected to a common root through
-  /// data dependence (e.g. reduction), place an upper limit on their size.
-  ///
-  /// FIXME: A subtree limit is generally good, but in the situation commented
-  /// above, where multiple similar subtrees feed a common root, we should
-  /// only split at a point where the resulting subtrees will be balanced.
-  /// (a motivating test case must be found).
-  static const unsigned SubtreeLimit = 16;
-
   ScheduleDAGMI *DAG;
   ILPOrder Cmp;
 
@@ -2610,7 +3056,7 @@ struct DOTGraphTraits<ScheduleDAGMI*> : public DefaultDOTGraphTraits {
   }
 
   static bool isNodeHidden(const SUnit *Node) {
-    return (Node->NumPreds > 10 || Node->NumSuccs > 10);
+    return (Node->Preds.size() > 10 || Node->Succs.size() > 10);
   }
 
   static bool hasNodeAddressLabel(const SUnit *Node,
@@ -2633,7 +3079,11 @@ struct DOTGraphTraits<ScheduleDAGMI*> : public DefaultDOTGraphTraits {
   static std::string getNodeLabel(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {
     std::string Str;
     raw_string_ostream SS(Str);
-    SS << "SU(" << SU->NodeNum << ')';
+    const SchedDFSResult *DFS =
+      static_cast<const ScheduleDAGMI*>(G)->getDFSResult();
+    SS << "SU:" << SU->NodeNum;
+    if (DFS)
+      SS << " I:" << DFS->getNumInstrs(SU);
     return SS.str();
   }
   static std::string getNodeDescription(const SUnit *SU, const ScheduleDAG *G) {