Reapply r110396, with fixes to appease the Linux buildbot gods.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / PostRASchedulerList.cpp
index a035c180f8f2c7277c0cc90e748093482dc51146..f0bd6d1372be79f12649df0875a50d8340d4f421 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "post-RA-sched"
+#include "AntiDepBreaker.h"
+#include "AggressiveAntiDepBreaker.h"
+#include "CriticalAntiDepBreaker.h"
+#include "ScheduleDAGInstrs.h"
 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
-#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
 #include "llvm/CodeGen/LatencyPriorityQueue.h"
 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Target/TargetLowering.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtarget.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/ADT/BitVector.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
-#include "llvm/ADT/DenseSet.h"
-#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-#include <map>
-#include <climits>
+#include <set>
 using namespace llvm;
 
+STATISTIC(NumNoops, "Number of noops inserted");
 STATISTIC(NumStalls, "Number of pipeline stalls");
+STATISTIC(NumFixedAnti, "Number of fixed anti-dependencies");
 
+// Post-RA scheduling is enabled with
+// TargetSubtarget.enablePostRAScheduler(). This flag can be used to
+// override the target.
 static cl::opt<bool>
+EnablePostRAScheduler("post-RA-scheduler",
+                       cl::desc("Enable scheduling after register allocation"),
+                       cl::init(false), cl::Hidden);
+static cl::opt<std::string>
 EnableAntiDepBreaking("break-anti-dependencies",
-                      cl::desc("Break scheduling anti-dependencies"),
-                      cl::init(false));
+                      cl::desc("Break post-RA scheduling anti-dependencies: "
+                               "\"critical\", \"all\", or \"none\""),
+                      cl::init("none"), cl::Hidden);
+
+// If DebugDiv > 0 then only schedule MBB with (ID % DebugDiv) == DebugMod
+static cl::opt<int>
+DebugDiv("postra-sched-debugdiv",
+                      cl::desc("Debug control MBBs that are scheduled"),
+                      cl::init(0), cl::Hidden);
+static cl::opt<int>
+DebugMod("postra-sched-debugmod",
+                      cl::desc("Debug control MBBs that are scheduled"),
+                      cl::init(0), cl::Hidden);
+
+AntiDepBreaker::~AntiDepBreaker() { }
 
 namespace {
-  class VISIBILITY_HIDDEN PostRAScheduler : public MachineFunctionPass {
+  class PostRAScheduler : public MachineFunctionPass {
+    AliasAnalysis *AA;
+    const TargetInstrInfo *TII;
+    CodeGenOpt::Level OptLevel;
+
   public:
     static char ID;
-    PostRAScheduler() : MachineFunctionPass(&ID) {}
+    PostRAScheduler(CodeGenOpt::Level ol) :
+      MachineFunctionPass(ID), OptLevel(ol) {}
+
+    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+      AU.setPreservesCFG();
+      AU.addRequired<AliasAnalysis>();
+      AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
+      AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
+      AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
+      AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+      MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+    }
 
     const char *getPassName() const {
       return "Post RA top-down list latency scheduler";
@@ -57,11 +105,11 @@ namespace {
   };
   char PostRAScheduler::ID = 0;
 
-  class VISIBILITY_HIDDEN SchedulePostRATDList : public ScheduleDAGInstrs {
+  class SchedulePostRATDList : public ScheduleDAGInstrs {
     /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
     ///
     LatencyPriorityQueue AvailableQueue;
-  
+
     /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
     /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
     /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
@@ -71,46 +119,188 @@ namespace {
     /// Topo - A topological ordering for SUnits.
     ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
 
+    /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
+    ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
+
+    /// AntiDepBreak - Anti-dependence breaking object, or NULL if none
+    AntiDepBreaker *AntiDepBreak;
+
+    /// AA - AliasAnalysis for making memory reference queries.
+    AliasAnalysis *AA;
+
+    /// KillIndices - The index of the most recent kill (proceding bottom-up),
+    /// or ~0u if the register is not live.
+    std::vector<unsigned> KillIndices;
+
   public:
-    SchedulePostRATDList(MachineBasicBlock *mbb, const TargetMachine &tm)
-      : ScheduleDAGInstrs(mbb, tm), Topo(SUnits) {}
+    SchedulePostRATDList(MachineFunction &MF,
+                         const MachineLoopInfo &MLI,
+                         const MachineDominatorTree &MDT,
+                         ScheduleHazardRecognizer *HR,
+                         AntiDepBreaker *ADB,
+                         AliasAnalysis *aa)
+      : ScheduleDAGInstrs(MF, MLI, MDT), Topo(SUnits),
+        HazardRec(HR), AntiDepBreak(ADB), AA(aa),
+        KillIndices(TRI->getNumRegs()) {}
+
+    ~SchedulePostRATDList() {
+    }
 
+    /// StartBlock - Initialize register live-range state for scheduling in
+    /// this block.
+    ///
+    void StartBlock(MachineBasicBlock *BB);
+
+    /// Schedule - Schedule the instruction range using list scheduling.
+    ///
     void Schedule();
 
+    /// Observe - Update liveness information to account for the current
+    /// instruction, which will not be scheduled.
+    ///
+    void Observe(MachineInstr *MI, unsigned Count);
+
+    /// FinishBlock - Clean up register live-range state.
+    ///
+    void FinishBlock();
+
+    /// FixupKills - Fix register kill flags that have been made
+    /// invalid due to scheduling
+    ///
+    void FixupKills(MachineBasicBlock *MBB);
+
   private:
-    void ReleaseSucc(SUnit *SU, SUnit *SuccSU, bool isChain);
+    void ReleaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge);
+    void ReleaseSuccessors(SUnit *SU);
     void ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle);
     void ListScheduleTopDown();
-    bool BreakAntiDependencies();
+    void StartBlockForKills(MachineBasicBlock *BB);
+
+    // ToggleKillFlag - Toggle a register operand kill flag. Other
+    // adjustments may be made to the instruction if necessary. Return
+    // true if the operand has been deleted, false if not.
+    bool ToggleKillFlag(MachineInstr *MI, MachineOperand &MO);
   };
 }
 
 bool PostRAScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
-  DOUT << "PostRAScheduler\n";
+  AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
+  TII = Fn.getTarget().getInstrInfo();
+
+  // Check for explicit enable/disable of post-ra scheduling.
+  TargetSubtarget::AntiDepBreakMode AntiDepMode = TargetSubtarget::ANTIDEP_NONE;
+  SmallVector<TargetRegisterClass*, 4> CriticalPathRCs;
+  if (EnablePostRAScheduler.getPosition() > 0) {
+    if (!EnablePostRAScheduler)
+      return false;
+  } else {
+    // Check that post-RA scheduling is enabled for this target.
+    const TargetSubtarget &ST = Fn.getTarget().getSubtarget<TargetSubtarget>();
+    if (!ST.enablePostRAScheduler(OptLevel, AntiDepMode, CriticalPathRCs))
+      return false;
+  }
+
+  // Check for antidep breaking override...
+  if (EnableAntiDepBreaking.getPosition() > 0) {
+    AntiDepMode = (EnableAntiDepBreaking == "all") ?
+      TargetSubtarget::ANTIDEP_ALL :
+        (EnableAntiDepBreaking == "critical")
+           ? TargetSubtarget::ANTIDEP_CRITICAL : TargetSubtarget::ANTIDEP_NONE;
+  }
+
+  DEBUG(dbgs() << "PostRAScheduler\n");
+
+  const MachineLoopInfo &MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
+  const MachineDominatorTree &MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
+  const TargetMachine &TM = Fn.getTarget();
+  const InstrItineraryData &InstrItins = TM.getInstrItineraryData();
+  ScheduleHazardRecognizer *HR =
+    TM.getInstrInfo()->CreateTargetPostRAHazardRecognizer(InstrItins);
+  AntiDepBreaker *ADB =
+    ((AntiDepMode == TargetSubtarget::ANTIDEP_ALL) ?
+     (AntiDepBreaker *)new AggressiveAntiDepBreaker(Fn, CriticalPathRCs) :
+     ((AntiDepMode == TargetSubtarget::ANTIDEP_CRITICAL) ?
+      (AntiDepBreaker *)new CriticalAntiDepBreaker(Fn) : NULL));
+
+  SchedulePostRATDList Scheduler(Fn, MLI, MDT, HR, ADB, AA);
 
   // Loop over all of the basic blocks
   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
        MBB != MBBe; ++MBB) {
+#ifndef NDEBUG
+    // If DebugDiv > 0 then only schedule MBB with (ID % DebugDiv) == DebugMod
+    if (DebugDiv > 0) {
+      static int bbcnt = 0;
+      if (bbcnt++ % DebugDiv != DebugMod)
+        continue;
+      dbgs() << "*** DEBUG scheduling " << Fn.getFunction()->getNameStr() <<
+        ":BB#" << MBB->getNumber() << " ***\n";
+    }
+#endif
 
-    SchedulePostRATDList Scheduler(MBB, Fn.getTarget());
+    // Initialize register live-range state for scheduling in this block.
+    Scheduler.StartBlock(MBB);
+
+    // Schedule each sequence of instructions not interrupted by a label
+    // or anything else that effectively needs to shut down scheduling.
+    MachineBasicBlock::iterator Current = MBB->end();
+    unsigned Count = MBB->size(), CurrentCount = Count;
+    for (MachineBasicBlock::iterator I = Current; I != MBB->begin(); ) {
+      MachineInstr *MI = llvm::prior(I);
+      if (TII->isSchedulingBoundary(MI, MBB, Fn)) {
+        Scheduler.Run(MBB, I, Current, CurrentCount);
+        Scheduler.EmitSchedule();
+        Current = MI;
+        CurrentCount = Count - 1;
+        Scheduler.Observe(MI, CurrentCount);
+      }
+      I = MI;
+      --Count;
+    }
+    assert(Count == 0 && "Instruction count mismatch!");
+    assert((MBB->begin() == Current || CurrentCount != 0) &&
+           "Instruction count mismatch!");
+    Scheduler.Run(MBB, MBB->begin(), Current, CurrentCount);
+    Scheduler.EmitSchedule();
 
-    Scheduler.Run();
+    // Clean up register live-range state.
+    Scheduler.FinishBlock();
 
-    Scheduler.EmitSchedule();
+    // Update register kills
+    Scheduler.FixupKills(MBB);
   }
 
+  delete HR;
+  delete ADB;
+
   return true;
 }
-  
-/// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
+
+/// StartBlock - Initialize register live-range state for scheduling in
+/// this block.
+///
+void SchedulePostRATDList::StartBlock(MachineBasicBlock *BB) {
+  // Call the superclass.
+  ScheduleDAGInstrs::StartBlock(BB);
+
+  // Reset the hazard recognizer and anti-dep breaker.
+  HazardRec->Reset();
+  if (AntiDepBreak != NULL)
+    AntiDepBreak->StartBlock(BB);
+}
+
+/// Schedule - Schedule the instruction range using list scheduling.
+///
 void SchedulePostRATDList::Schedule() {
-  DOUT << "********** List Scheduling **********\n";
-  
-  // Build scheduling units.
-  BuildSchedUnits();
+  // Build the scheduling graph.
+  BuildSchedGraph(AA);
+
+  if (AntiDepBreak != NULL) {
+    unsigned Broken =
+      AntiDepBreak->BreakAntiDependencies(SUnits, Begin, InsertPos,
+                                          InsertPosIndex);
 
-  if (EnableAntiDepBreaking) {
-    if (BreakAntiDependencies()) {
+    if (Broken != 0) {
       // We made changes. Update the dependency graph.
       // Theoretically we could update the graph in place:
       // When a live range is changed to use a different register, remove
@@ -118,351 +308,139 @@ void SchedulePostRATDList::Schedule() {
       // that register, and add new anti-dependence and output-dependence
       // edges based on the next live range of the register.
       SUnits.clear();
-      BuildSchedUnits();
+      Sequence.clear();
+      EntrySU = SUnit();
+      ExitSU = SUnit();
+      BuildSchedGraph(AA);
+
+      NumFixedAnti += Broken;
     }
   }
 
-  AvailableQueue.initNodes(SUnits);
+  DEBUG(dbgs() << "********** List Scheduling **********\n");
+  DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
+          SUnits[su].dumpAll(this));
 
+  AvailableQueue.initNodes(SUnits);
   ListScheduleTopDown();
-  
   AvailableQueue.releaseState();
 }
 
-/// getInstrOperandRegClass - Return register class of the operand of an
-/// instruction of the specified TargetInstrDesc.
-static const TargetRegisterClass*
-getInstrOperandRegClass(const TargetRegisterInfo *TRI,
-                        const TargetInstrInfo *TII, const TargetInstrDesc &II,
-                        unsigned Op) {
-  if (Op >= II.getNumOperands())
-    return NULL;
-  if (II.OpInfo[Op].isLookupPtrRegClass())
-    return TII->getPointerRegClass();
-  return TRI->getRegClass(II.OpInfo[Op].RegClass);
+/// Observe - Update liveness information to account for the current
+/// instruction, which will not be scheduled.
+///
+void SchedulePostRATDList::Observe(MachineInstr *MI, unsigned Count) {
+  if (AntiDepBreak != NULL)
+    AntiDepBreak->Observe(MI, Count, InsertPosIndex);
 }
 
-/// BreakAntiDependencies - Identifiy anti-dependencies along the critical path
-/// of the ScheduleDAG and break them by renaming registers.
+/// FinishBlock - Clean up register live-range state.
 ///
-bool SchedulePostRATDList::BreakAntiDependencies() {
-  // The code below assumes that there is at least one instruction,
-  // so just duck out immediately if the block is empty.
-  if (BB->empty()) return false;
-
-  Topo.InitDAGTopologicalSorting();
-
-  // Compute a critical path for the DAG.
-  SUnit *Max = 0;
-  std::vector<SDep *> CriticalPath(SUnits.size());
-  for (ScheduleDAGTopologicalSort::const_iterator I = Topo.begin(),
-       E = Topo.end(); I != E; ++I) {
-    SUnit *SU = &SUnits[*I];
-    for (SUnit::pred_iterator P = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end();
-         P != PE; ++P) {
-      SUnit *PredSU = P->Dep;
-      // This assumes that there's no delay for reusing registers.
-      unsigned PredLatency = (P->isCtrl && P->Reg != 0) ? 1 : PredSU->Latency;
-      unsigned PredTotalLatency = PredSU->CycleBound + PredLatency;
-      if (SU->CycleBound < PredTotalLatency ||
-          (SU->CycleBound == PredTotalLatency && !P->isAntiDep)) {
-        SU->CycleBound = PredTotalLatency;
-        CriticalPath[*I] = &*P;
-      }
-    }
-    // Keep track of the node at the end of the critical path.
-    if (!Max || SU->CycleBound + SU->Latency > Max->CycleBound + Max->Latency)
-      Max = SU;
-  }
+void SchedulePostRATDList::FinishBlock() {
+  if (AntiDepBreak != NULL)
+    AntiDepBreak->FinishBlock();
 
-  DOUT << "Critical path has total latency "
-       << (Max ? Max->CycleBound + Max->Latency : 0) << "\n";
-
-  // Walk the critical path from the bottom up. Collect all anti-dependence
-  // edges on the critical path. Skip anti-dependencies between SUnits that
-  // are connected with other edges, since such units won't be able to be
-  // scheduled past each other anyway.
-  //
-  // The heuristic is that edges on the critical path are more important to
-  // break than other edges. And since there are a limited number of
-  // registers, we don't want to waste them breaking edges that aren't
-  // important.
-  // 
-  // TODO: Instructions with multiple defs could have multiple
-  // anti-dependencies. The current code here only knows how to break one
-  // edge per instruction. Note that we'd have to be able to break all of
-  // the anti-dependencies in an instruction in order to be effective.
-  BitVector AllocatableSet = TRI->getAllocatableSet(*MF);
-  DenseMap<MachineInstr *, unsigned> CriticalAntiDeps;
-  for (SUnit *SU = Max; CriticalPath[SU->NodeNum];
-       SU = CriticalPath[SU->NodeNum]->Dep) {
-    SDep *Edge = CriticalPath[SU->NodeNum];
-    SUnit *NextSU = Edge->Dep;
-    unsigned AntiDepReg = Edge->Reg;
-    // Only consider anti-dependence edges.
-    if (!Edge->isAntiDep)
-      continue;
-    assert(AntiDepReg != 0 && "Anti-dependence on reg0?");
-    // Don't break anti-dependencies on non-allocatable registers.
-    if (!AllocatableSet.test(AntiDepReg))
-      continue;
-    // If the SUnit has other dependencies on the SUnit that it
-    // anti-depends on, don't bother breaking the anti-dependency.
-    // Also, if there are dependencies on other SUnits with the
-    // same register as the anti-dependency, don't attempt to
-    // break it.
-    for (SUnit::pred_iterator P = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end();
-         P != PE; ++P)
-      if (P->Dep == NextSU ?
-            (!P->isAntiDep || P->Reg != AntiDepReg) :
-            (!P->isCtrl && !P->isAntiDep && P->Reg == AntiDepReg)) {
-        AntiDepReg = 0;
-        break;
-      }
-    if (AntiDepReg != 0)
-      CriticalAntiDeps[SU->getInstr()] = AntiDepReg;
-  }
+  // Call the superclass.
+  ScheduleDAGInstrs::FinishBlock();
+}
 
-  // For live regs that are only used in one register class in a live range,
-  // the register class. If the register is not live, the corresponding value
-  // is null. If the register is live but used in multiple register classes,
-  // the corresponding value is -1 casted to a pointer.
-  const TargetRegisterClass *
-    Classes[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister] = {};
-
-  // Map registers to all their references within a live range.
-  std::multimap<unsigned, MachineOperand *> RegRefs;
-
-  // The index of the most recent kill (proceding bottom-up), or -1 if
-  // the register is not live.
-  unsigned KillIndices[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
-  std::fill(KillIndices, array_endof(KillIndices), -1);
-  // The index of the most recent def (proceding bottom up), or -1 if
-  // the register is live.
-  unsigned DefIndices[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister];
-  std::fill(DefIndices, array_endof(DefIndices), BB->size());
+/// StartBlockForKills - Initialize register live-range state for updating kills
+///
+void SchedulePostRATDList::StartBlockForKills(MachineBasicBlock *BB) {
+  // Initialize the indices to indicate that no registers are live.
+  for (unsigned i = 0; i < TRI->getNumRegs(); ++i)
+    KillIndices[i] = ~0u;
 
   // Determine the live-out physregs for this block.
-  if (!BB->empty() && BB->back().getDesc().isReturn())
+  if (!BB->empty() && BB->back().getDesc().isReturn()) {
     // In a return block, examine the function live-out regs.
     for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator I = MRI.liveout_begin(),
-         E = MRI.liveout_end(); I != E; ++I) {
+           E = MRI.liveout_end(); I != E; ++I) {
       unsigned Reg = *I;
-      Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
       KillIndices[Reg] = BB->size();
-      DefIndices[Reg] = -1;
-      // Repeat, for all aliases.
-      for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-        unsigned AliasReg = *Alias;
-        Classes[AliasReg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-        KillIndices[AliasReg] = BB->size();
-        DefIndices[AliasReg] = -1;
+      // Repeat, for all subregs.
+      for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
+           *Subreg; ++Subreg) {
+        KillIndices[*Subreg] = BB->size();
       }
     }
-  else
+  }
+  else {
     // In a non-return block, examine the live-in regs of all successors.
     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
-         SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) 
+           SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
       for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = (*SI)->livein_begin(),
-           E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
+             E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
         unsigned Reg = *I;
-        Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
         KillIndices[Reg] = BB->size();
-        DefIndices[Reg] = -1;
-        // Repeat, for all aliases.
-        for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-          unsigned AliasReg = *Alias;
-          Classes[AliasReg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-          KillIndices[AliasReg] = BB->size();
-          DefIndices[AliasReg] = -1;
+        // Repeat, for all subregs.
+        for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
+             *Subreg; ++Subreg) {
+          KillIndices[*Subreg] = BB->size();
         }
       }
-
-  // Consider callee-saved registers as live-out, since we're running after
-  // prologue/epilogue insertion so there's no way to add additional
-  // saved registers.
-  //
-  // TODO: If the callee saves and restores these, then we can potentially
-  // use them between the save and the restore. To do that, we could scan
-  // the exit blocks to see which of these registers are defined.
-  // Alternatively, calle-saved registers that aren't saved and restored
-  // could be marked live-in in every block.
-  for (const unsigned *I = TRI->getCalleeSavedRegs(); *I; ++I) {
-    unsigned Reg = *I;
-    Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-    KillIndices[Reg] = BB->size();
-    DefIndices[Reg] = -1;
-    // Repeat, for all aliases.
-    for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-      unsigned AliasReg = *Alias;
-      Classes[AliasReg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-      KillIndices[AliasReg] = BB->size();
-      DefIndices[AliasReg] = -1;
     }
   }
+}
 
-  // Consider this pattern:
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  // There are three anti-dependencies here, and without special care,
-  // we'd break all of them using the same register:
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  //   B = ...
-  //   ... = B
-  //   B = ...
-  //   ... = B
-  //   B = ...
-  //   ... = B
-  // because at each anti-dependence, B is the first register that
-  // isn't A which is free.  This re-introduces anti-dependencies
-  // at all but one of the original anti-dependencies that we were
-  // trying to break.  To avoid this, keep track of the most recent
-  // register that each register was replaced with, avoid avoid
-  // using it to repair an anti-dependence on the same register.
-  // This lets us produce this:
-  //   A = ...
-  //   ... = A
-  //   B = ...
-  //   ... = B
-  //   C = ...
-  //   ... = C
-  //   B = ...
-  //   ... = B
-  // This still has an anti-dependence on B, but at least it isn't on the
-  // original critical path.
-  //
-  // TODO: If we tracked more than one register here, we could potentially
-  // fix that remaining critical edge too. This is a little more involved,
-  // because unlike the most recent register, less recent registers should
-  // still be considered, though only if no other registers are available.
-  unsigned LastNewReg[TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister] = {};
-
-  // Attempt to break anti-dependence edges on the critical path. Walk the
-  // instructions from the bottom up, tracking information about liveness
-  // as we go to help determine which registers are available.
-  bool Changed = false;
-  unsigned Count = BB->size() - 1;
-  for (MachineBasicBlock::reverse_iterator I = BB->rbegin(), E = BB->rend();
-       I != E; ++I, --Count) {
-    MachineInstr *MI = &*I;
-
-    // Check if this instruction has an anti-dependence that we're
-    // interested in.
-    DenseMap<MachineInstr *, unsigned>::iterator C = CriticalAntiDeps.find(MI);
-    unsigned AntiDepReg = C != CriticalAntiDeps.end() ?
-      C->second : 0;
-
-    // Scan the register operands for this instruction and update
-    // Classes and RegRefs.
-    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-      MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-      if (!MO.isReg()) continue;
-      unsigned Reg = MO.getReg();
-      if (Reg == 0) continue;
-      const TargetRegisterClass *NewRC =
-        getInstrOperandRegClass(TRI, TII, MI->getDesc(), i);
-
-      // If this instruction has a use of AntiDepReg, breaking it
-      // is invalid.
-      if (MO.isUse() && AntiDepReg == Reg)
-        AntiDepReg = 0;
-
-      // For now, only allow the register to be changed if its register
-      // class is consistent across all uses.
-      if (!Classes[Reg] && NewRC)
-        Classes[Reg] = NewRC;
-      else if (!NewRC || Classes[Reg] != NewRC)
-        Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-
-      // Now check for aliases.
-      for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-        // If an alias of the reg is used during the live range, give up.
-        // Note that this allows us to skip checking if AntiDepReg
-        // overlaps with any of the aliases, among other things.
-        unsigned AliasReg = *Alias;
-        if (Classes[AliasReg]) {
-          Classes[AliasReg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-          Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
-        }
-      }
+bool SchedulePostRATDList::ToggleKillFlag(MachineInstr *MI,
+                                          MachineOperand &MO) {
+  // Setting kill flag...
+  if (!MO.isKill()) {
+    MO.setIsKill(true);
+    return false;
+  }
 
-      // If we're still willing to consider this register, note the reference.
-      if (Classes[Reg] != reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1))
-        RegRefs.insert(std::make_pair(Reg, &MO));
-    }
+  // If MO itself is live, clear the kill flag...
+  if (KillIndices[MO.getReg()] != ~0u) {
+    MO.setIsKill(false);
+    return false;
+  }
 
-    // Determine AntiDepReg's register class, if it is live and is
-    // consistently used within a single class.
-    const TargetRegisterClass *RC = AntiDepReg != 0 ? Classes[AntiDepReg] : 0;
-    assert((AntiDepReg == 0 || RC != NULL) &&
-           "Register should be live if it's causing an anti-dependence!");
-    if (RC == reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1))
-      AntiDepReg = 0;
-
-    // Look for a suitable register to use to break the anti-depenence.
-    //
-    // TODO: Instead of picking the first free register, consider which might
-    // be the best.
-    if (AntiDepReg != 0) {
-      for (TargetRegisterClass::iterator R = RC->allocation_order_begin(*MF),
-           RE = RC->allocation_order_end(*MF); R != RE; ++R) {
-        unsigned NewReg = *R;
-        // Don't replace a register with itself.
-        if (NewReg == AntiDepReg) continue;
-        // Don't replace a register with one that was recently used to repair
-        // an anti-dependence with this AntiDepReg, because that would
-        // re-introduce that anti-dependence.
-        if (NewReg == LastNewReg[AntiDepReg]) continue;
-        // If NewReg is dead and NewReg's most recent def is not before
-        // AntiDepReg's kill, it's safe to replace AntiDepReg with NewReg.
-        assert(((KillIndices[AntiDepReg] == -1u) != (DefIndices[AntiDepReg] == -1u)) &&
-               "Kill and Def maps aren't consistent for AntiDepReg!");
-        assert(((KillIndices[NewReg] == -1u) != (DefIndices[NewReg] == -1u)) &&
-               "Kill and Def maps aren't consistent for NewReg!");
-        if (KillIndices[NewReg] == -1u &&
-            KillIndices[AntiDepReg] <= DefIndices[NewReg]) {
-          DOUT << "Breaking anti-dependence edge on reg " << AntiDepReg
-               << " with " << RegRefs.count(AntiDepReg) << " references"
-               << " with new reg " << NewReg << "!\n";
-
-          // Update the references to the old register to refer to the new
-          // register.
-          std::pair<std::multimap<unsigned, MachineOperand *>::iterator,
-                    std::multimap<unsigned, MachineOperand *>::iterator>
-             Range = RegRefs.equal_range(AntiDepReg);
-          for (std::multimap<unsigned, MachineOperand *>::iterator
-               Q = Range.first, QE = Range.second; Q != QE; ++Q)
-            Q->second->setReg(NewReg);
-
-          // We just went back in time and modified history; the
-          // liveness information for the anti-depenence reg is now
-          // inconsistent. Set the state as if it were dead.
-          Classes[NewReg] = Classes[AntiDepReg];
-          DefIndices[NewReg] = DefIndices[AntiDepReg];
-          KillIndices[NewReg] = KillIndices[AntiDepReg];
-
-          Classes[AntiDepReg] = 0;
-          DefIndices[AntiDepReg] = KillIndices[AntiDepReg];
-          KillIndices[AntiDepReg] = -1;
-
-          RegRefs.erase(AntiDepReg);
-          Changed = true;
-          LastNewReg[AntiDepReg] = NewReg;
-          break;
-        }
-      }
+  // If any subreg of MO is live, then create an imp-def for that
+  // subreg and keep MO marked as killed.
+  MO.setIsKill(false);
+  bool AllDead = true;
+  const unsigned SuperReg = MO.getReg();
+  for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(SuperReg);
+       *Subreg; ++Subreg) {
+    if (KillIndices[*Subreg] != ~0u) {
+      MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(*Subreg,
+                                               true  /*IsDef*/,
+                                               true  /*IsImp*/,
+                                               false /*IsKill*/,
+                                               false /*IsDead*/));
+      AllDead = false;
     }
+  }
+
+  if(AllDead)
+    MO.setIsKill(true);
+  return false;
+}
+
+/// FixupKills - Fix the register kill flags, they may have been made
+/// incorrect by instruction reordering.
+///
+void SchedulePostRATDList::FixupKills(MachineBasicBlock *MBB) {
+  DEBUG(dbgs() << "Fixup kills for BB#" << MBB->getNumber() << '\n');
+
+  std::set<unsigned> killedRegs;
+  BitVector ReservedRegs = TRI->getReservedRegs(MF);
 
-    // Update liveness.
-    // Proceding upwards, registers that are defed but not used in this
-    // instruction are now dead.
+  StartBlockForKills(MBB);
+
+  // Examine block from end to start...
+  unsigned Count = MBB->size();
+  for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->end(), E = MBB->begin();
+       I != E; --Count) {
+    MachineInstr *MI = --I;
+    if (MI->isDebugValue())
+      continue;
+
+    // Update liveness.  Registers that are defed but not used in this
+    // instruction are now dead. Mark register and all subregs as they
+    // are completely defined.
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
       if (!MO.isReg()) continue;
@@ -470,59 +448,71 @@ bool SchedulePostRATDList::BreakAntiDependencies() {
       if (Reg == 0) continue;
       if (!MO.isDef()) continue;
       // Ignore two-addr defs.
-      if (MI->isRegReDefinedByTwoAddr(Reg, i)) continue;
+      if (MI->isRegTiedToUseOperand(i)) continue;
 
-      DefIndices[Reg] = Count;
-      KillIndices[Reg] = -1;
-      Classes[Reg] = 0;
-      RegRefs.erase(Reg);
-      // Repeat, for all subregs.
+      KillIndices[Reg] = ~0u;
+
+      // Repeat for all subregs.
       for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
            *Subreg; ++Subreg) {
-        unsigned SubregReg = *Subreg;
-        DefIndices[SubregReg] = Count;
-        KillIndices[SubregReg] = -1;
-        Classes[SubregReg] = 0;
-        RegRefs.erase(SubregReg);
+        KillIndices[*Subreg] = ~0u;
       }
     }
+
+    // Examine all used registers and set/clear kill flag. When a
+    // register is used multiple times we only set the kill flag on
+    // the first use.
+    killedRegs.clear();
     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
-      if (!MO.isReg()) continue;
+      if (!MO.isReg() || !MO.isUse()) continue;
       unsigned Reg = MO.getReg();
-      if (Reg == 0) continue;
-      if (!MO.isUse()) continue;
+      if ((Reg == 0) || ReservedRegs.test(Reg)) continue;
+
+      bool kill = false;
+      if (killedRegs.find(Reg) == killedRegs.end()) {
+        kill = true;
+        // A register is not killed if any subregs are live...
+        for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
+             *Subreg; ++Subreg) {
+          if (KillIndices[*Subreg] != ~0u) {
+            kill = false;
+            break;
+          }
+        }
+
+        // If subreg is not live, then register is killed if it became
+        // live in this instruction
+        if (kill)
+          kill = (KillIndices[Reg] == ~0u);
+      }
+
+      if (MO.isKill() != kill) {
+        DEBUG(dbgs() << "Fixing " << MO << " in ");
+        // Warning: ToggleKillFlag may invalidate MO.
+        ToggleKillFlag(MI, MO);
+        DEBUG(MI->dump());
+      }
 
-      const TargetRegisterClass *NewRC =
-        getInstrOperandRegClass(TRI, TII, MI->getDesc(), i);
+      killedRegs.insert(Reg);
+    }
 
-      // For now, only allow the register to be changed if its register
-      // class is consistent across all uses.
-      if (!Classes[Reg] && NewRC)
-        Classes[Reg] = NewRC;
-      else if (!NewRC || Classes[Reg] != NewRC)
-        Classes[Reg] = reinterpret_cast<TargetRegisterClass *>(-1);
+    // Mark any used register (that is not using undef) and subregs as
+    // now live...
+    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
+      MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
+      if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || MO.isUndef()) continue;
+      unsigned Reg = MO.getReg();
+      if ((Reg == 0) || ReservedRegs.test(Reg)) continue;
 
-      RegRefs.insert(std::make_pair(Reg, &MO));
+      KillIndices[Reg] = Count;
 
-      // It wasn't previously live but now it is, this is a kill.
-      if (KillIndices[Reg] == -1u) {
-        KillIndices[Reg] = Count;
-        DefIndices[Reg] = -1u;
-      }
-      // Repeat, for all aliases.
-      for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg); *Alias; ++Alias) {
-        unsigned AliasReg = *Alias;
-        if (KillIndices[AliasReg] == -1u) {
-          KillIndices[AliasReg] = Count;
-          DefIndices[AliasReg] = -1u;
-        }
+      for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
+           *Subreg; ++Subreg) {
+        KillIndices[*Subreg] = Count;
       }
     }
   }
-  assert(Count == -1u && "Count mismatch!");
-
-  return Changed;
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -531,33 +521,35 @@ bool SchedulePostRATDList::BreakAntiDependencies() {
 
 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. Add it to
 /// the PendingQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
-void SchedulePostRATDList::ReleaseSucc(SUnit *SU, SUnit *SuccSU, bool isChain) {
-  --SuccSU->NumPredsLeft;
-  
+void SchedulePostRATDList::ReleaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge) {
+  SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
+
 #ifndef NDEBUG
-  if (SuccSU->NumPredsLeft < 0) {
-    cerr << "*** Scheduling failed! ***\n";
+  if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
+    dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
     SuccSU->dump(this);
-    cerr << " has been released too many times!\n";
-    assert(0);
+    dbgs() << " has been released too many times!\n";
+    llvm_unreachable(0);
   }
 #endif
-  
+  --SuccSU->NumPredsLeft;
+
   // Compute how many cycles it will be before this actually becomes
   // available.  This is the max of the start time of all predecessors plus
   // their latencies.
-  // If this is a token edge, we don't need to wait for the latency of the
-  // preceeding instruction (e.g. a long-latency load) unless there is also
-  // some other data dependence.
-  unsigned PredDoneCycle = SU->Cycle;
-  if (!isChain)
-    PredDoneCycle += SU->Latency;
-  else if (SU->Latency)
-    PredDoneCycle += 1;
-  SuccSU->CycleBound = std::max(SuccSU->CycleBound, PredDoneCycle);
-  
-  if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
+  SuccSU->setDepthToAtLeast(SU->getDepth() + SuccEdge->getLatency());
+
+  // If all the node's predecessors are scheduled, this node is ready
+  // to be scheduled. Ignore the special ExitSU node.
+  if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU)
     PendingQueue.push_back(SuccSU);
+}
+
+/// ReleaseSuccessors - Call ReleaseSucc on each of SU's successors.
+void SchedulePostRATDList::ReleaseSuccessors(SUnit *SU) {
+  for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
+       I != E; ++I) {
+    ReleaseSucc(SU, &*I);
   }
 }
 
@@ -565,17 +557,15 @@ void SchedulePostRATDList::ReleaseSucc(SUnit *SU, SUnit *SuccSU, bool isChain) {
 /// count of its successors. If a successor pending count is zero, add it to
 /// the Available queue.
 void SchedulePostRATDList::ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
-  DOUT << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ";
+  DEBUG(dbgs() << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
   DEBUG(SU->dump(this));
-  
-  Sequence.push_back(SU);
-  SU->Cycle = CurCycle;
 
-  // Top down: release successors.
-  for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
-       I != E; ++I)
-    ReleaseSucc(SU, I->Dep, I->isCtrl);
+  Sequence.push_back(SU);
+  assert(CurCycle >= SU->getDepth() &&
+         "Node scheduled above its depth!");
+  SU->setDepthToAtLeast(CurCycle);
 
+  ReleaseSuccessors(SU);
   SU->isScheduled = true;
   AvailableQueue.ScheduledNode(SU);
 }
@@ -585,55 +575,108 @@ void SchedulePostRATDList::ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
 void SchedulePostRATDList::ListScheduleTopDown() {
   unsigned CurCycle = 0;
 
-  // All leaves to Available queue.
+  // We're scheduling top-down but we're visiting the regions in
+  // bottom-up order, so we don't know the hazards at the start of a
+  // region. So assume no hazards (this should usually be ok as most
+  // blocks are a single region).
+  HazardRec->Reset();
+
+  // Release any successors of the special Entry node.
+  ReleaseSuccessors(&EntrySU);
+
+  // Add all leaves to Available queue.
   for (unsigned i = 0, e = SUnits.size(); i != e; ++i) {
     // It is available if it has no predecessors.
-    if (SUnits[i].Preds.empty()) {
+    bool available = SUnits[i].Preds.empty();
+    if (available) {
       AvailableQueue.push(&SUnits[i]);
       SUnits[i].isAvailable = true;
     }
   }
-  
+
+  // In any cycle where we can't schedule any instructions, we must
+  // stall or emit a noop, depending on the target.
+  bool CycleHasInsts = false;
+
   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
+  std::vector<SUnit*> NotReady;
   Sequence.reserve(SUnits.size());
   while (!AvailableQueue.empty() || !PendingQueue.empty()) {
     // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
     // so, add them to the available queue.
+    unsigned MinDepth = ~0u;
     for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
-      if (PendingQueue[i]->CycleBound == CurCycle) {
+      if (PendingQueue[i]->getDepth() <= CurCycle) {
         AvailableQueue.push(PendingQueue[i]);
         PendingQueue[i]->isAvailable = true;
         PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
         PendingQueue.pop_back();
         --i; --e;
-      } else {
-        assert(PendingQueue[i]->CycleBound > CurCycle && "Negative latency?");
+      } else if (PendingQueue[i]->getDepth() < MinDepth)
+        MinDepth = PendingQueue[i]->getDepth();
+    }
+
+    DEBUG(dbgs() << "\n*** Examining Available\n";
+          LatencyPriorityQueue q = AvailableQueue;
+          while (!q.empty()) {
+            SUnit *su = q.pop();
+            dbgs() << "Height " << su->getHeight() << ": ";
+            su->dump(this);
+          });
+
+    SUnit *FoundSUnit = 0;
+    bool HasNoopHazards = false;
+    while (!AvailableQueue.empty()) {
+      SUnit *CurSUnit = AvailableQueue.pop();
+
+      ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
+        HazardRec->getHazardType(CurSUnit);
+      if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard) {
+        FoundSUnit = CurSUnit;
+        break;
       }
+
+      // Remember if this is a noop hazard.
+      HasNoopHazards |= HT == ScheduleHazardRecognizer::NoopHazard;
+
+      NotReady.push_back(CurSUnit);
     }
-    
-    // If there are no instructions available, don't try to issue anything.
-    if (AvailableQueue.empty()) {
-      ++CurCycle;
-      continue;
+
+    // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
+    if (!NotReady.empty()) {
+      AvailableQueue.push_all(NotReady);
+      NotReady.clear();
     }
 
-    SUnit *FoundSUnit = AvailableQueue.pop();
-    
-    // If we found a node to schedule, do it now.
+    // If we found a node to schedule...
     if (FoundSUnit) {
+      // ... schedule the node...
       ScheduleNodeTopDown(FoundSUnit, CurCycle);
-
-      // If this is a pseudo-op node, we don't want to increment the current
-      // cycle.
-      if (FoundSUnit->Latency)  // Don't increment CurCycle for pseudo-ops!
-        ++CurCycle;        
+      HazardRec->EmitInstruction(FoundSUnit);
+      CycleHasInsts = true;
     } else {
-      // Otherwise, we have a pipeline stall, but no other problem, just advance
-      // the current cycle and try again.
-      DOUT << "*** Advancing cycle, no work to do\n";
-      ++NumStalls;
+      if (CycleHasInsts) {
+        DEBUG(dbgs() << "*** Finished cycle " << CurCycle << '\n');
+        HazardRec->AdvanceCycle();
+      } else if (!HasNoopHazards) {
+        // Otherwise, we have a pipeline stall, but no other problem,
+        // just advance the current cycle and try again.
+        DEBUG(dbgs() << "*** Stall in cycle " << CurCycle << '\n');
+        HazardRec->AdvanceCycle();
+        ++NumStalls;
+      } else {
+        // Otherwise, we have no instructions to issue and we have instructions
+        // that will fault if we don't do this right.  This is the case for
+        // processors without pipeline interlocks and other cases.
+        DEBUG(dbgs() << "*** Emitting noop in cycle " << CurCycle << '\n');
+        HazardRec->EmitNoop();
+        Sequence.push_back(0);   // NULL here means noop
+        ++NumNoops;
+      }
+
       ++CurCycle;
+      CycleHasInsts = false;
     }
   }
 
@@ -646,6 +689,6 @@ void SchedulePostRATDList::ListScheduleTopDown() {
 //                         Public Constructor Functions
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-FunctionPass *llvm::createPostRAScheduler() {
-  return new PostRAScheduler();
+FunctionPass *llvm::createPostRAScheduler(CodeGenOpt::Level OptLevel) {
+  return new PostRAScheduler(OptLevel);
 }