Machine Model: Add MicroOpBufferSize and resource BufferSize.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ScheduleDAGInstrs.cpp
index fd75576c7868889403ecc77b9078750019a51647..aaf5c88a832b171e62b89e2506e598a2ee3c7a24 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #define DEBUG_TYPE "misched"
-#include "llvm/Operator.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
+#include "llvm/ADT/MapVector.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterPressure.h"
 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDFS.h"
-#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
-#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/Format.h"
 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/MapVector.h"
-#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 using namespace llvm;
 
 static cl::opt<bool> EnableAASchedMI("enable-aa-sched-mi", cl::Hidden,
@@ -86,56 +86,77 @@ static const Value *getUnderlyingObjectFromInt(const Value *V) {
   } while (1);
 }
 
-/// getUnderlyingObject - This is a wrapper around GetUnderlyingObject
+/// getUnderlyingObjects - This is a wrapper around GetUnderlyingObjects
 /// and adds support for basic ptrtoint+arithmetic+inttoptr sequences.
-static const Value *getUnderlyingObject(const Value *V) {
-  // First just call Value::getUnderlyingObject to let it do what it does.
+static void getUnderlyingObjects(const Value *V,
+                                 SmallVectorImpl<Value *> &Objects) {
+  SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
+  SmallVector<const Value *, 4> Working(1, V);
   do {
-    V = GetUnderlyingObject(V);
-    // If it found an inttoptr, use special code to continue climing.
-    if (Operator::getOpcode(V) != Instruction::IntToPtr)
-      break;
-    const Value *O = getUnderlyingObjectFromInt(cast<User>(V)->getOperand(0));
-    // If that succeeded in finding a pointer, continue the search.
-    if (!O->getType()->isPointerTy())
-      break;
-    V = O;
-  } while (1);
-  return V;
+    V = Working.pop_back_val();
+
+    SmallVector<Value *, 4> Objs;
+    GetUnderlyingObjects(const_cast<Value *>(V), Objs);
+
+    for (SmallVector<Value *, 4>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+         I != IE; ++I) {
+      V = *I;
+      if (!Visited.insert(V))
+        continue;
+      if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::IntToPtr) {
+        const Value *O =
+          getUnderlyingObjectFromInt(cast<User>(V)->getOperand(0));
+        if (O->getType()->isPointerTy()) {
+          Working.push_back(O);
+          continue;
+        }
+      }
+      Objects.push_back(const_cast<Value *>(V));
+    }
+  } while (!Working.empty());
 }
 
-/// getUnderlyingObjectForInstr - If this machine instr has memory reference
+/// getUnderlyingObjectsForInstr - If this machine instr has memory reference
 /// information and it can be tracked to a normal reference to a known
-/// object, return the Value for that object. Otherwise return null.
-static const Value *getUnderlyingObjectForInstr(const MachineInstr *MI,
-                                                const MachineFrameInfo *MFI,
-                                                bool &MayAlias) {
-  MayAlias = true;
+/// object, return the Value for that object.
+static void getUnderlyingObjectsForInstr(const MachineInstr *MI,
+              const MachineFrameInfo *MFI,
+              SmallVectorImpl<std::pair<const Value *, bool> > &Objects) {
   if (!MI->hasOneMemOperand() ||
       !(*MI->memoperands_begin())->getValue() ||
       (*MI->memoperands_begin())->isVolatile())
-    return 0;
+    return;
 
   const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
   if (!V)
-    return 0;
-
-  V = getUnderlyingObject(V);
-  if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
-    // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
-    // because the code that uses this function has no way to cope with
-    // such aliases.
-    if (PSV->isAliased(MFI))
-      return 0;
-
-    MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
-    return V;
-  }
+    return;
+
+  SmallVector<Value *, 4> Objs;
+  getUnderlyingObjects(V, Objs);
+
+  for (SmallVector<Value *, 4>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+       I != IE; ++I) {
+    bool MayAlias = true;
+    V = *I;
+
+    if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
+      // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
+      // because the code that uses this function has no way to cope with
+      // such aliases.
+
+      if (PSV->isAliased(MFI)) {
+        Objects.clear();
+        return;
+      }
 
-  if (isIdentifiedObject(V))
-    return V;
+      MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
+    } else if (!isIdentifiedObject(V)) {
+      Objects.clear();
+      return;
+    }
 
-  return 0;
+    Objects.push_back(std::make_pair(V, MayAlias));
+  }
 }
 
 void ScheduleDAGInstrs::startBlock(MachineBasicBlock *bb) {
@@ -147,20 +168,6 @@ void ScheduleDAGInstrs::finishBlock() {
   BB = 0;
 }
 
-/// Initialize the map with the number of registers.
-void Reg2SUnitsMap::setRegLimit(unsigned Limit) {
-  PhysRegSet.setUniverse(Limit);
-  SUnits.resize(Limit);
-}
-
-/// Clear the map without deallocating storage.
-void Reg2SUnitsMap::clear() {
-  for (const_iterator I = reg_begin(), E = reg_end(); I != E; ++I) {
-    SUnits[*I].clear();
-  }
-  PhysRegSet.clear();
-}
-
 /// Initialize the DAG and common scheduler state for the current scheduling
 /// region. This does not actually create the DAG, only clears it. The
 /// scheduling driver may call BuildSchedGraph multiple times per scheduling
@@ -207,7 +214,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
       if (Reg == 0) continue;
 
       if (TRI->isPhysicalRegister(Reg))
-        Uses[Reg].push_back(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1));
+        Uses.insert(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1, Reg));
       else {
         assert(!IsPostRA && "Virtual register encountered after regalloc.");
         if (MO.readsReg()) // ignore undef operands
@@ -224,7 +231,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
              E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
         unsigned Reg = *I;
         if (!Uses.contains(Reg))
-          Uses[Reg].push_back(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1));
+          Uses.insert(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1, Reg));
       }
   }
 }
@@ -242,29 +249,28 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
        Alias.isValid(); ++Alias) {
     if (!Uses.contains(*Alias))
       continue;
-    std::vector<PhysRegSUOper> &UseList = Uses[*Alias];
-    for (unsigned i = 0, e = UseList.size(); i != e; ++i) {
-      SUnit *UseSU = UseList[i].SU;
+    for (Reg2SUnitsMap::iterator I = Uses.find(*Alias); I != Uses.end(); ++I) {
+      SUnit *UseSU = I->SU;
       if (UseSU == SU)
         continue;
 
       // Adjust the dependence latency using operand def/use information,
       // then allow the target to perform its own adjustments.
-      int UseOp = UseList[i].OpIdx;
+      int UseOp = I->OpIdx;
       MachineInstr *RegUse = 0;
       SDep Dep;
       if (UseOp < 0)
         Dep = SDep(SU, SDep::Artificial);
       else {
+        // Set the hasPhysRegDefs only for physreg defs that have a use within
+        // the scheduling region.
+        SU->hasPhysRegDefs = true;
         Dep = SDep(SU, SDep::Data, *Alias);
         RegUse = UseSU->getInstr();
-        Dep.setMinLatency(
-          SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx,
-                                           RegUse, UseOp, /*FindMin=*/true));
       }
       Dep.setLatency(
-        SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx,
-                                         RegUse, UseOp, /*FindMin=*/false));
+        SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx, RegUse,
+                                         UseOp));
 
       ST.adjustSchedDependency(SU, UseSU, Dep);
       UseSU->addPred(Dep);
@@ -290,9 +296,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
        Alias.isValid(); ++Alias) {
     if (!Defs.contains(*Alias))
       continue;
-    std::vector<PhysRegSUOper> &DefList = Defs[*Alias];
-    for (unsigned i = 0, e = DefList.size(); i != e; ++i) {
-      SUnit *DefSU = DefList[i].SU;
+    for (Reg2SUnitsMap::iterator I = Defs.find(*Alias); I != Defs.end(); ++I) {
+      SUnit *DefSU = I->SU;
       if (DefSU == &ExitSU)
         continue;
       if (DefSU != SU &&
@@ -302,10 +307,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
           DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias));
         else {
           SDep Dep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias);
-          unsigned OutLatency =
-            SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr());
-          Dep.setMinLatency(OutLatency);
-          Dep.setLatency(OutLatency);
+          Dep.setLatency(
+            SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr()));
           DefSU->addPred(Dep);
         }
       }
@@ -313,36 +316,41 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   }
 
   if (!MO.isDef()) {
+    SU->hasPhysRegUses = true;
     // Either insert a new Reg2SUnits entry with an empty SUnits list, or
     // retrieve the existing SUnits list for this register's uses.
     // Push this SUnit on the use list.
-    Uses[MO.getReg()].push_back(PhysRegSUOper(SU, OperIdx));
+    Uses.insert(PhysRegSUOper(SU, OperIdx, MO.getReg()));
   }
   else {
     addPhysRegDataDeps(SU, OperIdx);
-
-    // Either insert a new Reg2SUnits entry with an empty SUnits list, or
-    // retrieve the existing SUnits list for this register's defs.
-    std::vector<PhysRegSUOper> &DefList = Defs[MO.getReg()];
+    unsigned Reg = MO.getReg();
 
     // clear this register's use list
-    if (Uses.contains(MO.getReg()))
-      Uses[MO.getReg()].clear();
-
-    if (!MO.isDead())
-      DefList.clear();
-
-    // Calls will not be reordered because of chain dependencies (see
-    // below). Since call operands are dead, calls may continue to be added
-    // to the DefList making dependence checking quadratic in the size of
-    // the block. Instead, we leave only one call at the back of the
-    // DefList.
-    if (SU->isCall) {
-      while (!DefList.empty() && DefList.back().SU->isCall)
-        DefList.pop_back();
+    if (Uses.contains(Reg))
+      Uses.eraseAll(Reg);
+
+    if (!MO.isDead()) {
+      Defs.eraseAll(Reg);
+    } else if (SU->isCall) {
+      // Calls will not be reordered because of chain dependencies (see
+      // below). Since call operands are dead, calls may continue to be added
+      // to the DefList making dependence checking quadratic in the size of
+      // the block. Instead, we leave only one call at the back of the
+      // DefList.
+      Reg2SUnitsMap::RangePair P = Defs.equal_range(Reg);
+      Reg2SUnitsMap::iterator B = P.first;
+      Reg2SUnitsMap::iterator I = P.second;
+      for (bool isBegin = I == B; !isBegin; /* empty */) {
+        isBegin = (--I) == B;
+        if (!I->SU->isCall)
+          break;
+        I = Defs.erase(I);
+      }
     }
+
     // Defs are pushed in the order they are visited and never reordered.
-    DefList.push_back(PhysRegSUOper(SU, OperIdx));
+    Defs.insert(PhysRegSUOper(SU, OperIdx, Reg));
   }
 }
 
@@ -376,10 +384,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegDefDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
     SUnit *DefSU = DefI->SU;
     if (DefSU != SU && DefSU != &ExitSU) {
       SDep Dep(SU, SDep::Output, Reg);
-      unsigned OutLatency =
-        SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr());
-      Dep.setMinLatency(OutLatency);
-      Dep.setLatency(OutLatency);
+      Dep.setLatency(
+        SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr()));
       DefSU->addPred(Dep);
     }
     DefI->SU = SU;
@@ -414,10 +420,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
       // Adjust the dependence latency using operand def/use information, then
       // allow the target to perform its own adjustments.
       int DefOp = Def->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
-      dep.setLatency(
-        SchedModel.computeOperandLatency(Def, DefOp, MI, OperIdx, false));
-      dep.setMinLatency(
-        SchedModel.computeOperandLatency(Def, DefOp, MI, OperIdx, true));
+      dep.setLatency(SchedModel.computeOperandLatency(Def, DefOp, MI, OperIdx));
 
       const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
       ST.adjustSchedDependency(DefSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
@@ -453,23 +456,29 @@ static inline bool isUnsafeMemoryObject(MachineInstr *MI,
   if ((*MI->memoperands_begin())->isVolatile() ||
        MI->hasUnmodeledSideEffects())
     return true;
-
   const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
   if (!V)
     return true;
 
-  V = getUnderlyingObject(V);
-  if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
-    // Similarly to getUnderlyingObjectForInstr:
-    // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
-    // because the code that uses this function has no way to cope with
-    // such aliases.
-    if (PSV->isAliased(MFI))
+  SmallVector<Value *, 4> Objs;
+  getUnderlyingObjects(V, Objs);
+  for (SmallVector<Value *, 4>::iterator I = Objs.begin(),
+       IE = Objs.end(); I != IE; ++I) {
+    V = *I;
+
+    if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
+      // Similarly to getUnderlyingObjectForInstr:
+      // For now, ignore PseudoSourceValues which may alias LLVM IR values
+      // because the code that uses this function has no way to cope with
+      // such aliases.
+      if (PSV->isAliased(MFI))
+        return true;
+    }
+
+    // Does this pointer refer to a distinct and identifiable object?
+    if (!isIdentifiedObject(V))
       return true;
   }
-  // Does this pointer refer to a distinct and identifiable object?
-  if (!isIdentifiedObject(V))
-    return true;
 
   return false;
 }
@@ -699,8 +708,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
 
   assert(Defs.empty() && Uses.empty() &&
          "Only BuildGraph should update Defs/Uses");
-  Defs.setRegLimit(TRI->getNumRegs());
-  Uses.setRegLimit(TRI->getNumRegs());
+  Defs.setUniverse(TRI->getNumRegs());
+  Uses.setUniverse(TRI->getNumRegs());
 
   assert(VRegDefs.empty() && "Only BuildSchedGraph may access VRegDefs");
   // FIXME: Allow SparseSet to reserve space for the creation of virtual
@@ -713,17 +722,17 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
   addSchedBarrierDeps();
 
   // Walk the list of instructions, from bottom moving up.
-  MachineInstr *PrevMI = NULL;
+  MachineInstr *DbgMI = NULL;
   for (MachineBasicBlock::iterator MII = RegionEnd, MIE = RegionBegin;
        MII != MIE; --MII) {
     MachineInstr *MI = prior(MII);
-    if (MI && PrevMI) {
-      DbgValues.push_back(std::make_pair(PrevMI, MI));
-      PrevMI = NULL;
+    if (MI && DbgMI) {
+      DbgValues.push_back(std::make_pair(DbgMI, MI));
+      DbgMI = NULL;
     }
 
     if (MI->isDebugValue()) {
-      PrevMI = MI;
+      DbgMI = MI;
       continue;
     }
     if (RPTracker) {
@@ -731,13 +740,14 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       assert(RPTracker->getPos() == prior(MII) && "RPTracker can't find MI");
     }
 
-    assert((!MI->isTerminator() || CanHandleTerminators) && !MI->isLabel() &&
+    assert((CanHandleTerminators || (!MI->isTerminator() && !MI->isLabel())) &&
            "Cannot schedule terminators or labels!");
 
     SUnit *SU = MISUnitMap[MI];
     assert(SU && "No SUnit mapped to this MI");
 
     // Add register-based dependencies (data, anti, and output).
+    bool HasVRegDef = false;
     for (unsigned j = 0, n = MI->getNumOperands(); j != n; ++j) {
       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(j);
       if (!MO.isReg()) continue;
@@ -748,12 +758,26 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
         addPhysRegDeps(SU, j);
       else {
         assert(!IsPostRA && "Virtual register encountered!");
-        if (MO.isDef())
+        if (MO.isDef()) {
+          HasVRegDef = true;
           addVRegDefDeps(SU, j);
+        }
         else if (MO.readsReg()) // ignore undef operands
           addVRegUseDeps(SU, j);
       }
     }
+    // If we haven't seen any uses in this scheduling region, create a
+    // dependence edge to ExitSU to model the live-out latency. This is required
+    // for vreg defs with no in-region use, and prefetches with no vreg def.
+    //
+    // FIXME: NumDataSuccs would be more precise than NumSuccs here. This
+    // check currently relies on being called before adding chain deps.
+    if (SU->NumSuccs == 0 && SU->Latency > 1
+        && (HasVRegDef || MI->mayLoad())) {
+      SDep Dep(SU, SDep::Artificial);
+      Dep.setLatency(SU->Latency - 1);
+      ExitSU.addPred(Dep);
+    }
 
     // Add chain dependencies.
     // Chain dependencies used to enforce memory order should have
@@ -821,59 +845,70 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       AliasMemDefs.clear();
       AliasMemUses.clear();
     } else if (MI->mayStore()) {
-      bool MayAlias = true;
-      if (const Value *V = getUnderlyingObjectForInstr(MI, MFI, MayAlias)) {
+      SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4> Objs;
+      getUnderlyingObjectsForInstr(MI, MFI, Objs);
+
+      if (Objs.empty()) {
+        // Treat all other stores conservatively.
+        goto new_alias_chain;
+      }
+
+      bool MayAlias = false;
+      for (SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4>::iterator
+           K = Objs.begin(), KE = Objs.end(); K != KE; ++K) {
+        const Value *V = K->first;
+        bool ThisMayAlias = K->second;
+        if (ThisMayAlias)
+          MayAlias = true;
+
         // A store to a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
         // Record the def in MemDefs, first adding a dep if there is
         // an existing def.
         MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
-          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
         MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
-          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
         if (I != IE) {
           addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
           I->second = SU;
         } else {
-          if (MayAlias)
+          if (ThisMayAlias)
             AliasMemDefs[V] = SU;
           else
             NonAliasMemDefs[V] = SU;
         }
         // Handle the uses in MemUses, if there are any.
         MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
-          ((MayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
         MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator JE =
-          ((MayAlias) ? AliasMemUses.end() : NonAliasMemUses.end());
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemUses.end() : NonAliasMemUses.end());
         if (J != JE) {
           for (unsigned i = 0, e = J->second.size(); i != e; ++i)
             addChainDependency(AA, MFI, SU, J->second[i], RejectMemNodes,
                                TrueMemOrderLatency, true);
           J->second.clear();
         }
-        if (MayAlias) {
-          // Add dependencies from all the PendingLoads, i.e. loads
-          // with no underlying object.
-          for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
-            addChainDependency(AA, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
-                               TrueMemOrderLatency);
-          // Add dependence on alias chain, if needed.
-          if (AliasChain)
-            addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
-          // But we also should check dependent instructions for the
-          // SU in question.
-          adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
-                          TrueMemOrderLatency);
-        }
-        // Add dependence on barrier chain, if needed.
-        // There is no point to check aliasing on barrier event. Even if
-        // SU and barrier _could_ be reordered, they should not. In addition,
-        // we have lost all RejectMemNodes below barrier.
-        if (BarrierChain)
-          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
-      } else {
-        // Treat all other stores conservatively.
-        goto new_alias_chain;
       }
+      if (MayAlias) {
+        // Add dependencies from all the PendingLoads, i.e. loads
+        // with no underlying object.
+        for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
+          addChainDependency(AA, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+                             TrueMemOrderLatency);
+        // Add dependence on alias chain, if needed.
+        if (AliasChain)
+          addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
+        // But we also should check dependent instructions for the
+        // SU in question.
+        adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                        TrueMemOrderLatency);
+      }
+      // Add dependence on barrier chain, if needed.
+      // There is no point to check aliasing on barrier event. Even if
+      // SU and barrier _could_ be reordered, they should not. In addition,
+      // we have lost all RejectMemNodes below barrier.
+      if (BarrierChain)
+        BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
 
       if (!ExitSU.isPred(SU))
         // Push store's up a bit to avoid them getting in between cmp
@@ -884,20 +919,10 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       if (MI->isInvariantLoad(AA)) {
         // Invariant load, no chain dependencies needed!
       } else {
-        if (const Value *V =
-            getUnderlyingObjectForInstr(MI, MFI, MayAlias)) {
-          // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
-          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
-            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
-          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
-            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
-          if (I != IE)
-            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
-          if (MayAlias)
-            AliasMemUses[V].push_back(SU);
-          else
-            NonAliasMemUses[V].push_back(SU);
-        } else {
+        SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4> Objs;
+        getUnderlyingObjectsForInstr(MI, MFI, Objs);
+
+        if (Objs.empty()) {
           // A load with no underlying object. Depend on all
           // potentially aliasing stores.
           for (MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
@@ -906,6 +931,29 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
 
           PendingLoads.push_back(SU);
           MayAlias = true;
+        } else {
+          MayAlias = false;
+        }
+
+        for (SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4>::iterator
+             J = Objs.begin(), JE = Objs.end(); J != JE; ++J) {
+          const Value *V = J->first;
+          bool ThisMayAlias = J->second;
+
+          if (ThisMayAlias)
+            MayAlias = true;
+
+          // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
+          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+            ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
+            ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+          if (I != IE)
+            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
+          if (ThisMayAlias)
+            AliasMemUses[V].push_back(SU);
+          else
+            NonAliasMemUses[V].push_back(SU);
         }
         if (MayAlias)
           adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes, /*Latency=*/0);
@@ -917,8 +965,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       }
     }
   }
-  if (PrevMI)
-    FirstDbgValue = PrevMI;
+  if (DbgMI)
+    FirstDbgValue = DbgMI;
 
   Defs.clear();
   Uses.clear();
@@ -940,7 +988,7 @@ std::string ScheduleDAGInstrs::getGraphNodeLabel(const SUnit *SU) const {
   else if (SU == &ExitSU)
     oss << "<exit>";
   else
-    SU->getInstr()->print(oss);
+    SU->getInstr()->print(oss, &TM, /*SkipOpers=*/true);
   return oss.str();
 }
 
@@ -964,58 +1012,95 @@ class SchedDFSImpl {
   /// List PredSU, SuccSU pairs that represent data edges between subtrees.
   std::vector<std::pair<const SUnit*, const SUnit*> > ConnectionPairs;
 
+  struct RootData {
+    unsigned NodeID;
+    unsigned ParentNodeID;  // Parent node (member of the parent subtree).
+    unsigned SubInstrCount; // Instr count in this tree only, not children.
+
+    RootData(unsigned id): NodeID(id),
+                           ParentNodeID(SchedDFSResult::InvalidSubtreeID),
+                           SubInstrCount(0) {}
+
+    unsigned getSparseSetIndex() const { return NodeID; }
+  };
+
+  SparseSet<RootData> RootSet;
+
 public:
-  SchedDFSImpl(SchedDFSResult &r): R(r), SubtreeClasses(R.DFSData.size()) {}
+  SchedDFSImpl(SchedDFSResult &r): R(r), SubtreeClasses(R.DFSNodeData.size()) {
+    RootSet.setUniverse(R.DFSNodeData.size());
+  }
 
-  /// SubtreID is initialized to zero, set to itself to flag the root of a
-  /// subtree, set to the parent to indicate an interior node,
-  /// then set to a representative subtree ID during finalization.
+  /// Return true if this node been visited by the DFS traversal.
+  ///
+  /// During visitPostorderNode the Node's SubtreeID is assigned to the Node
+  /// ID. Later, SubtreeID is updated but remains valid.
   bool isVisited(const SUnit *SU) const {
-    return R.DFSData[SU->NodeNum].SubtreeID;
+    return R.DFSNodeData[SU->NodeNum].SubtreeID
+      != SchedDFSResult::InvalidSubtreeID;
   }
 
   /// Initialize this node's instruction count. We don't need to flag the node
   /// visited until visitPostorder because the DAG cannot have cycles.
   void visitPreorder(const SUnit *SU) {
-    R.DFSData[SU->NodeNum].InstrCount = SU->getInstr()->isTransient() ? 0 : 1;
+    R.DFSNodeData[SU->NodeNum].InstrCount =
+      SU->getInstr()->isTransient() ? 0 : 1;
   }
 
-  /// Mark this node as either the root of a subtree or an interior
-  /// node. Increment the parent node's instruction count.
-  void visitPostorder(const SUnit *SU, const SDep *PredDep, const SUnit *Parent) {
-    R.DFSData[SU->NodeNum].SubtreeID = SU->NodeNum;
-
-    // Join the child to its parent if they are connected via data dependence
-    // and do not exceed the limit.
-    if (!Parent || PredDep->getKind() != SDep::Data)
-      return;
-
-    unsigned PredCnt = R.DFSData[SU->NodeNum].InstrCount;
-    if (PredCnt > R.SubtreeLimit)
-      return;
-
-    R.DFSData[SU->NodeNum].SubtreeID = Parent->NodeNum;
+  /// Called once for each node after all predecessors are visited. Revisit this
+  /// node's predecessors and potentially join them now that we know the ILP of
+  /// the other predecessors.
+  void visitPostorderNode(const SUnit *SU) {
+    // Mark this node as the root of a subtree. It may be joined with its
+    // successors later.
+    R.DFSNodeData[SU->NodeNum].SubtreeID = SU->NodeNum;
+    RootData RData(SU->NodeNum);
+    RData.SubInstrCount = SU->getInstr()->isTransient() ? 0 : 1;
+
+    // If any predecessors are still in their own subtree, they either cannot be
+    // joined or are large enough to remain separate. If this parent node's
+    // total instruction count is not greater than a child subtree by at least
+    // the subtree limit, then try to join it now since splitting subtrees is
+    // only useful if multiple high-pressure paths are possible.
+    unsigned InstrCount = R.DFSNodeData[SU->NodeNum].InstrCount;
+    for (SUnit::const_pred_iterator
+           PI = SU->Preds.begin(), PE = SU->Preds.end(); PI != PE; ++PI) {
+      if (PI->getKind() != SDep::Data)
+        continue;
+      unsigned PredNum = PI->getSUnit()->NodeNum;
+      if ((InstrCount - R.DFSNodeData[PredNum].InstrCount) < R.SubtreeLimit)
+        joinPredSubtree(*PI, SU, /*CheckLimit=*/false);
+
+      // Either link or merge the TreeData entry from the child to the parent.
+      if (R.DFSNodeData[PredNum].SubtreeID == PredNum) {
+        // If the predecessor's parent is invalid, this is a tree edge and the
+        // current node is the parent.
+        if (RootSet[PredNum].ParentNodeID == SchedDFSResult::InvalidSubtreeID)
+          RootSet[PredNum].ParentNodeID = SU->NodeNum;
+      }
+      else if (RootSet.count(PredNum)) {
+        // The predecessor is not a root, but is still in the root set. This
+        // must be the new parent that it was just joined to. Note that
+        // RootSet[PredNum].ParentNodeID may either be invalid or may still be
+        // set to the original parent.
+        RData.SubInstrCount += RootSet[PredNum].SubInstrCount;
+        RootSet.erase(PredNum);
+      }
+    }
+    RootSet[SU->NodeNum] = RData;
+  }
 
-    // Add the recently finished predecessor's bottom-up descendent count.
-    R.DFSData[Parent->NodeNum].InstrCount += PredCnt;
-    SubtreeClasses.join(Parent->NodeNum, SU->NodeNum);
+  /// Called once for each tree edge after calling visitPostOrderNode on the
+  /// predecessor. Increment the parent node's instruction count and
+  /// preemptively join this subtree to its parent's if it is small enough.
+  void visitPostorderEdge(const SDep &PredDep, const SUnit *Succ) {
+    R.DFSNodeData[Succ->NodeNum].InstrCount
+      += R.DFSNodeData[PredDep.getSUnit()->NodeNum].InstrCount;
+    joinPredSubtree(PredDep, Succ);
   }
 
-  /// Determine whether the DFS cross edge should be considered a subtree edge
-  /// or a connection between subtrees.
-  void visitCross(const SDep &PredDep, const SUnit *Succ) {
-    if (PredDep.getKind() == SDep::Data) {
-      // If this is a cross edge to a root, join the subtrees. This happens when
-      // the root was first reached by a non-data dependence.
-      unsigned NodeNum = PredDep.getSUnit()->NodeNum;
-      unsigned PredCnt = R.DFSData[NodeNum].InstrCount;
-      if (R.DFSData[NodeNum].SubtreeID == NodeNum && PredCnt < R.SubtreeLimit) {
-        R.DFSData[NodeNum].SubtreeID = Succ->NodeNum;
-        R.DFSData[Succ->NodeNum].InstrCount += PredCnt;
-        SubtreeClasses.join(Succ->NodeNum, NodeNum);
-        return;
-      }
-    }
+  /// Add a connection for cross edges.
+  void visitCrossEdge(const SDep &PredDep, const SUnit *Succ) {
     ConnectionPairs.push_back(std::make_pair(PredDep.getSUnit(), Succ));
   }
 
@@ -1023,13 +1108,27 @@ public:
   /// between trees.
   void finalize() {
     SubtreeClasses.compress();
+    R.DFSTreeData.resize(SubtreeClasses.getNumClasses());
+    assert(SubtreeClasses.getNumClasses() == RootSet.size()
+           && "number of roots should match trees");
+    for (SparseSet<RootData>::const_iterator
+           RI = RootSet.begin(), RE = RootSet.end(); RI != RE; ++RI) {
+      unsigned TreeID = SubtreeClasses[RI->NodeID];
+      if (RI->ParentNodeID != SchedDFSResult::InvalidSubtreeID)
+        R.DFSTreeData[TreeID].ParentTreeID = SubtreeClasses[RI->ParentNodeID];
+      R.DFSTreeData[TreeID].SubInstrCount = RI->SubInstrCount;
+      // Note that SubInstrCount may be greater than InstrCount if we joined
+      // subtrees across a cross edge. InstrCount will be attributed to the
+      // original parent, while SubInstrCount will be attributed to the joined
+      // parent.
+    }
     R.SubtreeConnections.resize(SubtreeClasses.getNumClasses());
     R.SubtreeConnectLevels.resize(SubtreeClasses.getNumClasses());
     DEBUG(dbgs() << R.getNumSubtrees() << " subtrees:\n");
-    for (unsigned Idx = 0, End = R.DFSData.size(); Idx != End; ++Idx) {
-      R.DFSData[Idx].SubtreeID = SubtreeClasses[Idx];
+    for (unsigned Idx = 0, End = R.DFSNodeData.size(); Idx != End; ++Idx) {
+      R.DFSNodeData[Idx].SubtreeID = SubtreeClasses[Idx];
       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << Idx << ") in tree "
-            << R.DFSData[Idx].SubtreeID << '\n');
+            << R.DFSNodeData[Idx].SubtreeID << '\n');
     }
     for (std::vector<std::pair<const SUnit*, const SUnit*> >::const_iterator
            I = ConnectionPairs.begin(), E = ConnectionPairs.end();
@@ -1045,21 +1144,53 @@ public:
   }
 
 protected:
+  /// Join the predecessor subtree with the successor that is its DFS
+  /// parent. Apply some heuristics before joining.
+  bool joinPredSubtree(const SDep &PredDep, const SUnit *Succ,
+                       bool CheckLimit = true) {
+    assert(PredDep.getKind() == SDep::Data && "Subtrees are for data edges");
+
+    // Check if the predecessor is already joined.
+    const SUnit *PredSU = PredDep.getSUnit();
+    unsigned PredNum = PredSU->NodeNum;
+    if (R.DFSNodeData[PredNum].SubtreeID != PredNum)
+      return false;
+
+    // Four is the magic number of successors before a node is considered a
+    // pinch point.
+    unsigned NumDataSucs = 0;
+    for (SUnit::const_succ_iterator SI = PredSU->Succs.begin(),
+           SE = PredSU->Succs.end(); SI != SE; ++SI) {
+      if (SI->getKind() == SDep::Data) {
+        if (++NumDataSucs >= 4)
+          return false;
+      }
+    }
+    if (CheckLimit && R.DFSNodeData[PredNum].InstrCount > R.SubtreeLimit)
+      return false;
+    R.DFSNodeData[PredNum].SubtreeID = Succ->NodeNum;
+    SubtreeClasses.join(Succ->NodeNum, PredNum);
+    return true;
+  }
+
   /// Called by finalize() to record a connection between trees.
   void addConnection(unsigned FromTree, unsigned ToTree, unsigned Depth) {
     if (!Depth)
       return;
 
-    SmallVectorImpl<SchedDFSResult::Connection> &Connections =
-      R.SubtreeConnections[FromTree];
-    for (SmallVectorImpl<SchedDFSResult::Connection>::iterator
-           I = Connections.begin(), E = Connections.end(); I != E; ++I) {
-      if (I->TreeID == ToTree) {
-        I->Level = std::max(I->Level, Depth);
-        return;
+    do {
+      SmallVectorImpl<SchedDFSResult::Connection> &Connections =
+        R.SubtreeConnections[FromTree];
+      for (SmallVectorImpl<SchedDFSResult::Connection>::iterator
+             I = Connections.begin(), E = Connections.end(); I != E; ++I) {
+        if (I->TreeID == ToTree) {
+          I->Level = std::max(I->Level, Depth);
+          return;
+        }
       }
-    }
-    Connections.push_back(SchedDFSResult::Connection(ToTree, Depth));
+      Connections.push_back(SchedDFSResult::Connection(ToTree, Depth));
+      FromTree = R.DFSTreeData[FromTree].ParentTreeID;
+    } while (FromTree != SchedDFSResult::InvalidSubtreeID);
   }
 };
 } // namespace llvm
@@ -1091,28 +1222,44 @@ public:
 };
 } // anonymous
 
+static bool hasDataSucc(const SUnit *SU) {
+  for (SUnit::const_succ_iterator
+         SI = SU->Succs.begin(), SE = SU->Succs.end(); SI != SE; ++SI) {
+    if (SI->getKind() == SDep::Data && !SI->getSUnit()->isBoundaryNode())
+      return true;
+  }
+  return false;
+}
+
 /// Compute an ILP metric for all nodes in the subDAG reachable via depth-first
 /// search from this root.
-void SchedDFSResult::compute(ArrayRef<SUnit *> Roots) {
+void SchedDFSResult::compute(ArrayRef<SUnit> SUnits) {
   if (!IsBottomUp)
     llvm_unreachable("Top-down ILP metric is unimplemnted");
 
   SchedDFSImpl Impl(*this);
-  for (ArrayRef<const SUnit*>::const_iterator
-         RootI = Roots.begin(), RootE = Roots.end(); RootI != RootE; ++RootI) {
+  for (ArrayRef<SUnit>::const_iterator
+         SI = SUnits.begin(), SE = SUnits.end(); SI != SE; ++SI) {
+    const SUnit *SU = &*SI;
+    if (Impl.isVisited(SU) || hasDataSucc(SU))
+      continue;
+
     SchedDAGReverseDFS DFS;
-    Impl.visitPreorder(*RootI);
-    DFS.follow(*RootI);
+    Impl.visitPreorder(SU);
+    DFS.follow(SU);
     for (;;) {
       // Traverse the leftmost path as far as possible.
       while (DFS.getPred() != DFS.getPredEnd()) {
         const SDep &PredDep = *DFS.getPred();
         DFS.advance();
-        // If the pred is already valid, skip it. We may preorder visit a node
-        // with InstrCount==0 more than once, but it won't affect heuristics
-        // because we don't care about cross edges to leaf copies.
+        // Ignore non-data edges.
+        if (PredDep.getKind() != SDep::Data
+            || PredDep.getSUnit()->isBoundaryNode()) {
+          continue;
+        }
+        // An already visited edge is a cross edge, assuming an acyclic DAG.
         if (Impl.isVisited(PredDep.getSUnit())) {
-          Impl.visitCross(PredDep, DFS.getCurr());
+          Impl.visitCrossEdge(PredDep, DFS.getCurr());
           continue;
         }
         Impl.visitPreorder(PredDep.getSUnit());
@@ -1121,7 +1268,9 @@ void SchedDFSResult::compute(ArrayRef<SUnit *> Roots) {
       // Visit the top of the stack in postorder and backtrack.
       const SUnit *Child = DFS.getCurr();
       const SDep *PredDep = DFS.backtrack();
-      Impl.visitPostorder(Child, PredDep, PredDep ? DFS.getCurr() : 0);
+      Impl.visitPostorderNode(Child);
+      if (PredDep)
+        Impl.visitPostorderEdge(*PredDep, DFS.getCurr());
       if (DFS.isComplete())
         break;
     }