Update SetVector to rely on the underlying set's insert to return a pair<iterator...
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ScheduleDAGInstrs.cpp
index 411c46b8f5055b3a6b61907235d8a581d7a08e2f..d8d8422f0edc144200c30c4c2ac490a56a4712f5 100644 (file)
@@ -12,7 +12,6 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "misched"
 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
 #include "llvm/ADT/MapVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
@@ -21,6 +20,7 @@
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
 #include "llvm/CodeGen/LiveIntervalAnalysis.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
+#include <queue>
+
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "misched"
+
 static cl::opt<bool> EnableAASchedMI("enable-aa-sched-mi", cl::Hidden,
     cl::ZeroOrMore, cl::init(false),
     cl::desc("Enable use of AA during MI GAD construction"));
 
+static cl::opt<bool> UseTBAA("use-tbaa-in-sched-mi", cl::Hidden,
+    cl::init(true), cl::desc("Enable use of TBAA during MI GAD construction"));
+
 ScheduleDAGInstrs::ScheduleDAGInstrs(MachineFunction &mf,
-                                     const MachineLoopInfo &mli,
-                                     const MachineDominatorTree &mdt,
+                                     const MachineLoopInfo *mli,
                                      bool IsPostRAFlag,
+                                     bool RemoveKillFlags,
                                      LiveIntervals *lis)
-  : ScheduleDAG(mf), MLI(mli), MDT(mdt), MFI(mf.getFrameInfo()), LIS(lis),
-    IsPostRA(IsPostRAFlag), CanHandleTerminators(false), FirstDbgValue(0) {
+  : ScheduleDAG(mf), MLI(mli), MFI(mf.getFrameInfo()), LIS(lis),
+    IsPostRA(IsPostRAFlag), RemoveKillFlags(RemoveKillFlags),
+    CanHandleTerminators(false), FirstDbgValue(nullptr) {
   assert((IsPostRA || LIS) && "PreRA scheduling requires LiveIntervals");
   DbgValues.clear();
   assert(!(IsPostRA && MRI.getNumVirtRegs()) &&
          "Virtual registers must be removed prior to PostRA scheduling");
 
   const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
-  SchedModel.init(*ST.getSchedModel(), &ST, TII);
+  SchedModel.init(ST.getSchedModel(), &ST, TII);
 }
 
 /// getUnderlyingObjectFromInt - This is the function that does the work of
@@ -90,7 +98,7 @@ static const Value *getUnderlyingObjectFromInt(const Value *V) {
 /// and adds support for basic ptrtoint+arithmetic+inttoptr sequences.
 static void getUnderlyingObjects(const Value *V,
                                  SmallVectorImpl<Value *> &Objects) {
-  SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
+  SmallPtrSet<const Value *, 16> Visited;
   SmallVector<const Value *, 4> Working(1, V);
   do {
     V = Working.pop_back_val();
@@ -98,10 +106,10 @@ static void getUnderlyingObjects(const Value *V,
     SmallVector<Value *, 4> Objs;
     GetUnderlyingObjects(const_cast<Value *>(V), Objs);
 
-    for (SmallVector<Value *, 4>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+    for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
          I != IE; ++I) {
       V = *I;
-      if (!Visited.insert(V))
+      if (!Visited.insert(V).second)
         continue;
       if (Operator::getOpcode(V) == Instruction::IntToPtr) {
         const Value *O =
@@ -116,17 +124,34 @@ static void getUnderlyingObjects(const Value *V,
   } while (!Working.empty());
 }
 
+typedef PointerUnion<const Value *, const PseudoSourceValue *> ValueType;
+typedef SmallVector<PointerIntPair<ValueType, 1, bool>, 4>
+UnderlyingObjectsVector;
+
 /// 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.
 static void getUnderlyingObjectsForInstr(const MachineInstr *MI,
-              const MachineFrameInfo *MFI,
-              SmallVectorImpl<std::pair<const Value *, bool> > &Objects) {
+                                         const MachineFrameInfo *MFI,
+                                         UnderlyingObjectsVector &Objects) {
   if (!MI->hasOneMemOperand() ||
-      !(*MI->memoperands_begin())->getValue() ||
+      (!(*MI->memoperands_begin())->getValue() &&
+       !(*MI->memoperands_begin())->getPseudoValue()) ||
       (*MI->memoperands_begin())->isVolatile())
     return;
 
+  if (const PseudoSourceValue *PSV =
+      (*MI->memoperands_begin())->getPseudoValue()) {
+    // 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)) {
+      bool MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
+      Objects.push_back(UnderlyingObjectsVector::value_type(PSV, MayAlias));
+    }
+    return;
+  }
+
   const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
   if (!V)
     return;
@@ -134,28 +159,16 @@ static void getUnderlyingObjectsForInstr(const MachineInstr *MI,
   SmallVector<Value *, 4> Objs;
   getUnderlyingObjects(V, Objs);
 
-  for (SmallVector<Value *, 4>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
-       I != IE; ++I) {
-    bool MayAlias = true;
+  for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+         I != IE; ++I) {
     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;
-      }
-
-      MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
-    } else if (!isIdentifiedObject(V)) {
+    if (!isIdentifiedObject(V)) {
       Objects.clear();
       return;
     }
 
-    Objects.push_back(std::make_pair(V, MayAlias));
+    Objects.push_back(UnderlyingObjectsVector::value_type(V, true));
   }
 }
 
@@ -165,7 +178,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::startBlock(MachineBasicBlock *bb) {
 
 void ScheduleDAGInstrs::finishBlock() {
   // Subclasses should no longer refer to the old block.
-  BB = 0;
+  BB = nullptr;
 }
 
 /// Initialize the DAG and common scheduler state for the current scheduling
@@ -175,14 +188,11 @@ void ScheduleDAGInstrs::finishBlock() {
 void ScheduleDAGInstrs::enterRegion(MachineBasicBlock *bb,
                                     MachineBasicBlock::iterator begin,
                                     MachineBasicBlock::iterator end,
-                                    unsigned endcount) {
+                                    unsigned regioninstrs) {
   assert(bb == BB && "startBlock should set BB");
   RegionBegin = begin;
   RegionEnd = end;
-  EndIndex = endcount;
-  MISUnitMap.clear();
-
-  ScheduleDAG::clearDAG();
+  NumRegionInstrs = regioninstrs;
 }
 
 /// Close the current scheduling region. Don't clear any state in case the
@@ -200,7 +210,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::exitRegion() {
 /// are too high to be hidden by the branch or when the liveout registers
 /// used by instructions in the fallthrough block.
 void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
-  MachineInstr *ExitMI = RegionEnd != BB->end() ? &*RegionEnd : 0;
+  MachineInstr *ExitMI = RegionEnd != BB->end() ? &*RegionEnd : nullptr;
   ExitSU.setInstr(ExitMI);
   bool AllDepKnown = ExitMI &&
     (ExitMI->isCall() || ExitMI->isBarrier());
@@ -257,20 +267,20 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
       // Adjust the dependence latency using operand def/use information,
       // then allow the target to perform its own adjustments.
       int UseOp = I->OpIdx;
-      MachineInstr *RegUse = 0;
+      MachineInstr *RegUse = nullptr;
       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);
@@ -282,8 +292,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
 /// this SUnit to following instructions in the same scheduling region that
 /// depend the physical register referenced at OperIdx.
 void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
-  const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
-  const MachineOperand &MO = MI->getOperand(OperIdx);
+  MachineInstr *MI = SU->getInstr();
+  MachineOperand &MO = MI->getOperand(OperIdx);
 
   // Optionally add output and anti dependencies. For anti
   // dependencies we use a latency of 0 because for a multi-issue
@@ -307,10 +317,8 @@ 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);
         }
       }
@@ -318,10 +326,13 @@ 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.insert(PhysRegSUOper(SU, OperIdx, MO.getReg()));
+    if (RemoveKillFlags)
+      MO.setIsKill(false);
   }
   else {
     addPhysRegDataDeps(SU, OperIdx);
@@ -385,10 +396,8 @@ 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;
@@ -405,9 +414,19 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   MachineInstr *MI = SU->getInstr();
   unsigned Reg = MI->getOperand(OperIdx).getReg();
 
+  // Record this local VReg use.
+  VReg2UseMap::iterator UI = VRegUses.find(Reg);
+  for (; UI != VRegUses.end(); ++UI) {
+    if (UI->SU == SU)
+      break;
+  }
+  if (UI == VRegUses.end())
+    VRegUses.insert(VReg2SUnit(Reg, SU));
+
   // Lookup this operand's reaching definition.
   assert(LIS && "vreg dependencies requires LiveIntervals");
-  LiveRangeQuery LRQ(LIS->getInterval(Reg), LIS->getInstructionIndex(MI));
+  LiveQueryResult LRQ
+    = LIS->getInterval(Reg).Query(LIS->getInstructionIndex(MI));
   VNInfo *VNI = LRQ.valueIn();
 
   // VNI will be valid because MachineOperand::readsReg() is checked by caller.
@@ -423,10 +442,7 @@ 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));
@@ -462,27 +478,25 @@ static inline bool isUnsafeMemoryObject(MachineInstr *MI,
   if ((*MI->memoperands_begin())->isVolatile() ||
        MI->hasUnmodeledSideEffects())
     return true;
+
+  if ((*MI->memoperands_begin())->getPseudoValue()) {
+    // 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.
+    return true;
+  }
+
   const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
   if (!V)
     return true;
 
   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;
-    }
-
+  for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(),
+         IE = Objs.end(); I != IE; ++I) {
     // Does this pointer refer to a distinct and identifiable object?
-    if (!isIdentifiedObject(V))
+    if (!isIdentifiedObject(*I))
       return true;
   }
 
@@ -497,9 +511,22 @@ static inline bool isUnsafeMemoryObject(MachineInstr *MI,
 static bool MIsNeedChainEdge(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
                              MachineInstr *MIa,
                              MachineInstr *MIb) {
+  const MachineFunction *MF = MIa->getParent()->getParent();
+  const TargetInstrInfo *TII = MF->getSubtarget().getInstrInfo();
+
   // Cover a trivial case - no edge is need to itself.
   if (MIa == MIb)
     return false;
+  // Let the target decide if memory accesses cannot possibly overlap.
+  if ((MIa->mayLoad() || MIa->mayStore()) &&
+      (MIb->mayLoad() || MIb->mayStore()))
+    if (TII->areMemAccessesTriviallyDisjoint(MIa, MIb, AA))
+      return false;
+
+  // FIXME: Need to handle multiple memory operands to support all targets.
+  if (!MIa->hasOneMemOperand() || !MIb->hasOneMemOperand())
+    return true;
 
   if (isUnsafeMemoryObject(MIa, MFI) || isUnsafeMemoryObject(MIb, MFI))
     return true;
@@ -516,9 +543,8 @@ static bool MIsNeedChainEdge(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
   MachineMemOperand *MMOa = *MIa->memoperands_begin();
   MachineMemOperand *MMOb = *MIb->memoperands_begin();
 
-  // FIXME: Need to handle multiple memory operands to support all targets.
-  if (!MIa->hasOneMemOperand() || !MIb->hasOneMemOperand())
-    llvm_unreachable("Multiple memory operands.");
+  if (!MMOa->getValue() || !MMOb->getValue())
+    return true;
 
   // The following interface to AA is fashioned after DAGCombiner::isAlias
   // and operates with MachineMemOperand offset with some important
@@ -544,10 +570,10 @@ static bool MIsNeedChainEdge(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
   int64_t Overlapb = MMOb->getSize() + MMOb->getOffset() - MinOffset;
 
   AliasAnalysis::AliasResult AAResult = AA->alias(
-  AliasAnalysis::Location(MMOa->getValue(), Overlapa,
-                          MMOa->getTBAAInfo()),
-  AliasAnalysis::Location(MMOb->getValue(), Overlapb,
-                          MMOb->getTBAAInfo()));
+      AliasAnalysis::Location(MMOa->getValue(), Overlapa,
+                              UseTBAA ? MMOa->getAAInfo() : AAMDNodes()),
+      AliasAnalysis::Location(MMOb->getValue(), Overlapb,
+                              UseTBAA ? MMOb->getAAInfo() : AAMDNodes()));
 
   return (AAResult != AliasAnalysis::NoAlias);
 }
@@ -557,12 +583,12 @@ static bool MIsNeedChainEdge(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
 static unsigned
 iterateChainSucc(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
                  SUnit *SUa, SUnit *SUb, SUnit *ExitSU, unsigned *Depth,
-                 SmallPtrSet<const SUnit*, 16> &Visited) {
+                 SmallPtrSetImpl<const SUnit*> &Visited) {
   if (!SUa || !SUb || SUb == ExitSU)
     return *Depth;
 
   // Remember visited nodes.
-  if (!Visited.insert(SUb))
+  if (!Visited.insert(SUb).second)
       return *Depth;
   // If there is _some_ dependency already in place, do not
   // descend any further.
@@ -638,8 +664,7 @@ void addChainDependency (AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
                          bool isNormalMemory = false) {
   // If this is a false dependency,
   // do not add the edge, but rememeber the rejected node.
-  if (!EnableAASchedMI ||
-      MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
+  if (MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
     SDep Dep(SUa, isNormalMemory ? SDep::MayAliasMem : SDep::Barrier);
     Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
     SUb->addPred(Dep);
@@ -667,7 +692,7 @@ void addChainDependency (AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
 void ScheduleDAGInstrs::initSUnits() {
   // We'll be allocating one SUnit for each real instruction in the region,
   // which is contained within a basic block.
-  SUnits.reserve(BB->size());
+  SUnits.reserve(NumRegionInstrs);
 
   for (MachineBasicBlock::iterator I = RegionBegin; I != RegionEnd; ++I) {
     MachineInstr *MI = I;
@@ -682,35 +707,73 @@ void ScheduleDAGInstrs::initSUnits() {
 
     // Assign the Latency field of SU using target-provided information.
     SU->Latency = SchedModel.computeInstrLatency(SU->getInstr());
+
+    // If this SUnit uses a reserved or unbuffered resource, mark it as such.
+    //
+    // Reserved resources block an instruction from issuing and stall the
+    // entire pipeline. These are identified by BufferSize=0.
+    //
+    // Unbuffered resources prevent execution of subsequent instructions that
+    // require the same resources. This is used for in-order execution pipelines
+    // within an out-of-order core. These are identified by BufferSize=1.
+    if (SchedModel.hasInstrSchedModel()) {
+      const MCSchedClassDesc *SC = getSchedClass(SU);
+      for (TargetSchedModel::ProcResIter
+             PI = SchedModel.getWriteProcResBegin(SC),
+             PE = SchedModel.getWriteProcResEnd(SC); PI != PE; ++PI) {
+        switch (SchedModel.getProcResource(PI->ProcResourceIdx)->BufferSize) {
+        case 0:
+          SU->hasReservedResource = true;
+          break;
+        case 1:
+          SU->isUnbuffered = true;
+          break;
+        default:
+          break;
+        }
+      }
+    }
   }
 }
 
-/// If RegPressure is non null, compute register pressure as a side effect. The
+/// If RegPressure is non-null, compute register pressure as a side effect. The
 /// DAG builder is an efficient place to do it because it already visits
 /// operands.
 void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
-                                        RegPressureTracker *RPTracker) {
+                                        RegPressureTracker *RPTracker,
+                                        PressureDiffs *PDiffs) {
+  const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+  bool UseAA = EnableAASchedMI.getNumOccurrences() > 0 ? EnableAASchedMI
+                                                       : ST.useAA();
+  AliasAnalysis *AAForDep = UseAA ? AA : nullptr;
+
+  MISUnitMap.clear();
+  ScheduleDAG::clearDAG();
+
   // Create an SUnit for each real instruction.
   initSUnits();
 
+  if (PDiffs)
+    PDiffs->init(SUnits.size());
+
   // We build scheduling units by walking a block's instruction list from bottom
   // to top.
 
   // Remember where a generic side-effecting instruction is as we procede.
-  SUnit *BarrierChain = 0, *AliasChain = 0;
+  SUnit *BarrierChain = nullptr, *AliasChain = nullptr;
 
   // Memory references to specific known memory locations are tracked
   // so that they can be given more precise dependencies. We track
   // separately the known memory locations that may alias and those
   // that are known not to alias
-  MapVector<const Value *, SUnit *> AliasMemDefs, NonAliasMemDefs;
-  MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> > AliasMemUses, NonAliasMemUses;
+  MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> > AliasMemDefs, NonAliasMemDefs;
+  MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> > AliasMemUses, NonAliasMemUses;
   std::set<SUnit*> RejectMemNodes;
 
   // Remove any stale debug info; sometimes BuildSchedGraph is called again
   // without emitting the info from the previous call.
   DbgValues.clear();
-  FirstDbgValue = NULL;
+  FirstDbgValue = nullptr;
 
   assert(Defs.empty() && Uses.empty() &&
          "Only BuildGraph should update Defs/Uses");
@@ -718,39 +781,41 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
   Uses.setUniverse(TRI->getNumRegs());
 
   assert(VRegDefs.empty() && "Only BuildSchedGraph may access VRegDefs");
-  // FIXME: Allow SparseSet to reserve space for the creation of virtual
-  // registers during scheduling. Don't artificially inflate the Universe
-  // because we want to assert that vregs are not created during DAG building.
+  VRegUses.clear();
   VRegDefs.setUniverse(MRI.getNumVirtRegs());
+  VRegUses.setUniverse(MRI.getNumVirtRegs());
 
   // Model data dependencies between instructions being scheduled and the
   // ExitSU.
   addSchedBarrierDeps();
 
   // Walk the list of instructions, from bottom moving up.
-  MachineInstr *DbgMI = NULL;
+  MachineInstr *DbgMI = nullptr;
   for (MachineBasicBlock::iterator MII = RegionEnd, MIE = RegionBegin;
        MII != MIE; --MII) {
-    MachineInstr *MI = prior(MII);
+    MachineInstr *MI = std::prev(MII);
     if (MI && DbgMI) {
       DbgValues.push_back(std::make_pair(DbgMI, MI));
-      DbgMI = NULL;
+      DbgMI = nullptr;
     }
 
     if (MI->isDebugValue()) {
       DbgMI = MI;
       continue;
     }
+    SUnit *SU = MISUnitMap[MI];
+    assert(SU && "No SUnit mapped to this MI");
+
     if (RPTracker) {
-      RPTracker->recede();
-      assert(RPTracker->getPos() == prior(MII) && "RPTracker can't find MI");
+      PressureDiff *PDiff = PDiffs ? &(*PDiffs)[SU->NodeNum] : nullptr;
+      RPTracker->recede(/*LiveUses=*/nullptr, PDiff);
+      assert(RPTracker->getPos() == std::prev(MII) &&
+             "RPTracker can't find MI");
     }
 
-    assert((!MI->isTerminator() || CanHandleTerminators) && !MI->isLabel() &&
-           "Cannot schedule terminators or labels!");
-
-    SUnit *SU = MISUnitMap[MI];
-    assert(SU && "No SUnit mapped to this MI");
+    assert(
+        (CanHandleTerminators || (!MI->isTerminator() && !MI->isPosition())) &&
+        "Cannot schedule terminators or labels!");
 
     // Add register-based dependencies (data, anti, and output).
     bool HasVRegDef = false;
@@ -798,11 +863,13 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
     if (isGlobalMemoryObject(AA, MI)) {
       // Be conservative with these and add dependencies on all memory
       // references, even those that are known to not alias.
-      for (MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+      for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
              NonAliasMemDefs.begin(), E = NonAliasMemDefs.end(); I != E; ++I) {
-        I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+        for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i) {
+          I->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+        }
       }
-      for (MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+      for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
              NonAliasMemUses.begin(), E = NonAliasMemUses.end(); I != E; ++I) {
         for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i) {
           SDep Dep(SU, SDep::Barrier);
@@ -829,20 +896,22 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
         unsigned ChainLatency = 0;
         if (AliasChain->getInstr()->mayLoad())
           ChainLatency = TrueMemOrderLatency;
-        addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes,
+        addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes,
                            ChainLatency);
       }
       AliasChain = SU;
       for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
-        addChainDependency(AA, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+        addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
                            TrueMemOrderLatency);
-      for (MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I = AliasMemDefs.begin(),
-           E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I)
-        addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes);
-      for (MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+      for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+           AliasMemDefs.begin(), E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I) {
+        for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes);
+      }
+      for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
            AliasMemUses.begin(), E = AliasMemUses.end(); I != E; ++I) {
         for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
-          addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes,
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes,
                              TrueMemOrderLatency);
       }
       adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
@@ -851,7 +920,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       AliasMemDefs.clear();
       AliasMemUses.clear();
     } else if (MI->mayStore()) {
-      SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4> Objs;
+      UnderlyingObjectsVector Objs;
       getUnderlyingObjectsForInstr(MI, MFI, Objs);
 
       if (Objs.empty()) {
@@ -860,37 +929,48 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       }
 
       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;
+      for (UnderlyingObjectsVector::iterator K = Objs.begin(), KE = Objs.end();
+           K != KE; ++K) {
+        ValueType V = K->getPointer();
+        bool ThisMayAlias = K->getInt();
         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 =
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
           ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
-        MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator IE =
           ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
         if (I != IE) {
-          addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
-          I->second = SU;
+          for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
+            addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes,
+                               0, true);
+
+          // If we're not using AA, then we only need one store per object.
+          if (!AAForDep)
+            I->second.clear();
+          I->second.push_back(SU);
         } else {
-          if (ThisMayAlias)
-            AliasMemDefs[V] = SU;
-          else
-            NonAliasMemDefs[V] = SU;
+          if (ThisMayAlias) {
+            if (!AAForDep)
+              AliasMemDefs[V].clear();
+            AliasMemDefs[V].push_back(SU);
+          } else {
+            if (!AAForDep)
+              NonAliasMemDefs[V].clear();
+            NonAliasMemDefs[V].push_back(SU);
+          }
         }
         // Handle the uses in MemUses, if there are any.
-        MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
           ((ThisMayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
-        MapVector<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator JE =
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator JE =
           ((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,
+            addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, J->second[i], RejectMemNodes,
                                TrueMemOrderLatency, true);
           J->second.clear();
         }
@@ -899,11 +979,11 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
         // 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,
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
                              TrueMemOrderLatency);
         // Add dependence on alias chain, if needed.
         if (AliasChain)
-          addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
         // But we also should check dependent instructions for the
         // SU in question.
         adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
@@ -915,25 +995,22 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
       // 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
-        // and branches.
-        ExitSU.addPred(SDep(SU, SDep::Artificial));
     } else if (MI->mayLoad()) {
       bool MayAlias = true;
       if (MI->isInvariantLoad(AA)) {
         // Invariant load, no chain dependencies needed!
       } else {
-        SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4> Objs;
+        UnderlyingObjectsVector 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 =
+          for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
                  AliasMemDefs.begin(), E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I)
-            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes);
+            for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
+              addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i],
+                                 RejectMemNodes);
 
           PendingLoads.push_back(SU);
           MayAlias = true;
@@ -941,21 +1018,23 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
           MayAlias = false;
         }
 
-        for (SmallVector<std::pair<const Value *, bool>, 4>::iterator
+        for (UnderlyingObjectsVector::iterator
              J = Objs.begin(), JE = Objs.end(); J != JE; ++J) {
-          const Value *V = J->first;
-          bool ThisMayAlias = J->second;
+          ValueType V = J->getPointer();
+          bool ThisMayAlias = J->getInt();
 
           if (ThisMayAlias)
             MayAlias = true;
 
           // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
-          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+          MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
             ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
-          MapVector<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
+          MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator IE =
             ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
           if (I != IE)
-            addChainDependency(AA, MFI, SU, I->second, RejectMemNodes, 0, true);
+            for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i)
+              addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i],
+                                 RejectMemNodes, 0, true);
           if (ThisMayAlias)
             AliasMemUses[V].push_back(SU);
           else
@@ -965,7 +1044,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
           adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes, /*Latency=*/0);
         // Add dependencies on alias and barrier chains, if needed.
         if (MayAlias && AliasChain)
-          addChainDependency(AA, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
         if (BarrierChain)
           BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
       }
@@ -980,6 +1059,145 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
   PendingLoads.clear();
 }
 
+/// \brief Initialize register live-range state for updating kills.
+void ScheduleDAGInstrs::startBlockForKills(MachineBasicBlock *BB) {
+  // Start with no live registers.
+  LiveRegs.reset();
+
+  // Examine the live-in regs of all successors.
+  for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
+       SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
+    for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = (*SI)->livein_begin(),
+         E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
+      unsigned Reg = *I;
+      // Repeat, for reg and all subregs.
+      for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+           SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+        LiveRegs.set(*SubRegs);
+    }
+  }
+}
+
+bool ScheduleDAGInstrs::toggleKillFlag(MachineInstr *MI, MachineOperand &MO) {
+  // Setting kill flag...
+  if (!MO.isKill()) {
+    MO.setIsKill(true);
+    return false;
+  }
+
+  // If MO itself is live, clear the kill flag...
+  if (LiveRegs.test(MO.getReg())) {
+    MO.setIsKill(false);
+    return false;
+  }
+
+  // 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();
+  MachineInstrBuilder MIB(MF, MI);
+  for (MCSubRegIterator SubRegs(SuperReg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
+    if (LiveRegs.test(*SubRegs)) {
+      MIB.addReg(*SubRegs, RegState::ImplicitDefine);
+      AllDead = false;
+    }
+  }
+
+  if(AllDead)
+    MO.setIsKill(true);
+  return false;
+}
+
+// FIXME: Reuse the LivePhysRegs utility for this.
+void ScheduleDAGInstrs::fixupKills(MachineBasicBlock *MBB) {
+  DEBUG(dbgs() << "Fixup kills for BB#" << MBB->getNumber() << '\n');
+
+  LiveRegs.resize(TRI->getNumRegs());
+  BitVector killedRegs(TRI->getNumRegs());
+
+  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.isRegMask())
+        LiveRegs.clearBitsNotInMask(MO.getRegMask());
+      if (!MO.isReg()) continue;
+      unsigned Reg = MO.getReg();
+      if (Reg == 0) continue;
+      if (!MO.isDef()) continue;
+      // Ignore two-addr defs.
+      if (MI->isRegTiedToUseOperand(i)) continue;
+
+      // Repeat for reg and all subregs.
+      for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+           SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+        LiveRegs.reset(*SubRegs);
+    }
+
+    // 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. Don't set kill flags on undef operands.
+    killedRegs.reset();
+    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) || MRI.isReserved(Reg)) continue;
+
+      bool kill = false;
+      if (!killedRegs.test(Reg)) {
+        kill = true;
+        // A register is not killed if any subregs are live...
+        for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
+          if (LiveRegs.test(*SubRegs)) {
+            kill = false;
+            break;
+          }
+        }
+
+        // If subreg is not live, then register is killed if it became
+        // live in this instruction
+        if (kill)
+          kill = !LiveRegs.test(Reg);
+      }
+
+      if (MO.isKill() != kill) {
+        DEBUG(dbgs() << "Fixing " << MO << " in ");
+        // Warning: toggleKillFlag may invalidate MO.
+        toggleKillFlag(MI, MO);
+        DEBUG(MI->dump());
+      }
+
+      killedRegs.set(Reg);
+    }
+
+    // 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) || MRI.isReserved(Reg)) continue;
+
+      for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, TRI, /*IncludeSelf=*/true);
+           SubRegs.isValid(); ++SubRegs)
+        LiveRegs.set(*SubRegs);
+    }
+  }
+}
+
 void ScheduleDAGInstrs::dumpNode(const SUnit *SU) const {
 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
   SU->getInstr()->dump();
@@ -994,7 +1212,7 @@ 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();
 }
 
@@ -1018,58 +1236,95 @@ 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));
   }
 
@@ -1077,13 +1332,27 @@ 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();
@@ -1099,21 +1368,53 @@ 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
@@ -1132,7 +1433,7 @@ public:
 
   const SDep *backtrack() {
     DFSStack.pop_back();
-    return DFSStack.empty() ? 0 : llvm::prior(DFSStack.back().second);
+    return DFSStack.empty() ? nullptr : std::prev(DFSStack.back().second);
   }
 
   const SUnit *getCurr() const { return DFSStack.back().first; }
@@ -1145,28 +1446,44 @@ 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());
@@ -1175,7 +1492,9 @@ 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;
     }
@@ -1197,7 +1516,7 @@ void SchedDFSResult::scheduleTree(unsigned SubtreeID) {
   }
 }
 
-#if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
+LLVM_DUMP_METHOD
 void ILPValue::print(raw_ostream &OS) const {
   OS << InstrCount << " / " << Length << " = ";
   if (!Length)
@@ -1206,16 +1525,17 @@ void ILPValue::print(raw_ostream &OS) const {
     OS << format("%g", ((double)InstrCount / Length));
 }
 
+LLVM_DUMP_METHOD
 void ILPValue::dump() const {
   dbgs() << *this << '\n';
 }
 
 namespace llvm {
 
+LLVM_DUMP_METHOD
 raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ILPValue &Val) {
   Val.print(OS);
   return OS;
 }
 
 } // namespace llvm
-#endif // !NDEBUG || LLVM_ENABLE_DUMP