Update SetVector to rely on the underlying set's insert to return a pair<iterator...
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / ScheduleDAGInstrs.cpp
index e2f33aa735806c3c2423a778f4d55037ad108aee..d8d8422f0edc144200c30c4c2ac490a56a4712f5 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "sched-instrs"
-#include "RegisterPressure.h"
-#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/MachineFunctionPass.h"
+#include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/PseudoSourceValue.h"
-#include "llvm/CodeGen/ScheduleDAGInstrs.h"
+#include "llvm/CodeGen/RegisterPressure.h"
+#include "llvm/CodeGen/ScheduleDFS.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
-#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/Format.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
-#include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
-#include "llvm/ADT/SmallSet.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()),
-    InstrItins(mf.getTarget().getInstrItineraryData()), LIS(lis),
-    IsPostRA(IsPostRAFlag), UnitLatencies(false), CanHandleTerminators(false),
-    LoopRegs(MLI, MDT), 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);
 }
 
 /// getUnderlyingObjectFromInt - This is the function that does the work of
@@ -57,15 +75,16 @@ static const Value *getUnderlyingObjectFromInt(const Value *V) {
       // regular getUnderlyingObjectFromInt.
       if (U->getOpcode() == Instruction::PtrToInt)
         return U->getOperand(0);
-      // If we find an add of a constant or a multiplied value, it's
+      // If we find an add of a constant, a multiplied value, or a phi, it's
       // likely that the other operand will lead us to the base
       // object. We don't have to worry about the case where the
       // object address is somehow being computed by the multiply,
       // because our callers only care when the result is an
-      // identifibale object.
+      // identifiable object.
       if (U->getOpcode() != Instruction::Add ||
           (!isa<ConstantInt>(U->getOperand(1)) &&
-           Operator::getOpcode(U->getOperand(1)) != Instruction::Mul))
+           Operator::getOpcode(U->getOperand(1)) != Instruction::Mul &&
+           !isa<PHINode>(U->getOperand(1))))
         return V;
       V = U->getOperand(0);
     } else {
@@ -75,83 +94,91 @@ 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 (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+         I != IE; ++I) {
+      V = *I;
+      if (!Visited.insert(V).second)
+        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
+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. 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,
+                                         UnderlyingObjectsVector &Objects) {
   if (!MI->hasOneMemOperand() ||
-      !(*MI->memoperands_begin())->getValue() ||
+      (!(*MI->memoperands_begin())->getValue() &&
+       !(*MI->memoperands_begin())->getPseudoValue()) ||
       (*MI->memoperands_begin())->isVolatile())
-    return 0;
-
-  const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
-  if (!V)
-    return 0;
+    return;
 
-  V = getUnderlyingObject(V);
-  if (const PseudoSourceValue *PSV = dyn_cast<PseudoSourceValue>(V)) {
+  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))
-      return 0;
-
-    MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
-    return V;
+    if (!PSV->isAliased(MFI)) {
+      bool MayAlias = PSV->mayAlias(MFI);
+      Objects.push_back(UnderlyingObjectsVector::value_type(PSV, MayAlias));
+    }
+    return;
   }
 
-  if (isIdentifiedObject(V))
-    return V;
+  const Value *V = (*MI->memoperands_begin())->getValue();
+  if (!V)
+    return;
+
+  SmallVector<Value *, 4> Objs;
+  getUnderlyingObjects(V, Objs);
+
+  for (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(), IE = Objs.end();
+         I != IE; ++I) {
+    V = *I;
 
-  return 0;
+    if (!isIdentifiedObject(V)) {
+      Objects.clear();
+      return;
+    }
+
+    Objects.push_back(UnderlyingObjectsVector::value_type(V, true));
+  }
 }
 
 void ScheduleDAGInstrs::startBlock(MachineBasicBlock *bb) {
   BB = bb;
-  LoopRegs.Deps.clear();
-  if (MachineLoop *ML = MLI.getLoopFor(BB))
-    if (BB == ML->getLoopLatch())
-      LoopRegs.VisitLoop(ML);
 }
 
 void ScheduleDAGInstrs::finishBlock() {
   // Subclasses should no longer refer to the old block.
-  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();
+  BB = nullptr;
 }
 
 /// Initialize the DAG and common scheduler state for the current scheduling
@@ -161,17 +188,11 @@ void Reg2SUnitsMap::clear() {
 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();
-
-  // Check to see if the scheduler cares about latencies.
-  UnitLatencies = forceUnitLatencies();
-
-  ScheduleDAG::clearDAG();
+  NumRegionInstrs = regioninstrs;
 }
 
 /// Close the current scheduling region. Don't clear any state in case the
@@ -189,7 +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());
@@ -203,10 +224,11 @@ void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
       if (Reg == 0) continue;
 
       if (TRI->isPhysicalRegister(Reg))
-        Uses[Reg].push_back(&ExitSU);
+        Uses.insert(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1, Reg));
       else {
         assert(!IsPostRA && "Virtual register encountered after regalloc.");
-        addVRegUseDeps(&ExitSU, i);
+        if (MO.readsReg()) // ignore undef operands
+          addVRegUseDeps(&ExitSU, i);
       }
     }
   } else {
@@ -219,57 +241,49 @@ void ScheduleDAGInstrs::addSchedBarrierDeps() {
              E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
         unsigned Reg = *I;
         if (!Uses.contains(Reg))
-          Uses[Reg].push_back(&ExitSU);
+          Uses.insert(PhysRegSUOper(&ExitSU, -1, Reg));
       }
   }
 }
 
 /// MO is an operand of SU's instruction that defines a physical register. Add
 /// data dependencies from SU to any uses of the physical register.
-void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU,
-                                           const MachineOperand &MO) {
+void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
+  const MachineOperand &MO = SU->getInstr()->getOperand(OperIdx);
   assert(MO.isDef() && "expect physreg def");
 
   // Ask the target if address-backscheduling is desirable, and if so how much.
   const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
-  unsigned SpecialAddressLatency = ST.getSpecialAddressLatency();
-  unsigned DataLatency = SU->Latency;
 
-  for (const uint16_t *Alias = TRI->getOverlaps(MO.getReg()); *Alias; ++Alias) {
+  for (MCRegAliasIterator Alias(MO.getReg(), TRI, true);
+       Alias.isValid(); ++Alias) {
     if (!Uses.contains(*Alias))
       continue;
-    std::vector<SUnit*> &UseList = Uses[*Alias];
-    for (unsigned i = 0, e = UseList.size(); i != e; ++i) {
-      SUnit *UseSU = UseList[i];
+    for (Reg2SUnitsMap::iterator I = Uses.find(*Alias); I != Uses.end(); ++I) {
+      SUnit *UseSU = I->SU;
       if (UseSU == SU)
         continue;
-      unsigned LDataLatency = DataLatency;
-      // Optionally add in a special extra latency for nodes that
-      // feed addresses.
-      // TODO: Perhaps we should get rid of
-      // SpecialAddressLatency and just move this into
-      // adjustSchedDependency for the targets that care about it.
-      if (SpecialAddressLatency != 0 && !UnitLatencies &&
-          UseSU != &ExitSU) {
-        MachineInstr *UseMI = UseSU->getInstr();
-        const MCInstrDesc &UseMCID = UseMI->getDesc();
-        int RegUseIndex = UseMI->findRegisterUseOperandIdx(*Alias);
-        assert(RegUseIndex >= 0 && "UseMI doesn't use register!");
-        if (RegUseIndex >= 0 &&
-            (UseMI->mayLoad() || UseMI->mayStore()) &&
-            (unsigned)RegUseIndex < UseMCID.getNumOperands() &&
-            UseMCID.OpInfo[RegUseIndex].isLookupPtrRegClass())
-          LDataLatency += SpecialAddressLatency;
-      }
-      // Adjust the dependence latency using operand def/use
-      // information (if any), and then allow the target to
-      // perform its own adjustments.
-      const SDep& dep = SDep(SU, SDep::Data, LDataLatency, *Alias);
-      if (!UnitLatencies) {
-        computeOperandLatency(SU, UseSU, const_cast<SDep &>(dep));
-        ST.adjustSchedDependency(SU, UseSU, const_cast<SDep &>(dep));
+
+      // Adjust the dependence latency using operand def/use information,
+      // then allow the target to perform its own adjustments.
+      int UseOp = I->OpIdx;
+      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();
       }
-      UseSU->addPred(dep);
+      Dep.setLatency(
+        SchedModel.computeOperandLatency(SU->getInstr(), OperIdx, RegUse,
+                                         UseOp));
+
+      ST.adjustSchedDependency(SU, UseSU, Dep);
+      UseSU->addPred(Dep);
     }
   }
 }
@@ -278,8 +292,8 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDataDeps(SUnit *SU,
 /// 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
@@ -288,106 +302,67 @@ void ScheduleDAGInstrs::addPhysRegDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   // TODO: Using a latency of 1 here for output dependencies assumes
   //       there's no cost for reusing registers.
   SDep::Kind Kind = MO.isUse() ? SDep::Anti : SDep::Output;
-  for (const uint16_t *Alias = TRI->getOverlaps(MO.getReg()); *Alias; ++Alias) {
+  for (MCRegAliasIterator Alias(MO.getReg(), TRI, true);
+       Alias.isValid(); ++Alias) {
     if (!Defs.contains(*Alias))
       continue;
-    std::vector<SUnit *> &DefList = Defs[*Alias];
-    for (unsigned i = 0, e = DefList.size(); i != e; ++i) {
-      SUnit *DefSU = DefList[i];
+    for (Reg2SUnitsMap::iterator I = Defs.find(*Alias); I != Defs.end(); ++I) {
+      SUnit *DefSU = I->SU;
       if (DefSU == &ExitSU)
         continue;
       if (DefSU != SU &&
           (Kind != SDep::Output || !MO.isDead() ||
            !DefSU->getInstr()->registerDefIsDead(*Alias))) {
         if (Kind == SDep::Anti)
-          DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, 0, /*Reg=*/*Alias));
+          DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias));
         else {
-          unsigned AOLat = TII->getOutputLatency(InstrItins, MI, OperIdx,
-                                                 DefSU->getInstr());
-          DefSU->addPred(SDep(SU, Kind, AOLat, /*Reg=*/*Alias));
+          SDep Dep(SU, Kind, /*Reg=*/*Alias);
+          Dep.setLatency(
+            SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr()));
+          DefSU->addPred(Dep);
         }
       }
     }
   }
 
   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(SU);
+    Uses.insert(PhysRegSUOper(SU, OperIdx, MO.getReg()));
+    if (RemoveKillFlags)
+      MO.setIsKill(false);
   }
   else {
-    addPhysRegDataDeps(SU, MO);
+    addPhysRegDataDeps(SU, OperIdx);
+    unsigned Reg = MO.getReg();
 
-    // Either insert a new Reg2SUnits entry with an empty SUnits list, or
-    // retrieve the existing SUnits list for this register's defs.
-    std::vector<SUnit *> &DefList = Defs[MO.getReg()];
-
-    // If a def is going to wrap back around to the top of the loop,
-    // backschedule it.
-    if (!UnitLatencies && DefList.empty()) {
-      LoopDependencies::LoopDeps::iterator I = LoopRegs.Deps.find(MO.getReg());
-      if (I != LoopRegs.Deps.end()) {
-        const MachineOperand *UseMO = I->second.first;
-        unsigned Count = I->second.second;
-        const MachineInstr *UseMI = UseMO->getParent();
-        unsigned UseMOIdx = UseMO - &UseMI->getOperand(0);
-        const MCInstrDesc &UseMCID = UseMI->getDesc();
-        const TargetSubtargetInfo &ST =
-          TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
-        unsigned SpecialAddressLatency = ST.getSpecialAddressLatency();
-        // TODO: If we knew the total depth of the region here, we could
-        // handle the case where the whole loop is inside the region but
-        // is large enough that the isScheduleHigh trick isn't needed.
-        if (UseMOIdx < UseMCID.getNumOperands()) {
-          // Currently, we only support scheduling regions consisting of
-          // single basic blocks. Check to see if the instruction is in
-          // the same region by checking to see if it has the same parent.
-          if (UseMI->getParent() != MI->getParent()) {
-            unsigned Latency = SU->Latency;
-            if (UseMCID.OpInfo[UseMOIdx].isLookupPtrRegClass())
-              Latency += SpecialAddressLatency;
-            // This is a wild guess as to the portion of the latency which
-            // will be overlapped by work done outside the current
-            // scheduling region.
-            Latency -= std::min(Latency, Count);
-            // Add the artificial edge.
-            ExitSU.addPred(SDep(SU, SDep::Order, Latency,
-                                /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
-                                /*isMustAlias=*/false,
-                                /*isArtificial=*/true));
-          } else if (SpecialAddressLatency > 0 &&
-                     UseMCID.OpInfo[UseMOIdx].isLookupPtrRegClass()) {
-            // The entire loop body is within the current scheduling region
-            // and the latency of this operation is assumed to be greater
-            // than the latency of the loop.
-            // TODO: Recursively mark data-edge predecessors as
-            //       isScheduleHigh too.
-            SU->isScheduleHigh = true;
-          }
-        }
-        LoopRegs.Deps.erase(I);
+    // clear this register's use list
+    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);
       }
     }
 
-    // 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()->isCall)
-        DefList.pop_back();
-    }
     // Defs are pushed in the order they are visited and never reordered.
-    DefList.push_back(SU);
+    Defs.insert(PhysRegSUOper(SU, OperIdx, Reg));
   }
 }
 
@@ -401,9 +376,10 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegDefDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   const MachineInstr *MI = SU->getInstr();
   unsigned Reg = MI->getOperand(OperIdx).getReg();
 
-  // SSA defs do not have output/anti dependencies.
+  // Singly defined vregs do not have output/anti dependencies.
   // The current operand is a def, so we have at least one.
-  if (llvm::next(MRI.def_begin(Reg)) == MRI.def_end())
+  // Check here if there are any others...
+  if (MRI.hasOneDef(Reg))
     return;
 
   // Add output dependence to the next nearest def of this vreg.
@@ -419,9 +395,10 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegDefDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   else {
     SUnit *DefSU = DefI->SU;
     if (DefSU != SU && DefSU != &ExitSU) {
-      unsigned OutLatency = TII->getOutputLatency(InstrItins, MI, OperIdx,
-                                                  DefSU->getInstr());
-      DefSU->addPred(SDep(SU, SDep::Output, OutLatency, Reg));
+      SDep Dep(SU, SDep::Output, Reg);
+      Dep.setLatency(
+        SchedModel.computeOutputLatency(MI, OperIdx, DefSU->getInstr()));
+      DefSU->addPred(Dep);
     }
     DefI->SU = SU;
   }
@@ -437,12 +414,23 @@ 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");
-  SlotIndex UseIdx = LIS->getInstructionIndex(MI).getRegSlot();
-  LiveInterval *LI = &LIS->getInterval(Reg);
-  VNInfo *VNI = LI->getVNInfoBefore(UseIdx);
+  LiveQueryResult LRQ
+    = LIS->getInterval(Reg).Query(LIS->getInstructionIndex(MI));
+  VNInfo *VNI = LRQ.valueIn();
+
   // VNI will be valid because MachineOperand::readsReg() is checked by caller.
+  assert(VNI && "No value to read by operand");
   MachineInstr *Def = LIS->getInstructionFromIndex(VNI->def);
   // Phis and other noninstructions (after coalescing) have a NULL Def.
   if (Def) {
@@ -450,16 +438,14 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
     if (DefSU) {
       // The reaching Def lives within this scheduling region.
       // Create a data dependence.
-      //
-      // TODO: Handle "special" address latencies cleanly.
-      const SDep &dep = SDep(DefSU, SDep::Data, DefSU->Latency, Reg);
-      if (!UnitLatencies) {
-        // Adjust the dependence latency using operand def/use information, then
-        // allow the target to perform its own adjustments.
-        computeOperandLatency(DefSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
-        const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
-        ST.adjustSchedDependency(DefSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
-      }
+      SDep dep(DefSU, SDep::Data, Reg);
+      // 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));
+
+      const TargetSubtargetInfo &ST = TM.getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
+      ST.adjustSchedDependency(DefSU, SU, const_cast<SDep &>(dep));
       SU->addPred(dep);
     }
   }
@@ -467,7 +453,229 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
   // Add antidependence to the following def of the vreg it uses.
   VReg2SUnitMap::iterator DefI = VRegDefs.find(Reg);
   if (DefI != VRegDefs.end() && DefI->SU != SU)
-    DefI->SU->addPred(SDep(SU, SDep::Anti, 0, Reg));
+    DefI->SU->addPred(SDep(SU, SDep::Anti, Reg));
+}
+
+/// Return true if MI is an instruction we are unable to reason about
+/// (like a call or something with unmodeled side effects).
+static inline bool isGlobalMemoryObject(AliasAnalysis *AA, MachineInstr *MI) {
+  if (MI->isCall() || MI->hasUnmodeledSideEffects() ||
+      (MI->hasOrderedMemoryRef() &&
+       (!MI->mayLoad() || !MI->isInvariantLoad(AA))))
+    return true;
+  return false;
+}
+
+// This MI might have either incomplete info, or known to be unsafe
+// to deal with (i.e. volatile object).
+static inline bool isUnsafeMemoryObject(MachineInstr *MI,
+                                        const MachineFrameInfo *MFI) {
+  if (!MI || MI->memoperands_empty())
+    return true;
+  // We purposefully do no check for hasOneMemOperand() here
+  // in hope to trigger an assert downstream in order to
+  // finish implementation.
+  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 (SmallVectorImpl<Value *>::iterator I = Objs.begin(),
+         IE = Objs.end(); I != IE; ++I) {
+    // Does this pointer refer to a distinct and identifiable object?
+    if (!isIdentifiedObject(*I))
+      return true;
+  }
+
+  return false;
+}
+
+/// This returns true if the two MIs need a chain edge betwee them.
+/// If these are not even memory operations, we still may need
+/// chain deps between them. The question really is - could
+/// these two MIs be reordered during scheduling from memory dependency
+/// point of view.
+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;
+
+  // If we are dealing with two "normal" loads, we do not need an edge
+  // between them - they could be reordered.
+  if (!MIa->mayStore() && !MIb->mayStore())
+    return false;
+
+  // To this point analysis is generic. From here on we do need AA.
+  if (!AA)
+    return true;
+
+  MachineMemOperand *MMOa = *MIa->memoperands_begin();
+  MachineMemOperand *MMOb = *MIb->memoperands_begin();
+
+  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
+  // assumptions:
+  //   - LLVM fundamentally assumes flat address spaces.
+  //   - MachineOperand offset can *only* result from legalization and
+  //     cannot affect queries other than the trivial case of overlap
+  //     checking.
+  //   - These offsets never wrap and never step outside
+  //     of allocated objects.
+  //   - There should never be any negative offsets here.
+  //
+  // FIXME: Modify API to hide this math from "user"
+  // FIXME: Even before we go to AA we can reason locally about some
+  // memory objects. It can save compile time, and possibly catch some
+  // corner cases not currently covered.
+
+  assert ((MMOa->getOffset() >= 0) && "Negative MachineMemOperand offset");
+  assert ((MMOb->getOffset() >= 0) && "Negative MachineMemOperand offset");
+
+  int64_t MinOffset = std::min(MMOa->getOffset(), MMOb->getOffset());
+  int64_t Overlapa = MMOa->getSize() + MMOa->getOffset() - MinOffset;
+  int64_t Overlapb = MMOb->getSize() + MMOb->getOffset() - MinOffset;
+
+  AliasAnalysis::AliasResult AAResult = AA->alias(
+      AliasAnalysis::Location(MMOa->getValue(), Overlapa,
+                              UseTBAA ? MMOa->getAAInfo() : AAMDNodes()),
+      AliasAnalysis::Location(MMOb->getValue(), Overlapb,
+                              UseTBAA ? MMOb->getAAInfo() : AAMDNodes()));
+
+  return (AAResult != AliasAnalysis::NoAlias);
+}
+
+/// This recursive function iterates over chain deps of SUb looking for
+/// "latest" node that needs a chain edge to SUa.
+static unsigned
+iterateChainSucc(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                 SUnit *SUa, SUnit *SUb, SUnit *ExitSU, unsigned *Depth,
+                 SmallPtrSetImpl<const SUnit*> &Visited) {
+  if (!SUa || !SUb || SUb == ExitSU)
+    return *Depth;
+
+  // Remember visited nodes.
+  if (!Visited.insert(SUb).second)
+      return *Depth;
+  // If there is _some_ dependency already in place, do not
+  // descend any further.
+  // TODO: Need to make sure that if that dependency got eliminated or ignored
+  // for any reason in the future, we would not violate DAG topology.
+  // Currently it does not happen, but makes an implicit assumption about
+  // future implementation.
+  //
+  // Independently, if we encounter node that is some sort of global
+  // object (like a call) we already have full set of dependencies to it
+  // and we can stop descending.
+  if (SUa->isSucc(SUb) ||
+      isGlobalMemoryObject(AA, SUb->getInstr()))
+    return *Depth;
+
+  // If we do need an edge, or we have exceeded depth budget,
+  // add that edge to the predecessors chain of SUb,
+  // and stop descending.
+  if (*Depth > 200 ||
+      MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
+    SUb->addPred(SDep(SUa, SDep::MayAliasMem));
+    return *Depth;
+  }
+  // Track current depth.
+  (*Depth)++;
+  // Iterate over chain dependencies only.
+  for (SUnit::const_succ_iterator I = SUb->Succs.begin(), E = SUb->Succs.end();
+       I != E; ++I)
+    if (I->isCtrl())
+      iterateChainSucc (AA, MFI, SUa, I->getSUnit(), ExitSU, Depth, Visited);
+  return *Depth;
+}
+
+/// This function assumes that "downward" from SU there exist
+/// tail/leaf of already constructed DAG. It iterates downward and
+/// checks whether SU can be aliasing any node dominated
+/// by it.
+static void adjustChainDeps(AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                            SUnit *SU, SUnit *ExitSU, std::set<SUnit *> &CheckList,
+                            unsigned LatencyToLoad) {
+  if (!SU)
+    return;
+
+  SmallPtrSet<const SUnit*, 16> Visited;
+  unsigned Depth = 0;
+
+  for (std::set<SUnit *>::iterator I = CheckList.begin(), IE = CheckList.end();
+       I != IE; ++I) {
+    if (SU == *I)
+      continue;
+    if (MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SU->getInstr(), (*I)->getInstr())) {
+      SDep Dep(SU, SDep::MayAliasMem);
+      Dep.setLatency(((*I)->getInstr()->mayLoad()) ? LatencyToLoad : 0);
+      (*I)->addPred(Dep);
+    }
+    // Now go through all the chain successors and iterate from them.
+    // Keep track of visited nodes.
+    for (SUnit::const_succ_iterator J = (*I)->Succs.begin(),
+         JE = (*I)->Succs.end(); J != JE; ++J)
+      if (J->isCtrl())
+        iterateChainSucc (AA, MFI, SU, J->getSUnit(),
+                          ExitSU, &Depth, Visited);
+  }
+}
+
+/// Check whether two objects need a chain edge, if so, add it
+/// otherwise remember the rejected SU.
+static inline
+void addChainDependency (AliasAnalysis *AA, const MachineFrameInfo *MFI,
+                         SUnit *SUa, SUnit *SUb,
+                         std::set<SUnit *> &RejectList,
+                         unsigned TrueMemOrderLatency = 0,
+                         bool isNormalMemory = false) {
+  // If this is a false dependency,
+  // do not add the edge, but rememeber the rejected node.
+  if (MIsNeedChainEdge(AA, MFI, SUa->getInstr(), SUb->getInstr())) {
+    SDep Dep(SUa, isNormalMemory ? SDep::MayAliasMem : SDep::Barrier);
+    Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
+    SUb->addPred(Dep);
+  }
+  else {
+    // Duplicate entries should be ignored.
+    RejectList.insert(SUb);
+    DEBUG(dbgs() << "\tReject chain dep between SU("
+          << SUa->NodeNum << ") and SU("
+          << SUb->NodeNum << ")\n");
+  }
 }
 
 /// Create an SUnit for each real instruction, numbered in top-down toplological
@@ -484,7 +692,7 @@ void ScheduleDAGInstrs::addVRegUseDeps(SUnit *SU, unsigned OperIdx) {
 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;
@@ -498,80 +706,119 @@ void ScheduleDAGInstrs::initSUnits() {
     SU->isCommutable = MI->isCommutable();
 
     // Assign the Latency field of SU using target-provided information.
-    if (UnitLatencies)
-      SU->Latency = 1;
-    else
-      computeLatency(SU);
+    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
-  std::map<const Value *, SUnit *> AliasMemDefs, NonAliasMemDefs;
-  std::map<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");
-  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
-  // 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 *PrevMI = NULL;
+  MachineInstr *DbgMI = nullptr;
   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;
+    MachineInstr *MI = std::prev(MII);
+    if (MI && DbgMI) {
+      DbgValues.push_back(std::make_pair(DbgMI, MI));
+      DbgMI = nullptr;
     }
 
     if (MI->isDebugValue()) {
-      PrevMI = MI;
+      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;
     for (unsigned j = 0, n = MI->getNumOperands(); j != n; ++j) {
       const MachineOperand &MO = MI->getOperand(j);
       if (!MO.isReg()) continue;
@@ -582,12 +829,26 @@ 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
@@ -598,146 +859,199 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
     // after stack slots are lowered to actual addresses.
     // TODO: Use an AliasAnalysis and do real alias-analysis queries, and
     // produce more precise dependence information.
-#define STORE_LOAD_LATENCY 1
-    unsigned TrueMemOrderLatency = 0;
-    if (MI->isCall() || MI->hasUnmodeledSideEffects() ||
-        (MI->hasVolatileMemoryRef() &&
-         (!MI->mayLoad() || !MI->isInvariantLoad(AA)))) {
+    unsigned TrueMemOrderLatency = MI->mayStore() ? 1 : 0;
+    if (isGlobalMemoryObject(AA, MI)) {
       // Be conservative with these and add dependencies on all memory
       // references, even those that are known to not alias.
-      for (std::map<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::Order, /*Latency=*/0));
+        for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i) {
+          I->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
+        }
       }
-      for (std::map<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)
-          I->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, TrueMemOrderLatency));
+        for (unsigned i = 0, e = I->second.size(); i != e; ++i) {
+          SDep Dep(SU, SDep::Barrier);
+          Dep.setLatency(TrueMemOrderLatency);
+          I->second[i]->addPred(Dep);
+        }
       }
-      NonAliasMemDefs.clear();
-      NonAliasMemUses.clear();
       // Add SU to the barrier chain.
       if (BarrierChain)
-        BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+        BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
       BarrierChain = SU;
+      // This is a barrier event that acts as a pivotal node in the DAG,
+      // so it is safe to clear list of exposed nodes.
+      adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                      TrueMemOrderLatency);
+      RejectMemNodes.clear();
+      NonAliasMemDefs.clear();
+      NonAliasMemUses.clear();
 
       // fall-through
     new_alias_chain:
       // Chain all possibly aliasing memory references though SU.
-      if (AliasChain)
-        AliasChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+      if (AliasChain) {
+        unsigned ChainLatency = 0;
+        if (AliasChain->getInstr()->mayLoad())
+          ChainLatency = TrueMemOrderLatency;
+        addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes,
+                           ChainLatency);
+      }
       AliasChain = SU;
       for (unsigned k = 0, m = PendingLoads.size(); k != m; ++k)
-        PendingLoads[k]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, TrueMemOrderLatency));
-      for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I = AliasMemDefs.begin(),
-           E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I) {
-        I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+        addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+                           TrueMemOrderLatency);
+      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 (std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+      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)
-          I->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, TrueMemOrderLatency));
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, I->second[i], RejectMemNodes,
+                             TrueMemOrderLatency);
       }
+      adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes,
+                      TrueMemOrderLatency);
       PendingLoads.clear();
       AliasMemDefs.clear();
       AliasMemUses.clear();
     } else if (MI->mayStore()) {
-      bool MayAlias = true;
-      TrueMemOrderLatency = STORE_LOAD_LATENCY;
-      if (const Value *V = getUnderlyingObjectForInstr(MI, MFI, MayAlias)) {
+      UnderlyingObjectsVector Objs;
+      getUnderlyingObjectsForInstr(MI, MFI, Objs);
+
+      if (Objs.empty()) {
+        // Treat all other stores conservatively.
+        goto new_alias_chain;
+      }
+
+      bool MayAlias = false;
+      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.
-        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
-          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
-        std::map<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
-          ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator IE =
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
         if (I != IE) {
-          I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0, /*Reg=*/0,
-                                  /*isNormalMemory=*/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 (MayAlias)
-            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.
-        std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
-          ((MayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
-        std::map<const Value *, std::vector<SUnit *> >::iterator JE =
-          ((MayAlias) ? AliasMemUses.end() : NonAliasMemUses.end());
+        MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator J =
+          ((ThisMayAlias) ? AliasMemUses.find(V) : NonAliasMemUses.find(V));
+        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)
-            J->second[i]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, TrueMemOrderLatency,
-                                       /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/true));
+            addChainDependency(AAForDep, 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)
-            PendingLoads[k]->addPred(SDep(SU, SDep::Order, TrueMemOrderLatency));
-          // Add dependence on alias chain, if needed.
-          if (AliasChain)
-            AliasChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
-        }
-        // Add dependence on barrier chain, if needed.
-        if (BarrierChain)
-          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
-      } else {
-        // Treat all other stores conservatively.
-        goto new_alias_chain;
       }
-
-      if (!ExitSU.isPred(SU))
-        // Push store's up a bit to avoid them getting in between cmp
-        // and branches.
-        ExitSU.addPred(SDep(SU, SDep::Order, 0,
-                            /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
-                            /*isMustAlias=*/false,
-                            /*isArtificial=*/true));
+      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(AAForDep, MFI, SU, PendingLoads[k], RejectMemNodes,
+                             TrueMemOrderLatency);
+        // Add dependence on alias chain, if needed.
+        if (AliasChain)
+          addChainDependency(AAForDep, 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 if (MI->mayLoad()) {
       bool MayAlias = true;
-      TrueMemOrderLatency = 0;
       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.
-          std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
-            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
-          std::map<const Value *, SUnit *>::iterator IE =
-            ((MayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
-          if (I != IE)
-            I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0, /*Reg=*/0,
-                                    /*isNormalMemory=*/true));
-          if (MayAlias)
-            AliasMemUses[V].push_back(SU);
-          else
-            NonAliasMemUses[V].push_back(SU);
-        } else {
+        UnderlyingObjectsVector Objs;
+        getUnderlyingObjectsForInstr(MI, MFI, Objs);
+
+        if (Objs.empty()) {
           // A load with no underlying object. Depend on all
           // potentially aliasing stores.
-          for (std::map<const Value *, SUnit *>::iterator I =
+          for (MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
                  AliasMemDefs.begin(), E = AliasMemDefs.end(); I != E; ++I)
-            I->second->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+            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;
+        } else {
+          MayAlias = false;
         }
 
+        for (UnderlyingObjectsVector::iterator
+             J = Objs.begin(), JE = Objs.end(); J != JE; ++J) {
+          ValueType V = J->getPointer();
+          bool ThisMayAlias = J->getInt();
+
+          if (ThisMayAlias)
+            MayAlias = true;
+
+          // A load from a specific PseudoSourceValue. Add precise dependencies.
+          MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator I =
+            ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.find(V) : NonAliasMemDefs.find(V));
+          MapVector<ValueType, std::vector<SUnit *> >::iterator IE =
+            ((ThisMayAlias) ? AliasMemDefs.end() : NonAliasMemDefs.end());
+          if (I != IE)
+            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
+            NonAliasMemUses[V].push_back(SU);
+        }
+        if (MayAlias)
+          adjustChainDeps(AA, MFI, SU, &ExitSU, RejectMemNodes, /*Latency=*/0);
         // Add dependencies on alias and barrier chains, if needed.
         if (MayAlias && AliasChain)
-          AliasChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+          addChainDependency(AAForDep, MFI, SU, AliasChain, RejectMemNodes);
         if (BarrierChain)
-          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Order, /*Latency=*/0));
+          BarrierChain->addPred(SDep(SU, SDep::Barrier));
       }
     }
   }
-  if (PrevMI)
-    FirstDbgValue = PrevMI;
+  if (DbgMI)
+    FirstDbgValue = DbgMI;
 
   Defs.clear();
   Uses.clear();
@@ -745,81 +1059,149 @@ void ScheduleDAGInstrs::buildSchedGraph(AliasAnalysis *AA,
   PendingLoads.clear();
 }
 
-void ScheduleDAGInstrs::computeLatency(SUnit *SU) {
-  // Compute the latency for the node.
-  if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty()) {
-    SU->Latency = 1;
+/// \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);
+    }
+  }
+}
 
-    // Simplistic target-independent heuristic: assume that loads take
-    // extra time.
-    if (SU->getInstr()->mayLoad())
-      SU->Latency += 2;
-  } else {
-    SU->Latency = TII->getInstrLatency(InstrItins, SU->getInstr());
+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;
 }
 
-void ScheduleDAGInstrs::computeOperandLatency(SUnit *Def, SUnit *Use,
-                                              SDep& dep) const {
-  if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty())
-    return;
+// FIXME: Reuse the LivePhysRegs utility for this.
+void ScheduleDAGInstrs::fixupKills(MachineBasicBlock *MBB) {
+  DEBUG(dbgs() << "Fixup kills for BB#" << MBB->getNumber() << '\n');
 
-  // For a data dependency with a known register...
-  if ((dep.getKind() != SDep::Data) || (dep.getReg() == 0))
-    return;
+  LiveRegs.resize(TRI->getNumRegs());
+  BitVector killedRegs(TRI->getNumRegs());
 
-  const unsigned Reg = dep.getReg();
-
-  // ... find the definition of the register in the defining
-  // instruction
-  MachineInstr *DefMI = Def->getInstr();
-  int DefIdx = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(Reg);
-  if (DefIdx != -1) {
-    const MachineOperand &MO = DefMI->getOperand(DefIdx);
-    if (MO.isReg() && MO.isImplicit() &&
-        DefIdx >= (int)DefMI->getDesc().getNumOperands()) {
-      // This is an implicit def, getOperandLatency() won't return the correct
-      // latency. e.g.
-      //   %D6<def>, %D7<def> = VLD1q16 %R2<kill>, 0, ..., %Q3<imp-def>
-      //   %Q1<def> = VMULv8i16 %Q1<kill>, %Q3<kill>, ...
-      // What we want is to compute latency between def of %D6/%D7 and use of
-      // %Q3 instead.
-      unsigned Op2 = DefMI->findRegisterDefOperandIdx(Reg, false, true, TRI);
-      if (DefMI->getOperand(Op2).isReg())
-        DefIdx = Op2;
+  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);
     }
-    MachineInstr *UseMI = Use->getInstr();
-    // For all uses of the register, calculate the maxmimum latency
-    int Latency = -1;
-    if (UseMI) {
-      for (unsigned i = 0, e = UseMI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
-        const MachineOperand &MO = UseMI->getOperand(i);
-        if (!MO.isReg() || !MO.isUse())
-          continue;
-        unsigned MOReg = MO.getReg();
-        if (MOReg != Reg)
-          continue;
 
-        int UseCycle = TII->getOperandLatency(InstrItins, DefMI, DefIdx,
-                                              UseMI, i);
-        Latency = std::max(Latency, UseCycle);
+    // 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);
       }
-    } else {
-      // UseMI is null, then it must be a scheduling barrier.
-      if (!InstrItins || InstrItins->isEmpty())
-        return;
-      unsigned DefClass = DefMI->getDesc().getSchedClass();
-      Latency = InstrItins->getOperandCycle(DefClass, DefIdx);
+
+      if (MO.isKill() != kill) {
+        DEBUG(dbgs() << "Fixing " << MO << " in ");
+        // Warning: toggleKillFlag may invalidate MO.
+        toggleKillFlag(MI, MO);
+        DEBUG(MI->dump());
+      }
+
+      killedRegs.set(Reg);
     }
 
-    // If we found a latency, then replace the existing dependence latency.
-    if (Latency >= 0)
-      dep.setLatency(Latency);
+    // 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();
+#endif
 }
 
 std::string ScheduleDAGInstrs::getGraphNodeLabel(const SUnit *SU) const {
@@ -830,7 +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();
 }
 
@@ -839,3 +1221,321 @@ std::string ScheduleDAGInstrs::getGraphNodeLabel(const SUnit *SU) const {
 std::string ScheduleDAGInstrs::getDAGName() const {
   return "dag." + BB->getFullName();
 }
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// SchedDFSResult Implementation
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+namespace llvm {
+/// \brief Internal state used to compute SchedDFSResult.
+class SchedDFSImpl {
+  SchedDFSResult &R;
+
+  /// Join DAG nodes into equivalence classes by their subtree.
+  IntEqClasses SubtreeClasses;
+  /// 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.DFSNodeData.size()) {
+    RootSet.setUniverse(R.DFSNodeData.size());
+  }
+
+  /// 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.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.DFSNodeData[SU->NodeNum].InstrCount =
+      SU->getInstr()->isTransient() ? 0 : 1;
+  }
+
+  /// 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;
+  }
+
+  /// 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);
+  }
+
+  /// Add a connection for cross edges.
+  void visitCrossEdge(const SDep &PredDep, const SUnit *Succ) {
+    ConnectionPairs.push_back(std::make_pair(PredDep.getSUnit(), Succ));
+  }
+
+  /// Set each node's subtree ID to the representative ID and record connections
+  /// 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.DFSNodeData.size(); Idx != End; ++Idx) {
+      R.DFSNodeData[Idx].SubtreeID = SubtreeClasses[Idx];
+      DEBUG(dbgs() << "  SU(" << Idx << ") in tree "
+            << R.DFSNodeData[Idx].SubtreeID << '\n');
+    }
+    for (std::vector<std::pair<const SUnit*, const SUnit*> >::const_iterator
+           I = ConnectionPairs.begin(), E = ConnectionPairs.end();
+         I != E; ++I) {
+      unsigned PredTree = SubtreeClasses[I->first->NodeNum];
+      unsigned SuccTree = SubtreeClasses[I->second->NodeNum];
+      if (PredTree == SuccTree)
+        continue;
+      unsigned Depth = I->first->getDepth();
+      addConnection(PredTree, SuccTree, Depth);
+      addConnection(SuccTree, PredTree, Depth);
+    }
+  }
+
+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;
+
+    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));
+      FromTree = R.DFSTreeData[FromTree].ParentTreeID;
+    } while (FromTree != SchedDFSResult::InvalidSubtreeID);
+  }
+};
+} // namespace llvm
+
+namespace {
+/// \brief Manage the stack used by a reverse depth-first search over the DAG.
+class SchedDAGReverseDFS {
+  std::vector<std::pair<const SUnit*, SUnit::const_pred_iterator> > DFSStack;
+public:
+  bool isComplete() const { return DFSStack.empty(); }
+
+  void follow(const SUnit *SU) {
+    DFSStack.push_back(std::make_pair(SU, SU->Preds.begin()));
+  }
+  void advance() { ++DFSStack.back().second; }
+
+  const SDep *backtrack() {
+    DFSStack.pop_back();
+    return DFSStack.empty() ? nullptr : std::prev(DFSStack.back().second);
+  }
+
+  const SUnit *getCurr() const { return DFSStack.back().first; }
+
+  SUnit::const_pred_iterator getPred() const { return DFSStack.back().second; }
+
+  SUnit::const_pred_iterator getPredEnd() const {
+    return getCurr()->Preds.end();
+  }
+};
+} // 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> SUnits) {
+  if (!IsBottomUp)
+    llvm_unreachable("Top-down ILP metric is unimplemnted");
+
+  SchedDFSImpl Impl(*this);
+  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(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();
+        // 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.visitCrossEdge(PredDep, DFS.getCurr());
+          continue;
+        }
+        Impl.visitPreorder(PredDep.getSUnit());
+        DFS.follow(PredDep.getSUnit());
+      }
+      // Visit the top of the stack in postorder and backtrack.
+      const SUnit *Child = DFS.getCurr();
+      const SDep *PredDep = DFS.backtrack();
+      Impl.visitPostorderNode(Child);
+      if (PredDep)
+        Impl.visitPostorderEdge(*PredDep, DFS.getCurr());
+      if (DFS.isComplete())
+        break;
+    }
+  }
+  Impl.finalize();
+}
+
+/// The root of the given SubtreeID was just scheduled. For all subtrees
+/// connected to this tree, record the depth of the connection so that the
+/// nearest connected subtrees can be prioritized.
+void SchedDFSResult::scheduleTree(unsigned SubtreeID) {
+  for (SmallVectorImpl<Connection>::const_iterator
+         I = SubtreeConnections[SubtreeID].begin(),
+         E = SubtreeConnections[SubtreeID].end(); I != E; ++I) {
+    SubtreeConnectLevels[I->TreeID] =
+      std::max(SubtreeConnectLevels[I->TreeID], I->Level);
+    DEBUG(dbgs() << "  Tree: " << I->TreeID
+          << " @" << SubtreeConnectLevels[I->TreeID] << '\n');
+  }
+}
+
+LLVM_DUMP_METHOD
+void ILPValue::print(raw_ostream &OS) const {
+  OS << InstrCount << " / " << Length << " = ";
+  if (!Length)
+    OS << "BADILP";
+  else
+    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