lib/CodeGen/PostRASchedulerList.cpp

   1 //===----- SchedulePostRAList.cpp - list scheduler ------------------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This implements a top-down list scheduler, using standard algorithms.
  11 // The basic approach uses a priority queue of available nodes to schedule.
  12 // One at a time, nodes are taken from the priority queue (thus in priority
  13 // order), checked for legality to schedule, and emitted if legal.
  14 //
  15 // Nodes may not be legal to schedule either due to structural hazards (e.g.
  16 // pipeline or resource constraints) or because an input to the instruction has
  17 // not completed execution.
  18 //
  19 //===----------------------------------------------------------------------===//
  20
  21 #define DEBUG_TYPE "post-RA-sched"
  22 #include "AntiDepBreaker.h"
  23 #include "AggressiveAntiDepBreaker.h"
  24 #include "CriticalAntiDepBreaker.h"
  25 #include "RegisterClassInfo.h"
  26 #include "ScheduleDAGInstrs.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/LatencyPriorityQueue.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  33 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
  34 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  35 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
  36 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
  38 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  39 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  40 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  41 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  42 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  43 #include "llvm/Support/Debug.h"
  44 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  45 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  46 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  47 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  48 #include <set>
  49 using namespace llvm;
  50
  51 STATISTIC(NumNoops, "Number of noops inserted");
  52 STATISTIC(NumStalls, "Number of pipeline stalls");
  53 STATISTIC(NumFixedAnti, "Number of fixed anti-dependencies");
  54
  55 // Post-RA scheduling is enabled with
  56 // TargetSubtargetInfo.enablePostRAScheduler(). This flag can be used to
  57 // override the target.
  58 static cl::opt<bool>
  59 EnablePostRAScheduler("post-RA-scheduler",
  60                        cl::desc("Enable scheduling after register allocation"),
  61                        cl::init(false), cl::Hidden);
  62 static cl::opt<std::string>
  63 EnableAntiDepBreaking("break-anti-dependencies",
  64                       cl::desc("Break post-RA scheduling anti-dependencies: "
  65                                "\"critical\", \"all\", or \"none\""),
  66                       cl::init("none"), cl::Hidden);
  67
  68 // If DebugDiv > 0 then only schedule MBB with (ID % DebugDiv) == DebugMod
  69 static cl::opt<int>
  70 DebugDiv("postra-sched-debugdiv",
  71                       cl::desc("Debug control MBBs that are scheduled"),
  72                       cl::init(0), cl::Hidden);
  73 static cl::opt<int>
  74 DebugMod("postra-sched-debugmod",
  75                       cl::desc("Debug control MBBs that are scheduled"),
  76                       cl::init(0), cl::Hidden);
  77
  78 AntiDepBreaker::~AntiDepBreaker() { }
  79
  80 namespace {
  81   class PostRAScheduler : public MachineFunctionPass {
  82     AliasAnalysis *AA;
  83     const TargetInstrInfo *TII;
  84     RegisterClassInfo RegClassInfo;
  85     CodeGenOpt::Level OptLevel;
  86
  87   public:
  88     static char ID;
  89     PostRAScheduler(CodeGenOpt::Level ol) :
  90       MachineFunctionPass(ID), OptLevel(ol) {}
  91
  92     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
  93       AU.setPreservesCFG();
  94       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
  95       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
  96       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
  97       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
  98       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
  99       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 100     }
 101
 102     const char *getPassName() const {
 103       return "Post RA top-down list latency scheduler";
 104     }
 105
 106     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn);
 107   };
 108   char PostRAScheduler::ID = 0;
 109
 110   class SchedulePostRATDList : public ScheduleDAGInstrs {
 111     /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
 112     ///
 113     LatencyPriorityQueue AvailableQueue;
 114
 115     /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
 116     /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
 117     /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
 118     /// added to the AvailableQueue.
 119     std::vector<SUnit*> PendingQueue;
 120
 121     /// Topo - A topological ordering for SUnits.
 122     ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
 123
 124     /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
 125     ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
 126
 127     /// AntiDepBreak - Anti-dependence breaking object, or NULL if none
 128     AntiDepBreaker *AntiDepBreak;
 129
 130     /// AA - AliasAnalysis for making memory reference queries.
 131     AliasAnalysis *AA;
 132
 133     /// KillIndices - The index of the most recent kill (proceding bottom-up),
 134     /// or ~0u if the register is not live.
 135     std::vector<unsigned> KillIndices;
 136
 137   public:
 138     SchedulePostRATDList(
 139       MachineFunction &MF, MachineLoopInfo &MLI, MachineDominatorTree &MDT,
 140       AliasAnalysis *AA, const RegisterClassInfo&,
 141       TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode AntiDepMode,
 142       SmallVectorImpl<TargetRegisterClass*> &CriticalPathRCs);
 143
 144     ~SchedulePostRATDList();
 145
 146     /// StartBlock - Initialize register live-range state for scheduling in
 147     /// this block.
 148     ///
 149     void StartBlock(MachineBasicBlock *BB);
 150
 151     /// Schedule - Schedule the instruction range using list scheduling.
 152     ///
 153     void Schedule();
 154
 155     /// Observe - Update liveness information to account for the current
 156     /// instruction, which will not be scheduled.
 157     ///
 158     void Observe(MachineInstr *MI, unsigned Count);
 159
 160     /// FinishBlock - Clean up register live-range state.
 161     ///
 162     void FinishBlock();
 163
 164     /// FixupKills - Fix register kill flags that have been made
 165     /// invalid due to scheduling
 166     ///
 167     void FixupKills(MachineBasicBlock *MBB);
 168
 169   private:
 170     void ReleaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge);
 171     void ReleaseSuccessors(SUnit *SU);
 172     void ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle);
 173     void ListScheduleTopDown();
 174     void StartBlockForKills(MachineBasicBlock *BB);
 175
 176     // ToggleKillFlag - Toggle a register operand kill flag. Other
 177     // adjustments may be made to the instruction if necessary. Return
 178     // true if the operand has been deleted, false if not.
 179     bool ToggleKillFlag(MachineInstr *MI, MachineOperand &MO);
 180   };
 181 }
 182
 183 SchedulePostRATDList::SchedulePostRATDList(
 184   MachineFunction &MF, MachineLoopInfo &MLI, MachineDominatorTree &MDT,
 185   AliasAnalysis *AA, const RegisterClassInfo &RCI,
 186   TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode AntiDepMode,
 187   SmallVectorImpl<TargetRegisterClass*> &CriticalPathRCs)
 188   : ScheduleDAGInstrs(MF, MLI, MDT), Topo(SUnits), AA(AA),
 189     KillIndices(TRI->getNumRegs())
 190 {
 191   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
 192   const InstrItineraryData *InstrItins = TM.getInstrItineraryData();
 193   HazardRec =
 194     TM.getInstrInfo()->CreateTargetPostRAHazardRecognizer(InstrItins, this);
 195   AntiDepBreak =
 196     ((AntiDepMode == TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_ALL) ?
 197      (AntiDepBreaker *)new AggressiveAntiDepBreaker(MF, RCI, CriticalPathRCs) :
 198      ((AntiDepMode == TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_CRITICAL) ?
 199       (AntiDepBreaker *)new CriticalAntiDepBreaker(MF, RCI) : NULL));
 200 }
 201
 202 SchedulePostRATDList::~SchedulePostRATDList() {
 203   delete HazardRec;
 204   delete AntiDepBreak;
 205 }
 206
 207 bool PostRAScheduler::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 208   TII = Fn.getTarget().getInstrInfo();
 209   MachineLoopInfo &MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
 210   MachineDominatorTree &MDT = getAnalysis<MachineDominatorTree>();
 211   AliasAnalysis *AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
 212   RegClassInfo.runOnMachineFunction(Fn);
 213
 214   // Check for explicit enable/disable of post-ra scheduling.
 215   TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode AntiDepMode = TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_NONE;
 216   SmallVector<TargetRegisterClass*, 4> CriticalPathRCs;
 217   if (EnablePostRAScheduler.getPosition() > 0) {
 218     if (!EnablePostRAScheduler)
 219       return false;
 220   } else {
 221     // Check that post-RA scheduling is enabled for this target.
 222     // This may upgrade the AntiDepMode.
 223     const TargetSubtargetInfo &ST = Fn.getTarget().getSubtarget<TargetSubtargetInfo>();
 224     if (!ST.enablePostRAScheduler(OptLevel, AntiDepMode, CriticalPathRCs))
 225       return false;
 226   }
 227
 228   // Check for antidep breaking override...
 229   if (EnableAntiDepBreaking.getPosition() > 0) {
 230     AntiDepMode = (EnableAntiDepBreaking == "all")
 231       ? TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_ALL
 232       : ((EnableAntiDepBreaking == "critical")
 233          ? TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_CRITICAL
 234          : TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_NONE);
 235   }
 236
 237   DEBUG(dbgs() << "PostRAScheduler\n");
 238
 239   SchedulePostRATDList Scheduler(Fn, MLI, MDT, AA, RegClassInfo, AntiDepMode,
 240                                  CriticalPathRCs);
 241
 242   // Loop over all of the basic blocks
 243   for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), MBBe = Fn.end();
 244        MBB != MBBe; ++MBB) {
 245 #ifndef NDEBUG
 246     // If DebugDiv > 0 then only schedule MBB with (ID % DebugDiv) == DebugMod
 247     if (DebugDiv > 0) {
 248       static int bbcnt = 0;
 249       if (bbcnt++ % DebugDiv != DebugMod)
 250         continue;
 251       dbgs() << "*** DEBUG scheduling " << Fn.getFunction()->getNameStr() <<
 252         ":BB#" << MBB->getNumber() << " ***\n";
 253     }
 254 #endif
 255
 256     // Initialize register live-range state for scheduling in this block.
 257     Scheduler.StartBlock(MBB);
 258
 259     // Schedule each sequence of instructions not interrupted by a label
 260     // or anything else that effectively needs to shut down scheduling.
 261     MachineBasicBlock::iterator Current = MBB->end();
 262     unsigned Count = MBB->size(), CurrentCount = Count;
 263     for (MachineBasicBlock::iterator I = Current; I != MBB->begin(); ) {
 264       MachineInstr *MI = llvm::prior(I);
 265       if (TII->isSchedulingBoundary(MI, MBB, Fn)) {
 266         Scheduler.Run(MBB, I, Current, CurrentCount);
 267         Scheduler.EmitSchedule();
 268         Current = MI;
 269         CurrentCount = Count - 1;
 270         Scheduler.Observe(MI, CurrentCount);
 271       }
 272       I = MI;
 273       --Count;
 274     }
 275     assert(Count == 0 && "Instruction count mismatch!");
 276     assert((MBB->begin() == Current || CurrentCount != 0) &&
 277            "Instruction count mismatch!");
 278     Scheduler.Run(MBB, MBB->begin(), Current, CurrentCount);
 279     Scheduler.EmitSchedule();
 280
 281     // Clean up register live-range state.
 282     Scheduler.FinishBlock();
 283
 284     // Update register kills
 285     Scheduler.FixupKills(MBB);
 286   }
 287
 288   return true;
 289 }
 290
 291 /// StartBlock - Initialize register live-range state for scheduling in
 292 /// this block.
 293 ///
 294 void SchedulePostRATDList::StartBlock(MachineBasicBlock *BB) {
 295   // Call the superclass.
 296   ScheduleDAGInstrs::StartBlock(BB);
 297
 298   // Reset the hazard recognizer and anti-dep breaker.
 299   HazardRec->Reset();
 300   if (AntiDepBreak != NULL)
 301     AntiDepBreak->StartBlock(BB);
 302 }
 303
 304 /// Schedule - Schedule the instruction range using list scheduling.
 305 ///
 306 void SchedulePostRATDList::Schedule() {
 307   // Build the scheduling graph.
 308   BuildSchedGraph(AA);
 309
 310   if (AntiDepBreak != NULL) {
 311     unsigned Broken =
 312       AntiDepBreak->BreakAntiDependencies(SUnits, Begin, InsertPos,
 313                                           InsertPosIndex, DbgValues);
 314
 315     if (Broken != 0) {
 316       // We made changes. Update the dependency graph.
 317       // Theoretically we could update the graph in place:
 318       // When a live range is changed to use a different register, remove
 319       // the def's anti-dependence *and* output-dependence edges due to
 320       // that register, and add new anti-dependence and output-dependence
 321       // edges based on the next live range of the register.
 322       SUnits.clear();
 323       Sequence.clear();
 324       EntrySU = SUnit();
 325       ExitSU = SUnit();
 326       BuildSchedGraph(AA);
 327
 328       NumFixedAnti += Broken;
 329     }
 330   }
 331
 332   DEBUG(dbgs() << "********** List Scheduling **********\n");
 333   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
 334           SUnits[su].dumpAll(this));
 335
 336   AvailableQueue.initNodes(SUnits);
 337   ListScheduleTopDown();
 338   AvailableQueue.releaseState();
 339 }
 340
 341 /// Observe - Update liveness information to account for the current
 342 /// instruction, which will not be scheduled.
 343 ///
 344 void SchedulePostRATDList::Observe(MachineInstr *MI, unsigned Count) {
 345   if (AntiDepBreak != NULL)
 346     AntiDepBreak->Observe(MI, Count, InsertPosIndex);
 347 }
 348
 349 /// FinishBlock - Clean up register live-range state.
 350 ///
 351 void SchedulePostRATDList::FinishBlock() {
 352   if (AntiDepBreak != NULL)
 353     AntiDepBreak->FinishBlock();
 354
 355   // Call the superclass.
 356   ScheduleDAGInstrs::FinishBlock();
 357 }
 358
 359 /// StartBlockForKills - Initialize register live-range state for updating kills
 360 ///
 361 void SchedulePostRATDList::StartBlockForKills(MachineBasicBlock *BB) {
 362   // Initialize the indices to indicate that no registers are live.
 363   for (unsigned i = 0; i < TRI->getNumRegs(); ++i)
 364     KillIndices[i] = ~0u;
 365
 366   // Determine the live-out physregs for this block.
 367   if (!BB->empty() && BB->back().getDesc().isReturn()) {
 368     // In a return block, examine the function live-out regs.
 369     for (MachineRegisterInfo::liveout_iterator I = MRI.liveout_begin(),
 370            E = MRI.liveout_end(); I != E; ++I) {
 371       unsigned Reg = *I;
 372       KillIndices[Reg] = BB->size();
 373       // Repeat, for all subregs.
 374       for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 375            *Subreg; ++Subreg) {
 376         KillIndices[*Subreg] = BB->size();
 377       }
 378     }
 379   }
 380   else {
 381     // In a non-return block, examine the live-in regs of all successors.
 382     for (MachineBasicBlock::succ_iterator SI = BB->succ_begin(),
 383            SE = BB->succ_end(); SI != SE; ++SI) {
 384       for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = (*SI)->livein_begin(),
 385              E = (*SI)->livein_end(); I != E; ++I) {
 386         unsigned Reg = *I;
 387         KillIndices[Reg] = BB->size();
 388         // Repeat, for all subregs.
 389         for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 390              *Subreg; ++Subreg) {
 391           KillIndices[*Subreg] = BB->size();
 392         }
 393       }
 394     }
 395   }
 396 }
 397
 398 bool SchedulePostRATDList::ToggleKillFlag(MachineInstr *MI,
 399                                           MachineOperand &MO) {
 400   // Setting kill flag...
 401   if (!MO.isKill()) {
 402     MO.setIsKill(true);
 403     return false;
 404   }
 405
 406   // If MO itself is live, clear the kill flag...
 407   if (KillIndices[MO.getReg()] != ~0u) {
 408     MO.setIsKill(false);
 409     return false;
 410   }
 411
 412   // If any subreg of MO is live, then create an imp-def for that
 413   // subreg and keep MO marked as killed.
 414   MO.setIsKill(false);
 415   bool AllDead = true;
 416   const unsigned SuperReg = MO.getReg();
 417   for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(SuperReg);
 418        *Subreg; ++Subreg) {
 419     if (KillIndices[*Subreg] != ~0u) {
 420       MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(*Subreg,
 421                                                true  /*IsDef*/,
 422                                                true  /*IsImp*/,
 423                                                false /*IsKill*/,
 424                                                false /*IsDead*/));
 425       AllDead = false;
 426     }
 427   }
 428
 429   if(AllDead)
 430     MO.setIsKill(true);
 431   return false;
 432 }
 433
 434 /// FixupKills - Fix the register kill flags, they may have been made
 435 /// incorrect by instruction reordering.
 436 ///
 437 void SchedulePostRATDList::FixupKills(MachineBasicBlock *MBB) {
 438   DEBUG(dbgs() << "Fixup kills for BB#" << MBB->getNumber() << '\n');
 439
 440   std::set<unsigned> killedRegs;
 441   BitVector ReservedRegs = TRI->getReservedRegs(MF);
 442
 443   StartBlockForKills(MBB);
 444
 445   // Examine block from end to start...
 446   unsigned Count = MBB->size();
 447   for (MachineBasicBlock::iterator I = MBB->end(), E = MBB->begin();
 448        I != E; --Count) {
 449     MachineInstr *MI = --I;
 450     if (MI->isDebugValue())
 451       continue;
 452
 453     // Update liveness.  Registers that are defed but not used in this
 454     // instruction are now dead. Mark register and all subregs as they
 455     // are completely defined.
 456     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 457       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 458       if (!MO.isReg()) continue;
 459       unsigned Reg = MO.getReg();
 460       if (Reg == 0) continue;
 461       if (!MO.isDef()) continue;
 462       // Ignore two-addr defs.
 463       if (MI->isRegTiedToUseOperand(i)) continue;
 464
 465       KillIndices[Reg] = ~0u;
 466
 467       // Repeat for all subregs.
 468       for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 469            *Subreg; ++Subreg) {
 470         KillIndices[*Subreg] = ~0u;
 471       }
 472     }
 473
 474     // Examine all used registers and set/clear kill flag. When a
 475     // register is used multiple times we only set the kill flag on
 476     // the first use.
 477     killedRegs.clear();
 478     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 479       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 480       if (!MO.isReg() || !MO.isUse()) continue;
 481       unsigned Reg = MO.getReg();
 482       if ((Reg == 0) || ReservedRegs.test(Reg)) continue;
 483
 484       bool kill = false;
 485       if (killedRegs.find(Reg) == killedRegs.end()) {
 486         kill = true;
 487         // A register is not killed if any subregs are live...
 488         for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 489              *Subreg; ++Subreg) {
 490           if (KillIndices[*Subreg] != ~0u) {
 491             kill = false;
 492             break;
 493           }
 494         }
 495
 496         // If subreg is not live, then register is killed if it became
 497         // live in this instruction
 498         if (kill)
 499           kill = (KillIndices[Reg] == ~0u);
 500       }
 501
 502       if (MO.isKill() != kill) {
 503         DEBUG(dbgs() << "Fixing " << MO << " in ");
 504         // Warning: ToggleKillFlag may invalidate MO.
 505         ToggleKillFlag(MI, MO);
 506         DEBUG(MI->dump());
 507       }
 508
 509       killedRegs.insert(Reg);
 510     }
 511
 512     // Mark any used register (that is not using undef) and subregs as
 513     // now live...
 514     for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 515       MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
 516       if (!MO.isReg() || !MO.isUse() || MO.isUndef()) continue;
 517       unsigned Reg = MO.getReg();
 518       if ((Reg == 0) || ReservedRegs.test(Reg)) continue;
 519
 520       KillIndices[Reg] = Count;
 521
 522       for (const unsigned *Subreg = TRI->getSubRegisters(Reg);
 523            *Subreg; ++Subreg) {
 524         KillIndices[*Subreg] = Count;
 525       }
 526     }
 527   }
 528 }
 529
 530 //===----------------------------------------------------------------------===//
 531 //  Top-Down Scheduling
 532 //===----------------------------------------------------------------------===//
 533
 534 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. Add it to
 535 /// the PendingQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
 536 void SchedulePostRATDList::ReleaseSucc(SUnit *SU, SDep *SuccEdge) {
 537   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
 538
 539 #ifndef NDEBUG
 540   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
 541     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
 542     SuccSU->dump(this);
 543     dbgs() << " has been released too many times!\n";
 544     llvm_unreachable(0);
 545   }
 546 #endif
 547   --SuccSU->NumPredsLeft;
 548
 549   // Standard scheduler algorithms will recompute the depth of the successor
 550   // here as such:
 551   //   SuccSU->setDepthToAtLeast(SU->getDepth() + SuccEdge->getLatency());
 552   //
 553   // However, we lazily compute node depth instead. Note that
 554   // ScheduleNodeTopDown has already updated the depth of this node which causes
 555   // all descendents to be marked dirty. Setting the successor depth explicitly
 556   // here would cause depth to be recomputed for all its ancestors. If the
 557   // successor is not yet ready (because of a transitively redundant edge) then
 558   // this causes depth computation to be quadratic in the size of the DAG.
 559
 560   // If all the node's predecessors are scheduled, this node is ready
 561   // to be scheduled. Ignore the special ExitSU node.
 562   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU)
 563     PendingQueue.push_back(SuccSU);
 564 }
 565
 566 /// ReleaseSuccessors - Call ReleaseSucc on each of SU's successors.
 567 void SchedulePostRATDList::ReleaseSuccessors(SUnit *SU) {
 568   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 569        I != E; ++I) {
 570     ReleaseSucc(SU, &*I);
 571   }
 572 }
 573
 574 /// ScheduleNodeTopDown - Add the node to the schedule. Decrement the pending
 575 /// count of its successors. If a successor pending count is zero, add it to
 576 /// the Available queue.
 577 void SchedulePostRATDList::ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
 578   DEBUG(dbgs() << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
 579   DEBUG(SU->dump(this));
 580
 581   Sequence.push_back(SU);
 582   assert(CurCycle >= SU->getDepth() &&
 583          "Node scheduled above its depth!");
 584   SU->setDepthToAtLeast(CurCycle);
 585
 586   ReleaseSuccessors(SU);
 587   SU->isScheduled = true;
 588   AvailableQueue.ScheduledNode(SU);
 589 }
 590
 591 /// ListScheduleTopDown - The main loop of list scheduling for top-down
 592 /// schedulers.
 593 void SchedulePostRATDList::ListScheduleTopDown() {
 594   unsigned CurCycle = 0;
 595
 596   // We're scheduling top-down but we're visiting the regions in
 597   // bottom-up order, so we don't know the hazards at the start of a
 598   // region. So assume no hazards (this should usually be ok as most
 599   // blocks are a single region).
 600   HazardRec->Reset();
 601
 602   // Release any successors of the special Entry node.
 603   ReleaseSuccessors(&EntrySU);
 604
 605   // Add all leaves to Available queue.
 606   for (unsigned i = 0, e = SUnits.size(); i != e; ++i) {
 607     // It is available if it has no predecessors.
 608     bool available = SUnits[i].Preds.empty();
 609     if (available) {
 610       AvailableQueue.push(&SUnits[i]);
 611       SUnits[i].isAvailable = true;
 612     }
 613   }
 614
 615   // In any cycle where we can't schedule any instructions, we must
 616   // stall or emit a noop, depending on the target.
 617   bool CycleHasInsts = false;
 618
 619   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
 620   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
 621   std::vector<SUnit*> NotReady;
 622   Sequence.reserve(SUnits.size());
 623   while (!AvailableQueue.empty() || !PendingQueue.empty()) {
 624     // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
 625     // so, add them to the available queue.
 626     unsigned MinDepth = ~0u;
 627     for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
 628       if (PendingQueue[i]->getDepth() <= CurCycle) {
 629         AvailableQueue.push(PendingQueue[i]);
 630         PendingQueue[i]->isAvailable = true;
 631         PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
 632         PendingQueue.pop_back();
 633         --i; --e;
 634       } else if (PendingQueue[i]->getDepth() < MinDepth)
 635         MinDepth = PendingQueue[i]->getDepth();
 636     }
 637
 638     DEBUG(dbgs() << "\n*** Examining Available\n"; AvailableQueue.dump(this));
 639
 640     SUnit *FoundSUnit = 0;
 641     bool HasNoopHazards = false;
 642     while (!AvailableQueue.empty()) {
 643       SUnit *CurSUnit = AvailableQueue.pop();
 644
 645       ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
 646         HazardRec->getHazardType(CurSUnit, 0/*no stalls*/);
 647       if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard) {
 648         FoundSUnit = CurSUnit;
 649         break;
 650       }
 651
 652       // Remember if this is a noop hazard.
 653       HasNoopHazards |= HT == ScheduleHazardRecognizer::NoopHazard;
 654
 655       NotReady.push_back(CurSUnit);
 656     }
 657
 658     // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
 659     if (!NotReady.empty()) {
 660       AvailableQueue.push_all(NotReady);
 661       NotReady.clear();
 662     }
 663
 664     // If we found a node to schedule...
 665     if (FoundSUnit) {
 666       // ... schedule the node...
 667       ScheduleNodeTopDown(FoundSUnit, CurCycle);
 668       HazardRec->EmitInstruction(FoundSUnit);
 669       CycleHasInsts = true;
 670       if (HazardRec->atIssueLimit()) {
 671         DEBUG(dbgs() << "*** Max instructions per cycle " << CurCycle << '\n');
 672         HazardRec->AdvanceCycle();
 673         ++CurCycle;
 674         CycleHasInsts = false;
 675       }
 676     } else {
 677       if (CycleHasInsts) {
 678         DEBUG(dbgs() << "*** Finished cycle " << CurCycle << '\n');
 679         HazardRec->AdvanceCycle();
 680       } else if (!HasNoopHazards) {
 681         // Otherwise, we have a pipeline stall, but no other problem,
 682         // just advance the current cycle and try again.
 683         DEBUG(dbgs() << "*** Stall in cycle " << CurCycle << '\n');
 684         HazardRec->AdvanceCycle();
 685         ++NumStalls;
 686       } else {
 687         // Otherwise, we have no instructions to issue and we have instructions
 688         // that will fault if we don't do this right.  This is the case for
 689         // processors without pipeline interlocks and other cases.
 690         DEBUG(dbgs() << "*** Emitting noop in cycle " << CurCycle << '\n');
 691         HazardRec->EmitNoop();
 692         Sequence.push_back(0);   // NULL here means noop
 693         ++NumNoops;
 694       }
 695
 696       ++CurCycle;
 697       CycleHasInsts = false;
 698     }
 699   }
 700
 701 #ifndef NDEBUG
 702   VerifySchedule(/*isBottomUp=*/false);
 703 #endif
 704 }
 705
 706 //===----------------------------------------------------------------------===//
 707 //                         Public Constructor Functions
 708 //===----------------------------------------------------------------------===//
 709
 710 FunctionPass *llvm::createPostRAScheduler(CodeGenOpt::Level OptLevel) {
 711   return new PostRAScheduler(OptLevel);
 712 }