lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAGRRList.cpp

   1 //===----- ScheduleDAGRRList.cpp - Reg pressure reduction 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 bottom-up and top-down register pressure reduction list
  11 // schedulers, using standard algorithms.  The basic approach uses a priority
  12 // queue of available nodes to schedule.  One at a time, nodes are taken from
  13 // the priority queue (thus in priority order), checked for legality to
  14 // schedule, and emitted if legal.
  15 //
  16 //===----------------------------------------------------------------------===//
  17
  18 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
  19 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  26 #include "llvm/Support/Debug.h"
  27 #include "llvm/Support/Compiler.h"
  28 #include "llvm/ADT/PriorityQueue.h"
  29 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
  31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  32 #include <climits>
  33 using namespace llvm;
  34
  35 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
  36 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
  37 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
  38 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
  39
  40 static RegisterScheduler
  41   burrListDAGScheduler("list-burr",
  42                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
  43                        createBURRListDAGScheduler);
  44 static RegisterScheduler
  45   tdrListrDAGScheduler("list-tdrr",
  46                        "Top-down register reduction list scheduling",
  47                        createTDRRListDAGScheduler);
  48
  49 namespace {
  50 //===----------------------------------------------------------------------===//
  51 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
  52 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
  53 ///
  54 class VISIBILITY_HIDDEN ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
  55 private:
  56   /// isBottomUp - This is true if the scheduling problem is bottom-up, false if
  57   /// it is top-down.
  58   bool isBottomUp;
  59
  60   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
  61   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
  62
  63   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
  64   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
  65   /// modifies the registers can be scheduled.
  66   unsigned NumLiveRegs;
  67   std::vector<SUnit*> LiveRegDefs;
  68   std::vector<unsigned> LiveRegCycles;
  69
  70   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
  71   /// and similar queries.
  72   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
  73
  74 public:
  75   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf,
  76                     bool isbottomup,
  77                     SchedulingPriorityQueue *availqueue)
  78     : ScheduleDAGSDNodes(mf), isBottomUp(isbottomup),
  79       AvailableQueue(availqueue), Topo(SUnits) {
  80     }
  81
  82   ~ScheduleDAGRRList() {
  83     delete AvailableQueue;
  84   }
  85
  86   void Schedule();
  87
  88   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
  89   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
  90     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
  91   }
  92
  93   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
  94   /// create a cycle.
  95   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
  96     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
  97   }
  98
  99   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
 100   /// This returns true if this is a new predecessor.
 101   /// Updates the topological ordering if required.
 102   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
 103     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
 104     SU->addPred(D);
 105   }
 106
 107   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
 108   /// This returns true if an edge was removed.
 109   /// Updates the topological ordering if required.
 110   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
 111     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
 112     SU->removePred(D);
 113   }
 114
 115 private:
 116   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
 117   void ReleasePredecessors(SUnit *SU, unsigned CurCycle);
 118   void ReleaseSucc(SUnit *SU, const SDep *SuccEdge);
 119   void ReleaseSuccessors(SUnit *SU);
 120   void CapturePred(SDep *PredEdge);
 121   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*, unsigned);
 122   void ScheduleNodeTopDown(SUnit*, unsigned);
 123   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
 124   void BacktrackBottomUp(SUnit*, unsigned, unsigned&);
 125   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
 126   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
 127                                 const TargetRegisterClass*,
 128                                 const TargetRegisterClass*,
 129                                 SmallVector<SUnit*, 2>&);
 130   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVector<unsigned, 4>&);
 131   void ListScheduleTopDown();
 132   void ListScheduleBottomUp();
 133
 134
 135   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
 136   /// Updates the topological ordering if required.
 137   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
 138     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
 139     SUnit *NewNode = NewSUnit(N);
 140     // Update the topological ordering.
 141     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
 142       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 143     return NewNode;
 144   }
 145
 146   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
 147   /// Updates the topological ordering if required.
 148   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
 149     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
 150     SUnit *NewNode = Clone(N);
 151     // Update the topological ordering.
 152     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
 153       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 154     return NewNode;
 155   }
 156
 157   /// ForceUnitLatencies - Return true, since register-pressure-reducing
 158   /// scheduling doesn't need actual latency information.
 159   bool ForceUnitLatencies() const { return true; }
 160 };
 161 }  // end anonymous namespace
 162
 163
 164 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
 165 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
 166   DOUT << "********** List Scheduling **********\n";
 167
 168   NumLiveRegs = 0;
 169   LiveRegDefs.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
 170   LiveRegCycles.resize(TRI->getNumRegs(), 0);
 171
 172   // Build the scheduling graph.
 173   BuildSchedGraph();
 174
 175   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
 176           SUnits[su].dumpAll(this));
 177   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
 178
 179   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
 180
 181   // Execute the actual scheduling loop Top-Down or Bottom-Up as appropriate.
 182   if (isBottomUp)
 183     ListScheduleBottomUp();
 184   else
 185     ListScheduleTopDown();
 186
 187   AvailableQueue->releaseState();
 188 }
 189
 190 //===----------------------------------------------------------------------===//
 191 //  Bottom-Up Scheduling
 192 //===----------------------------------------------------------------------===//
 193
 194 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
 195 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
 196 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
 197   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
 198   --PredSU->NumSuccsLeft;
 199
 200 #ifndef NDEBUG
 201   if (PredSU->NumSuccsLeft < 0) {
 202     cerr << "*** Scheduling failed! ***\n";
 203     PredSU->dump(this);
 204     cerr << " has been released too many times!\n";
 205     assert(0);
 206   }
 207 #endif
 208
 209   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
 210   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
 211   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
 212     PredSU->isAvailable = true;
 213     AvailableQueue->push(PredSU);
 214   }
 215 }
 216
 217 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
 218   // Bottom up: release predecessors
 219   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 220        I != E; ++I) {
 221     ReleasePred(SU, &*I);
 222     if (I->isAssignedRegDep()) {
 223       // This is a physical register dependency and it's impossible or
 224       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
 225       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
 226       // this node.
 227       if (!LiveRegDefs[I->getReg()]) {
 228         ++NumLiveRegs;
 229         LiveRegDefs[I->getReg()] = I->getSUnit();
 230         LiveRegCycles[I->getReg()] = CurCycle;
 231       }
 232     }
 233   }
 234 }
 235
 236 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
 237 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
 238 /// the Available queue.
 239 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
 240   DOUT << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ";
 241   DEBUG(SU->dump(this));
 242
 243   assert(CurCycle >= SU->getHeight() && "Node scheduled below its height!");
 244   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
 245   Sequence.push_back(SU);
 246
 247   ReleasePredecessors(SU, CurCycle);
 248
 249   // Release all the implicit physical register defs that are live.
 250   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 251        I != E; ++I) {
 252     if (I->isAssignedRegDep()) {
 253       if (LiveRegCycles[I->getReg()] == I->getSUnit()->getHeight()) {
 254         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 255         assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == SU &&
 256                "Physical register dependency violated?");
 257         --NumLiveRegs;
 258         LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
 259         LiveRegCycles[I->getReg()] = 0;
 260       }
 261     }
 262   }
 263
 264   SU->isScheduled = true;
 265   AvailableQueue->ScheduledNode(SU);
 266 }
 267
 268 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
 269 /// unscheduled, incrcease the succ left count of its predecessors. Remove
 270 /// them from AvailableQueue if necessary.
 271 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
 272   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
 273   if (PredSU->isAvailable) {
 274     PredSU->isAvailable = false;
 275     if (!PredSU->isPending)
 276       AvailableQueue->remove(PredSU);
 277   }
 278
 279   ++PredSU->NumSuccsLeft;
 280 }
 281
 282 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
 283 /// its predecessor states to reflect the change.
 284 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
 285   DOUT << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ";
 286   DEBUG(SU->dump(this));
 287
 288   AvailableQueue->UnscheduledNode(SU);
 289
 290   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 291        I != E; ++I) {
 292     CapturePred(&*I);
 293     if (I->isAssignedRegDep() && SU->getHeight() == LiveRegCycles[I->getReg()]) {
 294       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
 295       assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == I->getSUnit() &&
 296              "Physical register dependency violated?");
 297       --NumLiveRegs;
 298       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
 299       LiveRegCycles[I->getReg()] = 0;
 300     }
 301   }
 302
 303   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 304        I != E; ++I) {
 305     if (I->isAssignedRegDep()) {
 306       if (!LiveRegDefs[I->getReg()]) {
 307         LiveRegDefs[I->getReg()] = SU;
 308         ++NumLiveRegs;
 309       }
 310       if (I->getSUnit()->getHeight() < LiveRegCycles[I->getReg()])
 311         LiveRegCycles[I->getReg()] = I->getSUnit()->getHeight();
 312     }
 313   }
 314
 315   SU->setHeightDirty();
 316   SU->isScheduled = false;
 317   SU->isAvailable = true;
 318   AvailableQueue->push(SU);
 319 }
 320
 321 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
 322 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
 323 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, unsigned BtCycle,
 324                                           unsigned &CurCycle) {
 325   SUnit *OldSU = NULL;
 326   while (CurCycle > BtCycle) {
 327     OldSU = Sequence.back();
 328     Sequence.pop_back();
 329     if (SU->isSucc(OldSU))
 330       // Don't try to remove SU from AvailableQueue.
 331       SU->isAvailable = false;
 332     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
 333     --CurCycle;
 334   }
 335
 336   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
 337
 338   ++NumBacktracks;
 339 }
 340
 341 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
 342 /// successors to the newly created node.
 343 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
 344   if (SU->getNode()->getFlaggedNode())
 345     return NULL;
 346
 347   SDNode *N = SU->getNode();
 348   if (!N)
 349     return NULL;
 350
 351   SUnit *NewSU;
 352   bool TryUnfold = false;
 353   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
 354     MVT VT = N->getValueType(i);
 355     if (VT == MVT::Flag)
 356       return NULL;
 357     else if (VT == MVT::Other)
 358       TryUnfold = true;
 359   }
 360   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 361     const SDValue &Op = N->getOperand(i);
 362     MVT VT = Op.getNode()->getValueType(Op.getResNo());
 363     if (VT == MVT::Flag)
 364       return NULL;
 365   }
 366
 367   if (TryUnfold) {
 368     SmallVector<SDNode*, 2> NewNodes;
 369     if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
 370       return NULL;
 371
 372     DOUT << "Unfolding SU # " << SU->NodeNum << "\n";
 373     assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
 374
 375     N = NewNodes[1];
 376     SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
 377     unsigned NumVals = N->getNumValues();
 378     unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
 379     for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
 380       DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
 381     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals-1),
 382                                    SDValue(LoadNode, 1));
 383
 384     // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
 385     // load from the same location and producing the same type of value
 386     // but it has different alignment or volatileness.
 387     bool isNewLoad = true;
 388     SUnit *LoadSU;
 389     if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
 390       LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
 391       isNewLoad = false;
 392     } else {
 393       LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
 394       LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
 395       ComputeLatency(LoadSU);
 396     }
 397
 398     SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
 399     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
 400     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
 401
 402     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(N->getMachineOpcode());
 403     for (unsigned i = 0; i != TID.getNumOperands(); ++i) {
 404       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) != -1) {
 405         NewSU->isTwoAddress = true;
 406         break;
 407       }
 408     }
 409     if (TID.isCommutable())
 410       NewSU->isCommutable = true;
 411     ComputeLatency(NewSU);
 412
 413     SDep ChainPred;
 414     SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
 415     SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
 416     SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
 417     SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
 418     for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 419          I != E; ++I) {
 420       if (I->isCtrl())
 421         ChainPred = *I;
 422       else if (I->getSUnit()->getNode() &&
 423                I->getSUnit()->getNode()->isOperandOf(LoadNode))
 424         LoadPreds.push_back(*I);
 425       else
 426         NodePreds.push_back(*I);
 427     }
 428     for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 429          I != E; ++I) {
 430       if (I->isCtrl())
 431         ChainSuccs.push_back(*I);
 432       else
 433         NodeSuccs.push_back(*I);
 434     }
 435
 436     if (ChainPred.getSUnit()) {
 437       RemovePred(SU, ChainPred);
 438       if (isNewLoad)
 439         AddPred(LoadSU, ChainPred);
 440     }
 441     for (unsigned i = 0, e = LoadPreds.size(); i != e; ++i) {
 442       const SDep &Pred = LoadPreds[i];
 443       RemovePred(SU, Pred);
 444       if (isNewLoad) {
 445         AddPred(LoadSU, Pred);
 446       }
 447     }
 448     for (unsigned i = 0, e = NodePreds.size(); i != e; ++i) {
 449       const SDep &Pred = NodePreds[i];
 450       RemovePred(SU, Pred);
 451       AddPred(NewSU, Pred);
 452     }
 453     for (unsigned i = 0, e = NodeSuccs.size(); i != e; ++i) {
 454       SDep D = NodeSuccs[i];
 455       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
 456       D.setSUnit(SU);
 457       RemovePred(SuccDep, D);
 458       D.setSUnit(NewSU);
 459       AddPred(SuccDep, D);
 460     }
 461     for (unsigned i = 0, e = ChainSuccs.size(); i != e; ++i) {
 462       SDep D = ChainSuccs[i];
 463       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
 464       D.setSUnit(SU);
 465       RemovePred(SuccDep, D);
 466       if (isNewLoad) {
 467         D.setSUnit(LoadSU);
 468         AddPred(SuccDep, D);
 469       }
 470     }
 471     if (isNewLoad) {
 472       AddPred(NewSU, SDep(LoadSU, SDep::Order, LoadSU->Latency));
 473     }
 474
 475     if (isNewLoad)
 476       AvailableQueue->addNode(LoadSU);
 477     AvailableQueue->addNode(NewSU);
 478
 479     ++NumUnfolds;
 480
 481     if (NewSU->NumSuccsLeft == 0) {
 482       NewSU->isAvailable = true;
 483       return NewSU;
 484     }
 485     SU = NewSU;
 486   }
 487
 488   DOUT << "Duplicating SU # " << SU->NodeNum << "\n";
 489   NewSU = CreateClone(SU);
 490
 491   // New SUnit has the exact same predecessors.
 492   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 493        I != E; ++I)
 494     if (!I->isArtificial())
 495       AddPred(NewSU, *I);
 496
 497   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
 498   // list and move them over.
 499   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
 500   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 501        I != E; ++I) {
 502     if (I->isArtificial())
 503       continue;
 504     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
 505     if (SuccSU->isScheduled) {
 506       SDep D = *I;
 507       D.setSUnit(NewSU);
 508       AddPred(SuccSU, D);
 509       D.setSUnit(SU);
 510       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
 511     }
 512   }
 513   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
 514     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
 515
 516   AvailableQueue->updateNode(SU);
 517   AvailableQueue->addNode(NewSU);
 518
 519   ++NumDups;
 520   return NewSU;
 521 }
 522
 523 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
 524 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
 525 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
 526                                                const TargetRegisterClass *DestRC,
 527                                                const TargetRegisterClass *SrcRC,
 528                                                SmallVector<SUnit*, 2> &Copies) {
 529   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(NULL);
 530   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
 531   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
 532
 533   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(NULL);
 534   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
 535   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
 536
 537   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
 538   // list and move them over.
 539   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
 540   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 541        I != E; ++I) {
 542     if (I->isArtificial())
 543       continue;
 544     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
 545     if (SuccSU->isScheduled) {
 546       SDep D = *I;
 547       D.setSUnit(CopyToSU);
 548       AddPred(SuccSU, D);
 549       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, *I));
 550     }
 551   }
 552   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
 553     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
 554
 555   AddPred(CopyFromSU, SDep(SU, SDep::Data, SU->Latency, Reg));
 556   AddPred(CopyToSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Data, CopyFromSU->Latency, 0));
 557
 558   AvailableQueue->updateNode(SU);
 559   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
 560   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
 561   Copies.push_back(CopyFromSU);
 562   Copies.push_back(CopyToSU);
 563
 564   ++NumPRCopies;
 565 }
 566
 567 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
 568 /// definition of the specified node.
 569 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
 570 static MVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
 571                                  const TargetInstrInfo *TII) {
 572   const TargetInstrDesc &TID = TII->get(N->getMachineOpcode());
 573   assert(TID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
 574   unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
 575   for (const unsigned *ImpDef = TID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
 576     if (Reg == *ImpDef)
 577       break;
 578     ++NumRes;
 579   }
 580   return N->getValueType(NumRes);
 581 }
 582
 583 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
 584 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
 585 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
 586 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
 587 bool ScheduleDAGRRList::DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU,
 588                                                  SmallVector<unsigned, 4> &LRegs){
 589   if (NumLiveRegs == 0)
 590     return false;
 591
 592   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
 593   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
 594   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 595        I != E; ++I) {
 596     if (I->isAssignedRegDep()) {
 597       unsigned Reg = I->getReg();
 598       if (LiveRegDefs[Reg] && LiveRegDefs[Reg] != I->getSUnit()) {
 599         if (RegAdded.insert(Reg))
 600           LRegs.push_back(Reg);
 601       }
 602       for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(Reg);
 603            *Alias; ++Alias)
 604         if (LiveRegDefs[*Alias] && LiveRegDefs[*Alias] != I->getSUnit()) {
 605           if (RegAdded.insert(*Alias))
 606             LRegs.push_back(*Alias);
 607         }
 608     }
 609   }
 610
 611   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getFlaggedNode()) {
 612     if (!Node->isMachineOpcode())
 613       continue;
 614     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
 615     if (!TID.ImplicitDefs)
 616       continue;
 617     for (const unsigned *Reg = TID.ImplicitDefs; *Reg; ++Reg) {
 618       if (LiveRegDefs[*Reg] && LiveRegDefs[*Reg] != SU) {
 619         if (RegAdded.insert(*Reg))
 620           LRegs.push_back(*Reg);
 621       }
 622       for (const unsigned *Alias = TRI->getAliasSet(*Reg);
 623            *Alias; ++Alias)
 624         if (LiveRegDefs[*Alias] && LiveRegDefs[*Alias] != SU) {
 625           if (RegAdded.insert(*Alias))
 626             LRegs.push_back(*Alias);
 627         }
 628     }
 629   }
 630   return !LRegs.empty();
 631 }
 632
 633
 634 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
 635 /// schedulers.
 636 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
 637   unsigned CurCycle = 0;
 638
 639   // Release any predecessors of the special Exit node.
 640   ReleasePredecessors(&ExitSU, CurCycle);
 641
 642   // Add root to Available queue.
 643   if (!SUnits.empty()) {
 644     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
 645     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
 646     RootSU->isAvailable = true;
 647     AvailableQueue->push(RootSU);
 648   }
 649
 650   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
 651   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
 652   SmallVector<SUnit*, 4> NotReady;
 653   DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMap;
 654   Sequence.reserve(SUnits.size());
 655   while (!AvailableQueue->empty()) {
 656     bool Delayed = false;
 657     LRegsMap.clear();
 658     SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
 659     while (CurSU) {
 660       SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
 661       if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
 662         break;
 663       Delayed = true;
 664       LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
 665
 666       CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
 667       NotReady.push_back(CurSU);
 668       CurSU = AvailableQueue->pop();
 669     }
 670
 671     // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
 672     // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
 673     // to resolve it.
 674     if (Delayed && !CurSU) {
 675       for (unsigned i = 0, e = NotReady.size(); i != e; ++i) {
 676         SUnit *TrySU = NotReady[i];
 677         SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
 678
 679         // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
 680         // this node.
 681         unsigned LiveCycle = CurCycle;
 682         for (unsigned j = 0, ee = LRegs.size(); j != ee; ++j) {
 683           unsigned Reg = LRegs[j];
 684           unsigned LCycle = LiveRegCycles[Reg];
 685           LiveCycle = std::min(LiveCycle, LCycle);
 686         }
 687         SUnit *OldSU = Sequence[LiveCycle];
 688         if (!WillCreateCycle(TrySU, OldSU))  {
 689           BacktrackBottomUp(TrySU, LiveCycle, CurCycle);
 690           // Force the current node to be scheduled before the node that
 691           // requires the physical reg dep.
 692           if (OldSU->isAvailable) {
 693             OldSU->isAvailable = false;
 694             AvailableQueue->remove(OldSU);
 695           }
 696           AddPred(TrySU, SDep(OldSU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
 697                               /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
 698                               /*isMustAlias=*/false, /*isArtificial=*/true));
 699           // If one or more successors has been unscheduled, then the current
 700           // node is no longer avaialable. Schedule a successor that's now
 701           // available instead.
 702           if (!TrySU->isAvailable)
 703             CurSU = AvailableQueue->pop();
 704           else {
 705             CurSU = TrySU;
 706             TrySU->isPending = false;
 707             NotReady.erase(NotReady.begin()+i);
 708           }
 709           break;
 710         }
 711       }
 712
 713       if (!CurSU) {
 714         // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
 715         // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
 716         // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
 717         // insert cross class copies.
 718         // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
 719         SUnit *TrySU = NotReady[0];
 720         SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
 721         assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
 722         unsigned Reg = LRegs[0];
 723         SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
 724         MVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
 725         const TargetRegisterClass *RC =
 726           TRI->getPhysicalRegisterRegClass(Reg, VT);
 727         const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
 728
 729         // If cross copy register class is null, then it must be possible copy
 730         // the value directly. Do not try duplicate the def.
 731         SUnit *NewDef = 0;
 732         if (DestRC)
 733           NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
 734         else
 735           DestRC = RC;
 736         if (!NewDef) {
 737           // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
 738           SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
 739           InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
 740           DOUT << "Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
 741                << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n";
 742           AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Order, /*Latency=*/1,
 743                               /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
 744                               /*isMustAlias=*/false,
 745                               /*isArtificial=*/true));
 746           NewDef = Copies.back();
 747         }
 748
 749         DOUT << "Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
 750              << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n";
 751         LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
 752         AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
 753                              /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
 754                              /*isMustAlias=*/false,
 755                              /*isArtificial=*/true));
 756         TrySU->isAvailable = false;
 757         CurSU = NewDef;
 758       }
 759
 760       assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
 761     }
 762
 763     // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
 764     for (unsigned i = 0, e = NotReady.size(); i != e; ++i) {
 765       NotReady[i]->isPending = false;
 766       // May no longer be available due to backtracking.
 767       if (NotReady[i]->isAvailable)
 768         AvailableQueue->push(NotReady[i]);
 769     }
 770     NotReady.clear();
 771
 772     if (CurSU)
 773       ScheduleNodeBottomUp(CurSU, CurCycle);
 774     ++CurCycle;
 775   }
 776
 777   // Reverse the order if it is bottom up.
 778   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
 779
 780 #ifndef NDEBUG
 781   VerifySchedule(isBottomUp);
 782 #endif
 783 }
 784
 785 //===----------------------------------------------------------------------===//
 786 //  Top-Down Scheduling
 787 //===----------------------------------------------------------------------===//
 788
 789 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. Add it to
 790 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
 791 void ScheduleDAGRRList::ReleaseSucc(SUnit *SU, const SDep *SuccEdge) {
 792   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
 793   --SuccSU->NumPredsLeft;
 794
 795 #ifndef NDEBUG
 796   if (SuccSU->NumPredsLeft < 0) {
 797     cerr << "*** Scheduling failed! ***\n";
 798     SuccSU->dump(this);
 799     cerr << " has been released too many times!\n";
 800     assert(0);
 801   }
 802 #endif
 803
 804   // If all the node's predecessors are scheduled, this node is ready
 805   // to be scheduled. Ignore the special ExitSU node.
 806   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU) {
 807     SuccSU->isAvailable = true;
 808     AvailableQueue->push(SuccSU);
 809   }
 810 }
 811
 812 void ScheduleDAGRRList::ReleaseSuccessors(SUnit *SU) {
 813   // Top down: release successors
 814   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
 815        I != E; ++I) {
 816     assert(!I->isAssignedRegDep() &&
 817            "The list-tdrr scheduler doesn't yet support physreg dependencies!");
 818
 819     ReleaseSucc(SU, &*I);
 820   }
 821 }
 822
 823 /// ScheduleNodeTopDown - Add the node to the schedule. Decrement the pending
 824 /// count of its successors. If a successor pending count is zero, add it to
 825 /// the Available queue.
 826 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU, unsigned CurCycle) {
 827   DOUT << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ";
 828   DEBUG(SU->dump(this));
 829
 830   assert(CurCycle >= SU->getDepth() && "Node scheduled above its depth!");
 831   SU->setDepthToAtLeast(CurCycle);
 832   Sequence.push_back(SU);
 833
 834   ReleaseSuccessors(SU);
 835   SU->isScheduled = true;
 836   AvailableQueue->ScheduledNode(SU);
 837 }
 838
 839 /// ListScheduleTopDown - The main loop of list scheduling for top-down
 840 /// schedulers.
 841 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleTopDown() {
 842   unsigned CurCycle = 0;
 843
 844   // Release any successors of the special Entry node.
 845   ReleaseSuccessors(&EntrySU);
 846
 847   // All leaves to Available queue.
 848   for (unsigned i = 0, e = SUnits.size(); i != e; ++i) {
 849     // It is available if it has no predecessors.
 850     if (SUnits[i].Preds.empty()) {
 851       AvailableQueue->push(&SUnits[i]);
 852       SUnits[i].isAvailable = true;
 853     }
 854   }
 855
 856   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
 857   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
 858   Sequence.reserve(SUnits.size());
 859   while (!AvailableQueue->empty()) {
 860     SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
 861
 862     if (CurSU)
 863       ScheduleNodeTopDown(CurSU, CurCycle);
 864     ++CurCycle;
 865   }
 866
 867 #ifndef NDEBUG
 868   VerifySchedule(isBottomUp);
 869 #endif
 870 }
 871
 872
 873 //===----------------------------------------------------------------------===//
 874 //                RegReductionPriorityQueue Implementation
 875 //===----------------------------------------------------------------------===//
 876 //
 877 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
 878 // to reduce register pressure.
 879 //
 880 namespace {
 881   template<class SF>
 882   class RegReductionPriorityQueue;
 883
 884   /// Sorting functions for the Available queue.
 885   struct bu_ls_rr_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
 886     RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort> *SPQ;
 887     bu_ls_rr_sort(RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort> *spq) : SPQ(spq) {}
 888     bu_ls_rr_sort(const bu_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
 889
 890     bool operator()(const SUnit* left, const SUnit* right) const;
 891   };
 892
 893   struct td_ls_rr_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
 894     RegReductionPriorityQueue<td_ls_rr_sort> *SPQ;
 895     td_ls_rr_sort(RegReductionPriorityQueue<td_ls_rr_sort> *spq) : SPQ(spq) {}
 896     td_ls_rr_sort(const td_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
 897
 898     bool operator()(const SUnit* left, const SUnit* right) const;
 899   };
 900 }  // end anonymous namespace
 901
 902 static inline bool isCopyFromLiveIn(const SUnit *SU) {
 903   SDNode *N = SU->getNode();
 904   return N && N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
 905     N->getOperand(N->getNumOperands()-1).getValueType() != MVT::Flag;
 906 }
 907
 908 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
 909 /// Smaller number is the higher priority.
 910 static unsigned
 911 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
 912   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
 913   if (SethiUllmanNumber != 0)
 914     return SethiUllmanNumber;
 915
 916   unsigned Extra = 0;
 917   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
 918        I != E; ++I) {
 919     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
 920     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
 921     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
 922     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
 923       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
 924       Extra = 0;
 925     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber && !I->isCtrl())
 926       ++Extra;
 927   }
 928
 929   SethiUllmanNumber += Extra;
 930
 931   if (SethiUllmanNumber == 0)
 932     SethiUllmanNumber = 1;
 933
 934   return SethiUllmanNumber;
 935 }
 936
 937 namespace {
 938   template<class SF>
 939   class VISIBILITY_HIDDEN RegReductionPriorityQueue
 940    : public SchedulingPriorityQueue {
 941     PriorityQueue<SUnit*, std::vector<SUnit*>, SF> Queue;
 942     unsigned currentQueueId;
 943
 944   protected:
 945     // SUnits - The SUnits for the current graph.
 946     std::vector<SUnit> *SUnits;
 947
 948     const TargetInstrInfo *TII;
 949     const TargetRegisterInfo *TRI;
 950     ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
 951
 952     // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
 953     std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
 954
 955   public:
 956     RegReductionPriorityQueue(const TargetInstrInfo *tii,
 957                               const TargetRegisterInfo *tri) :
 958     Queue(SF(this)), currentQueueId(0),
 959     TII(tii), TRI(tri), scheduleDAG(NULL) {}
 960
 961     void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
 962       SUnits = &sunits;
 963       // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
 964       AddPseudoTwoAddrDeps();
 965       // Calculate node priorities.
 966       CalculateSethiUllmanNumbers();
 967     }
 968
 969     void addNode(const SUnit *SU) {
 970       unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
 971       if (SUnits->size() > SUSize)
 972         SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
 973       CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
 974     }
 975
 976     void updateNode(const SUnit *SU) {
 977       SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
 978       CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
 979     }
 980
 981     void releaseState() {
 982       SUnits = 0;
 983       SethiUllmanNumbers.clear();
 984     }
 985
 986     unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const {
 987       assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
 988       unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
 989       if (Opc == ISD::CopyFromReg && !isCopyFromLiveIn(SU))
 990         // CopyFromReg should be close to its def because it restricts
 991         // allocation choices. But if it is a livein then perhaps we want it
 992         // closer to its uses so it can be coalesced.
 993         return 0xffff;
 994       if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
 995         // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
 996         // avoid spilling.
 997         return 0;
 998       if (Opc == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
 999           Opc == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG)
1000         // EXTRACT_SUBREG / INSERT_SUBREG should be close to its use to
1001         // facilitate coalescing.
1002         return 0;
1003       if (SU->NumSuccs == 0)
1004         // If SU does not have a use, i.e. it doesn't produce a value that would
1005         // be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of computation.
1006         // Give it a large SethiUllman number so it will be scheduled right
1007         // before its predecessors that it doesn't lengthen their live ranges.
1008         return 0xffff;
1009       if (SU->NumPreds == 0)
1010         // If SU does not have a def, schedule it close to its uses because it
1011         // does not lengthen any live ranges.
1012         return 0;
1013       return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1014     }
1015
1016     unsigned size() const { return Queue.size(); }
1017
1018     bool empty() const { return Queue.empty(); }
1019
1020     void push(SUnit *U) {
1021       assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1022       U->NodeQueueId = ++currentQueueId;
1023       Queue.push(U);
1024     }
1025
1026     void push_all(const std::vector<SUnit *> &Nodes) {
1027       for (unsigned i = 0, e = Nodes.size(); i != e; ++i)
1028         push(Nodes[i]);
1029     }
1030
1031     SUnit *pop() {
1032       if (empty()) return NULL;
1033       SUnit *V = Queue.top();
1034       Queue.pop();
1035       V->NodeQueueId = 0;
1036       return V;
1037     }
1038
1039     void remove(SUnit *SU) {
1040       assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1041       assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1042       Queue.erase_one(SU);
1043       SU->NodeQueueId = 0;
1044     }
1045
1046     void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1047       scheduleDAG = scheduleDag;
1048     }
1049
1050   protected:
1051     bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1052     void AddPseudoTwoAddrDeps();
1053     void CalculateSethiUllmanNumbers();
1054   };
1055
1056   typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1057     BURegReductionPriorityQueue;
1058
1059   typedef RegReductionPriorityQueue<td_ls_rr_sort>
1060     TDRegReductionPriorityQueue;
1061 }
1062
1063 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
1064 /// closet to the current cycle.
1065 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
1066   unsigned MaxHeight = 0;
1067   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1068        I != E; ++I) {
1069     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
1070     unsigned Height = I->getSUnit()->getHeight();
1071     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
1072     // to be at the same position.
1073     if (I->getSUnit()->getNode() &&
1074         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
1075       Height = closestSucc(I->getSUnit())+1;
1076     if (Height > MaxHeight)
1077       MaxHeight = Height;
1078   }
1079   return MaxHeight;
1080 }
1081
1082 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
1083 /// for scratch registers. Live-in operands and live-out results don't count
1084 /// since they are "fixed".
1085 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
1086   unsigned Scratches = 0;
1087   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1088        I != E; ++I) {
1089     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1090     if (!I->getSUnit()->getNode() ||
1091         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() != ISD::CopyFromReg)
1092       Scratches++;
1093   }
1094   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1095        I != E; ++I) {
1096     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
1097     if (!I->getSUnit()->getNode() ||
1098         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
1099       Scratches += 10;
1100   }
1101   return Scratches;
1102 }
1103
1104 // Bottom up
1105 bool bu_ls_rr_sort::operator()(const SUnit *left, const SUnit *right) const {
1106   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
1107   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
1108   if (LPriority != RPriority)
1109     return LPriority > RPriority;
1110
1111   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
1112   // e.g.
1113   // t1 = op t2, c1
1114   // t3 = op t4, c2
1115   //
1116   // and the following instructions are both ready.
1117   // t2 = op c3
1118   // t4 = op c4
1119   //
1120   // Then schedule t2 = op first.
1121   // i.e.
1122   // t4 = op c4
1123   // t2 = op c3
1124   // t1 = op t2, c1
1125   // t3 = op t4, c2
1126   //
1127   // This creates more short live intervals.
1128   unsigned LDist = closestSucc(left);
1129   unsigned RDist = closestSucc(right);
1130   if (LDist != RDist)
1131     return LDist < RDist;
1132
1133   // Intuitively, it's good to push down instructions whose results are
1134   // liveout so their long live ranges won't conflict with other values
1135   // which are needed inside the BB. Further prioritize liveout instructions
1136   // by the number of operands which are calculated within the BB.
1137   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
1138   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
1139   if (LScratch != RScratch)
1140     return LScratch > RScratch;
1141
1142   if (left->getHeight() != right->getHeight())
1143     return left->getHeight() > right->getHeight();
1144
1145   if (left->getDepth() != right->getDepth())
1146     return left->getDepth() < right->getDepth();
1147
1148   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
1149          "NodeQueueId cannot be zero");
1150   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
1151 }
1152
1153 template<class SF>
1154 bool
1155 RegReductionPriorityQueue<SF>::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
1156   if (SU->isTwoAddress) {
1157     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
1158     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Opc);
1159     unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
1160     unsigned NumOps = TID.getNumOperands() - NumRes;
1161     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
1162       if (TID.getOperandConstraint(i+NumRes, TOI::TIED_TO) != -1) {
1163         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
1164         if (DU->getNodeId() != -1 &&
1165             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
1166           return true;
1167       }
1168     }
1169   }
1170   return false;
1171 }
1172
1173
1174 /// hasCopyToRegUse - Return true if SU has a value successor that is a
1175 /// CopyToReg node.
1176 static bool hasCopyToRegUse(const SUnit *SU) {
1177   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1178        I != E; ++I) {
1179     if (I->isCtrl()) continue;
1180     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1181     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
1182       return true;
1183   }
1184   return false;
1185 }
1186
1187 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
1188 /// physical register defs.
1189 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
1190                                   const TargetInstrInfo *TII,
1191                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
1192   SDNode *N = SuccSU->getNode();
1193   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1194   const unsigned *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
1195   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
1196   const unsigned *SUImpDefs =
1197     TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
1198   if (!SUImpDefs)
1199     return false;
1200   for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
1201     MVT VT = N->getValueType(i);
1202     if (VT == MVT::Flag || VT == MVT::Other)
1203       continue;
1204     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1205       continue;
1206     unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
1207     for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
1208       unsigned SUReg = *SUImpDefs;
1209       if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
1210         return true;
1211     }
1212   }
1213   return false;
1214 }
1215
1216 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
1217 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
1218 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
1219 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
1220 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
1221 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
1222 /// commutable, favor the one that's not commutable.
1223 template<class SF>
1224 void RegReductionPriorityQueue<SF>::AddPseudoTwoAddrDeps() {
1225   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
1226     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
1227     if (!SU->isTwoAddress)
1228       continue;
1229
1230     SDNode *Node = SU->getNode();
1231     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU->getNode()->getFlaggedNode())
1232       continue;
1233
1234     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
1235     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Opc);
1236     unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
1237     unsigned NumOps = TID.getNumOperands() - NumRes;
1238     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
1239       if (TID.getOperandConstraint(j+NumRes, TOI::TIED_TO) == -1)
1240         continue;
1241       SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(j).getNode();
1242       if (DU->getNodeId() == -1)
1243         continue;
1244       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
1245       if (!DUSU) continue;
1246       for (SUnit::const_succ_iterator I = DUSU->Succs.begin(),
1247            E = DUSU->Succs.end(); I != E; ++I) {
1248         if (I->isCtrl()) continue;
1249         SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1250         if (SuccSU == SU)
1251           continue;
1252         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
1253         // depth and height.
1254         if (SuccSU->getHeight() < SU->getHeight() &&
1255             (SU->getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
1256           continue;
1257         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
1258           continue;
1259         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
1260         // predecessor can clobber them.
1261         if (SuccSU->hasPhysRegDefs) {
1262           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, SU, TII, TRI))
1263             continue;
1264         }
1265         // Don't constraint extract_subreg / insert_subreg these may be
1266         // coalesced away. We don't them close to their uses.
1267         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
1268         if (SuccOpc == TargetInstrInfo::EXTRACT_SUBREG ||
1269             SuccOpc == TargetInstrInfo::INSERT_SUBREG)
1270           continue;
1271         if ((!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
1272              (hasCopyToRegUse(SU) && !hasCopyToRegUse(SuccSU)) ||
1273              (!SU->isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
1274             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, SU)) {
1275           DOUT << "Adding a pseudo-two-addr edge from SU # " << SU->NodeNum
1276                << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n";
1277           scheduleDAG->AddPred(SU, SDep(SuccSU, SDep::Order, /*Latency=*/0,
1278                                         /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1279                                         /*isMustAlias=*/false,
1280                                         /*isArtificial=*/true));
1281         }
1282       }
1283     }
1284   }
1285 }
1286
1287 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1288 /// scheduling units.
1289 template<class SF>
1290 void RegReductionPriorityQueue<SF>::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1291   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1292
1293   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i)
1294     CalcNodeSethiUllmanNumber(&(*SUnits)[i], SethiUllmanNumbers);
1295 }
1296
1297 /// LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs - Compute the sum of the unscheduled
1298 /// predecessors of the successors of the SUnit SU. Stop when the provided
1299 /// limit is exceeded.
1300 static unsigned LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(const SUnit *SU,
1301                                                     unsigned Limit) {
1302   unsigned Sum = 0;
1303   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1304        I != E; ++I) {
1305     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1306     for (SUnit::const_pred_iterator II = SuccSU->Preds.begin(),
1307          EE = SuccSU->Preds.end(); II != EE; ++II) {
1308       SUnit *PredSU = II->getSUnit();
1309       if (!PredSU->isScheduled)
1310         if (++Sum > Limit)
1311           return Sum;
1312     }
1313   }
1314   return Sum;
1315 }
1316
1317
1318 // Top down
1319 bool td_ls_rr_sort::operator()(const SUnit *left, const SUnit *right) const {
1320   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
1321   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
1322   bool LIsTarget = left->getNode() && left->getNode()->isMachineOpcode();
1323   bool RIsTarget = right->getNode() && right->getNode()->isMachineOpcode();
1324   bool LIsFloater = LIsTarget && left->NumPreds == 0;
1325   bool RIsFloater = RIsTarget && right->NumPreds == 0;
1326   unsigned LBonus = (LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(left,1) == 1) ? 2 : 0;
1327   unsigned RBonus = (LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(right,1) == 1) ? 2 : 0;
1328
1329   if (left->NumSuccs == 0 && right->NumSuccs != 0)
1330     return false;
1331   else if (left->NumSuccs != 0 && right->NumSuccs == 0)
1332     return true;
1333
1334   if (LIsFloater)
1335     LBonus -= 2;
1336   if (RIsFloater)
1337     RBonus -= 2;
1338   if (left->NumSuccs == 1)
1339     LBonus += 2;
1340   if (right->NumSuccs == 1)
1341     RBonus += 2;
1342
1343   if (LPriority+LBonus != RPriority+RBonus)
1344     return LPriority+LBonus < RPriority+RBonus;
1345
1346   if (left->getDepth() != right->getDepth())
1347     return left->getDepth() < right->getDepth();
1348
1349   if (left->NumSuccsLeft != right->NumSuccsLeft)
1350     return left->NumSuccsLeft > right->NumSuccsLeft;
1351
1352   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
1353          "NodeQueueId cannot be zero");
1354   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
1355 }
1356
1357 //===----------------------------------------------------------------------===//
1358 //                         Public Constructor Functions
1359 //===----------------------------------------------------------------------===//
1360
1361 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
1362 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS, bool) {
1363   const TargetMachine &TM = IS->TM;
1364   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
1365   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
1366
1367   BURegReductionPriorityQueue *PQ = new BURegReductionPriorityQueue(TII, TRI);
1368
1369   ScheduleDAGRRList *SD =
1370     new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ);
1371   PQ->setScheduleDAG(SD);
1372   return SD;
1373 }
1374
1375 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
1376 llvm::createTDRRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS, bool) {
1377   const TargetMachine &TM = IS->TM;
1378   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
1379   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
1380
1381   TDRegReductionPriorityQueue *PQ = new TDRegReductionPriorityQueue(TII, TRI);
1382
1383   ScheduleDAGRRList *SD =
1384     new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ);
1385   PQ->setScheduleDAG(SD);
1386   return SD;
1387 }