Delete an assignment to ThisBB which isn't needed, and tidy up some
[oota-llvm.git] / 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/InlineAsm.h"
21 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
23 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
24 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
25 #include "llvm/Target/TargetData.h"
26 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
27 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
28 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
29 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
30 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
31 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
32 #include "llvm/Support/Debug.h"
33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
34 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
35 #include <climits>
36 using namespace llvm;
37
38 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
39 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
40 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
41 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
42
43 static RegisterScheduler
44   burrListDAGScheduler("list-burr",
45                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
46                        createBURRListDAGScheduler);
47 static RegisterScheduler
48   tdrListrDAGScheduler("list-tdrr",
49                        "Top-down register reduction list scheduling",
50                        createTDRRListDAGScheduler);
51 static RegisterScheduler
52   sourceListDAGScheduler("source",
53                          "Similar to list-burr but schedules in source "
54                          "order when possible",
55                          createSourceListDAGScheduler);
56
57 static RegisterScheduler
58   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
59                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
60                          "which tries to balance latency and register pressure",
61                          createHybridListDAGScheduler);
62
63 static RegisterScheduler
64   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
65                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
66                       "which tries to balance ILP and register pressure",
67                       createILPListDAGScheduler);
68
69 static cl::opt<bool> EnableSchedCycles(
70   "enable-sched-cycles",
71   cl::desc("Enable cycle-level precision during preRA scheduling"),
72   cl::init(false), cl::Hidden);
73
74 namespace {
75 //===----------------------------------------------------------------------===//
76 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
77 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
78 ///
79 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
80 private:
81   /// isBottomUp - This is true if the scheduling problem is bottom-up, false if
82   /// it is top-down.
83   bool isBottomUp;
84
85   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
86   ///
87   bool NeedLatency;
88
89   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
90   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
91
92   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
93   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
94   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
95   /// added to the AvailableQueue.
96   std::vector<SUnit*> PendingQueue;
97
98   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
99   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
100
101   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
102   unsigned CurCycle;
103
104   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
105   unsigned MinAvailableCycle;
106
107   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
108   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
109   /// modifies the registers can be scheduled.
110   unsigned NumLiveRegs;
111   std::vector<SUnit*> LiveRegDefs;
112   std::vector<SUnit*> LiveRegGens;
113
114   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
115   /// and similar queries.
116   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
117
118 public:
119   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
120                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
121                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
122     : ScheduleDAGSDNodes(mf), isBottomUp(availqueue->isBottomUp()),
123       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue), CurCycle(0),
124       Topo(SUnits) {
125
126     const TargetMachine &tm = mf.getTarget();
127     if (EnableSchedCycles && OptLevel != CodeGenOpt::None)
128       HazardRec = tm.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&tm, this);
129     else
130       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
131   }
132
133   ~ScheduleDAGRRList() {
134     delete HazardRec;
135     delete AvailableQueue;
136   }
137
138   void Schedule();
139
140   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
141
142   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
143   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
144     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
145   }
146
147   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
148   /// create a cycle.
149   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
150     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
151   }
152
153   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
154   /// This returns true if this is a new predecessor.
155   /// Updates the topological ordering if required.
156   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
157     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
158     SU->addPred(D);
159   }
160
161   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
162   /// This returns true if an edge was removed.
163   /// Updates the topological ordering if required.
164   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
165     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
166     SU->removePred(D);
167   }
168
169 private:
170   bool isReady(SUnit *SU) {
171     return !EnableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
172       AvailableQueue->isReady(SU);
173   }
174
175   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
176   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
177   void ReleaseSucc(SUnit *SU, const SDep *SuccEdge);
178   void ReleaseSuccessors(SUnit *SU);
179   void ReleasePending();
180   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
181   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
182   void EmitNode(SUnit *SU);
183   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
184   void CapturePred(SDep *PredEdge);
185   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
186   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
187   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
188   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
189   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
190                                 const TargetRegisterClass*,
191                                 const TargetRegisterClass*,
192                                 SmallVector<SUnit*, 2>&);
193   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVector<unsigned, 4>&);
194
195   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
196   void ListScheduleBottomUp();
197
198   void ScheduleNodeTopDown(SUnit*);
199   void ListScheduleTopDown();
200
201
202   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
203   /// Updates the topological ordering if required.
204   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
205     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
206     SUnit *NewNode = NewSUnit(N);
207     // Update the topological ordering.
208     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
209       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
210     return NewNode;
211   }
212
213   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
214   /// Updates the topological ordering if required.
215   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
216     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
217     SUnit *NewNode = Clone(N);
218     // Update the topological ordering.
219     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
220       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
221     return NewNode;
222   }
223
224   /// ForceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
225   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
226   bool ForceUnitLatencies() const {
227     return !NeedLatency;
228   }
229 };
230 }  // end anonymous namespace
231
232
233 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
234 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
235   DEBUG(dbgs()
236         << "********** List Scheduling BB#" << BB->getNumber()
237         << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
238
239   CurCycle = 0;
240   MinAvailableCycle = EnableSchedCycles ? UINT_MAX : 0;
241   NumLiveRegs = 0;
242   LiveRegDefs.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
243   LiveRegGens.resize(TRI->getNumRegs(), NULL);
244
245   // Build the scheduling graph.
246   BuildSchedGraph(NULL);
247
248   DEBUG(for (unsigned su = 0, e = SUnits.size(); su != e; ++su)
249           SUnits[su].dumpAll(this));
250   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
251
252   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
253
254   HazardRec->Reset();
255
256   // Execute the actual scheduling loop Top-Down or Bottom-Up as appropriate.
257   if (isBottomUp)
258     ListScheduleBottomUp();
259   else
260     ListScheduleTopDown();
261
262   AvailableQueue->releaseState();
263 }
264
265 //===----------------------------------------------------------------------===//
266 //  Bottom-Up Scheduling
267 //===----------------------------------------------------------------------===//
268
269 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
270 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
271 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
272   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
273
274 #ifndef NDEBUG
275   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
276     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
277     PredSU->dump(this);
278     dbgs() << " has been released too many times!\n";
279     llvm_unreachable(0);
280   }
281 #endif
282   --PredSU->NumSuccsLeft;
283
284   if (!ForceUnitLatencies()) {
285     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
286     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
287     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
288   }
289
290   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
291   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
292   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
293     PredSU->isAvailable = true;
294
295     unsigned Height = PredSU->getHeight();
296     if (Height < MinAvailableCycle)
297       MinAvailableCycle = Height;
298
299     if (isReady(SU)) {
300       AvailableQueue->push(PredSU);
301     }
302     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
303     // adding it twice.
304     else if (!PredSU->isPending) {
305       PredSU->isPending = true;
306       PendingQueue.push_back(PredSU);
307     }
308   }
309 }
310
311 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
312 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
313 /// also defines the register. This effectively create one large live range
314 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
315 /// entire chain must be scheduled together. Example:
316 ///
317 /// flags = (3) add
318 /// flags = (2) addc flags
319 /// flags = (1) addc flags
320 ///
321 /// results in
322 ///
323 /// LiveRegDefs[flags] = 3
324 /// LiveRegGens[flags] = 1
325 ///
326 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
327 /// interference on flags.
328 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
329   // Bottom up: release predecessors
330   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
331        I != E; ++I) {
332     ReleasePred(SU, &*I);
333     if (I->isAssignedRegDep()) {
334       // This is a physical register dependency and it's impossible or
335       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
336       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
337       // this node.
338       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[I->getReg()]; (void)RegDef;
339       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == I->getSUnit()) &&
340              "interference on register dependence");
341       LiveRegDefs[I->getReg()] = I->getSUnit();
342       if (!LiveRegGens[I->getReg()]) {
343         ++NumLiveRegs;
344         LiveRegGens[I->getReg()] = SU;
345       }
346     }
347   }
348 }
349
350 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
351 /// so, add them to the available queue.
352 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
353   if (!EnableSchedCycles) {
354     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
355     return;
356   }
357
358   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
359   if (AvailableQueue->empty())
360     MinAvailableCycle = UINT_MAX;
361
362   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
363   // so, add them to the available queue.
364   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
365     unsigned ReadyCycle =
366       isBottomUp ? PendingQueue[i]->getHeight() : PendingQueue[i]->getDepth();
367     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
368       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
369
370     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
371       if (!isReady(PendingQueue[i]))
372           continue;
373       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
374     }
375     PendingQueue[i]->isPending = false;
376     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
377     PendingQueue.pop_back();
378     --i; --e;
379   }
380 }
381
382 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
383 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
384   if (NextCycle <= CurCycle)
385     return;
386
387   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
388   if (HazardRec->getMaxLookAhead() == 0) {
389     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
390     CurCycle = NextCycle;
391   }
392   else {
393     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
394       if (isBottomUp)
395         HazardRec->RecedeCycle();
396       else
397         HazardRec->AdvanceCycle();
398     }
399   }
400   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
401   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
402   ReleasePending();
403 }
404
405 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
406 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
407 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
408   if (!EnableSchedCycles)
409     return;
410
411   unsigned ReadyCycle = isBottomUp ? SU->getHeight() : SU->getDepth();
412
413   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
414   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
415   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
416   // this instruction.
417   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
418
419   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
420   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
421   // scoreboard state before emitting the call.
422   if (isBottomUp && SU->isCall)
423     return;
424
425   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
426   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
427   int Stalls = 0;
428   while (true) {
429     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
430       HazardRec->getHazardType(SU, isBottomUp ? -Stalls : Stalls);
431
432     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
433       break;
434
435     ++Stalls;
436   }
437   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
438 }
439
440 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
441 /// Does not update CurCycle.
442 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
443   if (!EnableSchedCycles || HazardRec->getMaxLookAhead() == 0)
444     return;
445
446   // Check for phys reg copy.
447   if (!SU->getNode())
448     return;
449
450   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
451   default:
452     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
453            "This target-independent node should not be scheduled.");
454     break;
455   case ISD::MERGE_VALUES:
456   case ISD::TokenFactor:
457   case ISD::CopyToReg:
458   case ISD::CopyFromReg:
459   case ISD::EH_LABEL:
460     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
461     // removed.
462     return;
463   case ISD::INLINEASM:
464     // For inline asm, clear the pipeline state.
465     HazardRec->Reset();
466     return;
467   }
468   if (isBottomUp && SU->isCall) {
469     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
470     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
471     HazardRec->Reset();
472   }
473
474   HazardRec->EmitInstruction(SU);
475
476   if (!isBottomUp && SU->isCall) {
477     HazardRec->Reset();
478   }
479 }
480
481 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
482 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
483 /// the Available queue.
484 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
485   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
486   DEBUG(SU->dump(this));
487
488 #ifndef NDEBUG
489   if (CurCycle < SU->getHeight())
490     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight() << "] pipeline stall!\n");
491 #endif
492
493   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
494   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
495   // node it's ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
496   // indicate the scheduled cycle.
497   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
498
499   // Reserve resources for the scheduled intruction.
500   EmitNode(SU);
501
502   Sequence.push_back(SU);
503
504   AvailableQueue->ScheduledNode(SU);
505
506   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
507   // two-address node as a live range def.
508   ReleasePredecessors(SU);
509
510   // Release all the implicit physical register defs that are live.
511   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
512        I != E; ++I) {
513     // LiveRegDegs[I->getReg()] != SU when SU is a two-address node.
514     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] == SU) {
515       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
516       --NumLiveRegs;
517       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
518       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
519     }
520   }
521
522   SU->isScheduled = true;
523
524   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
525   // (1) No available instructions
526   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
527   //
528   // If SchedCycles is disabled, count each inst as one cycle.
529   if (!EnableSchedCycles ||
530       AvailableQueue->empty() || HazardRec->atIssueLimit())
531     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
532 }
533
534 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
535 /// unscheduled, incrcease the succ left count of its predecessors. Remove
536 /// them from AvailableQueue if necessary.
537 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
538   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
539   if (PredSU->isAvailable) {
540     PredSU->isAvailable = false;
541     if (!PredSU->isPending)
542       AvailableQueue->remove(PredSU);
543   }
544
545   assert(PredSU->NumSuccsLeft < UINT_MAX && "NumSuccsLeft will overflow!");
546   ++PredSU->NumSuccsLeft;
547 }
548
549 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
550 /// its predecessor states to reflect the change.
551 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
552   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
553   DEBUG(SU->dump(this));
554
555   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
556        I != E; ++I) {
557     CapturePred(&*I);
558     if (I->isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[I->getReg()]){
559       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
560       assert(LiveRegDefs[I->getReg()] == I->getSUnit() &&
561              "Physical register dependency violated?");
562       --NumLiveRegs;
563       LiveRegDefs[I->getReg()] = NULL;
564       LiveRegGens[I->getReg()] = NULL;
565     }
566   }
567
568   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
569        I != E; ++I) {
570     if (I->isAssignedRegDep()) {
571       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
572       // pending if this is a two-address node.
573       LiveRegDefs[I->getReg()] = SU;
574       if (!LiveRegDefs[I->getReg()]) {
575         ++NumLiveRegs;
576       }
577       if (LiveRegGens[I->getReg()] == NULL ||
578           I->getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[I->getReg()]->getHeight())
579         LiveRegGens[I->getReg()] = I->getSUnit();
580     }
581   }
582   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
583     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
584
585   SU->setHeightDirty();
586   SU->isScheduled = false;
587   SU->isAvailable = true;
588   if (EnableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
589     // Don't make available until backtracking is complete.
590     SU->isPending = true;
591     PendingQueue.push_back(SU);
592   }
593   else {
594     AvailableQueue->push(SU);
595   }
596   AvailableQueue->UnscheduledNode(SU);
597 }
598
599 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
600 /// corresponding the the current cycle.
601 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
602   HazardRec->Reset();
603
604   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
605                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
606   if (LookAhead == 0)
607     return;
608
609   std::vector<SUnit*>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
610   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
611   for (std::vector<SUnit*>::const_iterator E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
612     SUnit *SU = *I;
613     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
614       HazardRec->RecedeCycle();
615     }
616     EmitNode(SU);
617   }
618 }
619
620 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
621 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
622 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
623   SUnit *OldSU = Sequence.back();
624   while (true) {
625     Sequence.pop_back();
626     if (SU->isSucc(OldSU))
627       // Don't try to remove SU from AvailableQueue.
628       SU->isAvailable = false;
629     // FIXME: use ready cycle instead of height
630     CurCycle = OldSU->getHeight();
631     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
632     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
633     if (OldSU == BtSU)
634       break;
635     OldSU = Sequence.back();
636   }
637
638   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
639
640   RestoreHazardCheckerBottomUp();
641
642   ReleasePending();
643
644   ++NumBacktracks;
645 }
646
647 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
648   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
649        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
650     if (SUNode->isOperandOf(N))
651       return true;
652   }
653   return false;
654 }
655
656 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
657 /// successors to the newly created node.
658 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
659   SDNode *N = SU->getNode();
660   if (!N)
661     return NULL;
662
663   if (SU->getNode()->getGluedNode())
664     return NULL;
665
666   SUnit *NewSU;
667   bool TryUnfold = false;
668   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
669     EVT VT = N->getValueType(i);
670     if (VT == MVT::Glue)
671       return NULL;
672     else if (VT == MVT::Other)
673       TryUnfold = true;
674   }
675   for (unsigned i = 0, e = N->getNumOperands(); i != e; ++i) {
676     const SDValue &Op = N->getOperand(i);
677     EVT VT = Op.getNode()->getValueType(Op.getResNo());
678     if (VT == MVT::Glue)
679       return NULL;
680   }
681
682   if (TryUnfold) {
683     SmallVector<SDNode*, 2> NewNodes;
684     if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
685       return NULL;
686
687     DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
688     assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
689
690     N = NewNodes[1];
691     SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
692     unsigned NumVals = N->getNumValues();
693     unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
694     for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
695       DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
696     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals-1),
697                                    SDValue(LoadNode, 1));
698
699     // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
700     // load from the same location and producing the same type of value
701     // but it has different alignment or volatileness.
702     bool isNewLoad = true;
703     SUnit *LoadSU;
704     if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
705       LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
706       isNewLoad = false;
707     } else {
708       LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
709       LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
710       ComputeLatency(LoadSU);
711     }
712
713     SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
714     assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
715     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
716
717     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(N->getMachineOpcode());
718     for (unsigned i = 0; i != TID.getNumOperands(); ++i) {
719       if (TID.getOperandConstraint(i, TOI::TIED_TO) != -1) {
720         NewSU->isTwoAddress = true;
721         break;
722       }
723     }
724     if (TID.isCommutable())
725       NewSU->isCommutable = true;
726     ComputeLatency(NewSU);
727
728     // Record all the edges to and from the old SU, by category.
729     SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
730     SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
731     SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
732     SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
733     SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
734     for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
735          I != E; ++I) {
736       if (I->isCtrl())
737         ChainPreds.push_back(*I);
738       else if (isOperandOf(I->getSUnit(), LoadNode))
739         LoadPreds.push_back(*I);
740       else
741         NodePreds.push_back(*I);
742     }
743     for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
744          I != E; ++I) {
745       if (I->isCtrl())
746         ChainSuccs.push_back(*I);
747       else
748         NodeSuccs.push_back(*I);
749     }
750
751     // Now assign edges to the newly-created nodes.
752     for (unsigned i = 0, e = ChainPreds.size(); i != e; ++i) {
753       const SDep &Pred = ChainPreds[i];
754       RemovePred(SU, Pred);
755       if (isNewLoad)
756         AddPred(LoadSU, Pred);
757     }
758     for (unsigned i = 0, e = LoadPreds.size(); i != e; ++i) {
759       const SDep &Pred = LoadPreds[i];
760       RemovePred(SU, Pred);
761       if (isNewLoad)
762         AddPred(LoadSU, Pred);
763     }
764     for (unsigned i = 0, e = NodePreds.size(); i != e; ++i) {
765       const SDep &Pred = NodePreds[i];
766       RemovePred(SU, Pred);
767       AddPred(NewSU, Pred);
768     }
769     for (unsigned i = 0, e = NodeSuccs.size(); i != e; ++i) {
770       SDep D = NodeSuccs[i];
771       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
772       D.setSUnit(SU);
773       RemovePred(SuccDep, D);
774       D.setSUnit(NewSU);
775       AddPred(SuccDep, D);
776     }
777     for (unsigned i = 0, e = ChainSuccs.size(); i != e; ++i) {
778       SDep D = ChainSuccs[i];
779       SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
780       D.setSUnit(SU);
781       RemovePred(SuccDep, D);
782       if (isNewLoad) {
783         D.setSUnit(LoadSU);
784         AddPred(SuccDep, D);
785       }
786     }
787
788     // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
789     // by LoadSU.
790     AddPred(NewSU, SDep(LoadSU, SDep::Data, LoadSU->Latency));
791
792     if (isNewLoad)
793       AvailableQueue->addNode(LoadSU);
794     AvailableQueue->addNode(NewSU);
795
796     ++NumUnfolds;
797
798     if (NewSU->NumSuccsLeft == 0) {
799       NewSU->isAvailable = true;
800       return NewSU;
801     }
802     SU = NewSU;
803   }
804
805   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
806   NewSU = CreateClone(SU);
807
808   // New SUnit has the exact same predecessors.
809   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
810        I != E; ++I)
811     if (!I->isArtificial())
812       AddPred(NewSU, *I);
813
814   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
815   // list and move them over.
816   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
817   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
818        I != E; ++I) {
819     if (I->isArtificial())
820       continue;
821     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
822     if (SuccSU->isScheduled) {
823       SDep D = *I;
824       D.setSUnit(NewSU);
825       AddPred(SuccSU, D);
826       D.setSUnit(SU);
827       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
828     }
829   }
830   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
831     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
832
833   AvailableQueue->updateNode(SU);
834   AvailableQueue->addNode(NewSU);
835
836   ++NumDups;
837   return NewSU;
838 }
839
840 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
841 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
842 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
843                                                const TargetRegisterClass *DestRC,
844                                                const TargetRegisterClass *SrcRC,
845                                                SmallVector<SUnit*, 2> &Copies) {
846   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(NULL);
847   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
848   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
849
850   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(NULL);
851   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
852   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
853
854   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
855   // list and move them over.
856   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
857   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
858        I != E; ++I) {
859     if (I->isArtificial())
860       continue;
861     SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
862     if (SuccSU->isScheduled) {
863       SDep D = *I;
864       D.setSUnit(CopyToSU);
865       AddPred(SuccSU, D);
866       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, *I));
867     }
868   }
869   for (unsigned i = 0, e = DelDeps.size(); i != e; ++i)
870     RemovePred(DelDeps[i].first, DelDeps[i].second);
871
872   AddPred(CopyFromSU, SDep(SU, SDep::Data, SU->Latency, Reg));
873   AddPred(CopyToSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Data, CopyFromSU->Latency, 0));
874
875   AvailableQueue->updateNode(SU);
876   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
877   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
878   Copies.push_back(CopyFromSU);
879   Copies.push_back(CopyToSU);
880
881   ++NumPRCopies;
882 }
883
884 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
885 /// definition of the specified node.
886 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
887 static EVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
888                                  const TargetInstrInfo *TII) {
889   const TargetInstrDesc &TID = TII->get(N->getMachineOpcode());
890   assert(TID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
891   unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
892   for (const unsigned *ImpDef = TID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
893     if (Reg == *ImpDef)
894       break;
895     ++NumRes;
896   }
897   return N->getValueType(NumRes);
898 }
899
900 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
901 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
902 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
903                                std::vector<SUnit*> &LiveRegDefs,
904                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
905                                SmallVector<unsigned, 4> &LRegs,
906                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
907   for (const unsigned *AliasI = TRI->getOverlaps(Reg); *AliasI; ++AliasI) {
908
909     // Check if Ref is live.
910     if (!LiveRegDefs[Reg]) continue;
911
912     // Allow multiple uses of the same def.
913     if (LiveRegDefs[Reg] == SU) continue;
914
915     // Add Reg to the set of interfering live regs.
916     if (RegAdded.insert(Reg))
917       LRegs.push_back(Reg);
918   }
919 }
920
921 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
922 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
923 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
924 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
925 bool ScheduleDAGRRList::
926 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVector<unsigned, 4> &LRegs) {
927   if (NumLiveRegs == 0)
928     return false;
929
930   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
931   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
932   //
933   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
934   // then we are free to schedule it.
935   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
936        I != E; ++I) {
937     if (I->isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[I->getReg()] != SU)
938       CheckForLiveRegDef(I->getSUnit(), I->getReg(), LiveRegDefs,
939                          RegAdded, LRegs, TRI);
940   }
941
942   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
943     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
944       // Inline asm can clobber physical defs.
945       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
946       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
947         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
948
949       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
950         unsigned Flags =
951           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
952         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
953
954         ++i; // Skip the ID value.
955         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
956             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags)) {
957           // Check for def of register or earlyclobber register.
958           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
959             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
960             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
961               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
962           }
963         } else
964           i += NumVals;
965       }
966       continue;
967     }
968
969     if (!Node->isMachineOpcode())
970       continue;
971     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
972     if (!TID.ImplicitDefs)
973       continue;
974     for (const unsigned *Reg = TID.ImplicitDefs; *Reg; ++Reg)
975       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs, RegAdded, LRegs, TRI);
976   }
977
978   return !LRegs.empty();
979 }
980
981 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
982 /// (1) Ready: latency has been satisfied
983 /// (2) No Hazards: resources are available
984 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
985 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
986   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
987   DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMap;
988
989   SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
990   while (CurSU) {
991     SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
992     if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
993       break;
994     LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
995
996     CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
997     Interferences.push_back(CurSU);
998     CurSU = AvailableQueue->pop();
999   }
1000   if (CurSU) {
1001     // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1002     for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1003       Interferences[i]->isPending = false;
1004       assert(Interferences[i]->isAvailable && "must still be available");
1005       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1006     }
1007     return CurSU;
1008   }
1009
1010   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1011   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1012   // to resolve it.
1013   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1014     SUnit *TrySU = Interferences[i];
1015     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1016
1017     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1018     // this node.
1019     SUnit *BtSU = NULL;
1020     unsigned LiveCycle = UINT_MAX;
1021     for (unsigned j = 0, ee = LRegs.size(); j != ee; ++j) {
1022       unsigned Reg = LRegs[j];
1023       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1024         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1025         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1026       }
1027     }
1028     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1029       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1030
1031       // Force the current node to be scheduled before the node that
1032       // requires the physical reg dep.
1033       if (BtSU->isAvailable) {
1034         BtSU->isAvailable = false;
1035         if (!BtSU->isPending)
1036           AvailableQueue->remove(BtSU);
1037       }
1038       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
1039                           /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1040                           /*isMustAlias=*/false, /*isArtificial=*/true));
1041
1042       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1043       // node is no longer avaialable. Schedule a successor that's now
1044       // available instead.
1045       if (!TrySU->isAvailable) {
1046         CurSU = AvailableQueue->pop();
1047       }
1048       else {
1049         CurSU = TrySU;
1050         TrySU->isPending = false;
1051         Interferences.erase(Interferences.begin()+i);
1052       }
1053       break;
1054     }
1055   }
1056
1057   if (!CurSU) {
1058     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1059     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1060     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1061     // insert cross class copies.
1062     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1063     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1064     SmallVector<unsigned, 4> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1065     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1066     unsigned Reg = LRegs[0];
1067     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1068     EVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1069     const TargetRegisterClass *RC =
1070       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1071     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1072
1073     // If cross copy register class is null, then it must be possible copy
1074     // the value directly. Do not try duplicate the def.
1075     SUnit *NewDef = 0;
1076     if (DestRC)
1077       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1078     else
1079       DestRC = RC;
1080     if (!NewDef) {
1081       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1082       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1083       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1084       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1085             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1086       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Order, /*Latency=*/1,
1087                           /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1088                           /*isMustAlias=*/false,
1089                           /*isArtificial=*/true));
1090       NewDef = Copies.back();
1091     }
1092
1093     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1094           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1095     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1096     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Order, /*Latency=*/1,
1097                          /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
1098                          /*isMustAlias=*/false,
1099                          /*isArtificial=*/true));
1100     TrySU->isAvailable = false;
1101     CurSU = NewDef;
1102   }
1103
1104   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1105
1106   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1107   for (unsigned i = 0, e = Interferences.size(); i != e; ++i) {
1108     Interferences[i]->isPending = false;
1109     // May no longer be available due to backtracking.
1110     if (Interferences[i]->isAvailable) {
1111       AvailableQueue->push(Interferences[i]);
1112     }
1113   }
1114   return CurSU;
1115 }
1116
1117 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1118 /// schedulers.
1119 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1120   // Release any predecessors of the special Exit node.
1121   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1122
1123   // Add root to Available queue.
1124   if (!SUnits.empty()) {
1125     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1126     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1127     RootSU->isAvailable = true;
1128     AvailableQueue->push(RootSU);
1129   }
1130
1131   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1132   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1133   Sequence.reserve(SUnits.size());
1134   while (!AvailableQueue->empty()) {
1135     DEBUG(dbgs() << "\n*** Examining Available\n";
1136           AvailableQueue->dump(this));
1137
1138     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1139     // consideration.
1140     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1141
1142     AdvancePastStalls(SU);
1143
1144     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1145
1146     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1147       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1148       assert(MinAvailableCycle < UINT_MAX && "MinAvailableCycle uninitialized");
1149       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1150     }
1151   }
1152
1153   // Reverse the order if it is bottom up.
1154   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1155
1156 #ifndef NDEBUG
1157   VerifySchedule(isBottomUp);
1158 #endif
1159 }
1160
1161 //===----------------------------------------------------------------------===//
1162 //  Top-Down Scheduling
1163 //===----------------------------------------------------------------------===//
1164
1165 /// ReleaseSucc - Decrement the NumPredsLeft count of a successor. Add it to
1166 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
1167 void ScheduleDAGRRList::ReleaseSucc(SUnit *SU, const SDep *SuccEdge) {
1168   SUnit *SuccSU = SuccEdge->getSUnit();
1169
1170 #ifndef NDEBUG
1171   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0) {
1172     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
1173     SuccSU->dump(this);
1174     dbgs() << " has been released too many times!\n";
1175     llvm_unreachable(0);
1176   }
1177 #endif
1178   --SuccSU->NumPredsLeft;
1179
1180   // If all the node's predecessors are scheduled, this node is ready
1181   // to be scheduled. Ignore the special ExitSU node.
1182   if (SuccSU->NumPredsLeft == 0 && SuccSU != &ExitSU) {
1183     SuccSU->isAvailable = true;
1184     AvailableQueue->push(SuccSU);
1185   }
1186 }
1187
1188 void ScheduleDAGRRList::ReleaseSuccessors(SUnit *SU) {
1189   // Top down: release successors
1190   for (SUnit::succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1191        I != E; ++I) {
1192     assert(!I->isAssignedRegDep() &&
1193            "The list-tdrr scheduler doesn't yet support physreg dependencies!");
1194
1195     ReleaseSucc(SU, &*I);
1196   }
1197 }
1198
1199 /// ScheduleNodeTopDown - Add the node to the schedule. Decrement the pending
1200 /// count of its successors. If a successor pending count is zero, add it to
1201 /// the Available queue.
1202 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeTopDown(SUnit *SU) {
1203   DEBUG(dbgs() << "*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
1204   DEBUG(SU->dump(this));
1205
1206   assert(CurCycle >= SU->getDepth() && "Node scheduled above its depth!");
1207   SU->setDepthToAtLeast(CurCycle);
1208   Sequence.push_back(SU);
1209
1210   ReleaseSuccessors(SU);
1211   SU->isScheduled = true;
1212   AvailableQueue->ScheduledNode(SU);
1213 }
1214
1215 /// ListScheduleTopDown - The main loop of list scheduling for top-down
1216 /// schedulers.
1217 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleTopDown() {
1218   AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
1219
1220   // Release any successors of the special Entry node.
1221   ReleaseSuccessors(&EntrySU);
1222
1223   // All leaves to Available queue.
1224   for (unsigned i = 0, e = SUnits.size(); i != e; ++i) {
1225     // It is available if it has no predecessors.
1226     if (SUnits[i].Preds.empty()) {
1227       AvailableQueue->push(&SUnits[i]);
1228       SUnits[i].isAvailable = true;
1229     }
1230   }
1231
1232   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1233   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1234   Sequence.reserve(SUnits.size());
1235   while (!AvailableQueue->empty()) {
1236     SUnit *CurSU = AvailableQueue->pop();
1237
1238     if (CurSU)
1239       ScheduleNodeTopDown(CurSU);
1240     ++CurCycle;
1241     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
1242   }
1243
1244 #ifndef NDEBUG
1245   VerifySchedule(isBottomUp);
1246 #endif
1247 }
1248
1249
1250 //===----------------------------------------------------------------------===//
1251 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1252 //===----------------------------------------------------------------------===//
1253 //
1254 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1255 // to reduce register pressure.
1256 //
1257 namespace {
1258 class RegReductionPQBase;
1259
1260 struct queue_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
1261   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1262 };
1263
1264 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1265 // reduction scheduler.
1266 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1267   enum {
1268     IsBottomUp = true,
1269     HasReadyFilter = false
1270   };
1271
1272   RegReductionPQBase *SPQ;
1273   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1274   bu_ls_rr_sort(const bu_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
1275
1276   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1277 };
1278
1279 // td_ls_rr_sort - Priority function for top down register pressure reduction
1280 // scheduler.
1281 struct td_ls_rr_sort : public queue_sort {
1282   enum {
1283     IsBottomUp = false,
1284     HasReadyFilter = false
1285   };
1286
1287   RegReductionPQBase *SPQ;
1288   td_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1289   td_ls_rr_sort(const td_ls_rr_sort &RHS) : SPQ(RHS.SPQ) {}
1290
1291   bool operator()(const SUnit* left, const SUnit* right) const;
1292 };
1293
1294 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1295 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1296   enum {
1297     IsBottomUp = true,
1298     HasReadyFilter = false
1299   };
1300
1301   RegReductionPQBase *SPQ;
1302   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1303     : SPQ(spq) {}
1304   src_ls_rr_sort(const src_ls_rr_sort &RHS)
1305     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1306
1307   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1308 };
1309
1310 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1311 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1312   enum {
1313     IsBottomUp = true,
1314     HasReadyFilter = true
1315   };
1316
1317   RegReductionPQBase *SPQ;
1318   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1319     : SPQ(spq) {}
1320   hybrid_ls_rr_sort(const hybrid_ls_rr_sort &RHS)
1321     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1322
1323   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1324
1325   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1326 };
1327
1328 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1329 // scheduler.
1330 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1331   enum {
1332     IsBottomUp = true,
1333     HasReadyFilter = true
1334   };
1335
1336   RegReductionPQBase *SPQ;
1337   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1338     : SPQ(spq) {}
1339   ilp_ls_rr_sort(const ilp_ls_rr_sort &RHS)
1340     : SPQ(RHS.SPQ) {}
1341
1342   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1343
1344   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1345 };
1346
1347 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1348 protected:
1349   std::vector<SUnit*> Queue;
1350   unsigned CurQueueId;
1351   bool TracksRegPressure;
1352
1353   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1354   std::vector<SUnit> *SUnits;
1355
1356   MachineFunction &MF;
1357   const TargetInstrInfo *TII;
1358   const TargetRegisterInfo *TRI;
1359   const TargetLowering *TLI;
1360   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
1361
1362   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1363   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1364
1365   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1366   ///
1367   std::vector<unsigned> RegPressure;
1368
1369   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1370   /// class.
1371   std::vector<unsigned> RegLimit;
1372
1373 public:
1374   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1375                      bool hasReadyFilter,
1376                      bool tracksrp,
1377                      const TargetInstrInfo *tii,
1378                      const TargetRegisterInfo *tri,
1379                      const TargetLowering *tli)
1380     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter),
1381       CurQueueId(0), TracksRegPressure(tracksrp),
1382       MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli), scheduleDAG(NULL) {
1383     if (TracksRegPressure) {
1384       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1385       RegLimit.resize(NumRC);
1386       RegPressure.resize(NumRC);
1387       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1388       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1389       for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1390              E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I)
1391         RegLimit[(*I)->getID()] = tli->getRegPressureLimit(*I, MF);
1392     }
1393   }
1394
1395   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1396     scheduleDAG = scheduleDag;
1397   }
1398
1399   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1400     return scheduleDAG->getHazardRec();
1401   }
1402
1403   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits);
1404
1405   void addNode(const SUnit *SU);
1406
1407   void updateNode(const SUnit *SU);
1408
1409   void releaseState() {
1410     SUnits = 0;
1411     SethiUllmanNumbers.clear();
1412     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1413   }
1414
1415   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1416
1417   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1418     return scheduleDAG->DAG->GetOrdering(SU->getNode());
1419   }
1420
1421   bool empty() const { return Queue.empty(); }
1422
1423   void push(SUnit *U) {
1424     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1425     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1426     Queue.push_back(U);
1427   }
1428
1429   void remove(SUnit *SU) {
1430     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1431     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1432     std::vector<SUnit *>::iterator I = std::find(Queue.begin(), Queue.end(),
1433                                                  SU);
1434     if (I != prior(Queue.end()))
1435       std::swap(*I, Queue.back());
1436     Queue.pop_back();
1437     SU->NodeQueueId = 0;
1438   }
1439
1440   void dumpRegPressure() const;
1441
1442   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1443
1444   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU);
1445
1446   void ScheduledNode(SUnit *SU);
1447
1448   void UnscheduledNode(SUnit *SU);
1449
1450 protected:
1451   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1452   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1453   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1454   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1455 };
1456
1457 template<class SF>
1458 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1459   static SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker) {
1460     std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1461     for (std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::next(Q.begin()),
1462            E = Q.end(); I != E; ++I)
1463       if (Picker(*Best, *I))
1464         Best = I;
1465     SUnit *V = *Best;
1466     if (Best != prior(Q.end()))
1467       std::swap(*Best, Q.back());
1468     Q.pop_back();
1469     return V;
1470   }
1471
1472   SF Picker;
1473
1474 public:
1475   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1476                             bool tracksrp,
1477                             const TargetInstrInfo *tii,
1478                             const TargetRegisterInfo *tri,
1479                             const TargetLowering *tli)
1480     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, tii, tri, tli),
1481       Picker(this) {}
1482
1483   bool isBottomUp() const { return SF::IsBottomUp; }
1484
1485   bool isReady(SUnit *U) const {
1486     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1487   }
1488
1489   SUnit *pop() {
1490     if (Queue.empty()) return NULL;
1491
1492     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker);
1493     V->NodeQueueId = 0;
1494     return V;
1495   }
1496
1497   void dump(ScheduleDAG *DAG) const {
1498     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1499     std::vector<SUnit*> DumpQueue = Queue;
1500     SF DumpPicker = Picker;
1501     while (!DumpQueue.empty()) {
1502       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker);
1503       if (isBottomUp())
1504         dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1505       else
1506         dbgs() << "Depth " << SU->getDepth() << ": ";
1507       SU->dump(DAG);
1508     }
1509   }
1510 };
1511
1512 typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1513 BURegReductionPriorityQueue;
1514
1515 typedef RegReductionPriorityQueue<td_ls_rr_sort>
1516 TDRegReductionPriorityQueue;
1517
1518 typedef RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>
1519 SrcRegReductionPriorityQueue;
1520
1521 typedef RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>
1522 HybridBURRPriorityQueue;
1523
1524 typedef RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>
1525 ILPBURRPriorityQueue;
1526 } // end anonymous namespace
1527
1528 //===----------------------------------------------------------------------===//
1529 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1530 //===----------------------------------------------------------------------===//
1531
1532 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1533 /// Smaller number is the higher priority.
1534 static unsigned
1535 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1536   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
1537   if (SethiUllmanNumber != 0)
1538     return SethiUllmanNumber;
1539
1540   unsigned Extra = 0;
1541   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1542        I != E; ++I) {
1543     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1544     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1545     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
1546     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1547       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1548       Extra = 0;
1549     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1550       ++Extra;
1551   }
1552
1553   SethiUllmanNumber += Extra;
1554
1555   if (SethiUllmanNumber == 0)
1556     SethiUllmanNumber = 1;
1557
1558   return SethiUllmanNumber;
1559 }
1560
1561 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1562 /// scheduling units.
1563 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1564   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1565
1566   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i)
1567     CalcNodeSethiUllmanNumber(&(*SUnits)[i], SethiUllmanNumbers);
1568 }
1569
1570 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
1571   SUnits = &sunits;
1572   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
1573   AddPseudoTwoAddrDeps();
1574   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
1575   PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1576   // Calculate node priorities.
1577   CalculateSethiUllmanNumbers();
1578 }
1579
1580 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1581   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1582   if (SUnits->size() > SUSize)
1583     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1584   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1585 }
1586
1587 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1588   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1589   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1590 }
1591
1592 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1593   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1594   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1595   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1596     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1597     // avoid spilling.
1598     return 0;
1599   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1600       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1601       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1602     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
1603     // close to their uses to facilitate coalescing.
1604     return 0;
1605   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
1606     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
1607     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
1608     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
1609     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
1610     // their live ranges.
1611     return 0xffff;
1612   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
1613     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
1614     // because it does not lengthen any live ranges.
1615     return 0;
1616   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1617 }
1618
1619 //===----------------------------------------------------------------------===//
1620 //                     Register Pressure Tracking
1621 //===----------------------------------------------------------------------===//
1622
1623 void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
1624   for (TargetRegisterInfo::regclass_iterator I = TRI->regclass_begin(),
1625          E = TRI->regclass_end(); I != E; ++I) {
1626     const TargetRegisterClass *RC = *I;
1627     unsigned Id = RC->getID();
1628     unsigned RP = RegPressure[Id];
1629     if (!RP) continue;
1630     DEBUG(dbgs() << RC->getName() << ": " << RP << " / " << RegLimit[Id]
1631           << '\n');
1632   }
1633 }
1634
1635 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
1636   if (!TLI)
1637     return false;
1638
1639   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(),E = SU->Preds.end();
1640        I != E; ++I) {
1641     if (I->isCtrl())
1642       continue;
1643     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1644     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
1645     if (!PN->isMachineOpcode()) {
1646       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1647         EVT VT = PN->getValueType(0);
1648         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1649         unsigned Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1650         if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1651           return true;
1652       }
1653       continue;
1654     }
1655     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
1656     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
1657       continue;
1658     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG) {
1659       EVT VT = PN->getOperand(0).getValueType();
1660       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1661       unsigned Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1662       // Check if this increases register pressure of the specific register
1663       // class to the point where it would cause spills.
1664       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1665         return true;
1666       continue;
1667     } else if (POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
1668                POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
1669       EVT VT = PN->getValueType(0);
1670       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1671       unsigned Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1672       // Check if this increases register pressure of the specific register
1673       // class to the point where it would cause spills.
1674       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1675         return true;
1676       continue;
1677     }
1678     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1679     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1680       EVT VT = PN->getValueType(i);
1681       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1682       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1683         return true; // Reg pressure already high.
1684       unsigned Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1685       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
1686         continue;
1687       // Check if this increases register pressure of the specific register
1688       // class to the point where it would cause spills.
1689       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1690         return true;
1691     }
1692   }
1693
1694   return false;
1695 }
1696
1697 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) {
1698   const SDNode *N = SU->getNode();
1699
1700   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1701     return false;
1702
1703   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1704   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1705     EVT VT = N->getValueType(i);
1706     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1707       continue;
1708     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1709     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
1710       return true;
1711   }
1712   return false;
1713 }
1714
1715 void RegReductionPQBase::ScheduledNode(SUnit *SU) {
1716   if (!TracksRegPressure)
1717     return;
1718
1719   const SDNode *N = SU->getNode();
1720   if (!N->isMachineOpcode()) {
1721     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
1722       return;
1723   } else {
1724     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
1725     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1726         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
1727         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1728         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
1729         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
1730       return;
1731   }
1732
1733   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1734        I != E; ++I) {
1735     if (I->isCtrl())
1736       continue;
1737     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1738     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->NumSuccs)
1739       continue;
1740     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
1741     if (!PN->isMachineOpcode()) {
1742       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1743         EVT VT = PN->getValueType(0);
1744         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1745         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1746       }
1747       continue;
1748     }
1749     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
1750     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
1751       continue;
1752     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG) {
1753       EVT VT = PN->getOperand(0).getValueType();
1754       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1755       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1756       continue;
1757     } else if (POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
1758                POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
1759       EVT VT = PN->getValueType(0);
1760       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1761       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1762       continue;
1763     }
1764     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1765     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1766       EVT VT = PN->getValueType(i);
1767       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
1768         continue;
1769       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1770       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1771     }
1772   }
1773
1774   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
1775   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
1776   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
1777     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1778     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1779       EVT VT = N->getValueType(i);
1780       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1781         continue;
1782       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1783       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
1784         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
1785         RegPressure[RCId] = 0;
1786       else
1787         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1788     }
1789   }
1790
1791   dumpRegPressure();
1792 }
1793
1794 void RegReductionPQBase::UnscheduledNode(SUnit *SU) {
1795   if (!TracksRegPressure)
1796     return;
1797
1798   const SDNode *N = SU->getNode();
1799   if (!N->isMachineOpcode()) {
1800     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
1801       return;
1802   } else {
1803     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
1804     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1805         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
1806         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1807         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
1808         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
1809       return;
1810   }
1811
1812   for (SUnit::pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1813        I != E; ++I) {
1814     if (I->isCtrl())
1815       continue;
1816     SUnit *PredSU = I->getSUnit();
1817     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->NumSuccs)
1818       continue;
1819     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
1820     if (!PN->isMachineOpcode()) {
1821       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1822         EVT VT = PN->getValueType(0);
1823         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1824         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1825       }
1826       continue;
1827     }
1828     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
1829     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
1830       continue;
1831     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG) {
1832       EVT VT = PN->getOperand(0).getValueType();
1833       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1834       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1835       continue;
1836     } else if (POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
1837                POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
1838       EVT VT = PN->getValueType(0);
1839       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1840       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1841       continue;
1842     }
1843     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1844     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1845       EVT VT = PN->getValueType(i);
1846       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
1847         continue;
1848       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1849       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
1850         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
1851         RegPressure[RCId] = 0;
1852       else
1853         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1854     }
1855   }
1856
1857   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
1858   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
1859   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
1860     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1861     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
1862       EVT VT = N->getValueType(i);
1863       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
1864         continue;
1865       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1866         continue;
1867       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
1868       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
1869     }
1870   }
1871
1872   dumpRegPressure();
1873 }
1874
1875 //===----------------------------------------------------------------------===//
1876 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
1877 //===----------------------------------------------------------------------===//
1878
1879 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
1880 /// closest to the current cycle.
1881 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
1882   unsigned MaxHeight = 0;
1883   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1884        I != E; ++I) {
1885     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
1886     unsigned Height = I->getSUnit()->getHeight();
1887     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
1888     // to be at the same position.
1889     if (I->getSUnit()->getNode() &&
1890         I->getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
1891       Height = closestSucc(I->getSUnit())+1;
1892     if (Height > MaxHeight)
1893       MaxHeight = Height;
1894   }
1895   return MaxHeight;
1896 }
1897
1898 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
1899 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
1900 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
1901   unsigned Scratches = 0;
1902   for (SUnit::const_pred_iterator I = SU->Preds.begin(), E = SU->Preds.end();
1903        I != E; ++I) {
1904     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1905     Scratches++;
1906   }
1907   return Scratches;
1908 }
1909
1910 /// hasOnlyLiveOutUse - Return true if SU has a single value successor that is a
1911 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
1912 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
1913 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
1914   bool RetVal = false;
1915   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
1916        I != E; ++I) {
1917     if (I->isCtrl()) continue;
1918     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
1919     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
1920       unsigned Reg =
1921         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
1922       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
1923         RetVal = true;
1924         continue;
1925       }
1926     }
1927     return false;
1928   }
1929   return RetVal;
1930 }
1931
1932 /// UnitsSharePred - Return true if the two scheduling units share a common
1933 /// data predecessor.
1934 static bool UnitsSharePred(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1935   SmallSet<const SUnit*, 4> Preds;
1936   for (SUnit::const_pred_iterator I = left->Preds.begin(),E = left->Preds.end();
1937        I != E; ++I) {
1938     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1939     Preds.insert(I->getSUnit());
1940   }
1941   for (SUnit::const_pred_iterator I = right->Preds.begin(),E = right->Preds.end();
1942        I != E; ++I) {
1943     if (I->isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1944     if (Preds.count(I->getSUnit()))
1945       return true;
1946   }
1947   return false;
1948 }
1949
1950 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
1951 //
1952 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
1953 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
1954   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
1955   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
1956       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
1957     return true;
1958   return false;
1959 }
1960
1961 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
1962 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
1963 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
1964                             RegReductionPQBase *SPQ) {
1965   // If the two nodes share an operand and one of them has a single
1966   // use that is a live out copy, favor the one that is live out. Otherwise
1967   // it will be difficult to eliminate the copy if the instruction is a
1968   // loop induction variable update. e.g.
1969   // BB:
1970   // sub r1, r3, #1
1971   // str r0, [r2, r3]
1972   // mov r3, r1
1973   // cmp
1974   // bne BB
1975   bool SharePred = UnitsSharePred(left, right);
1976   // FIXME: Only adjust if BB is a loop back edge.
1977   // FIXME: What's the cost of a copy?
1978   int LBonus = (SharePred && hasOnlyLiveOutUses(left)) ? 1 : 0;
1979   int RBonus = (SharePred && hasOnlyLiveOutUses(right)) ? 1 : 0;
1980   int LHeight = (int)left->getHeight() - LBonus;
1981   int RHeight = (int)right->getHeight() - RBonus;
1982
1983   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::Latency) &&
1984     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
1985   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::Latency) &&
1986     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
1987
1988   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
1989   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
1990   // them according to their height.
1991   if (LStall) {
1992     if (!RStall)
1993       return 1;
1994     if (LHeight != RHeight)
1995       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
1996   } else if (RStall)
1997     return -1;
1998
1999   // If either node is scheduling for latency, sort them by depth
2000   // and latency.
2001   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::Latency ||
2002                      right->SchedulingPref == Sched::Latency)) {
2003     int LDepth = (int)left->getDepth();
2004     int RDepth = (int)right->getDepth();
2005
2006     DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU #" << left->NodeNum
2007           << " depth " << LDepth << " vs SU #" << right->NodeNum
2008           << " depth " << RDepth << "\n");
2009
2010     if (EnableSchedCycles) {
2011       if (LDepth != RDepth)
2012         return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2013     }
2014     else {
2015       if (LHeight != RHeight)
2016         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2017     }
2018     if (left->Latency != right->Latency)
2019       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2020   }
2021   return 0;
2022 }
2023
2024 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2025   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2026   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2027   if (LPriority != RPriority)
2028     return LPriority > RPriority;
2029
2030   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2031   // e.g.
2032   // t1 = op t2, c1
2033   // t3 = op t4, c2
2034   //
2035   // and the following instructions are both ready.
2036   // t2 = op c3
2037   // t4 = op c4
2038   //
2039   // Then schedule t2 = op first.
2040   // i.e.
2041   // t4 = op c4
2042   // t2 = op c3
2043   // t1 = op t2, c1
2044   // t3 = op t4, c2
2045   //
2046   // This creates more short live intervals.
2047   unsigned LDist = closestSucc(left);
2048   unsigned RDist = closestSucc(right);
2049   if (LDist != RDist)
2050     return LDist < RDist;
2051
2052   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2053   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2054   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2055   if (LScratch != RScratch)
2056     return LScratch > RScratch;
2057
2058   if (EnableSchedCycles) {
2059     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2060     if (result != 0)
2061       return result > 0;
2062   }
2063   else {
2064     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2065       return left->getHeight() > right->getHeight();
2066
2067     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2068       return left->getDepth() < right->getDepth();
2069   }
2070
2071   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2072          "NodeQueueId cannot be zero");
2073   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2074 }
2075
2076 // Bottom up
2077 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2078   return BURRSort(left, right, SPQ);
2079 }
2080
2081 // Source order, otherwise bottom up.
2082 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2083   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2084   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2085
2086   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2087   // the preference.
2088   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2089     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2090
2091   return BURRSort(left, right, SPQ);
2092 }
2093
2094 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2095 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2096 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2097 // speed up processing the available queue.
2098 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2099   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2100
2101   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2102
2103   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2104
2105   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2106       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2107     return false;
2108
2109   return true;
2110 }
2111
2112 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2113 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2114   if (left->isCall || right->isCall)
2115     // No way to compute latency of calls.
2116     return BURRSort(left, right, SPQ);
2117
2118   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2119   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2120   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2121   // register pressure reduction.
2122   if (LHigh && !RHigh)
2123     return true;
2124   else if (!LHigh && RHigh)
2125     return false;
2126   else if (!LHigh && !RHigh) {
2127     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2128     if (result != 0)
2129       return result > 0;
2130   }
2131   return BURRSort(left, right, SPQ);
2132 }
2133
2134 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2135 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2136 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2137   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2138
2139   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2140       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2141     return false;
2142
2143   return SU->getHeight() <= CurCycle;
2144 }
2145
2146 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2147   if (left->isCall || right->isCall)
2148     // No way to compute latency of calls.
2149     return BURRSort(left, right, SPQ);
2150
2151   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2152   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2153   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2154   // register pressure reduction.
2155   if (LHigh && !RHigh)
2156     return true;
2157   else if (!LHigh && RHigh)
2158     return false;
2159   else if (!LHigh && !RHigh) {
2160     // Low register pressure situation, schedule to maximize instruction level
2161     // parallelism.
2162     if (left->NumPreds > right->NumPreds)
2163       return false;
2164     else if (left->NumPreds < right->NumPreds)
2165       return false;
2166   }
2167
2168   return BURRSort(left, right, SPQ);
2169 }
2170
2171 //===----------------------------------------------------------------------===//
2172 //                    Preschedule for Register Pressure
2173 //===----------------------------------------------------------------------===//
2174
2175 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2176   if (SU->isTwoAddress) {
2177     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2178     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Opc);
2179     unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
2180     unsigned NumOps = TID.getNumOperands() - NumRes;
2181     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2182       if (TID.getOperandConstraint(i+NumRes, TOI::TIED_TO) != -1) {
2183         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2184         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2185             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2186           return true;
2187       }
2188     }
2189   }
2190   return false;
2191 }
2192
2193 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2194 /// physical register defs.
2195 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2196                                   const TargetInstrInfo *TII,
2197                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2198   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2199   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2200   const unsigned *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2201   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2202   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2203        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2204     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2205       continue;
2206     const unsigned *SUImpDefs =
2207       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2208     if (!SUImpDefs)
2209       return false;
2210     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2211       EVT VT = N->getValueType(i);
2212       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2213         continue;
2214       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2215         continue;
2216       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2217       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2218         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2219         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2220           return true;
2221       }
2222     }
2223   }
2224   return false;
2225 }
2226
2227 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2228 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2229 /// heuristics. When presented with code like this:
2230 ///
2231 ///      N
2232 ///    / |
2233 ///   /  |
2234 ///  U  store
2235 ///  |
2236 /// ...
2237 ///
2238 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2239 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2240 /// the length of that other use (the U->N edge).
2241 ///
2242 /// This function transforms code like the above to route U's
2243 /// dependence through the store when possible, like this:
2244 ///
2245 ///      N
2246 ///      ||
2247 ///      ||
2248 ///     store
2249 ///       |
2250 ///       U
2251 ///       |
2252 ///      ...
2253 ///
2254 /// This results in the store being scheduled immediately
2255 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2256 /// register pressure.
2257 ///
2258 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2259   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2260   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2261     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2262     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2263     // These are especially important, due to the heuristics in
2264     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2265     if (SU->NumSuccs != 0)
2266       continue;
2267     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2268     if (SU->NumPreds != 1)
2269       continue;
2270     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2271     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2272     if (SDNode *N = SU->getNode())
2273       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2274           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2275             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2276         continue;
2277
2278     // Locate the single data predecessor.
2279     SUnit *PredSU = 0;
2280     for (SUnit::const_pred_iterator II = SU->Preds.begin(),
2281          EE = SU->Preds.end(); II != EE; ++II)
2282       if (!II->isCtrl()) {
2283         PredSU = II->getSUnit();
2284         break;
2285       }
2286     assert(PredSU);
2287
2288     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2289     // support infrastructure.
2290     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2291       continue;
2292     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2293     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2294       continue;
2295     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2296     // like other nodes from the perspective of scheduling // heuristics.
2297     if (SDNode *N = SU->getNode())
2298       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2299           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2300             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2301         continue;
2302
2303     // Perform checks on the successors of PredSU.
2304     for (SUnit::const_succ_iterator II = PredSU->Succs.begin(),
2305          EE = PredSU->Succs.end(); II != EE; ++II) {
2306       SUnit *PredSuccSU = II->getSUnit();
2307       if (PredSuccSU == SU) continue;
2308       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2309       // now don't attempt to choose either over the other.
2310       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2311         goto outer_loop_continue;
2312       // Don't break physical register dependencies.
2313       if (SU->hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2314         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, SU, TII, TRI))
2315           goto outer_loop_continue;
2316       // Don't introduce graph cycles.
2317       if (scheduleDAG->IsReachable(SU, PredSuccSU))
2318         goto outer_loop_continue;
2319     }
2320
2321     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2322     // profitable. Update the graph.
2323     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU->NodeNum
2324                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2325                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2326     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2327       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2328       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2329       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2330       if (SuccSU != SU) {
2331         Edge.setSUnit(PredSU);
2332         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2333         scheduleDAG->AddPred(SU, Edge);
2334         Edge.setSUnit(SU);
2335         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2336         --i;
2337       }
2338     }
2339   outer_loop_continue:;
2340   }
2341 }
2342
2343 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2344 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2345 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2346 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2347 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2348 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2349 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2350 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2351   for (unsigned i = 0, e = SUnits->size(); i != e; ++i) {
2352     SUnit *SU = &(*SUnits)[i];
2353     if (!SU->isTwoAddress)
2354       continue;
2355
2356     SDNode *Node = SU->getNode();
2357     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU->getNode()->getGluedNode())
2358       continue;
2359
2360     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(SU);
2361     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2362     const TargetInstrDesc &TID = TII->get(Opc);
2363     unsigned NumRes = TID.getNumDefs();
2364     unsigned NumOps = TID.getNumOperands() - NumRes;
2365     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
2366       if (TID.getOperandConstraint(j+NumRes, TOI::TIED_TO) == -1)
2367         continue;
2368       SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(j).getNode();
2369       if (DU->getNodeId() == -1)
2370         continue;
2371       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
2372       if (!DUSU) continue;
2373       for (SUnit::const_succ_iterator I = DUSU->Succs.begin(),
2374            E = DUSU->Succs.end(); I != E; ++I) {
2375         if (I->isCtrl()) continue;
2376         SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2377         if (SuccSU == SU)
2378           continue;
2379         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
2380         // depth and height.
2381         if (SuccSU->getHeight() < SU->getHeight() &&
2382             (SU->getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
2383           continue;
2384         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
2385         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
2386         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
2387         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
2388         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
2389                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
2390                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
2391                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
2392           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
2393         // Don't constrain non-instruction nodes.
2394         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
2395           continue;
2396         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
2397         // predecessor can clobber them.
2398         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU->hasPhysRegClobbers) {
2399           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, SU, TII, TRI))
2400             continue;
2401         }
2402         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
2403         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
2404         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
2405         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2406             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2407             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
2408           continue;
2409         if ((!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
2410              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
2411              (!SU->isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
2412             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, SU)) {
2413           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
2414                        << SU->NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
2415           scheduleDAG->AddPred(SU, SDep(SuccSU, SDep::Order, /*Latency=*/0,
2416                                         /*Reg=*/0, /*isNormalMemory=*/false,
2417                                         /*isMustAlias=*/false,
2418                                         /*isArtificial=*/true));
2419         }
2420       }
2421     }
2422   }
2423 }
2424
2425 /// LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs - Compute the sum of the unscheduled
2426 /// predecessors of the successors of the SUnit SU. Stop when the provided
2427 /// limit is exceeded.
2428 static unsigned LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(const SUnit *SU,
2429                                                     unsigned Limit) {
2430   unsigned Sum = 0;
2431   for (SUnit::const_succ_iterator I = SU->Succs.begin(), E = SU->Succs.end();
2432        I != E; ++I) {
2433     const SUnit *SuccSU = I->getSUnit();
2434     for (SUnit::const_pred_iterator II = SuccSU->Preds.begin(),
2435          EE = SuccSU->Preds.end(); II != EE; ++II) {
2436       SUnit *PredSU = II->getSUnit();
2437       if (!PredSU->isScheduled)
2438         if (++Sum > Limit)
2439           return Sum;
2440     }
2441   }
2442   return Sum;
2443 }
2444
2445
2446 // Top down
2447 bool td_ls_rr_sort::operator()(const SUnit *left, const SUnit *right) const {
2448   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2449   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2450   bool LIsTarget = left->getNode() && left->getNode()->isMachineOpcode();
2451   bool RIsTarget = right->getNode() && right->getNode()->isMachineOpcode();
2452   bool LIsFloater = LIsTarget && left->NumPreds == 0;
2453   bool RIsFloater = RIsTarget && right->NumPreds == 0;
2454   unsigned LBonus = (LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(left,1) == 1) ? 2 : 0;
2455   unsigned RBonus = (LimitedSumOfUnscheduledPredsOfSuccs(right,1) == 1) ? 2 : 0;
2456
2457   if (left->NumSuccs == 0 && right->NumSuccs != 0)
2458     return false;
2459   else if (left->NumSuccs != 0 && right->NumSuccs == 0)
2460     return true;
2461
2462   if (LIsFloater)
2463     LBonus -= 2;
2464   if (RIsFloater)
2465     RBonus -= 2;
2466   if (left->NumSuccs == 1)
2467     LBonus += 2;
2468   if (right->NumSuccs == 1)
2469     RBonus += 2;
2470
2471   if (LPriority+LBonus != RPriority+RBonus)
2472     return LPriority+LBonus < RPriority+RBonus;
2473
2474   if (left->getDepth() != right->getDepth())
2475     return left->getDepth() < right->getDepth();
2476
2477   if (left->NumSuccsLeft != right->NumSuccsLeft)
2478     return left->NumSuccsLeft > right->NumSuccsLeft;
2479
2480   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2481          "NodeQueueId cannot be zero");
2482   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2483 }
2484
2485 //===----------------------------------------------------------------------===//
2486 //                         Public Constructor Functions
2487 //===----------------------------------------------------------------------===//
2488
2489 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2490 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2491                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2492   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2493   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2494   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2495
2496   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
2497     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, TII, TRI, 0);
2498   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2499   PQ->setScheduleDAG(SD);
2500   return SD;
2501 }
2502
2503 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2504 llvm::createTDRRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2505                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2506   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2507   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2508   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2509
2510   TDRegReductionPriorityQueue *PQ =
2511     new TDRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, TII, TRI, 0);
2512   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2513   PQ->setScheduleDAG(SD);
2514   return SD;
2515 }
2516
2517 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2518 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2519                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2520   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2521   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2522   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2523
2524   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
2525     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, TII, TRI, 0);
2526   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2527   PQ->setScheduleDAG(SD);
2528   return SD;
2529 }
2530
2531 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2532 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2533                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2534   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2535   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2536   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2537   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2538
2539   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
2540     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, TII, TRI, TLI);
2541
2542   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
2543   PQ->setScheduleDAG(SD);
2544   return SD;
2545 }
2546
2547 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2548 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2549                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2550   const TargetMachine &TM = IS->TM;
2551   const TargetInstrInfo *TII = TM.getInstrInfo();
2552   const TargetRegisterInfo *TRI = TM.getRegisterInfo();
2553   const TargetLowering *TLI = &IS->getTargetLowering();
2554
2555   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
2556     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, TII, TRI, TLI);
2557   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
2558   PQ->setScheduleDAG(SD);
2559   return SD;
2560 }