]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAGRRList.cpp
Merge ^/head r326936 through r327149.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / 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 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
19 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
23 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
24 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
25 #include "llvm/CodeGen/ISDOpcodes.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineValueType.h"
30 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
31 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
32 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
33 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
34 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
35 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
36 #include "llvm/CodeGen/TargetLowering.h"
37 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
38 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
39 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
40 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
41 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
42 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
43 #include "llvm/Support/Casting.h"
44 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
45 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
46 #include "llvm/Support/Compiler.h"
47 #include "llvm/Support/Debug.h"
48 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
49 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
50 #include <algorithm>
51 #include <cassert>
52 #include <cstdint>
53 #include <cstdlib>
54 #include <iterator>
55 #include <limits>
56 #include <memory>
57 #include <utility>
58 #include <vector>
59
60 using namespace llvm;
61
62 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
63
64 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
65 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
66 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
67 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
68
69 static RegisterScheduler
70   burrListDAGScheduler("list-burr",
71                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
72                        createBURRListDAGScheduler);
73
74 static RegisterScheduler
75   sourceListDAGScheduler("source",
76                          "Similar to list-burr but schedules in source "
77                          "order when possible",
78                          createSourceListDAGScheduler);
79
80 static RegisterScheduler
81   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
82                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
83                          "which tries to balance latency and register pressure",
84                          createHybridListDAGScheduler);
85
86 static RegisterScheduler
87   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
88                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
89                       "which tries to balance ILP and register pressure",
90                       createILPListDAGScheduler);
91
92 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
93   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
94   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
95
96 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
97 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
98 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
99   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
100   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
101 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
102   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
103   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
104 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
105   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
106   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
107 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
108   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
109   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
110 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
111   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
112   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
113 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
114   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
115   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
116 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
117   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
118   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
119 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
120   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
121   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
122
123 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
124   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
125   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
126            "in sched=list-ilp"));
127
128 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
129   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
130   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
131
132 namespace {
133
134 //===----------------------------------------------------------------------===//
135 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
136 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
137 ///
138 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
139 private:
140   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
141   bool NeedLatency;
142
143   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
144   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
145
146   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
147   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
148   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
149   /// added to the AvailableQueue.
150   std::vector<SUnit *> PendingQueue;
151
152   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
153   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
154
155   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
156   unsigned CurCycle = 0;
157
158   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
159   unsigned MinAvailableCycle;
160
161   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
162   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
163   unsigned IssueCount;
164
165   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
166   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
167   /// modifies the registers can be scheduled.
168   unsigned NumLiveRegs;
169   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegDefs;
170   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegGens;
171
172   // Collect interferences between physical register use/defs.
173   // Each interference is an SUnit and set of physical registers.
174   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
175
176   using LRegsMapT = DenseMap<SUnit *, SmallVector<unsigned, 4>>;
177
178   LRegsMapT LRegsMap;
179
180   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
181   /// and similar queries.
182   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
183
184   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
185   // DAG crawling.
186   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
187
188 public:
189   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
190                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
191                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
192     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
193       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue),
194       Topo(SUnits, nullptr) {
195     const TargetSubtargetInfo &STI = mf.getSubtarget();
196     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
197       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
198     else
199       HazardRec = STI.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&STI, this);
200   }
201
202   ~ScheduleDAGRRList() override {
203     delete HazardRec;
204     delete AvailableQueue;
205   }
206
207   void Schedule() override;
208
209   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
210
211   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
212   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
213     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
214   }
215
216   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
217   /// create a cycle.
218   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
219     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
220   }
221
222   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
223   /// This returns true if this is a new predecessor.
224   /// Updates the topological ordering if required.
225   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
226     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
227     SU->addPred(D);
228   }
229
230   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
231   /// This returns true if an edge was removed.
232   /// Updates the topological ordering if required.
233   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
234     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
235     SU->removePred(D);
236   }
237
238 private:
239   bool isReady(SUnit *SU) {
240     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
241       AvailableQueue->isReady(SU);
242   }
243
244   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
245   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
246   void ReleasePending();
247   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
248   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
249   void EmitNode(SUnit *SU);
250   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
251   void CapturePred(SDep *PredEdge);
252   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
253   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
254   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
255   SUnit *TryUnfoldSU(SUnit *);
256   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
257   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
258                                 const TargetRegisterClass*,
259                                 const TargetRegisterClass*,
260                                 SmallVectorImpl<SUnit*>&);
261   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVectorImpl<unsigned>&);
262
263   void releaseInterferences(unsigned Reg = 0);
264
265   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
266   void ListScheduleBottomUp();
267
268   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
269   /// Updates the topological ordering if required.
270   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
271     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
272     SUnit *NewNode = newSUnit(N);
273     // Update the topological ordering.
274     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
275       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
276     return NewNode;
277   }
278
279   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
280   /// Updates the topological ordering if required.
281   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
282     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
283     SUnit *NewNode = Clone(N);
284     // Update the topological ordering.
285     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
286       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
287     return NewNode;
288   }
289
290   /// forceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
291   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
292   bool forceUnitLatencies() const override {
293     return !NeedLatency;
294   }
295 };
296
297 }  // end anonymous namespace
298
299 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
300 /// Typically this just means looking up the representative register class,
301 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
302 /// opcode to determine what register class is being generated.
303 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
304                           const TargetLowering *TLI,
305                           const TargetInstrInfo *TII,
306                           const TargetRegisterInfo *TRI,
307                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost,
308                           const MachineFunction &MF) {
309   MVT VT = RegDefPos.GetValue();
310
311   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
312   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
313   if (VT == MVT::Untyped) {
314     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
315
316     // Special handling for CopyFromReg of untyped values.
317     if (!Node->isMachineOpcode() && Node->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
318       unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
319       const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(Reg);
320       RegClass = RC->getID();
321       Cost = 1;
322       return;
323     }
324
325     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
326     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
327       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
328       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
329       RegClass = RC->getID();
330       Cost = 1;
331       return;
332     }
333
334     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
335     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
336     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI, MF);
337     RegClass = RC->getID();
338     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
339     // better way to determine it.
340     Cost = 1;
341   } else {
342     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
343     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
344   }
345 }
346
347 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
348 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
349   DEBUG(dbgs() << "********** List Scheduling " << printMBBReference(*BB)
350                << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
351
352   CurCycle = 0;
353   IssueCount = 0;
354   MinAvailableCycle =
355       DisableSchedCycles ? 0 : std::numeric_limits<unsigned>::max();
356   NumLiveRegs = 0;
357   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
358   // to track the virtual resource of a calling sequence.
359   LiveRegDefs.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
360   LiveRegGens.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
361   CallSeqEndForStart.clear();
362   assert(Interferences.empty() && LRegsMap.empty() && "stale Interferences");
363
364   // Build the scheduling graph.
365   BuildSchedGraph(nullptr);
366
367   DEBUG(for (SUnit &SU : SUnits)
368           SU.dumpAll(this));
369   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
370
371   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
372
373   HazardRec->Reset();
374
375   // Execute the actual scheduling loop.
376   ListScheduleBottomUp();
377
378   AvailableQueue->releaseState();
379
380   DEBUG({
381       dbgs() << "*** Final schedule ***\n";
382       dumpSchedule();
383       dbgs() << '\n';
384     });
385 }
386
387 //===----------------------------------------------------------------------===//
388 //  Bottom-Up Scheduling
389 //===----------------------------------------------------------------------===//
390
391 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
392 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
393 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
394   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
395
396 #ifndef NDEBUG
397   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
398     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
399     PredSU->dump(this);
400     dbgs() << " has been released too many times!\n";
401     llvm_unreachable(nullptr);
402   }
403 #endif
404   --PredSU->NumSuccsLeft;
405
406   if (!forceUnitLatencies()) {
407     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
408     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
409     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
410   }
411
412   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
413   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
414   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
415     PredSU->isAvailable = true;
416
417     unsigned Height = PredSU->getHeight();
418     if (Height < MinAvailableCycle)
419       MinAvailableCycle = Height;
420
421     if (isReady(PredSU)) {
422       AvailableQueue->push(PredSU);
423     }
424     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
425     // adding it twice.
426     else if (!PredSU->isPending) {
427       PredSU->isPending = true;
428       PendingQueue.push_back(PredSU);
429     }
430   }
431 }
432
433 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
434 /// chain dependencies.
435 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
436                              unsigned NestLevel,
437                              const TargetInstrInfo *TII) {
438   SDNode *N = Outer;
439   while (true) {
440     if (N == Inner)
441       return true;
442     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
443     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
444     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
445     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
446       for (const SDValue &Op : N->op_values())
447         if (IsChainDependent(Op.getNode(), Inner, NestLevel, TII))
448           return true;
449       return false;
450     }
451     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
452     if (N->isMachineOpcode()) {
453       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
454         ++NestLevel;
455       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
456         if (NestLevel == 0)
457           return false;
458         --NestLevel;
459       }
460     }
461     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
462     for (const SDValue &Op : N->op_values())
463       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
464         N = Op.getNode();
465         goto found_chain_operand;
466       }
467     return false;
468   found_chain_operand:;
469     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
470       return false;
471   }
472 }
473
474 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
475 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
476 ///
477 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
478 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
479 /// level seen so far.
480 ///
481 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
482 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
483 static SDNode *
484 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
485                  const TargetInstrInfo *TII) {
486   while (true) {
487     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
488     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
489     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
490     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
491       SDNode *Best = nullptr;
492       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
493       for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
494         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
495         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
496         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(Op.getNode(),
497                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
498           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
499             Best = New;
500             BestMaxNest = MyMaxNest;
501           }
502       }
503       assert(Best);
504       MaxNest = BestMaxNest;
505       return Best;
506     }
507     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
508     if (N->isMachineOpcode()) {
509       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
510         ++NestLevel;
511         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
512       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
513         assert(NestLevel != 0);
514         --NestLevel;
515         if (NestLevel == 0)
516           return N;
517       }
518     }
519     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
520     for (const SDValue &Op : N->op_values())
521       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
522         N = Op.getNode();
523         goto found_chain_operand;
524       }
525     return nullptr;
526   found_chain_operand:;
527     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
528       return nullptr;
529   }
530 }
531
532 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
533 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
534 /// also defines the register. This effectively create one large live range
535 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
536 /// entire chain must be scheduled together. Example:
537 ///
538 /// flags = (3) add
539 /// flags = (2) addc flags
540 /// flags = (1) addc flags
541 ///
542 /// results in
543 ///
544 /// LiveRegDefs[flags] = 3
545 /// LiveRegGens[flags] = 1
546 ///
547 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
548 /// interference on flags.
549 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
550   // Bottom up: release predecessors
551   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
552     ReleasePred(SU, &Pred);
553     if (Pred.isAssignedRegDep()) {
554       // This is a physical register dependency and it's impossible or
555       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
556       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
557       // this node.
558       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[Pred.getReg()]; (void)RegDef;
559       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == Pred.getSUnit()) &&
560              "interference on register dependence");
561       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = Pred.getSUnit();
562       if (!LiveRegGens[Pred.getReg()]) {
563         ++NumLiveRegs;
564         LiveRegGens[Pred.getReg()] = SU;
565       }
566     }
567   }
568
569   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
570   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
571   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
572   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
573   if (!LiveRegDefs[CallResource])
574     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
575       if (Node->isMachineOpcode() &&
576           Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
577         unsigned NestLevel = 0;
578         unsigned MaxNest = 0;
579         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
580         assert(N && "Must find call sequence start");
581
582         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
583         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
584
585         ++NumLiveRegs;
586         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
587         LiveRegGens[CallResource] = SU;
588         break;
589       }
590 }
591
592 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
593 /// so, add them to the available queue.
594 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
595   if (DisableSchedCycles) {
596     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
597     return;
598   }
599
600   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
601   if (AvailableQueue->empty())
602     MinAvailableCycle = std::numeric_limits<unsigned>::max();
603
604   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
605   // so, add them to the available queue.
606   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
607     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
608     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
609       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
610
611     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
612       if (!isReady(PendingQueue[i]))
613           continue;
614       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
615     }
616     PendingQueue[i]->isPending = false;
617     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
618     PendingQueue.pop_back();
619     --i; --e;
620   }
621 }
622
623 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
624 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
625   if (NextCycle <= CurCycle)
626     return;
627
628   IssueCount = 0;
629   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
630   if (!HazardRec->isEnabled()) {
631     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
632     CurCycle = NextCycle;
633   }
634   else {
635     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
636       HazardRec->RecedeCycle();
637     }
638   }
639   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
640   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
641   ReleasePending();
642 }
643
644 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
645 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
646 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
647   if (DisableSchedCycles)
648     return;
649
650   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
651   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
652   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
653   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
654   // currently need to treat these nodes like real instructions.
655   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
656
657   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
658
659   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
660   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
661   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
662   // this instruction.
663   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
664
665   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
666   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
667   // scoreboard state before emitting the call.
668   if (SU->isCall)
669     return;
670
671   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
672   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
673   int Stalls = 0;
674   while (true) {
675     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
676       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
677
678     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
679       break;
680
681     ++Stalls;
682   }
683   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
684 }
685
686 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
687 /// Does not update CurCycle.
688 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
689   if (!HazardRec->isEnabled())
690     return;
691
692   // Check for phys reg copy.
693   if (!SU->getNode())
694     return;
695
696   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
697   default:
698     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
699            "This target-independent node should not be scheduled.");
700     break;
701   case ISD::MERGE_VALUES:
702   case ISD::TokenFactor:
703   case ISD::LIFETIME_START:
704   case ISD::LIFETIME_END:
705   case ISD::CopyToReg:
706   case ISD::CopyFromReg:
707   case ISD::EH_LABEL:
708     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
709     // removed.
710     return;
711   case ISD::INLINEASM:
712     // For inline asm, clear the pipeline state.
713     HazardRec->Reset();
714     return;
715   }
716   if (SU->isCall) {
717     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
718     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
719     HazardRec->Reset();
720   }
721
722   HazardRec->EmitInstruction(SU);
723 }
724
725 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
726
727 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
728 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
729 /// the Available queue.
730 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
731   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
732   DEBUG(SU->dump(this));
733
734 #ifndef NDEBUG
735   if (CurCycle < SU->getHeight())
736     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
737           << "] pipeline stall!\n");
738 #endif
739
740   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
741   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
742   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
743   // indicate the scheduled cycle.
744   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
745
746   // Reserve resources for the scheduled instruction.
747   EmitNode(SU);
748
749   Sequence.push_back(SU);
750
751   AvailableQueue->scheduledNode(SU);
752
753   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
754   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
755   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
756   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
757     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
758
759   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
760   // two-address node as a live range def.
761   ReleasePredecessors(SU);
762
763   // Release all the implicit physical register defs that are live.
764   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
765     // LiveRegDegs[Succ.getReg()] != SU when SU is a two-address node.
766     if (Succ.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Succ.getReg()] == SU) {
767       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
768       --NumLiveRegs;
769       LiveRegDefs[Succ.getReg()] = nullptr;
770       LiveRegGens[Succ.getReg()] = nullptr;
771       releaseInterferences(Succ.getReg());
772     }
773   }
774   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
775   // of a call.
776   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
777   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
778     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
779          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
780       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
781           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
782         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
783         --NumLiveRegs;
784         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
785         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
786         releaseInterferences(CallResource);
787       }
788     }
789
790   resetVRegCycle(SU);
791
792   SU->isScheduled = true;
793
794   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
795   // (1) No available instructions
796   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
797   //
798   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
799   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
800   //
801   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
802   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
803     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
804       ++IssueCount;
805     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
806         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
807       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
808   }
809 }
810
811 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
812 /// unscheduled, increase the succ left count of its predecessors. Remove
813 /// them from AvailableQueue if necessary.
814 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
815   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
816   if (PredSU->isAvailable) {
817     PredSU->isAvailable = false;
818     if (!PredSU->isPending)
819       AvailableQueue->remove(PredSU);
820   }
821
822   assert(PredSU->NumSuccsLeft < std::numeric_limits<unsigned>::max() &&
823          "NumSuccsLeft will overflow!");
824   ++PredSU->NumSuccsLeft;
825 }
826
827 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
828 /// its predecessor states to reflect the change.
829 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
830   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
831   DEBUG(SU->dump(this));
832
833   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
834     CapturePred(&Pred);
835     if (Pred.isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[Pred.getReg()]){
836       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
837       assert(LiveRegDefs[Pred.getReg()] == Pred.getSUnit() &&
838              "Physical register dependency violated?");
839       --NumLiveRegs;
840       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = nullptr;
841       LiveRegGens[Pred.getReg()] = nullptr;
842       releaseInterferences(Pred.getReg());
843     }
844   }
845
846   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
847   // of a call.
848   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
849   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
850        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
851     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
852         SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
853       SUnit *SeqEnd = CallSeqEndForStart[SU];
854       assert(SeqEnd && "Call sequence start/end must be known");
855       assert(!LiveRegDefs[CallResource]);
856       assert(!LiveRegGens[CallResource]);
857       ++NumLiveRegs;
858       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
859       LiveRegGens[CallResource] = SeqEnd;
860     }
861   }
862
863   // Release the special call resource dependence, if this is the end
864   // of a call.
865   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
866     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
867          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
868       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
869           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
870         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
871         assert(LiveRegDefs[CallResource]);
872         assert(LiveRegGens[CallResource]);
873         --NumLiveRegs;
874         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
875         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
876         releaseInterferences(CallResource);
877       }
878     }
879
880   for (auto &Succ : SU->Succs) {
881     if (Succ.isAssignedRegDep()) {
882       auto Reg = Succ.getReg();
883       if (!LiveRegDefs[Reg])
884         ++NumLiveRegs;
885       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
886       // pending if this is a two-address node.
887       LiveRegDefs[Reg] = SU;
888
889       // Update LiveRegGen only if was empty before this unscheduling.
890       // This is to avoid incorrect updating LiveRegGen set in previous run.
891       if (!LiveRegGens[Reg]) {
892         // Find the successor with the lowest height.
893         LiveRegGens[Reg] = Succ.getSUnit();
894         for (auto &Succ2 : SU->Succs) {
895           if (Succ2.isAssignedRegDep() && Succ2.getReg() == Reg &&
896               Succ2.getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[Reg]->getHeight())
897             LiveRegGens[Reg] = Succ2.getSUnit();
898         }
899       }
900     }
901   }
902   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
903     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
904
905   SU->setHeightDirty();
906   SU->isScheduled = false;
907   SU->isAvailable = true;
908   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
909     // Don't make available until backtracking is complete.
910     SU->isPending = true;
911     PendingQueue.push_back(SU);
912   }
913   else {
914     AvailableQueue->push(SU);
915   }
916   AvailableQueue->unscheduledNode(SU);
917 }
918
919 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
920 /// corresponding the current cycle.
921 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
922   HazardRec->Reset();
923
924   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
925                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
926   if (LookAhead == 0)
927     return;
928
929   std::vector<SUnit *>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
930   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
931   for (auto E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
932     SUnit *SU = *I;
933     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
934       HazardRec->RecedeCycle();
935     }
936     EmitNode(SU);
937   }
938 }
939
940 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
941 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
942 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
943   SUnit *OldSU = Sequence.back();
944   while (true) {
945     Sequence.pop_back();
946     // FIXME: use ready cycle instead of height
947     CurCycle = OldSU->getHeight();
948     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
949     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
950     if (OldSU == BtSU)
951       break;
952     OldSU = Sequence.back();
953   }
954
955   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
956
957   RestoreHazardCheckerBottomUp();
958
959   ReleasePending();
960
961   ++NumBacktracks;
962 }
963
964 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
965   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
966        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
967     if (SUNode->isOperandOf(N))
968       return true;
969   }
970   return false;
971 }
972
973 /// TryUnfold - Attempt to unfold
974 SUnit *ScheduleDAGRRList::TryUnfoldSU(SUnit *SU) {
975   SDNode *N = SU->getNode();
976   // Use while over if to ease fall through.
977   SmallVector<SDNode *, 2> NewNodes;
978   if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
979     return nullptr;
980
981   // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
982   // can't be handled here so quit
983   if (NewNodes.size() == 3)
984     return nullptr;
985
986   assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
987
988   N = NewNodes[1];
989   SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
990   unsigned NumVals = N->getNumValues();
991   unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
992
993   // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
994   // load from the same location and producing the same type of value
995   // but it has different alignment or volatileness.
996   bool isNewLoad = true;
997   SUnit *LoadSU;
998   if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
999     LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
1000     // If LoadSU has already been scheduled, we should clone it but
1001     // this would negate the benefit to unfolding so just return SU.
1002     if (LoadSU->isScheduled)
1003       return SU;
1004     isNewLoad = false;
1005   } else {
1006     LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
1007     LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
1008
1009     InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
1010     computeLatency(LoadSU);
1011   }
1012
1013   DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1014
1015   // Now that we are committed to unfolding replace DAG Uses.
1016   for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
1017     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
1018   DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals - 1),
1019                                  SDValue(LoadNode, 1));
1020
1021   SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
1022   assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
1023   N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
1024
1025   const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1026   for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
1027     if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
1028       NewSU->isTwoAddress = true;
1029       break;
1030     }
1031   }
1032   if (MCID.isCommutable())
1033     NewSU->isCommutable = true;
1034
1035   InitNumRegDefsLeft(NewSU);
1036   computeLatency(NewSU);
1037
1038   // Record all the edges to and from the old SU, by category.
1039   SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
1040   SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
1041   SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
1042   SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
1043   SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
1044   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1045     if (Pred.isCtrl())
1046       ChainPreds.push_back(Pred);
1047     else if (isOperandOf(Pred.getSUnit(), LoadNode))
1048       LoadPreds.push_back(Pred);
1049     else
1050       NodePreds.push_back(Pred);
1051   }
1052   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1053     if (Succ.isCtrl())
1054       ChainSuccs.push_back(Succ);
1055     else
1056       NodeSuccs.push_back(Succ);
1057   }
1058
1059   // Now assign edges to the newly-created nodes.
1060   for (const SDep &Pred : ChainPreds) {
1061     RemovePred(SU, Pred);
1062     if (isNewLoad)
1063       AddPred(LoadSU, Pred);
1064   }
1065   for (const SDep &Pred : LoadPreds) {
1066     RemovePred(SU, Pred);
1067     if (isNewLoad)
1068       AddPred(LoadSU, Pred);
1069   }
1070   for (const SDep &Pred : NodePreds) {
1071     RemovePred(SU, Pred);
1072     AddPred(NewSU, Pred);
1073   }
1074   for (SDep D : NodeSuccs) {
1075     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1076     D.setSUnit(SU);
1077     RemovePred(SuccDep, D);
1078     D.setSUnit(NewSU);
1079     AddPred(SuccDep, D);
1080     // Balance register pressure.
1081     if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled &&
1082         !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1083       --NewSU->NumRegDefsLeft;
1084   }
1085   for (SDep D : ChainSuccs) {
1086     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1087     D.setSUnit(SU);
1088     RemovePred(SuccDep, D);
1089     if (isNewLoad) {
1090       D.setSUnit(LoadSU);
1091       AddPred(SuccDep, D);
1092     }
1093   }
1094
1095   // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1096   // by LoadSU.
1097   SDep D(LoadSU, SDep::Data, 0);
1098   D.setLatency(LoadSU->Latency);
1099   AddPred(NewSU, D);
1100
1101   if (isNewLoad)
1102     AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1103   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1104
1105   ++NumUnfolds;
1106
1107   if (NewSU->NumSuccsLeft == 0)
1108     NewSU->isAvailable = true;
1109
1110   return NewSU;
1111 }
1112
1113 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
1114 /// successors to the newly created node.
1115 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
1116   SDNode *N = SU->getNode();
1117   if (!N)
1118     return nullptr;
1119
1120   if (SU->getNode()->getGluedNode())
1121     return nullptr;
1122
1123   SUnit *NewSU;
1124   bool TryUnfold = false;
1125   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
1126     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
1127     if (VT == MVT::Glue)
1128       return nullptr;
1129     else if (VT == MVT::Other)
1130       TryUnfold = true;
1131   }
1132   for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
1133     MVT VT = Op.getNode()->getSimpleValueType(Op.getResNo());
1134     if (VT == MVT::Glue)
1135       return nullptr;
1136   }
1137
1138   // If possible unfold instruction.
1139   if (TryUnfold) {
1140     SUnit *UnfoldSU = TryUnfoldSU(SU);
1141     if (!UnfoldSU)
1142       return nullptr;
1143     SU = UnfoldSU;
1144     N = SU->getNode();
1145     // If this can be scheduled don't bother duplicating and just return
1146     if (SU->NumSuccsLeft == 0)
1147       return SU;
1148   }
1149
1150   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1151   NewSU = CreateClone(SU);
1152
1153   // New SUnit has the exact same predecessors.
1154   for (SDep &Pred : SU->Preds)
1155     if (!Pred.isArtificial())
1156       AddPred(NewSU, Pred);
1157
1158   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1159   // list and move them over.
1160   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1161   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1162     if (Succ.isArtificial())
1163       continue;
1164     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1165     if (SuccSU->isScheduled) {
1166       SDep D = Succ;
1167       D.setSUnit(NewSU);
1168       AddPred(SuccSU, D);
1169       D.setSUnit(SU);
1170       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1171     }
1172   }
1173   for (auto &DelDep : DelDeps)
1174     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1175
1176   AvailableQueue->updateNode(SU);
1177   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1178
1179   ++NumDups;
1180   return NewSU;
1181 }
1182
1183 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1184 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1185 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1186                                               const TargetRegisterClass *DestRC,
1187                                               const TargetRegisterClass *SrcRC,
1188                                               SmallVectorImpl<SUnit*> &Copies) {
1189   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1190   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1191   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1192
1193   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1194   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1195   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1196
1197   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1198   // list and move them over.
1199   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1200   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1201     if (Succ.isArtificial())
1202       continue;
1203     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1204     if (SuccSU->isScheduled) {
1205       SDep D = Succ;
1206       D.setSUnit(CopyToSU);
1207       AddPred(SuccSU, D);
1208       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, Succ));
1209     }
1210     else {
1211       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1212       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1213       // continue inserting copies indefinitely.
1214       AddPred(SuccSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Artificial));
1215     }
1216   }
1217   for (auto &DelDep : DelDeps)
1218     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1219
1220   SDep FromDep(SU, SDep::Data, Reg);
1221   FromDep.setLatency(SU->Latency);
1222   AddPred(CopyFromSU, FromDep);
1223   SDep ToDep(CopyFromSU, SDep::Data, 0);
1224   ToDep.setLatency(CopyFromSU->Latency);
1225   AddPred(CopyToSU, ToDep);
1226
1227   AvailableQueue->updateNode(SU);
1228   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1229   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1230   Copies.push_back(CopyFromSU);
1231   Copies.push_back(CopyToSU);
1232
1233   ++NumPRCopies;
1234 }
1235
1236 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1237 /// definition of the specified node.
1238 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1239 static MVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1240                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1241   unsigned NumRes;
1242   if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1243     // CopyFromReg has: "chain, Val, glue" so operand 1 gives the type.
1244     NumRes = 1;
1245   } else {
1246     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1247     assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1248     NumRes = MCID.getNumDefs();
1249     for (const MCPhysReg *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1250       if (Reg == *ImpDef)
1251         break;
1252       ++NumRes;
1253     }
1254   }
1255   return N->getSimpleValueType(NumRes);
1256 }
1257
1258 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1259 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1260 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1261                                SUnit **LiveRegDefs,
1262                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1263                                SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs,
1264                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1265   for (MCRegAliasIterator AliasI(Reg, TRI, true); AliasI.isValid(); ++AliasI) {
1266
1267     // Check if Ref is live.
1268     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1269
1270     // Allow multiple uses of the same def.
1271     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1272
1273     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1274     if (RegAdded.insert(*AliasI).second) {
1275       LRegs.push_back(*AliasI);
1276     }
1277   }
1278 }
1279
1280 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1281 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1282 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1283                                      ArrayRef<SUnit*> LiveRegDefs,
1284                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1285                                      SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1286   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1287   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1288     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1289     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1290     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1291     if (RegAdded.insert(i).second)
1292       LRegs.push_back(i);
1293   }
1294 }
1295
1296 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1297 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1298   for (const SDValue &Op : N->op_values())
1299     if (const auto *RegOp = dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(Op.getNode()))
1300       return RegOp->getRegMask();
1301   return nullptr;
1302 }
1303
1304 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1305 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1306 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1307 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1308 bool ScheduleDAGRRList::
1309 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1310   if (NumLiveRegs == 0)
1311     return false;
1312
1313   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1314   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1315   //
1316   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1317   // then we are free to schedule it.
1318   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1319     if (Pred.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Pred.getReg()] != SU)
1320       CheckForLiveRegDef(Pred.getSUnit(), Pred.getReg(), LiveRegDefs.get(),
1321                          RegAdded, LRegs, TRI);
1322   }
1323
1324   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1325     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
1326       // Inline asm can clobber physical defs.
1327       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1328       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1329         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1330
1331       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1332         unsigned Flags =
1333           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1334         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1335
1336         ++i; // Skip the ID value.
1337         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1338             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1339             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1340           // Check for def of register or earlyclobber register.
1341           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1342             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1343             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1344               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1345           }
1346         } else
1347           i += NumVals;
1348       }
1349       continue;
1350     }
1351
1352     if (!Node->isMachineOpcode())
1353       continue;
1354     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1355     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1356     // the call.
1357     if (Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1358       // Check the special calling-sequence resource.
1359       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1360       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1361         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1362         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1363           Gen = Glued;
1364         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) &&
1365             RegAdded.insert(CallResource).second)
1366           LRegs.push_back(CallResource);
1367       }
1368     }
1369     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1370       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask,
1371                                makeArrayRef(LiveRegDefs.get(), TRI->getNumRegs()),
1372                                RegAdded, LRegs);
1373
1374     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1375     if (MCID.hasOptionalDef()) {
1376       // Most ARM instructions have an OptionalDef for CPSR, to model the S-bit.
1377       // This operand can be either a def of CPSR, if the S bit is set; or a use
1378       // of %noreg.  When the OptionalDef is set to a valid register, we need to
1379       // handle it in the same way as an ImplicitDef.
1380       for (unsigned i = 0; i < MCID.getNumDefs(); ++i)
1381         if (MCID.OpInfo[i].isOptionalDef()) {
1382           const SDValue &OptionalDef = Node->getOperand(i - Node->getNumValues());
1383           unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(OptionalDef)->getReg();
1384           CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1385         }
1386     }
1387     if (!MCID.ImplicitDefs)
1388       continue;
1389     for (const MCPhysReg *Reg = MCID.getImplicitDefs(); *Reg; ++Reg)
1390       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1391   }
1392
1393   return !LRegs.empty();
1394 }
1395
1396 void ScheduleDAGRRList::releaseInterferences(unsigned Reg) {
1397   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1398   for (unsigned i = Interferences.size(); i > 0; --i) {
1399     SUnit *SU = Interferences[i-1];
1400     LRegsMapT::iterator LRegsPos = LRegsMap.find(SU);
1401     if (Reg) {
1402       SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsPos->second;
1403       if (!is_contained(LRegs, Reg))
1404         continue;
1405     }
1406     SU->isPending = false;
1407     // The interfering node may no longer be available due to backtracking.
1408     // Furthermore, it may have been made available again, in which case it is
1409     // now already in the AvailableQueue.
1410     if (SU->isAvailable && !SU->NodeQueueId) {
1411       DEBUG(dbgs() << "    Repushing SU #" << SU->NodeNum << '\n');
1412       AvailableQueue->push(SU);
1413     }
1414     if (i < Interferences.size())
1415       Interferences[i-1] = Interferences.back();
1416     Interferences.pop_back();
1417     LRegsMap.erase(LRegsPos);
1418   }
1419 }
1420
1421 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1422 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1423 /// (2) No Hazards: resources are available
1424 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1425 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1426   SUnit *CurSU = AvailableQueue->empty() ? nullptr : AvailableQueue->pop();
1427   auto FindAvailableNode = [&]() {
1428     while (CurSU) {
1429       SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1430       if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1431         break;
1432       DEBUG(dbgs() << "    Interfering reg ";
1433             if (LRegs[0] == TRI->getNumRegs())
1434               dbgs() << "CallResource";
1435             else
1436               dbgs() << printReg(LRegs[0], TRI);
1437             dbgs() << " SU #" << CurSU->NodeNum << '\n');
1438       std::pair<LRegsMapT::iterator, bool> LRegsPair =
1439         LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1440       if (LRegsPair.second) {
1441         CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1442         Interferences.push_back(CurSU);
1443       }
1444       else {
1445         assert(CurSU->isPending && "Interferences are pending");
1446         // Update the interference with current live regs.
1447         LRegsPair.first->second = LRegs;
1448       }
1449       CurSU = AvailableQueue->pop();
1450     }
1451   };
1452   FindAvailableNode();
1453   if (CurSU)
1454     return CurSU;
1455
1456   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1457   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1458   // to resolve it.
1459   for (SUnit *TrySU : Interferences) {
1460     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1461
1462     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1463     // this node.
1464     SUnit *BtSU = nullptr;
1465     unsigned LiveCycle = std::numeric_limits<unsigned>::max();
1466     for (unsigned Reg : LRegs) {
1467       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1468         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1469         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1470       }
1471     }
1472     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1473       // BacktrackBottomUp mutates Interferences!
1474       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1475
1476       // Force the current node to be scheduled before the node that
1477       // requires the physical reg dep.
1478       if (BtSU->isAvailable) {
1479         BtSU->isAvailable = false;
1480         if (!BtSU->isPending)
1481           AvailableQueue->remove(BtSU);
1482       }
1483       DEBUG(dbgs() << "ARTIFICIAL edge from SU(" << BtSU->NodeNum << ") to SU("
1484             << TrySU->NodeNum << ")\n");
1485       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Artificial));
1486
1487       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1488       // node is no longer available.
1489       if (!TrySU->isAvailable || !TrySU->NodeQueueId) {
1490         DEBUG(dbgs() << "TrySU not available; choosing node from queue\n");
1491         CurSU = AvailableQueue->pop();
1492       } else {
1493         DEBUG(dbgs() << "TrySU available\n");
1494         // Available and in AvailableQueue
1495         AvailableQueue->remove(TrySU);
1496         CurSU = TrySU;
1497       }
1498       FindAvailableNode();
1499       // Interferences has been mutated. We must break.
1500       break;
1501     }
1502   }
1503
1504   if (!CurSU) {
1505     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1506     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1507     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1508     // insert cross class copies.
1509     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1510     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1511     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1512     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1513     unsigned Reg = LRegs[0];
1514     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1515     MVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1516     const TargetRegisterClass *RC =
1517       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1518     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1519
1520     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1521     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1522     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1523     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1524     // expensive.
1525     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1526     // the value at all.
1527     SUnit *NewDef = nullptr;
1528     if (DestRC != RC) {
1529       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1530       if (!DestRC && !NewDef)
1531         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1532     }
1533     if (!NewDef) {
1534       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1535       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1536       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1537       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1538             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1539       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Artificial));
1540       NewDef = Copies.back();
1541     }
1542
1543     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1544           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1545     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1546     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Artificial));
1547     TrySU->isAvailable = false;
1548     CurSU = NewDef;
1549   }
1550   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1551   return CurSU;
1552 }
1553
1554 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1555 /// schedulers.
1556 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1557   // Release any predecessors of the special Exit node.
1558   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1559
1560   // Add root to Available queue.
1561   if (!SUnits.empty()) {
1562     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1563     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1564     RootSU->isAvailable = true;
1565     AvailableQueue->push(RootSU);
1566   }
1567
1568   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1569   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1570   Sequence.reserve(SUnits.size());
1571   while (!AvailableQueue->empty() || !Interferences.empty()) {
1572     DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1573           AvailableQueue->dump(this));
1574
1575     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1576     // consideration.
1577     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1578
1579     AdvancePastStalls(SU);
1580
1581     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1582
1583     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1584       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1585       assert(MinAvailableCycle < std::numeric_limits<unsigned>::max() &&
1586              "MinAvailableCycle uninitialized");
1587       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1588     }
1589   }
1590
1591   // Reverse the order if it is bottom up.
1592   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1593
1594 #ifndef NDEBUG
1595   VerifyScheduledSequence(/*isBottomUp=*/true);
1596 #endif
1597 }
1598
1599 namespace {
1600
1601 class RegReductionPQBase;
1602
1603 struct queue_sort {
1604   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1605 };
1606
1607 #ifndef NDEBUG
1608 template<class SF>
1609 struct reverse_sort : public queue_sort {
1610   SF &SortFunc;
1611
1612   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1613
1614   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1615     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1616     // to expose different paths in the comparison logic.
1617     return SortFunc(right, left);
1618   }
1619 };
1620 #endif // NDEBUG
1621
1622 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1623 // reduction scheduler.
1624 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1625   enum {
1626     IsBottomUp = true,
1627     HasReadyFilter = false
1628   };
1629
1630   RegReductionPQBase *SPQ;
1631
1632   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1633
1634   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1635 };
1636
1637 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1638 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1639   enum {
1640     IsBottomUp = true,
1641     HasReadyFilter = false
1642   };
1643
1644   RegReductionPQBase *SPQ;
1645
1646   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1647
1648   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1649 };
1650
1651 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1652 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1653   enum {
1654     IsBottomUp = true,
1655     HasReadyFilter = false
1656   };
1657
1658   RegReductionPQBase *SPQ;
1659
1660   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1661
1662   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1663
1664   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1665 };
1666
1667 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1668 // scheduler.
1669 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1670   enum {
1671     IsBottomUp = true,
1672     HasReadyFilter = false
1673   };
1674
1675   RegReductionPQBase *SPQ;
1676
1677   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1678
1679   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1680
1681   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1682 };
1683
1684 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1685 protected:
1686   std::vector<SUnit *> Queue;
1687   unsigned CurQueueId = 0;
1688   bool TracksRegPressure;
1689   bool SrcOrder;
1690
1691   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1692   std::vector<SUnit> *SUnits;
1693
1694   MachineFunction &MF;
1695   const TargetInstrInfo *TII;
1696   const TargetRegisterInfo *TRI;
1697   const TargetLowering *TLI;
1698   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG = nullptr;
1699
1700   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1701   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1702
1703   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1704   std::vector<unsigned> RegPressure;
1705
1706   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1707   /// class.
1708   std::vector<unsigned> RegLimit;
1709
1710 public:
1711   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1712                      bool hasReadyFilter,
1713                      bool tracksrp,
1714                      bool srcorder,
1715                      const TargetInstrInfo *tii,
1716                      const TargetRegisterInfo *tri,
1717                      const TargetLowering *tli)
1718     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter), TracksRegPressure(tracksrp),
1719       SrcOrder(srcorder), MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli) {
1720     if (TracksRegPressure) {
1721       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1722       RegLimit.resize(NumRC);
1723       RegPressure.resize(NumRC);
1724       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1725       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1726       for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses())
1727         RegLimit[RC->getID()] = tri->getRegPressureLimit(RC, MF);
1728     }
1729   }
1730
1731   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1732     scheduleDAG = scheduleDag;
1733   }
1734
1735   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1736     return scheduleDAG->getHazardRec();
1737   }
1738
1739   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) override;
1740
1741   void addNode(const SUnit *SU) override;
1742
1743   void updateNode(const SUnit *SU) override;
1744
1745   void releaseState() override {
1746     SUnits = nullptr;
1747     SethiUllmanNumbers.clear();
1748     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1749   }
1750
1751   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1752
1753   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1754     if (!SU->getNode()) return 0;
1755
1756     return SU->getNode()->getIROrder();
1757   }
1758
1759   bool empty() const override { return Queue.empty(); }
1760
1761   void push(SUnit *U) override {
1762     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1763     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1764     Queue.push_back(U);
1765   }
1766
1767   void remove(SUnit *SU) override {
1768     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1769     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1770     std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::find(Queue, SU);
1771     if (I != std::prev(Queue.end()))
1772       std::swap(*I, Queue.back());
1773     Queue.pop_back();
1774     SU->NodeQueueId = 0;
1775   }
1776
1777   bool tracksRegPressure() const override { return TracksRegPressure; }
1778
1779   void dumpRegPressure() const;
1780
1781   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1782
1783   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1784
1785   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1786
1787   void scheduledNode(SUnit *SU) override;
1788
1789   void unscheduledNode(SUnit *SU) override;
1790
1791 protected:
1792   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1793   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1794   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1795   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1796 };
1797
1798 template<class SF>
1799 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit *> &Q, SF &Picker) {
1800   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1801   for (auto I = std::next(Q.begin()), E = Q.end(); I != E; ++I)
1802     if (Picker(*Best, *I))
1803       Best = I;
1804   SUnit *V = *Best;
1805   if (Best != std::prev(Q.end()))
1806     std::swap(*Best, Q.back());
1807   Q.pop_back();
1808   return V;
1809 }
1810
1811 template<class SF>
1812 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit *> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1813 #ifndef NDEBUG
1814   if (DAG->StressSched) {
1815     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1816     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1817   }
1818 #endif
1819   (void)DAG;
1820   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1821 }
1822
1823 //===----------------------------------------------------------------------===//
1824 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1825 //===----------------------------------------------------------------------===//
1826 //
1827 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1828 // to reduce register pressure.
1829 //
1830 template<class SF>
1831 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1832   SF Picker;
1833
1834 public:
1835   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1836                             bool tracksrp,
1837                             bool srcorder,
1838                             const TargetInstrInfo *tii,
1839                             const TargetRegisterInfo *tri,
1840                             const TargetLowering *tli)
1841     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, srcorder,
1842                          tii, tri, tli),
1843       Picker(this) {}
1844
1845   bool isBottomUp() const override { return SF::IsBottomUp; }
1846
1847   bool isReady(SUnit *U) const override {
1848     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1849   }
1850
1851   SUnit *pop() override {
1852     if (Queue.empty()) return nullptr;
1853
1854     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1855     V->NodeQueueId = 0;
1856     return V;
1857   }
1858
1859 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1860   LLVM_DUMP_METHOD void dump(ScheduleDAG *DAG) const override {
1861     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1862     std::vector<SUnit *> DumpQueue = Queue;
1863     SF DumpPicker = Picker;
1864     while (!DumpQueue.empty()) {
1865       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1866       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1867       SU->dump(DAG);
1868     }
1869   }
1870 #endif
1871 };
1872
1873 using BURegReductionPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>;
1874 using SrcRegReductionPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>;
1875 using HybridBURRPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>;
1876 using ILPBURRPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>;
1877
1878 } // end anonymous namespace
1879
1880 //===----------------------------------------------------------------------===//
1881 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1882 //===----------------------------------------------------------------------===//
1883
1884 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1885 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1886 // pseudo-ops as well.
1887 //
1888 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1889 // Return 0 if no bias exists.
1890 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1891   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1892   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1893   if (LSchedLow != RSchedLow)
1894     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1895   return 0;
1896 }
1897
1898 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1899 /// Smaller number is the higher priority.
1900 static unsigned
1901 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1902   if (SUNumbers[SU->NodeNum] != 0)
1903     return SUNumbers[SU->NodeNum];
1904
1905   // Use WorkList to avoid stack overflow on excessively large IRs.
1906   struct WorkState {
1907     WorkState(const SUnit *SU) : SU(SU) {}
1908     const SUnit *SU;
1909     unsigned PredsProcessed = 0;
1910   };
1911
1912   SmallVector<WorkState, 16> WorkList;
1913   WorkList.push_back(SU);
1914   while (!WorkList.empty()) {
1915     auto &Temp = WorkList.back();
1916     auto *TempSU = Temp.SU;
1917     bool AllPredsKnown = true;
1918     // Try to find a non-evaluated pred and push it into the processing stack.
1919     for (unsigned P = Temp.PredsProcessed; P < TempSU->Preds.size(); ++P) {
1920       auto &Pred = TempSU->Preds[P];
1921       if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1922       SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1923       if (SUNumbers[PredSU->NodeNum] == 0) {
1924 #ifndef NDEBUG
1925         // In debug mode, check that we don't have such element in the stack.
1926         for (auto It : WorkList)
1927           assert(It.SU != PredSU && "Trying to push an element twice?");
1928 #endif
1929         // Next time start processing this one starting from the next pred.
1930         Temp.PredsProcessed = P + 1;
1931         WorkList.push_back(PredSU);
1932         AllPredsKnown = false;
1933         break;
1934       }
1935     }
1936
1937     if (!AllPredsKnown)
1938       continue;
1939
1940     // Once all preds are known, we can calculate the answer for this one.
1941     unsigned SethiUllmanNumber = 0;
1942     unsigned Extra = 0;
1943     for (const SDep &Pred : TempSU->Preds) {
1944       if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1945       SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1946       unsigned PredSethiUllman = SUNumbers[PredSU->NodeNum];
1947       assert(PredSethiUllman > 0 && "We should have evaluated this pred!");
1948       if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1949         SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1950         Extra = 0;
1951       } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1952         ++Extra;
1953     }
1954
1955     SethiUllmanNumber += Extra;
1956     if (SethiUllmanNumber == 0)
1957       SethiUllmanNumber = 1;
1958     SUNumbers[TempSU->NodeNum] = SethiUllmanNumber;
1959     WorkList.pop_back();
1960   }
1961
1962   assert(SUNumbers[SU->NodeNum] > 0 && "SethiUllman should never be zero!");
1963   return SUNumbers[SU->NodeNum];
1964 }
1965
1966 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1967 /// scheduling units.
1968 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1969   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1970
1971   for (const SUnit &SU : *SUnits)
1972     CalcNodeSethiUllmanNumber(&SU, SethiUllmanNumbers);
1973 }
1974
1975 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1976   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1977   if (SUnits->size() > SUSize)
1978     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1979   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1980 }
1981
1982 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1983   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1984   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1985 }
1986
1987 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
1988 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
1989 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1990   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1991   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1992   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1993     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1994     // avoid spilling.
1995     return 0;
1996   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1997       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1998       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1999     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2000     // close to their uses to facilitate coalescing.
2001     return 0;
2002   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
2003     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
2004     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
2005     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
2006     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
2007     // their live ranges.
2008     return 0xffff;
2009   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2010     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2011     // because it does not lengthen any live ranges.
2012     return 0;
2013 #if 1
2014   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
2015 #else
2016   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
2017   if (SU->isCallOp) {
2018     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
2019     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
2020     return (NP > 0) ? NP : 0;
2021   }
2022   return Priority;
2023 #endif
2024 }
2025
2026 //===----------------------------------------------------------------------===//
2027 //                     Register Pressure Tracking
2028 //===----------------------------------------------------------------------===//
2029
2030 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
2031 LLVM_DUMP_METHOD void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
2032   for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses()) {
2033     unsigned Id = RC->getID();
2034     unsigned RP = RegPressure[Id];
2035     if (!RP) continue;
2036     DEBUG(dbgs() << TRI->getRegClassName(RC) << ": " << RP << " / "
2037           << RegLimit[Id] << '\n');
2038   }
2039 }
2040 #endif
2041
2042 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
2043   if (!TLI)
2044     return false;
2045
2046   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2047     if (Pred.isCtrl())
2048       continue;
2049     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2050     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2051     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2052     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2053       continue;
2054     }
2055     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2056          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2057       unsigned RCId, Cost;
2058       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2059
2060       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
2061         return true;
2062     }
2063   }
2064   return false;
2065 }
2066
2067 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
2068   const SDNode *N = SU->getNode();
2069
2070   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2071     return false;
2072
2073   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2074   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2075     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2076     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2077       continue;
2078     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2079     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2080       return true;
2081   }
2082   return false;
2083 }
2084
2085 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
2086 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
2087 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
2088 // uses of registers that are already live.
2089 //
2090 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
2091 // so could probably be factored.
2092 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
2093   LiveUses = 0;
2094   int PDiff = 0;
2095   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2096     if (Pred.isCtrl())
2097       continue;
2098     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2099     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2100     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2101     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2102       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
2103         ++LiveUses;
2104       continue;
2105     }
2106     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2107          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2108       MVT VT = RegDefPos.GetValue();
2109       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2110       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2111         ++PDiff;
2112     }
2113   }
2114   const SDNode *N = SU->getNode();
2115
2116   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2117     return PDiff;
2118
2119   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2120   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2121     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2122     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2123       continue;
2124     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2125     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2126       --PDiff;
2127   }
2128   return PDiff;
2129 }
2130
2131 void RegReductionPQBase::scheduledNode(SUnit *SU) {
2132   if (!TracksRegPressure)
2133     return;
2134
2135   if (!SU->getNode())
2136     return;
2137
2138   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2139     if (Pred.isCtrl())
2140       continue;
2141     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2142     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2143     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2144     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2145       continue;
2146     }
2147     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2148     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2149     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2150     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2151     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2152     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2153     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2154     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2155     // value type or register class to SDep.
2156     //
2157     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2158     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2159     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2160     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2161     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2162     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2163     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2164     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2165          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2166       if (SkipRegDefs)
2167         continue;
2168
2169       unsigned RCId, Cost;
2170       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2171       RegPressure[RCId] += Cost;
2172       break;
2173     }
2174   }
2175
2176   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2177   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2178   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2179   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2180   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2181        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2182     if (SkipRegDefs > 0)
2183       continue;
2184     unsigned RCId, Cost;
2185     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2186     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2187       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2188       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2189       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") has too many regdefs\n");
2190       RegPressure[RCId] = 0;
2191     }
2192     else {
2193       RegPressure[RCId] -= Cost;
2194     }
2195   }
2196   DEBUG(dumpRegPressure());
2197 }
2198
2199 void RegReductionPQBase::unscheduledNode(SUnit *SU) {
2200   if (!TracksRegPressure)
2201     return;
2202
2203   const SDNode *N = SU->getNode();
2204   if (!N) return;
2205
2206   if (!N->isMachineOpcode()) {
2207     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2208       return;
2209   } else {
2210     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2211     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2212         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2213         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2214         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2215         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2216       return;
2217   }
2218
2219   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2220     if (Pred.isCtrl())
2221       continue;
2222     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2223     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2224     // counts data deps.
2225     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2226       continue;
2227     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2228     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2229       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2230         MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2231         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2232         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2233       }
2234       continue;
2235     }
2236     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2237     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2238       continue;
2239     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2240         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2241         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2242       MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2243       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2244       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2245       continue;
2246     }
2247     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2248     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2249       MVT VT = PN->getSimpleValueType(i);
2250       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2251         continue;
2252       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2253       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2254         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2255         RegPressure[RCId] = 0;
2256       else
2257         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2258     }
2259   }
2260
2261   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2262   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2263   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2264     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2265     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2266       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2267       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2268         continue;
2269       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2270         continue;
2271       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2272       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2273     }
2274   }
2275
2276   DEBUG(dumpRegPressure());
2277 }
2278
2279 //===----------------------------------------------------------------------===//
2280 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2281 //===----------------------------------------------------------------------===//
2282
2283 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2284 /// closest to the current cycle.
2285 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2286   unsigned MaxHeight = 0;
2287   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2288     if (Succ.isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2289     unsigned Height = Succ.getSUnit()->getHeight();
2290     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2291     // to be at the same position.
2292     if (Succ.getSUnit()->getNode() &&
2293         Succ.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2294       Height = closestSucc(Succ.getSUnit())+1;
2295     if (Height > MaxHeight)
2296       MaxHeight = Height;
2297   }
2298   return MaxHeight;
2299 }
2300
2301 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2302 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2303 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2304   unsigned Scratches = 0;
2305   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2306     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2307     Scratches++;
2308   }
2309   return Scratches;
2310 }
2311
2312 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2313 /// CopyFromReg from a virtual register.
2314 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2315   bool RetVal = false;
2316   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2317     if (Pred.isCtrl()) continue;
2318     const SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2319     if (PredSU->getNode() &&
2320         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2321       unsigned Reg =
2322         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2323       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2324         RetVal = true;
2325         continue;
2326       }
2327     }
2328     return false;
2329   }
2330   return RetVal;
2331 }
2332
2333 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2334 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2335 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2336 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2337   bool RetVal = false;
2338   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2339     if (Succ.isCtrl()) continue;
2340     const SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2341     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2342       unsigned Reg =
2343         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2344       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2345         RetVal = true;
2346         continue;
2347       }
2348     }
2349     return false;
2350   }
2351   return RetVal;
2352 }
2353
2354 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2355 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2356 //
2357 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2358 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2359 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2360 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2361 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2362 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2363 // eliminates a copy inside the loop.
2364 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2365   if (DisableSchedVRegCycle)
2366     return;
2367
2368   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2369     return;
2370
2371   DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2372
2373   SU->isVRegCycle = true;
2374
2375   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2376     if (Pred.isCtrl()) continue;
2377     Pred.getSUnit()->isVRegCycle = true;
2378   }
2379 }
2380
2381 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2382 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2383 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2384   if (!SU->isVRegCycle)
2385     return;
2386
2387   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2388     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2389     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2390     if (PredSU->isVRegCycle) {
2391       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2392              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2393       Pred.getSUnit()->isVRegCycle = false;
2394     }
2395   }
2396 }
2397
2398 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2399 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2400 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2401   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2402   if (SU->isVRegCycle)
2403     return false;
2404
2405   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2406     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2407     if (Pred.getSUnit()->isVRegCycle &&
2408         Pred.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2409       DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2410       return true;
2411     }
2412   }
2413   return false;
2414 }
2415
2416 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2417 //
2418 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2419 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2420   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2421   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2422       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2423     return true;
2424   return false;
2425 }
2426
2427 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2428 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2429 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2430                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2431   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2432   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2433   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2434   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2435   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2436   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2437
2438   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2439     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2440   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2441     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2442
2443   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2444   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2445   // them according to their height.
2446   if (LStall) {
2447     if (!RStall)
2448       return 1;
2449     if (LHeight != RHeight)
2450       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2451   } else if (RStall)
2452     return -1;
2453
2454   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2455   // and latency.
2456   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2457                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2458     // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) and HazardRecognizer
2459     // is enabled, grouping instructions by cycle, then its height is already
2460     // covered so only its depth matters. We also reach this point if both stall
2461     // but have the same height.
2462     if (!SPQ->getHazardRec()->isEnabled()) {
2463       if (LHeight != RHeight)
2464         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2465     }
2466     int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2467     int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2468     if (LDepth != RDepth) {
2469       DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2470             << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2471             << ") depth " << RDepth << "\n");
2472       return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2473     }
2474     if (left->Latency != right->Latency)
2475       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2476   }
2477   return 0;
2478 }
2479
2480 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2481   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2482   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2483   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2484   // creating a subtarget hook.
2485   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2486     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2487     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2488     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2489       #ifndef NDEBUG
2490       static const char *const PhysRegMsg[] = { " has no physreg",
2491                                                 " defines a physreg" };
2492       #endif
2493       DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2494             << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum << ") "
2495             << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2496       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2497     }
2498   }
2499
2500   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2501   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2502   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2503
2504   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2505   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2506   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2507     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2508     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2509   }
2510   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2511     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2512     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2513   }
2514
2515   if (LPriority != RPriority)
2516     return LPriority > RPriority;
2517
2518   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2519   // same, then keep source order.
2520   if (left->isCall || right->isCall) {
2521     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2522     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2523
2524     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2525     // the preference.
2526     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2527       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2528   }
2529
2530   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2531   // e.g.
2532   // t1 = op t2, c1
2533   // t3 = op t4, c2
2534   //
2535   // and the following instructions are both ready.
2536   // t2 = op c3
2537   // t4 = op c4
2538   //
2539   // Then schedule t2 = op first.
2540   // i.e.
2541   // t4 = op c4
2542   // t2 = op c3
2543   // t1 = op t2, c1
2544   // t3 = op t4, c2
2545   //
2546   // This creates more short live intervals.
2547   unsigned LDist = closestSucc(left);
2548   unsigned RDist = closestSucc(right);
2549   if (LDist != RDist)
2550     return LDist < RDist;
2551
2552   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2553   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2554   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2555   if (LScratch != RScratch)
2556     return LScratch > RScratch;
2557
2558   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2559   // is register pressure-neutral.
2560   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2561     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2562
2563   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2564   if (!DisableSchedCycles &&
2565       !(left->isCall || right->isCall)) {
2566     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2567     if (result != 0)
2568       return result > 0;
2569   }
2570   else {
2571     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2572       return left->getHeight() > right->getHeight();
2573
2574     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2575       return left->getDepth() < right->getDepth();
2576   }
2577
2578   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2579          "NodeQueueId cannot be zero");
2580   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2581 }
2582
2583 // Bottom up
2584 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2585   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2586     return res > 0;
2587
2588   return BURRSort(left, right, SPQ);
2589 }
2590
2591 // Source order, otherwise bottom up.
2592 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2593   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2594     return res > 0;
2595
2596   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2597   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2598
2599   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2600   // the preference.
2601   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2602     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2603
2604   return BURRSort(left, right, SPQ);
2605 }
2606
2607 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2608 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2609 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2610 // speed up processing the available queue.
2611 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2612   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2613
2614   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2615
2616   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2617
2618   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2619       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2620     return false;
2621
2622   return true;
2623 }
2624
2625 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2626 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2627   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2628     return res > 0;
2629
2630   if (left->isCall || right->isCall)
2631     // No way to compute latency of calls.
2632     return BURRSort(left, right, SPQ);
2633
2634   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2635   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2636   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2637   // register pressure reduction.
2638   if (LHigh && !RHigh) {
2639     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2640           << right->NodeNum << ")\n");
2641     return true;
2642   }
2643   else if (!LHigh && RHigh) {
2644     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2645           << left->NodeNum << ")\n");
2646     return false;
2647   }
2648   if (!LHigh && !RHigh) {
2649     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2650     if (result != 0)
2651       return result > 0;
2652   }
2653   return BURRSort(left, right, SPQ);
2654 }
2655
2656 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2657 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2658 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2659   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2660
2661   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2662       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2663     return false;
2664
2665   return true;
2666 }
2667
2668 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2669   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2670   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2671     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2672     // avoid spilling.
2673     return true;
2674
2675   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2676       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2677       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2678     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2679     // close to their uses to facilitate coalescing.
2680     return true;
2681
2682   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2683     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2684     // because it does not lengthen any live ranges.
2685     return true;
2686
2687   return false;
2688 }
2689
2690 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2691 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2692 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2693   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2694     return res > 0;
2695
2696   if (left->isCall || right->isCall)
2697     // No way to compute latency of calls.
2698     return BURRSort(left, right, SPQ);
2699
2700   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2701   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2702   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2703     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2704     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2705   }
2706   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2707     DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum << "): " << LPDiff
2708           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RPDiff << "\n");
2709     return LPDiff > RPDiff;
2710   }
2711
2712   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2713     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2714     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2715     if (LReduce && !RReduce) return false;
2716     if (RReduce && !LReduce) return true;
2717   }
2718
2719   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2720     DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2721           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses << "\n");
2722     return LLiveUses < RLiveUses;
2723   }
2724
2725   if (!DisableSchedStalls) {
2726     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2727     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2728     if (LStall != RStall)
2729       return left->getHeight() > right->getHeight();
2730   }
2731
2732   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2733     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2734     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2735       DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2736             << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum << "): "
2737             << right->getDepth() << "\n");
2738       return left->getDepth() < right->getDepth();
2739     }
2740   }
2741
2742   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2743     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2744     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2745       return left->getHeight() > right->getHeight();
2746   }
2747
2748   return BURRSort(left, right, SPQ);
2749 }
2750
2751 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2752   SUnits = &sunits;
2753   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2754   if (!Disable2AddrHack)
2755     AddPseudoTwoAddrDeps();
2756   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2757   if (!TracksRegPressure && !SrcOrder)
2758     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2759   // Calculate node priorities.
2760   CalculateSethiUllmanNumbers();
2761
2762   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2763   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB))
2764     for (SUnit &SU : sunits)
2765       initVRegCycle(&SU);
2766 }
2767
2768 //===----------------------------------------------------------------------===//
2769 //                    Preschedule for Register Pressure
2770 //===----------------------------------------------------------------------===//
2771
2772 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2773   if (SU->isTwoAddress) {
2774     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2775     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2776     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2777     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2778     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2779       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2780         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2781         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2782             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2783           return true;
2784       }
2785     }
2786   }
2787   return false;
2788 }
2789
2790 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2791 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2792 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2793 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2794                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2795                                          const TargetInstrInfo *TII,
2796                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2797   const MCPhysReg *ImpDefs
2798     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2799   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2800   if(!ImpDefs && !RegMask)
2801     return false;
2802
2803   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2804     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2805     for (const SDep &SuccPred : SuccSU->Preds) {
2806       if (!SuccPred.isAssignedRegDep())
2807         continue;
2808
2809       if (RegMask &&
2810           MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, SuccPred.getReg()) &&
2811           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2812         return true;
2813
2814       if (ImpDefs)
2815         for (const MCPhysReg *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2816           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2817           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2818           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2819           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, SuccPred.getReg()) &&
2820               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2821             return true;
2822     }
2823   }
2824   return false;
2825 }
2826
2827 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2828 /// physical register defs.
2829 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2830                                   const TargetInstrInfo *TII,
2831                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2832   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2833   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2834   const MCPhysReg *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2835   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2836   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2837        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2838     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2839       continue;
2840     const MCPhysReg *SUImpDefs =
2841       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2842     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2843     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2844       continue;
2845     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2846       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2847       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2848         continue;
2849       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2850         continue;
2851       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2852       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2853         return true;
2854       if (!SUImpDefs)
2855         continue;
2856       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2857         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2858         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2859           return true;
2860       }
2861     }
2862   }
2863   return false;
2864 }
2865
2866 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2867 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2868 /// heuristics. When presented with code like this:
2869 ///
2870 ///      N
2871 ///    / |
2872 ///   /  |
2873 ///  U  store
2874 ///  |
2875 /// ...
2876 ///
2877 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2878 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2879 /// the length of that other use (the U->N edge).
2880 ///
2881 /// This function transforms code like the above to route U's
2882 /// dependence through the store when possible, like this:
2883 ///
2884 ///      N
2885 ///      ||
2886 ///      ||
2887 ///     store
2888 ///       |
2889 ///       U
2890 ///       |
2891 ///      ...
2892 ///
2893 /// This results in the store being scheduled immediately
2894 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2895 /// register pressure.
2896 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2897   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2898   for (SUnit &SU : *SUnits) {
2899     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2900     // These are especially important, due to the heuristics in
2901     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2902     if (SU.NumSuccs != 0)
2903       continue;
2904     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2905     if (SU.NumPreds != 1)
2906       continue;
2907     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2908     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2909     if (SDNode *N = SU.getNode())
2910       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2911           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2912             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2913         continue;
2914
2915     // Locate the single data predecessor.
2916     SUnit *PredSU = nullptr;
2917     for (const SDep &Pred : SU.Preds)
2918       if (!Pred.isCtrl()) {
2919         PredSU = Pred.getSUnit();
2920         break;
2921       }
2922     assert(PredSU);
2923
2924     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2925     // support infrastructure.
2926     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2927       continue;
2928     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2929     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2930       continue;
2931     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2932     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2933     if (SDNode *N = SU.getNode())
2934       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2935           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2936             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2937         continue;
2938
2939     // Perform checks on the successors of PredSU.
2940     for (const SDep &PredSucc : PredSU->Succs) {
2941       SUnit *PredSuccSU = PredSucc.getSUnit();
2942       if (PredSuccSU == &SU) continue;
2943       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2944       // now don't attempt to choose either over the other.
2945       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2946         goto outer_loop_continue;
2947       // Don't break physical register dependencies.
2948       if (SU.hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2949         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, &SU, TII, TRI))
2950           goto outer_loop_continue;
2951       // Don't introduce graph cycles.
2952       if (scheduleDAG->IsReachable(&SU, PredSuccSU))
2953         goto outer_loop_continue;
2954     }
2955
2956     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2957     // profitable. Update the graph.
2958     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU.NodeNum
2959                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2960                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2961     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2962       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2963       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2964       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2965       if (SuccSU != &SU) {
2966         Edge.setSUnit(PredSU);
2967         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2968         scheduleDAG->AddPred(&SU, Edge);
2969         Edge.setSUnit(&SU);
2970         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2971         --i;
2972       }
2973     }
2974   outer_loop_continue:;
2975   }
2976 }
2977
2978 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2979 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2980 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2981 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2982 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2983 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2984 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2985 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2986   for (SUnit &SU : *SUnits) {
2987     if (!SU.isTwoAddress)
2988       continue;
2989
2990     SDNode *Node = SU.getNode();
2991     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU.getNode()->getGluedNode())
2992       continue;
2993
2994     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(&SU);
2995     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2996     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2997     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2998     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2999     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
3000       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
3001         continue;
3002       SDNode *DU = SU.getNode()->getOperand(j).getNode();
3003       if (DU->getNodeId() == -1)
3004         continue;
3005       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
3006       if (!DUSU)
3007         continue;
3008       for (const SDep &Succ : DUSU->Succs) {
3009         if (Succ.isCtrl())
3010           continue;
3011         SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
3012         if (SuccSU == &SU)
3013           continue;
3014         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
3015         // depth and height.
3016         if (SuccSU->getHeight() < SU.getHeight() &&
3017             (SU.getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
3018           continue;
3019         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
3020         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
3021         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
3022         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
3023         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
3024                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
3025                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
3026                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
3027           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
3028         // Don't constrain non-instruction nodes.
3029         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
3030           continue;
3031         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
3032         // predecessor can clobber them.
3033         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU.hasPhysRegClobbers) {
3034           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, &SU, TII, TRI))
3035             continue;
3036         }
3037         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
3038         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
3039         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
3040         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
3041             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
3042             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
3043           continue;
3044         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, &SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
3045             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
3046              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
3047              (!SU.isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
3048             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, &SU)) {
3049           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
3050                        << SU.NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
3051           scheduleDAG->AddPred(&SU, SDep(SuccSU, SDep::Artificial));
3052         }
3053       }
3054     }
3055   }
3056 }
3057
3058 //===----------------------------------------------------------------------===//
3059 //                         Public Constructor Functions
3060 //===----------------------------------------------------------------------===//
3061
3062 ScheduleDAGSDNodes *
3063 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3064                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3065   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3066   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3067   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3068
3069   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
3070     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, false, TII, TRI, nullptr);
3071   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3072   PQ->setScheduleDAG(SD);
3073   return SD;
3074 }
3075
3076 ScheduleDAGSDNodes *
3077 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3078                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3079   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3080   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3081   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3082
3083   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
3084     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, true, TII, TRI, nullptr);
3085   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3086   PQ->setScheduleDAG(SD);
3087   return SD;
3088 }
3089
3090 ScheduleDAGSDNodes *
3091 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3092                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3093   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3094   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3095   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3096   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3097
3098   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
3099     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3100
3101   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3102   PQ->setScheduleDAG(SD);
3103   return SD;
3104 }
3105
3106 ScheduleDAGSDNodes *
3107 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3108                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3109   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3110   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3111   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3112   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3113
3114   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
3115     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3116   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3117   PQ->setScheduleDAG(SD);
3118   return SD;
3119 }