]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAGRRList.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r304460, and update
[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 "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
19 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
20 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
21 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
22 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
24 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
25 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
28 #include "llvm/Support/Debug.h"
29 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
30 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
31 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
32 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
33 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
34 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
35 #include <climits>
36 using namespace llvm;
37
38 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
39
40 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
41 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
42 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
43 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
44
45 static RegisterScheduler
46   burrListDAGScheduler("list-burr",
47                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
48                        createBURRListDAGScheduler);
49 static RegisterScheduler
50   sourceListDAGScheduler("source",
51                          "Similar to list-burr but schedules in source "
52                          "order when possible",
53                          createSourceListDAGScheduler);
54
55 static RegisterScheduler
56   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
57                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
58                          "which tries to balance latency and register pressure",
59                          createHybridListDAGScheduler);
60
61 static RegisterScheduler
62   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
63                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
64                       "which tries to balance ILP and register pressure",
65                       createILPListDAGScheduler);
66
67 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
68   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
69   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
70
71 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
72 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
73 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
74   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
75   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
76 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
77   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
78   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
79 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
80   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
81   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
82 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
83   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
84   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
85 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
86   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
87   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
88 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
89   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
90   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
91 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
92   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
93   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
94 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
95   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
96   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
97
98 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
99   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
100   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
101            "in sched=list-ilp"));
102
103 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
104   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
105   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
106
107 namespace {
108 //===----------------------------------------------------------------------===//
109 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
110 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
111 ///
112 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
113 private:
114   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
115   ///
116   bool NeedLatency;
117
118   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
119   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
120
121   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
122   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
123   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
124   /// added to the AvailableQueue.
125   std::vector<SUnit*> PendingQueue;
126
127   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
128   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
129
130   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
131   unsigned CurCycle;
132
133   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
134   unsigned MinAvailableCycle;
135
136   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
137   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
138   unsigned IssueCount;
139
140   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
141   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
142   /// modifies the registers can be scheduled.
143   unsigned NumLiveRegs;
144   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegDefs;
145   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegGens;
146
147   // Collect interferences between physical register use/defs.
148   // Each interference is an SUnit and set of physical registers.
149   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
150   typedef DenseMap<SUnit*, SmallVector<unsigned, 4> > LRegsMapT;
151   LRegsMapT LRegsMap;
152
153   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
154   /// and similar queries.
155   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
156
157   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
158   // DAG crawling.
159   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
160
161 public:
162   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
163                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
164                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
165     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
166       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue), CurCycle(0),
167       Topo(SUnits, nullptr) {
168
169     const TargetSubtargetInfo &STI = mf.getSubtarget();
170     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
171       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
172     else
173       HazardRec = STI.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&STI, this);
174   }
175
176   ~ScheduleDAGRRList() override {
177     delete HazardRec;
178     delete AvailableQueue;
179   }
180
181   void Schedule() override;
182
183   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
184
185   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
186   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
187     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
188   }
189
190   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
191   /// create a cycle.
192   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
193     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
194   }
195
196   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
197   /// This returns true if this is a new predecessor.
198   /// Updates the topological ordering if required.
199   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
200     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
201     SU->addPred(D);
202   }
203
204   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
205   /// This returns true if an edge was removed.
206   /// Updates the topological ordering if required.
207   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
208     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
209     SU->removePred(D);
210   }
211
212 private:
213   bool isReady(SUnit *SU) {
214     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
215       AvailableQueue->isReady(SU);
216   }
217
218   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
219   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
220   void ReleasePending();
221   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
222   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
223   void EmitNode(SUnit *SU);
224   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
225   void CapturePred(SDep *PredEdge);
226   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
227   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
228   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
229   SUnit *TryUnfoldSU(SUnit *);
230   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
231   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
232                                 const TargetRegisterClass*,
233                                 const TargetRegisterClass*,
234                                 SmallVectorImpl<SUnit*>&);
235   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVectorImpl<unsigned>&);
236
237   void releaseInterferences(unsigned Reg = 0);
238
239   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
240   void ListScheduleBottomUp();
241
242   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
243   /// Updates the topological ordering if required.
244   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
245     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
246     SUnit *NewNode = newSUnit(N);
247     // Update the topological ordering.
248     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
249       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
250     return NewNode;
251   }
252
253   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
254   /// Updates the topological ordering if required.
255   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
256     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
257     SUnit *NewNode = Clone(N);
258     // Update the topological ordering.
259     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
260       Topo.InitDAGTopologicalSorting();
261     return NewNode;
262   }
263
264   /// forceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
265   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
266   bool forceUnitLatencies() const override {
267     return !NeedLatency;
268   }
269 };
270 }  // end anonymous namespace
271
272 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
273 /// Typically this just means looking up the representative register class,
274 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
275 /// opcode to determine what register class is being generated.
276 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
277                           const TargetLowering *TLI,
278                           const TargetInstrInfo *TII,
279                           const TargetRegisterInfo *TRI,
280                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost,
281                           const MachineFunction &MF) {
282   MVT VT = RegDefPos.GetValue();
283
284   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
285   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
286   if (VT == MVT::Untyped) {
287     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
288
289     // Special handling for CopyFromReg of untyped values.
290     if (!Node->isMachineOpcode() && Node->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
291       unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
292       const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(Reg);
293       RegClass = RC->getID();
294       Cost = 1;
295       return;
296     }
297
298     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
299     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
300       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
301       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
302       RegClass = RC->getID();
303       Cost = 1;
304       return;
305     }
306
307     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
308     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
309     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI, MF);
310     RegClass = RC->getID();
311     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
312     // better way to determine it.
313     Cost = 1;
314   } else {
315     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
316     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
317   }
318 }
319
320 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
321 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
322   DEBUG(dbgs()
323         << "********** List Scheduling BB#" << BB->getNumber()
324         << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
325
326   CurCycle = 0;
327   IssueCount = 0;
328   MinAvailableCycle = DisableSchedCycles ? 0 : UINT_MAX;
329   NumLiveRegs = 0;
330   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
331   // to track the virtual resource of a calling sequence.
332   LiveRegDefs.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
333   LiveRegGens.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
334   CallSeqEndForStart.clear();
335   assert(Interferences.empty() && LRegsMap.empty() && "stale Interferences");
336
337   // Build the scheduling graph.
338   BuildSchedGraph(nullptr);
339
340   DEBUG(for (SUnit &SU : SUnits)
341           SU.dumpAll(this));
342   Topo.InitDAGTopologicalSorting();
343
344   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
345
346   HazardRec->Reset();
347
348   // Execute the actual scheduling loop.
349   ListScheduleBottomUp();
350
351   AvailableQueue->releaseState();
352
353   DEBUG({
354       dbgs() << "*** Final schedule ***\n";
355       dumpSchedule();
356       dbgs() << '\n';
357     });
358 }
359
360 //===----------------------------------------------------------------------===//
361 //  Bottom-Up Scheduling
362 //===----------------------------------------------------------------------===//
363
364 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
365 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
366 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
367   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
368
369 #ifndef NDEBUG
370   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
371     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
372     PredSU->dump(this);
373     dbgs() << " has been released too many times!\n";
374     llvm_unreachable(nullptr);
375   }
376 #endif
377   --PredSU->NumSuccsLeft;
378
379   if (!forceUnitLatencies()) {
380     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
381     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
382     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
383   }
384
385   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
386   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
387   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
388     PredSU->isAvailable = true;
389
390     unsigned Height = PredSU->getHeight();
391     if (Height < MinAvailableCycle)
392       MinAvailableCycle = Height;
393
394     if (isReady(PredSU)) {
395       AvailableQueue->push(PredSU);
396     }
397     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
398     // adding it twice.
399     else if (!PredSU->isPending) {
400       PredSU->isPending = true;
401       PendingQueue.push_back(PredSU);
402     }
403   }
404 }
405
406 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
407 /// chain dependencies.
408 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
409                              unsigned NestLevel,
410                              const TargetInstrInfo *TII) {
411   SDNode *N = Outer;
412   for (;;) {
413     if (N == Inner)
414       return true;
415     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
416     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
417     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
418     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
419       for (const SDValue &Op : N->op_values())
420         if (IsChainDependent(Op.getNode(), Inner, NestLevel, TII))
421           return true;
422       return false;
423     }
424     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
425     if (N->isMachineOpcode()) {
426       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
427         ++NestLevel;
428       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
429         if (NestLevel == 0)
430           return false;
431         --NestLevel;
432       }
433     }
434     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
435     for (const SDValue &Op : N->op_values())
436       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
437         N = Op.getNode();
438         goto found_chain_operand;
439       }
440     return false;
441   found_chain_operand:;
442     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
443       return false;
444   }
445 }
446
447 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
448 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
449 ///
450 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
451 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
452 /// level seen so far.
453 ///
454 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
455 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
456 static SDNode *
457 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
458                  const TargetInstrInfo *TII) {
459   for (;;) {
460     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
461     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
462     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
463     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
464       SDNode *Best = nullptr;
465       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
466       for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
467         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
468         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
469         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(Op.getNode(),
470                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
471           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
472             Best = New;
473             BestMaxNest = MyMaxNest;
474           }
475       }
476       assert(Best);
477       MaxNest = BestMaxNest;
478       return Best;
479     }
480     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
481     if (N->isMachineOpcode()) {
482       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
483         ++NestLevel;
484         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
485       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
486         assert(NestLevel != 0);
487         --NestLevel;
488         if (NestLevel == 0)
489           return N;
490       }
491     }
492     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
493     for (const SDValue &Op : N->op_values())
494       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
495         N = Op.getNode();
496         goto found_chain_operand;
497       }
498     return nullptr;
499   found_chain_operand:;
500     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
501       return nullptr;
502   }
503 }
504
505 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
506 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
507 /// also defines the register. This effectively create one large live range
508 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
509 /// entire chain must be scheduled together. Example:
510 ///
511 /// flags = (3) add
512 /// flags = (2) addc flags
513 /// flags = (1) addc flags
514 ///
515 /// results in
516 ///
517 /// LiveRegDefs[flags] = 3
518 /// LiveRegGens[flags] = 1
519 ///
520 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
521 /// interference on flags.
522 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
523   // Bottom up: release predecessors
524   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
525     ReleasePred(SU, &Pred);
526     if (Pred.isAssignedRegDep()) {
527       // This is a physical register dependency and it's impossible or
528       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
529       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
530       // this node.
531       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[Pred.getReg()]; (void)RegDef;
532       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == Pred.getSUnit()) &&
533              "interference on register dependence");
534       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = Pred.getSUnit();
535       if (!LiveRegGens[Pred.getReg()]) {
536         ++NumLiveRegs;
537         LiveRegGens[Pred.getReg()] = SU;
538       }
539     }
540   }
541
542   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
543   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
544   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
545   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
546   if (!LiveRegDefs[CallResource])
547     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
548       if (Node->isMachineOpcode() &&
549           Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
550         unsigned NestLevel = 0;
551         unsigned MaxNest = 0;
552         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
553
554         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
555         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
556
557         ++NumLiveRegs;
558         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
559         LiveRegGens[CallResource] = SU;
560         break;
561       }
562 }
563
564 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
565 /// so, add them to the available queue.
566 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
567   if (DisableSchedCycles) {
568     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
569     return;
570   }
571
572   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
573   if (AvailableQueue->empty())
574     MinAvailableCycle = UINT_MAX;
575
576   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
577   // so, add them to the available queue.
578   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
579     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
580     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
581       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
582
583     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
584       if (!isReady(PendingQueue[i]))
585           continue;
586       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
587     }
588     PendingQueue[i]->isPending = false;
589     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
590     PendingQueue.pop_back();
591     --i; --e;
592   }
593 }
594
595 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
596 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
597   if (NextCycle <= CurCycle)
598     return;
599
600   IssueCount = 0;
601   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
602   if (!HazardRec->isEnabled()) {
603     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
604     CurCycle = NextCycle;
605   }
606   else {
607     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
608       HazardRec->RecedeCycle();
609     }
610   }
611   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
612   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
613   ReleasePending();
614 }
615
616 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
617 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
618 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
619   if (DisableSchedCycles)
620     return;
621
622   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
623   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
624   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
625   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
626   // currently need to treat these nodes like real instructions.
627   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
628
629   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
630
631   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
632   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
633   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
634   // this instruction.
635   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
636
637   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
638   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
639   // scoreboard state before emitting the call.
640   if (SU->isCall)
641     return;
642
643   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
644   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
645   int Stalls = 0;
646   while (true) {
647     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
648       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
649
650     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
651       break;
652
653     ++Stalls;
654   }
655   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
656 }
657
658 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
659 /// Does not update CurCycle.
660 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
661   if (!HazardRec->isEnabled())
662     return;
663
664   // Check for phys reg copy.
665   if (!SU->getNode())
666     return;
667
668   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
669   default:
670     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
671            "This target-independent node should not be scheduled.");
672     break;
673   case ISD::MERGE_VALUES:
674   case ISD::TokenFactor:
675   case ISD::LIFETIME_START:
676   case ISD::LIFETIME_END:
677   case ISD::CopyToReg:
678   case ISD::CopyFromReg:
679   case ISD::EH_LABEL:
680     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
681     // removed.
682     return;
683   case ISD::INLINEASM:
684     // For inline asm, clear the pipeline state.
685     HazardRec->Reset();
686     return;
687   }
688   if (SU->isCall) {
689     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
690     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
691     HazardRec->Reset();
692   }
693
694   HazardRec->EmitInstruction(SU);
695 }
696
697 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
698
699 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
700 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
701 /// the Available queue.
702 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
703   DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
704   DEBUG(SU->dump(this));
705
706 #ifndef NDEBUG
707   if (CurCycle < SU->getHeight())
708     DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
709           << "] pipeline stall!\n");
710 #endif
711
712   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
713   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
714   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
715   // indicate the scheduled cycle.
716   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
717
718   // Reserve resources for the scheduled instruction.
719   EmitNode(SU);
720
721   Sequence.push_back(SU);
722
723   AvailableQueue->scheduledNode(SU);
724
725   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
726   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
727   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
728   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
729     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
730
731   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
732   // two-address node as a live range def.
733   ReleasePredecessors(SU);
734
735   // Release all the implicit physical register defs that are live.
736   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
737     // LiveRegDegs[Succ.getReg()] != SU when SU is a two-address node.
738     if (Succ.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Succ.getReg()] == SU) {
739       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
740       --NumLiveRegs;
741       LiveRegDefs[Succ.getReg()] = nullptr;
742       LiveRegGens[Succ.getReg()] = nullptr;
743       releaseInterferences(Succ.getReg());
744     }
745   }
746   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
747   // of a call.
748   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
749   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
750     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
751          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
752       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
753           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
754         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
755         --NumLiveRegs;
756         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
757         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
758         releaseInterferences(CallResource);
759       }
760     }
761
762   resetVRegCycle(SU);
763
764   SU->isScheduled = true;
765
766   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
767   // (1) No available instructions
768   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
769   //
770   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
771   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
772   //
773   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
774   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
775     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
776       ++IssueCount;
777     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
778         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
779       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
780   }
781 }
782
783 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
784 /// unscheduled, increase the succ left count of its predecessors. Remove
785 /// them from AvailableQueue if necessary.
786 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
787   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
788   if (PredSU->isAvailable) {
789     PredSU->isAvailable = false;
790     if (!PredSU->isPending)
791       AvailableQueue->remove(PredSU);
792   }
793
794   assert(PredSU->NumSuccsLeft < UINT_MAX && "NumSuccsLeft will overflow!");
795   ++PredSU->NumSuccsLeft;
796 }
797
798 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
799 /// its predecessor states to reflect the change.
800 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
801   DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
802   DEBUG(SU->dump(this));
803
804   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
805     CapturePred(&Pred);
806     if (Pred.isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[Pred.getReg()]){
807       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
808       assert(LiveRegDefs[Pred.getReg()] == Pred.getSUnit() &&
809              "Physical register dependency violated?");
810       --NumLiveRegs;
811       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = nullptr;
812       LiveRegGens[Pred.getReg()] = nullptr;
813       releaseInterferences(Pred.getReg());
814     }
815   }
816
817   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
818   // of a call.
819   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
820   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
821        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
822     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
823         SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
824       ++NumLiveRegs;
825       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
826       LiveRegGens[CallResource] = CallSeqEndForStart[SU];
827     }
828   }
829
830   // Release the special call resource dependence, if this is the end
831   // of a call.
832   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
833     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
834          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
835       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
836           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
837         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
838         --NumLiveRegs;
839         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
840         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
841         releaseInterferences(CallResource);
842       }
843     }
844
845   for (auto &Succ : SU->Succs) {
846     if (Succ.isAssignedRegDep()) {
847       auto Reg = Succ.getReg();
848       if (!LiveRegDefs[Reg])
849         ++NumLiveRegs;
850       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
851       // pending if this is a two-address node.
852       LiveRegDefs[Reg] = SU;
853
854       // Update LiveRegGen only if was empty before this unscheduling.
855       // This is to avoid incorrect updating LiveRegGen set in previous run.
856       if (!LiveRegGens[Reg]) {
857         // Find the successor with the lowest height.
858         LiveRegGens[Reg] = Succ.getSUnit();
859         for (auto &Succ2 : SU->Succs) {
860           if (Succ2.isAssignedRegDep() && Succ2.getReg() == Reg &&
861               Succ2.getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[Reg]->getHeight())
862             LiveRegGens[Reg] = Succ2.getSUnit();
863         }
864       }
865     }
866   }
867   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
868     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
869
870   SU->setHeightDirty();
871   SU->isScheduled = false;
872   SU->isAvailable = true;
873   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
874     // Don't make available until backtracking is complete.
875     SU->isPending = true;
876     PendingQueue.push_back(SU);
877   }
878   else {
879     AvailableQueue->push(SU);
880   }
881   AvailableQueue->unscheduledNode(SU);
882 }
883
884 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
885 /// corresponding the current cycle.
886 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
887   HazardRec->Reset();
888
889   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
890                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
891   if (LookAhead == 0)
892     return;
893
894   std::vector<SUnit*>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
895   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
896   for (auto E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
897     SUnit *SU = *I;
898     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
899       HazardRec->RecedeCycle();
900     }
901     EmitNode(SU);
902   }
903 }
904
905 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
906 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
907 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
908   SUnit *OldSU = Sequence.back();
909   while (true) {
910     Sequence.pop_back();
911     // FIXME: use ready cycle instead of height
912     CurCycle = OldSU->getHeight();
913     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
914     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
915     if (OldSU == BtSU)
916       break;
917     OldSU = Sequence.back();
918   }
919
920   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
921
922   RestoreHazardCheckerBottomUp();
923
924   ReleasePending();
925
926   ++NumBacktracks;
927 }
928
929 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
930   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
931        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
932     if (SUNode->isOperandOf(N))
933       return true;
934   }
935   return false;
936 }
937
938 /// TryUnfold - Attempt to unfold
939 SUnit *ScheduleDAGRRList::TryUnfoldSU(SUnit *SU) {
940   SDNode *N = SU->getNode();
941   // Use while over if to ease fall through.
942   SmallVector<SDNode *, 2> NewNodes;
943   if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
944     return nullptr;
945
946   // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
947   // can't be handled here so quit
948   if (NewNodes.size() == 3)
949     return nullptr;
950
951   assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
952
953   N = NewNodes[1];
954   SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
955   unsigned NumVals = N->getNumValues();
956   unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
957
958   // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
959   // load from the same location and producing the same type of value
960   // but it has different alignment or volatileness.
961   bool isNewLoad = true;
962   SUnit *LoadSU;
963   if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
964     LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
965     // If LoadSU has already been scheduled, we should clone it but
966     // this would negate the benefit to unfolding so just return SU.
967     if (LoadSU->isScheduled)
968       return SU;
969     isNewLoad = false;
970   } else {
971     LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
972     LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
973
974     InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
975     computeLatency(LoadSU);
976   }
977
978   DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
979
980   // Now that we are committed to unfolding replace DAG Uses.
981   for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
982     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
983   DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals - 1),
984                                  SDValue(LoadNode, 1));
985
986   SUnit *NewSU = CreateNewSUnit(N);
987   assert(N->getNodeId() == -1 && "Node already inserted!");
988   N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
989
990   const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
991   for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
992     if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
993       NewSU->isTwoAddress = true;
994       break;
995     }
996   }
997   if (MCID.isCommutable())
998     NewSU->isCommutable = true;
999
1000   InitNumRegDefsLeft(NewSU);
1001   computeLatency(NewSU);
1002
1003   // Record all the edges to and from the old SU, by category.
1004   SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
1005   SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
1006   SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
1007   SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
1008   SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
1009   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1010     if (Pred.isCtrl())
1011       ChainPreds.push_back(Pred);
1012     else if (isOperandOf(Pred.getSUnit(), LoadNode))
1013       LoadPreds.push_back(Pred);
1014     else
1015       NodePreds.push_back(Pred);
1016   }
1017   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1018     if (Succ.isCtrl())
1019       ChainSuccs.push_back(Succ);
1020     else
1021       NodeSuccs.push_back(Succ);
1022   }
1023
1024   // Now assign edges to the newly-created nodes.
1025   for (const SDep &Pred : ChainPreds) {
1026     RemovePred(SU, Pred);
1027     if (isNewLoad)
1028       AddPred(LoadSU, Pred);
1029   }
1030   for (const SDep &Pred : LoadPreds) {
1031     RemovePred(SU, Pred);
1032     if (isNewLoad)
1033       AddPred(LoadSU, Pred);
1034   }
1035   for (const SDep &Pred : NodePreds) {
1036     RemovePred(SU, Pred);
1037     AddPred(NewSU, Pred);
1038   }
1039   for (SDep D : NodeSuccs) {
1040     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1041     D.setSUnit(SU);
1042     RemovePred(SuccDep, D);
1043     D.setSUnit(NewSU);
1044     AddPred(SuccDep, D);
1045     // Balance register pressure.
1046     if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled &&
1047         !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1048       --NewSU->NumRegDefsLeft;
1049   }
1050   for (SDep D : ChainSuccs) {
1051     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1052     D.setSUnit(SU);
1053     RemovePred(SuccDep, D);
1054     if (isNewLoad) {
1055       D.setSUnit(LoadSU);
1056       AddPred(SuccDep, D);
1057     }
1058   }
1059
1060   // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1061   // by LoadSU.
1062   SDep D(LoadSU, SDep::Data, 0);
1063   D.setLatency(LoadSU->Latency);
1064   AddPred(NewSU, D);
1065
1066   if (isNewLoad)
1067     AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1068   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1069
1070   ++NumUnfolds;
1071
1072   if (NewSU->NumSuccsLeft == 0)
1073     NewSU->isAvailable = true;
1074
1075   return NewSU;
1076 }
1077
1078 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
1079 /// successors to the newly created node.
1080 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
1081   SDNode *N = SU->getNode();
1082   if (!N)
1083     return nullptr;
1084
1085   if (SU->getNode()->getGluedNode())
1086     return nullptr;
1087
1088   SUnit *NewSU;
1089   bool TryUnfold = false;
1090   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
1091     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
1092     if (VT == MVT::Glue)
1093       return nullptr;
1094     else if (VT == MVT::Other)
1095       TryUnfold = true;
1096   }
1097   for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
1098     MVT VT = Op.getNode()->getSimpleValueType(Op.getResNo());
1099     if (VT == MVT::Glue)
1100       return nullptr;
1101   }
1102
1103   // If possible unfold instruction.
1104   if (TryUnfold) {
1105     SUnit *UnfoldSU = TryUnfoldSU(SU);
1106     if (!UnfoldSU)
1107       return nullptr;
1108     SU = UnfoldSU;
1109     N = SU->getNode();
1110     // If this can be scheduled don't bother duplicating and just return
1111     if (SU->NumSuccsLeft == 0)
1112       return SU;
1113   }
1114
1115   DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1116   NewSU = CreateClone(SU);
1117
1118   // New SUnit has the exact same predecessors.
1119   for (SDep &Pred : SU->Preds)
1120     if (!Pred.isArtificial())
1121       AddPred(NewSU, Pred);
1122
1123   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1124   // list and move them over.
1125   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1126   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1127     if (Succ.isArtificial())
1128       continue;
1129     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1130     if (SuccSU->isScheduled) {
1131       SDep D = Succ;
1132       D.setSUnit(NewSU);
1133       AddPred(SuccSU, D);
1134       D.setSUnit(SU);
1135       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1136     }
1137   }
1138   for (auto &DelDep : DelDeps)
1139     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1140
1141   AvailableQueue->updateNode(SU);
1142   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1143
1144   ++NumDups;
1145   return NewSU;
1146 }
1147
1148 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1149 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1150 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1151                                               const TargetRegisterClass *DestRC,
1152                                               const TargetRegisterClass *SrcRC,
1153                                               SmallVectorImpl<SUnit*> &Copies) {
1154   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1155   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1156   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1157
1158   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1159   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1160   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1161
1162   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1163   // list and move them over.
1164   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1165   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1166     if (Succ.isArtificial())
1167       continue;
1168     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1169     if (SuccSU->isScheduled) {
1170       SDep D = Succ;
1171       D.setSUnit(CopyToSU);
1172       AddPred(SuccSU, D);
1173       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, Succ));
1174     }
1175     else {
1176       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1177       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1178       // continue inserting copies indefinitely.
1179       AddPred(SuccSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Artificial));
1180     }
1181   }
1182   for (auto &DelDep : DelDeps)
1183     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1184
1185   SDep FromDep(SU, SDep::Data, Reg);
1186   FromDep.setLatency(SU->Latency);
1187   AddPred(CopyFromSU, FromDep);
1188   SDep ToDep(CopyFromSU, SDep::Data, 0);
1189   ToDep.setLatency(CopyFromSU->Latency);
1190   AddPred(CopyToSU, ToDep);
1191
1192   AvailableQueue->updateNode(SU);
1193   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1194   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1195   Copies.push_back(CopyFromSU);
1196   Copies.push_back(CopyToSU);
1197
1198   ++NumPRCopies;
1199 }
1200
1201 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1202 /// definition of the specified node.
1203 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1204 static MVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1205                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1206   unsigned NumRes;
1207   if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1208     // CopyFromReg has: "chain, Val, glue" so operand 1 gives the type.
1209     NumRes = 1;
1210   } else {
1211     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1212     assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1213     NumRes = MCID.getNumDefs();
1214     for (const MCPhysReg *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1215       if (Reg == *ImpDef)
1216         break;
1217       ++NumRes;
1218     }
1219   }
1220   return N->getSimpleValueType(NumRes);
1221 }
1222
1223 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1224 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1225 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1226                                SUnit **LiveRegDefs,
1227                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1228                                SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs,
1229                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1230   for (MCRegAliasIterator AliasI(Reg, TRI, true); AliasI.isValid(); ++AliasI) {
1231
1232     // Check if Ref is live.
1233     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1234
1235     // Allow multiple uses of the same def.
1236     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1237
1238     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1239     if (RegAdded.insert(*AliasI).second) {
1240       LRegs.push_back(*AliasI);
1241     }
1242   }
1243 }
1244
1245 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1246 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1247 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1248                                      ArrayRef<SUnit*> LiveRegDefs,
1249                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1250                                      SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1251   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1252   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1253     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1254     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1255     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1256     if (RegAdded.insert(i).second)
1257       LRegs.push_back(i);
1258   }
1259 }
1260
1261 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1262 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1263   for (const SDValue &Op : N->op_values())
1264     if (const auto *RegOp = dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(Op.getNode()))
1265       return RegOp->getRegMask();
1266   return nullptr;
1267 }
1268
1269 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1270 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1271 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1272 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1273 bool ScheduleDAGRRList::
1274 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1275   if (NumLiveRegs == 0)
1276     return false;
1277
1278   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1279   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1280   //
1281   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1282   // then we are free to schedule it.
1283   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1284     if (Pred.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Pred.getReg()] != SU)
1285       CheckForLiveRegDef(Pred.getSUnit(), Pred.getReg(), LiveRegDefs.get(),
1286                          RegAdded, LRegs, TRI);
1287   }
1288
1289   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1290     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM) {
1291       // Inline asm can clobber physical defs.
1292       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1293       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1294         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1295
1296       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1297         unsigned Flags =
1298           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1299         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1300
1301         ++i; // Skip the ID value.
1302         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1303             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1304             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1305           // Check for def of register or earlyclobber register.
1306           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1307             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1308             if (TargetRegisterInfo::isPhysicalRegister(Reg))
1309               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1310           }
1311         } else
1312           i += NumVals;
1313       }
1314       continue;
1315     }
1316
1317     if (!Node->isMachineOpcode())
1318       continue;
1319     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1320     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1321     // the call.
1322     if ((Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) ||
1323         (Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode())) {
1324       // Check the special calling-sequence resource.
1325       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1326       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1327         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1328         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1329           Gen = Glued;
1330         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) &&
1331             RegAdded.insert(CallResource).second)
1332           LRegs.push_back(CallResource);
1333       }
1334     }
1335     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1336       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask,
1337                                makeArrayRef(LiveRegDefs.get(), TRI->getNumRegs()),
1338                                RegAdded, LRegs);
1339
1340     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1341     if (MCID.hasOptionalDef()) {
1342       // Most ARM instructions have an OptionalDef for CPSR, to model the S-bit.
1343       // This operand can be either a def of CPSR, if the S bit is set; or a use
1344       // of %noreg.  When the OptionalDef is set to a valid register, we need to
1345       // handle it in the same way as an ImplicitDef.
1346       for (unsigned i = 0; i < MCID.getNumDefs(); ++i)
1347         if (MCID.OpInfo[i].isOptionalDef()) {
1348           const SDValue &OptionalDef = Node->getOperand(i - Node->getNumValues());
1349           unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(OptionalDef)->getReg();
1350           CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1351         }
1352     }
1353     if (!MCID.ImplicitDefs)
1354       continue;
1355     for (const MCPhysReg *Reg = MCID.getImplicitDefs(); *Reg; ++Reg)
1356       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1357   }
1358
1359   return !LRegs.empty();
1360 }
1361
1362 void ScheduleDAGRRList::releaseInterferences(unsigned Reg) {
1363   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1364   for (unsigned i = Interferences.size(); i > 0; --i) {
1365     SUnit *SU = Interferences[i-1];
1366     LRegsMapT::iterator LRegsPos = LRegsMap.find(SU);
1367     if (Reg) {
1368       SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsPos->second;
1369       if (!is_contained(LRegs, Reg))
1370         continue;
1371     }
1372     SU->isPending = false;
1373     // The interfering node may no longer be available due to backtracking.
1374     // Furthermore, it may have been made available again, in which case it is
1375     // now already in the AvailableQueue.
1376     if (SU->isAvailable && !SU->NodeQueueId) {
1377       DEBUG(dbgs() << "    Repushing SU #" << SU->NodeNum << '\n');
1378       AvailableQueue->push(SU);
1379     }
1380     if (i < Interferences.size())
1381       Interferences[i-1] = Interferences.back();
1382     Interferences.pop_back();
1383     LRegsMap.erase(LRegsPos);
1384   }
1385 }
1386
1387 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1388 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1389 /// (2) No Hazards: resources are available
1390 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1391 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1392   SUnit *CurSU = AvailableQueue->empty() ? nullptr : AvailableQueue->pop();
1393   while (CurSU) {
1394     SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1395     if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1396       break;
1397     DEBUG(dbgs() << "    Interfering reg " <<
1398           (LRegs[0] == TRI->getNumRegs() ? "CallResource"
1399            : TRI->getName(LRegs[0]))
1400            << " SU #" << CurSU->NodeNum << '\n');
1401     std::pair<LRegsMapT::iterator, bool> LRegsPair =
1402       LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1403     if (LRegsPair.second) {
1404       CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1405       Interferences.push_back(CurSU);
1406     }
1407     else {
1408       assert(CurSU->isPending && "Interferences are pending");
1409       // Update the interference with current live regs.
1410       LRegsPair.first->second = LRegs;
1411     }
1412     CurSU = AvailableQueue->pop();
1413   }
1414   if (CurSU)
1415     return CurSU;
1416
1417   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1418   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1419   // to resolve it.
1420   for (SUnit *TrySU : Interferences) {
1421     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1422
1423     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1424     // this node.
1425     SUnit *BtSU = nullptr;
1426     unsigned LiveCycle = UINT_MAX;
1427     for (unsigned Reg : LRegs) {
1428       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1429         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1430         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1431       }
1432     }
1433     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1434       // BacktrackBottomUp mutates Interferences!
1435       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1436
1437       // Force the current node to be scheduled before the node that
1438       // requires the physical reg dep.
1439       if (BtSU->isAvailable) {
1440         BtSU->isAvailable = false;
1441         if (!BtSU->isPending)
1442           AvailableQueue->remove(BtSU);
1443       }
1444       DEBUG(dbgs() << "ARTIFICIAL edge from SU(" << BtSU->NodeNum << ") to SU("
1445             << TrySU->NodeNum << ")\n");
1446       AddPred(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Artificial));
1447
1448       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1449       // node is no longer available.
1450       if (!TrySU->isAvailable || !TrySU->NodeQueueId)
1451         CurSU = AvailableQueue->pop();
1452       else {
1453         // Available and in AvailableQueue
1454         AvailableQueue->remove(TrySU);
1455         CurSU = TrySU;
1456       }
1457       // Interferences has been mutated. We must break.
1458       break;
1459     }
1460   }
1461
1462   if (!CurSU) {
1463     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1464     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1465     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1466     // insert cross class copies.
1467     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1468     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1469     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1470     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1471     unsigned Reg = LRegs[0];
1472     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1473     MVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1474     const TargetRegisterClass *RC =
1475       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1476     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1477
1478     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1479     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1480     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1481     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1482     // expensive.
1483     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1484     // the value at all.
1485     SUnit *NewDef = nullptr;
1486     if (DestRC != RC) {
1487       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1488       if (!DestRC && !NewDef)
1489         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1490     }
1491     if (!NewDef) {
1492       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1493       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1494       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1495       DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1496             << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1497       AddPred(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Artificial));
1498       NewDef = Copies.back();
1499     }
1500
1501     DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1502           << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1503     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1504     AddPred(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Artificial));
1505     TrySU->isAvailable = false;
1506     CurSU = NewDef;
1507   }
1508   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1509   return CurSU;
1510 }
1511
1512 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1513 /// schedulers.
1514 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1515   // Release any predecessors of the special Exit node.
1516   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1517
1518   // Add root to Available queue.
1519   if (!SUnits.empty()) {
1520     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1521     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1522     RootSU->isAvailable = true;
1523     AvailableQueue->push(RootSU);
1524   }
1525
1526   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1527   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1528   Sequence.reserve(SUnits.size());
1529   while (!AvailableQueue->empty() || !Interferences.empty()) {
1530     DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1531           AvailableQueue->dump(this));
1532
1533     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1534     // consideration.
1535     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1536
1537     AdvancePastStalls(SU);
1538
1539     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1540
1541     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1542       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1543       assert(MinAvailableCycle < UINT_MAX && "MinAvailableCycle uninitialized");
1544       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1545     }
1546   }
1547
1548   // Reverse the order if it is bottom up.
1549   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1550
1551 #ifndef NDEBUG
1552   VerifyScheduledSequence(/*isBottomUp=*/true);
1553 #endif
1554 }
1555
1556 //===----------------------------------------------------------------------===//
1557 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1558 //===----------------------------------------------------------------------===//
1559 //
1560 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1561 // to reduce register pressure.
1562 //
1563 namespace {
1564 class RegReductionPQBase;
1565
1566 struct queue_sort : public std::binary_function<SUnit*, SUnit*, bool> {
1567   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1568 };
1569
1570 #ifndef NDEBUG
1571 template<class SF>
1572 struct reverse_sort : public queue_sort {
1573   SF &SortFunc;
1574   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1575
1576   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1577     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1578     // to expose different paths in the comparison logic.
1579     return SortFunc(right, left);
1580   }
1581 };
1582 #endif // NDEBUG
1583
1584 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1585 // reduction scheduler.
1586 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1587   enum {
1588     IsBottomUp = true,
1589     HasReadyFilter = false
1590   };
1591
1592   RegReductionPQBase *SPQ;
1593   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1594
1595   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1596 };
1597
1598 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1599 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1600   enum {
1601     IsBottomUp = true,
1602     HasReadyFilter = false
1603   };
1604
1605   RegReductionPQBase *SPQ;
1606   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1607     : SPQ(spq) {}
1608
1609   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1610 };
1611
1612 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1613 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1614   enum {
1615     IsBottomUp = true,
1616     HasReadyFilter = false
1617   };
1618
1619   RegReductionPQBase *SPQ;
1620   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1621     : SPQ(spq) {}
1622
1623   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1624
1625   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1626 };
1627
1628 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1629 // scheduler.
1630 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1631   enum {
1632     IsBottomUp = true,
1633     HasReadyFilter = false
1634   };
1635
1636   RegReductionPQBase *SPQ;
1637   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq)
1638     : SPQ(spq) {}
1639
1640   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1641
1642   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1643 };
1644
1645 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1646 protected:
1647   std::vector<SUnit*> Queue;
1648   unsigned CurQueueId;
1649   bool TracksRegPressure;
1650   bool SrcOrder;
1651
1652   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1653   std::vector<SUnit> *SUnits;
1654
1655   MachineFunction &MF;
1656   const TargetInstrInfo *TII;
1657   const TargetRegisterInfo *TRI;
1658   const TargetLowering *TLI;
1659   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG;
1660
1661   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1662   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1663
1664   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1665   ///
1666   std::vector<unsigned> RegPressure;
1667
1668   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1669   /// class.
1670   std::vector<unsigned> RegLimit;
1671
1672 public:
1673   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1674                      bool hasReadyFilter,
1675                      bool tracksrp,
1676                      bool srcorder,
1677                      const TargetInstrInfo *tii,
1678                      const TargetRegisterInfo *tri,
1679                      const TargetLowering *tli)
1680     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter),
1681       CurQueueId(0), TracksRegPressure(tracksrp), SrcOrder(srcorder),
1682       MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli), scheduleDAG(nullptr) {
1683     if (TracksRegPressure) {
1684       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1685       RegLimit.resize(NumRC);
1686       RegPressure.resize(NumRC);
1687       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1688       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1689       for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses())
1690         RegLimit[RC->getID()] = tri->getRegPressureLimit(RC, MF);
1691     }
1692   }
1693
1694   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1695     scheduleDAG = scheduleDag;
1696   }
1697
1698   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1699     return scheduleDAG->getHazardRec();
1700   }
1701
1702   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) override;
1703
1704   void addNode(const SUnit *SU) override;
1705
1706   void updateNode(const SUnit *SU) override;
1707
1708   void releaseState() override {
1709     SUnits = nullptr;
1710     SethiUllmanNumbers.clear();
1711     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1712   }
1713
1714   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1715
1716   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1717     if (!SU->getNode()) return 0;
1718
1719     return SU->getNode()->getIROrder();
1720   }
1721
1722   bool empty() const override { return Queue.empty(); }
1723
1724   void push(SUnit *U) override {
1725     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1726     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1727     Queue.push_back(U);
1728   }
1729
1730   void remove(SUnit *SU) override {
1731     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1732     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1733     std::vector<SUnit *>::iterator I = find(Queue, SU);
1734     if (I != std::prev(Queue.end()))
1735       std::swap(*I, Queue.back());
1736     Queue.pop_back();
1737     SU->NodeQueueId = 0;
1738   }
1739
1740   bool tracksRegPressure() const override { return TracksRegPressure; }
1741
1742   void dumpRegPressure() const;
1743
1744   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1745
1746   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1747
1748   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1749
1750   void scheduledNode(SUnit *SU) override;
1751
1752   void unscheduledNode(SUnit *SU) override;
1753
1754 protected:
1755   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1756   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1757   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1758   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1759 };
1760
1761 template<class SF>
1762 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker) {
1763   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1764   for (auto I = std::next(Q.begin()), E = Q.end(); I != E; ++I)
1765     if (Picker(*Best, *I))
1766       Best = I;
1767   SUnit *V = *Best;
1768   if (Best != std::prev(Q.end()))
1769     std::swap(*Best, Q.back());
1770   Q.pop_back();
1771   return V;
1772 }
1773
1774 template<class SF>
1775 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit*> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1776 #ifndef NDEBUG
1777   if (DAG->StressSched) {
1778     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1779     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1780   }
1781 #endif
1782   (void)DAG;
1783   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1784 }
1785
1786 template<class SF>
1787 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1788   SF Picker;
1789
1790 public:
1791   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1792                             bool tracksrp,
1793                             bool srcorder,
1794                             const TargetInstrInfo *tii,
1795                             const TargetRegisterInfo *tri,
1796                             const TargetLowering *tli)
1797     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, srcorder,
1798                          tii, tri, tli),
1799       Picker(this) {}
1800
1801   bool isBottomUp() const override { return SF::IsBottomUp; }
1802
1803   bool isReady(SUnit *U) const override {
1804     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1805   }
1806
1807   SUnit *pop() override {
1808     if (Queue.empty()) return nullptr;
1809
1810     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1811     V->NodeQueueId = 0;
1812     return V;
1813   }
1814
1815 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1816   LLVM_DUMP_METHOD void dump(ScheduleDAG *DAG) const override {
1817     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1818     std::vector<SUnit*> DumpQueue = Queue;
1819     SF DumpPicker = Picker;
1820     while (!DumpQueue.empty()) {
1821       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1822       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1823       SU->dump(DAG);
1824     }
1825   }
1826 #endif
1827 };
1828
1829 typedef RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>
1830 BURegReductionPriorityQueue;
1831
1832 typedef RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>
1833 SrcRegReductionPriorityQueue;
1834
1835 typedef RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>
1836 HybridBURRPriorityQueue;
1837
1838 typedef RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>
1839 ILPBURRPriorityQueue;
1840 } // end anonymous namespace
1841
1842 //===----------------------------------------------------------------------===//
1843 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1844 //===----------------------------------------------------------------------===//
1845
1846 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1847 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1848 // pseudo-ops as well.
1849 //
1850 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1851 // Return 0 if no bias exists.
1852 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1853   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1854   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1855   if (LSchedLow != RSchedLow)
1856     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1857   return 0;
1858 }
1859
1860 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1861 /// Smaller number is the higher priority.
1862 static unsigned
1863 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1864   unsigned &SethiUllmanNumber = SUNumbers[SU->NodeNum];
1865   if (SethiUllmanNumber != 0)
1866     return SethiUllmanNumber;
1867
1868   unsigned Extra = 0;
1869   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
1870     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1871     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1872     unsigned PredSethiUllman = CalcNodeSethiUllmanNumber(PredSU, SUNumbers);
1873     if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1874       SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1875       Extra = 0;
1876     } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1877       ++Extra;
1878   }
1879
1880   SethiUllmanNumber += Extra;
1881
1882   if (SethiUllmanNumber == 0)
1883     SethiUllmanNumber = 1;
1884
1885   return SethiUllmanNumber;
1886 }
1887
1888 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
1889 /// scheduling units.
1890 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
1891   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
1892
1893   for (const SUnit &SU : *SUnits)
1894     CalcNodeSethiUllmanNumber(&SU, SethiUllmanNumbers);
1895 }
1896
1897 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
1898   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
1899   if (SUnits->size() > SUSize)
1900     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
1901   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1902 }
1903
1904 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
1905   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
1906   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
1907 }
1908
1909 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
1910 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
1911 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
1912   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
1913   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
1914   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
1915     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
1916     // avoid spilling.
1917     return 0;
1918   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
1919       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
1920       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
1921     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
1922     // close to their uses to facilitate coalescing.
1923     return 0;
1924   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
1925     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
1926     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
1927     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
1928     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
1929     // their live ranges.
1930     return 0xffff;
1931   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
1932     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
1933     // because it does not lengthen any live ranges.
1934     return 0;
1935 #if 1
1936   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1937 #else
1938   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
1939   if (SU->isCallOp) {
1940     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
1941     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
1942     return (NP > 0) ? NP : 0;
1943   }
1944   return Priority;
1945 #endif
1946 }
1947
1948 //===----------------------------------------------------------------------===//
1949 //                     Register Pressure Tracking
1950 //===----------------------------------------------------------------------===//
1951
1952 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1953 LLVM_DUMP_METHOD void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
1954   for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses()) {
1955     unsigned Id = RC->getID();
1956     unsigned RP = RegPressure[Id];
1957     if (!RP) continue;
1958     DEBUG(dbgs() << TRI->getRegClassName(RC) << ": " << RP << " / "
1959           << RegLimit[Id] << '\n');
1960   }
1961 }
1962 #endif
1963
1964 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
1965   if (!TLI)
1966     return false;
1967
1968   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
1969     if (Pred.isCtrl())
1970       continue;
1971     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1972     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
1973     // to cover the number of registers defined (they are all live).
1974     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
1975       continue;
1976     }
1977     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
1978          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
1979       unsigned RCId, Cost;
1980       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
1981
1982       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
1983         return true;
1984     }
1985   }
1986   return false;
1987 }
1988
1989 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
1990   const SDNode *N = SU->getNode();
1991
1992   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
1993     return false;
1994
1995   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
1996   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
1997     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
1998     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
1999       continue;
2000     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2001     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2002       return true;
2003   }
2004   return false;
2005 }
2006
2007 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
2008 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
2009 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
2010 // uses of registers that are already live.
2011 //
2012 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
2013 // so could probably be factored.
2014 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
2015   LiveUses = 0;
2016   int PDiff = 0;
2017   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2018     if (Pred.isCtrl())
2019       continue;
2020     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2021     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2022     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2023     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2024       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
2025         ++LiveUses;
2026       continue;
2027     }
2028     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2029          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2030       MVT VT = RegDefPos.GetValue();
2031       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2032       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2033         ++PDiff;
2034     }
2035   }
2036   const SDNode *N = SU->getNode();
2037
2038   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2039     return PDiff;
2040
2041   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2042   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2043     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2044     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2045       continue;
2046     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2047     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2048       --PDiff;
2049   }
2050   return PDiff;
2051 }
2052
2053 void RegReductionPQBase::scheduledNode(SUnit *SU) {
2054   if (!TracksRegPressure)
2055     return;
2056
2057   if (!SU->getNode())
2058     return;
2059
2060   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2061     if (Pred.isCtrl())
2062       continue;
2063     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2064     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2065     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2066     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2067       continue;
2068     }
2069     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2070     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2071     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2072     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2073     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2074     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2075     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2076     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2077     // value type or register class to SDep.
2078     //
2079     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2080     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2081     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2082     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2083     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2084     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2085     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2086     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2087          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2088       if (SkipRegDefs)
2089         continue;
2090
2091       unsigned RCId, Cost;
2092       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2093       RegPressure[RCId] += Cost;
2094       break;
2095     }
2096   }
2097
2098   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2099   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2100   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2101   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2102   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2103        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2104     if (SkipRegDefs > 0)
2105       continue;
2106     unsigned RCId, Cost;
2107     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2108     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2109       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2110       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2111       DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum << ") has too many regdefs\n");
2112       RegPressure[RCId] = 0;
2113     }
2114     else {
2115       RegPressure[RCId] -= Cost;
2116     }
2117   }
2118   DEBUG(dumpRegPressure());
2119 }
2120
2121 void RegReductionPQBase::unscheduledNode(SUnit *SU) {
2122   if (!TracksRegPressure)
2123     return;
2124
2125   const SDNode *N = SU->getNode();
2126   if (!N) return;
2127
2128   if (!N->isMachineOpcode()) {
2129     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2130       return;
2131   } else {
2132     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2133     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2134         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2135         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2136         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2137         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2138       return;
2139   }
2140
2141   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2142     if (Pred.isCtrl())
2143       continue;
2144     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2145     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2146     // counts data deps.
2147     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2148       continue;
2149     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2150     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2151       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2152         MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2153         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2154         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2155       }
2156       continue;
2157     }
2158     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2159     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2160       continue;
2161     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2162         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2163         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2164       MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2165       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2166       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2167       continue;
2168     }
2169     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2170     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2171       MVT VT = PN->getSimpleValueType(i);
2172       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2173         continue;
2174       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2175       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2176         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2177         RegPressure[RCId] = 0;
2178       else
2179         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2180     }
2181   }
2182
2183   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2184   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2185   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2186     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2187     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2188       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2189       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2190         continue;
2191       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2192         continue;
2193       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2194       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2195     }
2196   }
2197
2198   DEBUG(dumpRegPressure());
2199 }
2200
2201 //===----------------------------------------------------------------------===//
2202 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2203 //===----------------------------------------------------------------------===//
2204
2205 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2206 /// closest to the current cycle.
2207 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2208   unsigned MaxHeight = 0;
2209   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2210     if (Succ.isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2211     unsigned Height = Succ.getSUnit()->getHeight();
2212     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2213     // to be at the same position.
2214     if (Succ.getSUnit()->getNode() &&
2215         Succ.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2216       Height = closestSucc(Succ.getSUnit())+1;
2217     if (Height > MaxHeight)
2218       MaxHeight = Height;
2219   }
2220   return MaxHeight;
2221 }
2222
2223 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2224 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2225 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2226   unsigned Scratches = 0;
2227   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2228     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2229     Scratches++;
2230   }
2231   return Scratches;
2232 }
2233
2234 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2235 /// CopyFromReg from a virtual register.
2236 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2237   bool RetVal = false;
2238   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2239     if (Pred.isCtrl()) continue;
2240     const SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2241     if (PredSU->getNode() &&
2242         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2243       unsigned Reg =
2244         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2245       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2246         RetVal = true;
2247         continue;
2248       }
2249     }
2250     return false;
2251   }
2252   return RetVal;
2253 }
2254
2255 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2256 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2257 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2258 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2259   bool RetVal = false;
2260   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2261     if (Succ.isCtrl()) continue;
2262     const SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2263     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2264       unsigned Reg =
2265         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2266       if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
2267         RetVal = true;
2268         continue;
2269       }
2270     }
2271     return false;
2272   }
2273   return RetVal;
2274 }
2275
2276 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2277 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2278 //
2279 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2280 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2281 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2282 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2283 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2284 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2285 // eliminates a copy inside the loop.
2286 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2287   if (DisableSchedVRegCycle)
2288     return;
2289
2290   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2291     return;
2292
2293   DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2294
2295   SU->isVRegCycle = true;
2296
2297   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2298     if (Pred.isCtrl()) continue;
2299     Pred.getSUnit()->isVRegCycle = true;
2300   }
2301 }
2302
2303 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2304 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2305 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2306   if (!SU->isVRegCycle)
2307     return;
2308
2309   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2310     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2311     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2312     if (PredSU->isVRegCycle) {
2313       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2314              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2315       Pred.getSUnit()->isVRegCycle = false;
2316     }
2317   }
2318 }
2319
2320 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2321 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2322 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2323   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2324   if (SU->isVRegCycle)
2325     return false;
2326
2327   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2328     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2329     if (Pred.getSUnit()->isVRegCycle &&
2330         Pred.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2331       DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2332       return true;
2333     }
2334   }
2335   return false;
2336 }
2337
2338 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2339 //
2340 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2341 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2342   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2343   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2344       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2345     return true;
2346   return false;
2347 }
2348
2349 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2350 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2351 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2352                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2353   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2354   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2355   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2356   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2357   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2358   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2359
2360   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2361     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2362   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2363     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2364
2365   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2366   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2367   // them according to their height.
2368   if (LStall) {
2369     if (!RStall)
2370       return 1;
2371     if (LHeight != RHeight)
2372       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2373   } else if (RStall)
2374     return -1;
2375
2376   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2377   // and latency.
2378   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2379                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2380     // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) and HazardRecognizer
2381     // is enabled, grouping instructions by cycle, then its height is already
2382     // covered so only its depth matters. We also reach this point if both stall
2383     // but have the same height.
2384     if (!SPQ->getHazardRec()->isEnabled()) {
2385       if (LHeight != RHeight)
2386         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2387     }
2388     int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2389     int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2390     if (LDepth != RDepth) {
2391       DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2392             << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2393             << ") depth " << RDepth << "\n");
2394       return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2395     }
2396     if (left->Latency != right->Latency)
2397       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2398   }
2399   return 0;
2400 }
2401
2402 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2403   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2404   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2405   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2406   // creating a subtarget hook.
2407   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2408     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2409     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2410     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2411       #ifndef NDEBUG
2412       static const char *const PhysRegMsg[] = { " has no physreg",
2413                                                 " defines a physreg" };
2414       #endif
2415       DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2416             << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum << ") "
2417             << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2418       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2419     }
2420   }
2421
2422   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2423   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2424   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2425
2426   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2427   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2428   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2429     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2430     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2431   }
2432   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2433     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2434     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2435   }
2436
2437   if (LPriority != RPriority)
2438     return LPriority > RPriority;
2439
2440   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2441   // same, then keep source order.
2442   if (left->isCall || right->isCall) {
2443     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2444     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2445
2446     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2447     // the preference.
2448     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2449       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2450   }
2451
2452   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2453   // e.g.
2454   // t1 = op t2, c1
2455   // t3 = op t4, c2
2456   //
2457   // and the following instructions are both ready.
2458   // t2 = op c3
2459   // t4 = op c4
2460   //
2461   // Then schedule t2 = op first.
2462   // i.e.
2463   // t4 = op c4
2464   // t2 = op c3
2465   // t1 = op t2, c1
2466   // t3 = op t4, c2
2467   //
2468   // This creates more short live intervals.
2469   unsigned LDist = closestSucc(left);
2470   unsigned RDist = closestSucc(right);
2471   if (LDist != RDist)
2472     return LDist < RDist;
2473
2474   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2475   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2476   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2477   if (LScratch != RScratch)
2478     return LScratch > RScratch;
2479
2480   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2481   // is register pressure-neutral.
2482   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2483     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2484
2485   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2486   if (!DisableSchedCycles &&
2487       !(left->isCall || right->isCall)) {
2488     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2489     if (result != 0)
2490       return result > 0;
2491   }
2492   else {
2493     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2494       return left->getHeight() > right->getHeight();
2495
2496     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2497       return left->getDepth() < right->getDepth();
2498   }
2499
2500   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2501          "NodeQueueId cannot be zero");
2502   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2503 }
2504
2505 // Bottom up
2506 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2507   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2508     return res > 0;
2509
2510   return BURRSort(left, right, SPQ);
2511 }
2512
2513 // Source order, otherwise bottom up.
2514 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2515   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2516     return res > 0;
2517
2518   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2519   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2520
2521   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2522   // the preference.
2523   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2524     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2525
2526   return BURRSort(left, right, SPQ);
2527 }
2528
2529 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2530 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2531 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2532 // speed up processing the available queue.
2533 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2534   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2535
2536   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2537
2538   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2539
2540   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2541       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2542     return false;
2543
2544   return true;
2545 }
2546
2547 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2548 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2549   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2550     return res > 0;
2551
2552   if (left->isCall || right->isCall)
2553     // No way to compute latency of calls.
2554     return BURRSort(left, right, SPQ);
2555
2556   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2557   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2558   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2559   // register pressure reduction.
2560   if (LHigh && !RHigh) {
2561     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2562           << right->NodeNum << ")\n");
2563     return true;
2564   }
2565   else if (!LHigh && RHigh) {
2566     DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2567           << left->NodeNum << ")\n");
2568     return false;
2569   }
2570   if (!LHigh && !RHigh) {
2571     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2572     if (result != 0)
2573       return result > 0;
2574   }
2575   return BURRSort(left, right, SPQ);
2576 }
2577
2578 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2579 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2580 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2581   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2582
2583   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2584       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2585     return false;
2586
2587   return true;
2588 }
2589
2590 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2591   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2592   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2593     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2594     // avoid spilling.
2595     return true;
2596
2597   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2598       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2599       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2600     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2601     // close to their uses to facilitate coalescing.
2602     return true;
2603
2604   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2605     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2606     // because it does not lengthen any live ranges.
2607     return true;
2608
2609   return false;
2610 }
2611
2612 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2613 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2614 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2615   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2616     return res > 0;
2617
2618   if (left->isCall || right->isCall)
2619     // No way to compute latency of calls.
2620     return BURRSort(left, right, SPQ);
2621
2622   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2623   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2624   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2625     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2626     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2627   }
2628   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2629     DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum << "): " << LPDiff
2630           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RPDiff << "\n");
2631     return LPDiff > RPDiff;
2632   }
2633
2634   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2635     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2636     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2637     if (LReduce && !RReduce) return false;
2638     if (RReduce && !LReduce) return true;
2639   }
2640
2641   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2642     DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2643           << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses << "\n");
2644     return LLiveUses < RLiveUses;
2645   }
2646
2647   if (!DisableSchedStalls) {
2648     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2649     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2650     if (LStall != RStall)
2651       return left->getHeight() > right->getHeight();
2652   }
2653
2654   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2655     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2656     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2657       DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2658             << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum << "): "
2659             << right->getDepth() << "\n");
2660       return left->getDepth() < right->getDepth();
2661     }
2662   }
2663
2664   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2665     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2666     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2667       return left->getHeight() > right->getHeight();
2668   }
2669
2670   return BURRSort(left, right, SPQ);
2671 }
2672
2673 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2674   SUnits = &sunits;
2675   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2676   if (!Disable2AddrHack)
2677     AddPseudoTwoAddrDeps();
2678   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2679   if (!TracksRegPressure && !SrcOrder)
2680     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2681   // Calculate node priorities.
2682   CalculateSethiUllmanNumbers();
2683
2684   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2685   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB))
2686     for (SUnit &SU : sunits)
2687       initVRegCycle(&SU);
2688 }
2689
2690 //===----------------------------------------------------------------------===//
2691 //                    Preschedule for Register Pressure
2692 //===----------------------------------------------------------------------===//
2693
2694 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2695   if (SU->isTwoAddress) {
2696     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2697     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2698     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2699     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2700     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2701       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2702         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2703         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2704             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2705           return true;
2706       }
2707     }
2708   }
2709   return false;
2710 }
2711
2712 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2713 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2714 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2715 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2716                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2717                                          const TargetInstrInfo *TII,
2718                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2719   const MCPhysReg *ImpDefs
2720     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2721   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2722   if(!ImpDefs && !RegMask)
2723     return false;
2724
2725   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2726     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2727     for (const SDep &SuccPred : SuccSU->Preds) {
2728       if (!SuccPred.isAssignedRegDep())
2729         continue;
2730
2731       if (RegMask &&
2732           MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, SuccPred.getReg()) &&
2733           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2734         return true;
2735
2736       if (ImpDefs)
2737         for (const MCPhysReg *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2738           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2739           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2740           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2741           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, SuccPred.getReg()) &&
2742               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2743             return true;
2744     }
2745   }
2746   return false;
2747 }
2748
2749 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2750 /// physical register defs.
2751 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2752                                   const TargetInstrInfo *TII,
2753                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2754   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2755   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2756   const MCPhysReg *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2757   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2758   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2759        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2760     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2761       continue;
2762     const MCPhysReg *SUImpDefs =
2763       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2764     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2765     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2766       continue;
2767     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2768       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2769       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2770         continue;
2771       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2772         continue;
2773       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2774       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2775         return true;
2776       if (!SUImpDefs)
2777         continue;
2778       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2779         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2780         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2781           return true;
2782       }
2783     }
2784   }
2785   return false;
2786 }
2787
2788 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2789 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2790 /// heuristics. When presented with code like this:
2791 ///
2792 ///      N
2793 ///    / |
2794 ///   /  |
2795 ///  U  store
2796 ///  |
2797 /// ...
2798 ///
2799 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2800 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2801 /// the length of that other use (the U->N edge).
2802 ///
2803 /// This function transforms code like the above to route U's
2804 /// dependence through the store when possible, like this:
2805 ///
2806 ///      N
2807 ///      ||
2808 ///      ||
2809 ///     store
2810 ///       |
2811 ///       U
2812 ///       |
2813 ///      ...
2814 ///
2815 /// This results in the store being scheduled immediately
2816 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2817 /// register pressure.
2818 ///
2819 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2820   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2821   for (SUnit &SU : *SUnits) {
2822     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2823     // These are especially important, due to the heuristics in
2824     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2825     if (SU.NumSuccs != 0)
2826       continue;
2827     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2828     if (SU.NumPreds != 1)
2829       continue;
2830     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2831     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2832     if (SDNode *N = SU.getNode())
2833       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2834           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2835             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2836         continue;
2837
2838     // Locate the single data predecessor.
2839     SUnit *PredSU = nullptr;
2840     for (const SDep &Pred : SU.Preds)
2841       if (!Pred.isCtrl()) {
2842         PredSU = Pred.getSUnit();
2843         break;
2844       }
2845     assert(PredSU);
2846
2847     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2848     // support infrastructure.
2849     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2850       continue;
2851     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2852     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2853       continue;
2854     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2855     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2856     if (SDNode *N = SU.getNode())
2857       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2858           TargetRegisterInfo::isVirtualRegister
2859             (cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2860         continue;
2861
2862     // Perform checks on the successors of PredSU.
2863     for (const SDep &PredSucc : PredSU->Succs) {
2864       SUnit *PredSuccSU = PredSucc.getSUnit();
2865       if (PredSuccSU == &SU) continue;
2866       // If PredSU has another successor with no data successors, for
2867       // now don't attempt to choose either over the other.
2868       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
2869         goto outer_loop_continue;
2870       // Don't break physical register dependencies.
2871       if (SU.hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
2872         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, &SU, TII, TRI))
2873           goto outer_loop_continue;
2874       // Don't introduce graph cycles.
2875       if (scheduleDAG->IsReachable(&SU, PredSuccSU))
2876         goto outer_loop_continue;
2877     }
2878
2879     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
2880     // profitable. Update the graph.
2881     DEBUG(dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU.NodeNum
2882                  << " next to PredSU #" << PredSU->NodeNum
2883                  << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
2884     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
2885       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
2886       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
2887       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
2888       if (SuccSU != &SU) {
2889         Edge.setSUnit(PredSU);
2890         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
2891         scheduleDAG->AddPred(&SU, Edge);
2892         Edge.setSUnit(&SU);
2893         scheduleDAG->AddPred(SuccSU, Edge);
2894         --i;
2895       }
2896     }
2897   outer_loop_continue:;
2898   }
2899 }
2900
2901 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
2902 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
2903 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
2904 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
2905 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
2906 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
2907 /// commutable, favor the one that's not commutable.
2908 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
2909   for (SUnit &SU : *SUnits) {
2910     if (!SU.isTwoAddress)
2911       continue;
2912
2913     SDNode *Node = SU.getNode();
2914     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU.getNode()->getGluedNode())
2915       continue;
2916
2917     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(&SU);
2918     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
2919     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2920     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2921     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2922     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
2923       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
2924         continue;
2925       SDNode *DU = SU.getNode()->getOperand(j).getNode();
2926       if (DU->getNodeId() == -1)
2927         continue;
2928       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
2929       if (!DUSU)
2930         continue;
2931       for (const SDep &Succ : DUSU->Succs) {
2932         if (Succ.isCtrl())
2933           continue;
2934         SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2935         if (SuccSU == &SU)
2936           continue;
2937         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
2938         // depth and height.
2939         if (SuccSU->getHeight() < SU.getHeight() &&
2940             (SU.getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
2941           continue;
2942         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
2943         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
2944         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
2945         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
2946         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
2947                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
2948                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
2949                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
2950           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
2951         // Don't constrain non-instruction nodes.
2952         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
2953           continue;
2954         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
2955         // predecessor can clobber them.
2956         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU.hasPhysRegClobbers) {
2957           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, &SU, TII, TRI))
2958             continue;
2959         }
2960         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
2961         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
2962         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
2963         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2964             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2965             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
2966           continue;
2967         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, &SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
2968             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
2969              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
2970              (!SU.isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
2971             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, &SU)) {
2972           DEBUG(dbgs() << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
2973                        << SU.NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
2974           scheduleDAG->AddPred(&SU, SDep(SuccSU, SDep::Artificial));
2975         }
2976       }
2977     }
2978   }
2979 }
2980
2981 //===----------------------------------------------------------------------===//
2982 //                         Public Constructor Functions
2983 //===----------------------------------------------------------------------===//
2984
2985 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
2986 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
2987                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
2988   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
2989   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
2990   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
2991
2992   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
2993     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, false, TII, TRI, nullptr);
2994   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
2995   PQ->setScheduleDAG(SD);
2996   return SD;
2997 }
2998
2999 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
3000 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3001                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3002   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3003   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3004   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3005
3006   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
3007     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, true, TII, TRI, nullptr);
3008   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3009   PQ->setScheduleDAG(SD);
3010   return SD;
3011 }
3012
3013 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
3014 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3015                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3016   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3017   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3018   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3019   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3020
3021   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
3022     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3023
3024   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3025   PQ->setScheduleDAG(SD);
3026   return SD;
3027 }
3028
3029 llvm::ScheduleDAGSDNodes *
3030 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3031                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3032   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3033   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3034   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3035   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3036
3037   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
3038     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3039   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3040   PQ->setScheduleDAG(SD);
3041   return SD;
3042 }