]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonVLIWPacketizer.cpp
MFV r314565,314567,314570:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / Hexagon / HexagonVLIWPacketizer.cpp
1 //===----- HexagonPacketizer.cpp - vliw packetizer ---------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This implements a simple VLIW packetizer using DFA. The packetizer works on
11 // machine basic blocks. For each instruction I in BB, the packetizer consults
12 // the DFA to see if machine resources are available to execute I. If so, the
13 // packetizer checks if I depends on any instruction J in the current packet.
14 // If no dependency is found, I is added to current packet and machine resource
15 // is marked as taken. If any dependency is found, a target API call is made to
16 // prune the dependence.
17 //
18 //===----------------------------------------------------------------------===//
19 #include "HexagonRegisterInfo.h"
20 #include "HexagonSubtarget.h"
21 #include "HexagonTargetMachine.h"
22 #include "HexagonVLIWPacketizer.h"
23 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
30 #include "llvm/Support/Debug.h"
31
32 using namespace llvm;
33
34 #define DEBUG_TYPE "packets"
35
36 static cl::opt<bool> DisablePacketizer("disable-packetizer", cl::Hidden,
37   cl::ZeroOrMore, cl::init(false),
38   cl::desc("Disable Hexagon packetizer pass"));
39
40 static cl::opt<bool> PacketizeVolatiles("hexagon-packetize-volatiles",
41   cl::ZeroOrMore, cl::Hidden, cl::init(true),
42   cl::desc("Allow non-solo packetization of volatile memory references"));
43
44 static cl::opt<bool> EnableGenAllInsnClass("enable-gen-insn", cl::init(false),
45   cl::Hidden, cl::ZeroOrMore, cl::desc("Generate all instruction with TC"));
46
47 static cl::opt<bool> DisableVecDblNVStores("disable-vecdbl-nv-stores",
48   cl::init(false), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
49   cl::desc("Disable vector double new-value-stores"));
50
51 extern cl::opt<bool> ScheduleInlineAsm;
52
53 namespace llvm {
54   FunctionPass *createHexagonPacketizer();
55   void initializeHexagonPacketizerPass(PassRegistry&);
56 }
57
58
59 namespace {
60   class HexagonPacketizer : public MachineFunctionPass {
61   public:
62     static char ID;
63     HexagonPacketizer() : MachineFunctionPass(ID) {
64       initializeHexagonPacketizerPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
65     }
66
67     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
68       AU.setPreservesCFG();
69       AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
70       AU.addRequired<MachineBranchProbabilityInfo>();
71       AU.addRequired<MachineDominatorTree>();
72       AU.addRequired<MachineLoopInfo>();
73       AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
74       AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
75       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
76     }
77     StringRef getPassName() const override { return "Hexagon Packetizer"; }
78     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) override;
79     MachineFunctionProperties getRequiredProperties() const override {
80       return MachineFunctionProperties().set(
81           MachineFunctionProperties::Property::NoVRegs);
82     }
83
84   private:
85     const HexagonInstrInfo *HII;
86     const HexagonRegisterInfo *HRI;
87   };
88
89   char HexagonPacketizer::ID = 0;
90 }
91
92 INITIALIZE_PASS_BEGIN(HexagonPacketizer, "packets", "Hexagon Packetizer",
93                       false, false)
94 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
95 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineBranchProbabilityInfo)
96 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
97 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
98 INITIALIZE_PASS_END(HexagonPacketizer, "packets", "Hexagon Packetizer",
99                     false, false)
100
101 HexagonPacketizerList::HexagonPacketizerList(MachineFunction &MF,
102       MachineLoopInfo &MLI, AliasAnalysis *AA,
103       const MachineBranchProbabilityInfo *MBPI)
104     : VLIWPacketizerList(MF, MLI, AA), MBPI(MBPI), MLI(&MLI) {
105   HII = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getInstrInfo();
106   HRI = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
107
108   addMutation(make_unique<HexagonSubtarget::HexagonDAGMutation>());
109 }
110
111 // Check if FirstI modifies a register that SecondI reads.
112 static bool hasWriteToReadDep(const MachineInstr &FirstI,
113                               const MachineInstr &SecondI,
114                               const TargetRegisterInfo *TRI) {
115   for (auto &MO : FirstI.operands()) {
116     if (!MO.isReg() || !MO.isDef())
117       continue;
118     unsigned R = MO.getReg();
119     if (SecondI.readsRegister(R, TRI))
120       return true;
121   }
122   return false;
123 }
124
125
126 static MachineBasicBlock::iterator moveInstrOut(MachineInstr &MI,
127       MachineBasicBlock::iterator BundleIt, bool Before) {
128   MachineBasicBlock::instr_iterator InsertPt;
129   if (Before)
130     InsertPt = BundleIt.getInstrIterator();
131   else
132     InsertPt = std::next(BundleIt).getInstrIterator();
133
134   MachineBasicBlock &B = *MI.getParent();
135   // The instruction should at least be bundled with the preceding instruction
136   // (there will always be one, i.e. BUNDLE, if nothing else).
137   assert(MI.isBundledWithPred());
138   if (MI.isBundledWithSucc()) {
139     MI.clearFlag(MachineInstr::BundledSucc);
140     MI.clearFlag(MachineInstr::BundledPred);
141   } else {
142     // If it's not bundled with the successor (i.e. it is the last one
143     // in the bundle), then we can simply unbundle it from the predecessor,
144     // which will take care of updating the predecessor's flag.
145     MI.unbundleFromPred();
146   }
147   B.splice(InsertPt, &B, MI.getIterator());
148
149   // Get the size of the bundle without asserting.
150   MachineBasicBlock::const_instr_iterator I = BundleIt.getInstrIterator();
151   MachineBasicBlock::const_instr_iterator E = B.instr_end();
152   unsigned Size = 0;
153   for (++I; I != E && I->isBundledWithPred(); ++I)
154     ++Size;
155
156   // If there are still two or more instructions, then there is nothing
157   // else to be done.
158   if (Size > 1)
159     return BundleIt;
160
161   // Otherwise, extract the single instruction out and delete the bundle.
162   MachineBasicBlock::iterator NextIt = std::next(BundleIt);
163   MachineInstr &SingleI = *BundleIt->getNextNode();
164   SingleI.unbundleFromPred();
165   assert(!SingleI.isBundledWithSucc());
166   BundleIt->eraseFromParent();
167   return NextIt;
168 }
169
170
171 bool HexagonPacketizer::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
172   if (DisablePacketizer || skipFunction(*MF.getFunction()))
173     return false;
174
175   HII = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getInstrInfo();
176   HRI = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
177   auto &MLI = getAnalysis<MachineLoopInfo>();
178   auto *AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
179   auto *MBPI = &getAnalysis<MachineBranchProbabilityInfo>();
180
181   if (EnableGenAllInsnClass)
182     HII->genAllInsnTimingClasses(MF);
183
184   // Instantiate the packetizer.
185   HexagonPacketizerList Packetizer(MF, MLI, AA, MBPI);
186
187   // DFA state table should not be empty.
188   assert(Packetizer.getResourceTracker() && "Empty DFA table!");
189
190   //
191   // Loop over all basic blocks and remove KILL pseudo-instructions
192   // These instructions confuse the dependence analysis. Consider:
193   // D0 = ...   (Insn 0)
194   // R0 = KILL R0, D0 (Insn 1)
195   // R0 = ... (Insn 2)
196   // Here, Insn 1 will result in the dependence graph not emitting an output
197   // dependence between Insn 0 and Insn 2. This can lead to incorrect
198   // packetization
199   //
200   for (auto &MB : MF) {
201     auto End = MB.end();
202     auto MI = MB.begin();
203     while (MI != End) {
204       auto NextI = std::next(MI);
205       if (MI->isKill()) {
206         MB.erase(MI);
207         End = MB.end();
208       }
209       MI = NextI;
210     }
211   }
212
213   // Loop over all of the basic blocks.
214   for (auto &MB : MF) {
215     auto Begin = MB.begin(), End = MB.end();
216     while (Begin != End) {
217       // First the first non-boundary starting from the end of the last
218       // scheduling region.
219       MachineBasicBlock::iterator RB = Begin;
220       while (RB != End && HII->isSchedulingBoundary(*RB, &MB, MF))
221         ++RB;
222       // First the first boundary starting from the beginning of the new
223       // region.
224       MachineBasicBlock::iterator RE = RB;
225       while (RE != End && !HII->isSchedulingBoundary(*RE, &MB, MF))
226         ++RE;
227       // Add the scheduling boundary if it's not block end.
228       if (RE != End)
229         ++RE;
230       // If RB == End, then RE == End.
231       if (RB != End)
232         Packetizer.PacketizeMIs(&MB, RB, RE);
233
234       Begin = RE;
235     }
236   }
237
238   Packetizer.unpacketizeSoloInstrs(MF);
239   return true;
240 }
241
242
243 // Reserve resources for a constant extender. Trigger an assertion if the
244 // reservation fails.
245 void HexagonPacketizerList::reserveResourcesForConstExt() {
246   if (!tryAllocateResourcesForConstExt(true))
247     llvm_unreachable("Resources not available");
248 }
249
250 bool HexagonPacketizerList::canReserveResourcesForConstExt() {
251   return tryAllocateResourcesForConstExt(false);
252 }
253
254 // Allocate resources (i.e. 4 bytes) for constant extender. If succeeded,
255 // return true, otherwise, return false.
256 bool HexagonPacketizerList::tryAllocateResourcesForConstExt(bool Reserve) {
257   auto *ExtMI = MF.CreateMachineInstr(HII->get(Hexagon::A4_ext), DebugLoc());
258   bool Avail = ResourceTracker->canReserveResources(*ExtMI);
259   if (Reserve && Avail)
260     ResourceTracker->reserveResources(*ExtMI);
261   MF.DeleteMachineInstr(ExtMI);
262   return Avail;
263 }
264
265
266 bool HexagonPacketizerList::isCallDependent(const MachineInstr &MI,
267       SDep::Kind DepType, unsigned DepReg) {
268   // Check for LR dependence.
269   if (DepReg == HRI->getRARegister())
270     return true;
271
272   if (HII->isDeallocRet(MI))
273     if (DepReg == HRI->getFrameRegister() || DepReg == HRI->getStackRegister())
274       return true;
275
276   // Check if this is a predicate dependence.
277   const TargetRegisterClass* RC = HRI->getMinimalPhysRegClass(DepReg);
278   if (RC == &Hexagon::PredRegsRegClass)
279     return true;
280
281   // Assumes that the first operand of the CALLr is the function address.
282   if (HII->isIndirectCall(MI) && (DepType == SDep::Data)) {
283     const MachineOperand MO = MI.getOperand(0);
284     if (MO.isReg() && MO.isUse() && (MO.getReg() == DepReg))
285       return true;
286   }
287
288   if (HII->isJumpR(MI)) {
289     const MachineOperand &MO = HII->isPredicated(MI) ? MI.getOperand(1)
290                                                      : MI.getOperand(0);
291     assert(MO.isReg() && MO.isUse());
292     if (MO.getReg() == DepReg)
293       return true;
294   }
295   return false;
296 }
297
298 static bool isRegDependence(const SDep::Kind DepType) {
299   return DepType == SDep::Data || DepType == SDep::Anti ||
300          DepType == SDep::Output;
301 }
302
303 static bool isDirectJump(const MachineInstr &MI) {
304   return MI.getOpcode() == Hexagon::J2_jump;
305 }
306
307 static bool isSchedBarrier(const MachineInstr &MI) {
308   switch (MI.getOpcode()) {
309   case Hexagon::Y2_barrier:
310     return true;
311   }
312   return false;
313 }
314
315 static bool isControlFlow(const MachineInstr &MI) {
316   return MI.getDesc().isTerminator() || MI.getDesc().isCall();
317 }
318
319
320 /// Returns true if the instruction modifies a callee-saved register.
321 static bool doesModifyCalleeSavedReg(const MachineInstr &MI,
322                                      const TargetRegisterInfo *TRI) {
323   const MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
324   for (auto *CSR = TRI->getCalleeSavedRegs(&MF); CSR && *CSR; ++CSR)
325     if (MI.modifiesRegister(*CSR, TRI))
326       return true;
327   return false;
328 }
329
330 // Returns true if an instruction can be promoted to .new predicate or
331 // new-value store.
332 bool HexagonPacketizerList::isNewifiable(const MachineInstr &MI,
333       const TargetRegisterClass *NewRC) {
334   // Vector stores can be predicated, and can be new-value stores, but
335   // they cannot be predicated on a .new predicate value.
336   if (NewRC == &Hexagon::PredRegsRegClass)
337     if (HII->isV60VectorInstruction(MI) && MI.mayStore())
338       return false;
339   return HII->isCondInst(MI) || HII->isJumpR(MI) || MI.isReturn() ||
340          HII->mayBeNewStore(MI);
341 }
342
343 // Promote an instructiont to its .cur form.
344 // At this time, we have already made a call to canPromoteToDotCur and made
345 // sure that it can *indeed* be promoted.
346 bool HexagonPacketizerList::promoteToDotCur(MachineInstr &MI,
347       SDep::Kind DepType, MachineBasicBlock::iterator &MII,
348       const TargetRegisterClass* RC) {
349   assert(DepType == SDep::Data);
350   int CurOpcode = HII->getDotCurOp(MI);
351   MI.setDesc(HII->get(CurOpcode));
352   return true;
353 }
354
355 void HexagonPacketizerList::cleanUpDotCur() {
356   MachineInstr *MI = nullptr;
357   for (auto BI : CurrentPacketMIs) {
358     DEBUG(dbgs() << "Cleanup packet has "; BI->dump(););
359     if (BI->getOpcode() == Hexagon::V6_vL32b_cur_ai) {
360       MI = BI;
361       continue;
362     }
363     if (MI) {
364       for (auto &MO : BI->operands())
365         if (MO.isReg() && MO.getReg() == MI->getOperand(0).getReg())
366           return;
367     }
368   }
369   if (!MI)
370     return;
371   // We did not find a use of the CUR, so de-cur it.
372   MI->setDesc(HII->get(Hexagon::V6_vL32b_ai));
373   DEBUG(dbgs() << "Demoted CUR "; MI->dump(););
374 }
375
376 // Check to see if an instruction can be dot cur.
377 bool HexagonPacketizerList::canPromoteToDotCur(const MachineInstr &MI,
378       const SUnit *PacketSU, unsigned DepReg, MachineBasicBlock::iterator &MII,
379       const TargetRegisterClass *RC) {
380   if (!HII->isV60VectorInstruction(MI))
381     return false;
382   if (!HII->isV60VectorInstruction(*MII))
383     return false;
384
385   // Already a dot new instruction.
386   if (HII->isDotCurInst(MI) && !HII->mayBeCurLoad(MI))
387     return false;
388
389   if (!HII->mayBeCurLoad(MI))
390     return false;
391
392   // The "cur value" cannot come from inline asm.
393   if (PacketSU->getInstr()->isInlineAsm())
394     return false;
395
396   // Make sure candidate instruction uses cur.
397   DEBUG(dbgs() << "Can we DOT Cur Vector MI\n";
398         MI.dump();
399         dbgs() << "in packet\n";);
400   MachineInstr &MJ = *MII;
401   DEBUG({
402     dbgs() << "Checking CUR against ";
403     MJ.dump();
404   });
405   unsigned DestReg = MI.getOperand(0).getReg();
406   bool FoundMatch = false;
407   for (auto &MO : MJ.operands())
408     if (MO.isReg() && MO.getReg() == DestReg)
409       FoundMatch = true;
410   if (!FoundMatch)
411     return false;
412
413   // Check for existing uses of a vector register within the packet which
414   // would be affected by converting a vector load into .cur formt.
415   for (auto BI : CurrentPacketMIs) {
416     DEBUG(dbgs() << "packet has "; BI->dump(););
417     if (BI->readsRegister(DepReg, MF.getSubtarget().getRegisterInfo()))
418       return false;
419   }
420
421   DEBUG(dbgs() << "Can Dot CUR MI\n"; MI.dump(););
422   // We can convert the opcode into a .cur.
423   return true;
424 }
425
426 // Promote an instruction to its .new form. At this time, we have already
427 // made a call to canPromoteToDotNew and made sure that it can *indeed* be
428 // promoted.
429 bool HexagonPacketizerList::promoteToDotNew(MachineInstr &MI,
430       SDep::Kind DepType, MachineBasicBlock::iterator &MII,
431       const TargetRegisterClass* RC) {
432   assert (DepType == SDep::Data);
433   int NewOpcode;
434   if (RC == &Hexagon::PredRegsRegClass)
435     NewOpcode = HII->getDotNewPredOp(MI, MBPI);
436   else
437     NewOpcode = HII->getDotNewOp(MI);
438   MI.setDesc(HII->get(NewOpcode));
439   return true;
440 }
441
442 bool HexagonPacketizerList::demoteToDotOld(MachineInstr &MI) {
443   int NewOpcode = HII->getDotOldOp(MI.getOpcode());
444   MI.setDesc(HII->get(NewOpcode));
445   return true;
446 }
447
448 bool HexagonPacketizerList::useCallersSP(MachineInstr &MI) {
449   unsigned Opc = MI.getOpcode();
450   switch (Opc) {
451     case Hexagon::S2_storerd_io:
452     case Hexagon::S2_storeri_io:
453     case Hexagon::S2_storerh_io:
454     case Hexagon::S2_storerb_io:
455       break;
456     default:
457       llvm_unreachable("Unexpected instruction");
458   }
459   unsigned FrameSize = MF.getFrameInfo().getStackSize();
460   MachineOperand &Off = MI.getOperand(1);
461   int64_t NewOff = Off.getImm() - (FrameSize + HEXAGON_LRFP_SIZE);
462   if (HII->isValidOffset(Opc, NewOff)) {
463     Off.setImm(NewOff);
464     return true;
465   }
466   return false;
467 }
468
469 void HexagonPacketizerList::useCalleesSP(MachineInstr &MI) {
470   unsigned Opc = MI.getOpcode();
471   switch (Opc) {
472     case Hexagon::S2_storerd_io:
473     case Hexagon::S2_storeri_io:
474     case Hexagon::S2_storerh_io:
475     case Hexagon::S2_storerb_io:
476       break;
477     default:
478       llvm_unreachable("Unexpected instruction");
479   }
480   unsigned FrameSize = MF.getFrameInfo().getStackSize();
481   MachineOperand &Off = MI.getOperand(1);
482   Off.setImm(Off.getImm() + FrameSize + HEXAGON_LRFP_SIZE);
483 }
484
485 enum PredicateKind {
486   PK_False,
487   PK_True,
488   PK_Unknown
489 };
490
491 /// Returns true if an instruction is predicated on p0 and false if it's
492 /// predicated on !p0.
493 static PredicateKind getPredicateSense(const MachineInstr &MI,
494                                        const HexagonInstrInfo *HII) {
495   if (!HII->isPredicated(MI))
496     return PK_Unknown;
497   if (HII->isPredicatedTrue(MI))
498     return PK_True;
499   return PK_False;
500 }
501
502 static const MachineOperand &getPostIncrementOperand(const MachineInstr &MI,
503       const HexagonInstrInfo *HII) {
504   assert(HII->isPostIncrement(MI) && "Not a post increment operation.");
505 #ifndef NDEBUG
506   // Post Increment means duplicates. Use dense map to find duplicates in the
507   // list. Caution: Densemap initializes with the minimum of 64 buckets,
508   // whereas there are at most 5 operands in the post increment.
509   DenseSet<unsigned> DefRegsSet;
510   for (auto &MO : MI.operands())
511     if (MO.isReg() && MO.isDef())
512       DefRegsSet.insert(MO.getReg());
513
514   for (auto &MO : MI.operands())
515     if (MO.isReg() && MO.isUse() && DefRegsSet.count(MO.getReg()))
516       return MO;
517 #else
518   if (MI.mayLoad()) {
519     const MachineOperand &Op1 = MI.getOperand(1);
520     // The 2nd operand is always the post increment operand in load.
521     assert(Op1.isReg() && "Post increment operand has be to a register.");
522     return Op1;
523   }
524   if (MI.getDesc().mayStore()) {
525     const MachineOperand &Op0 = MI.getOperand(0);
526     // The 1st operand is always the post increment operand in store.
527     assert(Op0.isReg() && "Post increment operand has be to a register.");
528     return Op0;
529   }
530 #endif
531   // we should never come here.
532   llvm_unreachable("mayLoad or mayStore not set for Post Increment operation");
533 }
534
535 // Get the value being stored.
536 static const MachineOperand& getStoreValueOperand(const MachineInstr &MI) {
537   // value being stored is always the last operand.
538   return MI.getOperand(MI.getNumOperands()-1);
539 }
540
541 static bool isLoadAbsSet(const MachineInstr &MI) {
542   unsigned Opc = MI.getOpcode();
543   switch (Opc) {
544     case Hexagon::L4_loadrd_ap:
545     case Hexagon::L4_loadrb_ap:
546     case Hexagon::L4_loadrh_ap:
547     case Hexagon::L4_loadrub_ap:
548     case Hexagon::L4_loadruh_ap:
549     case Hexagon::L4_loadri_ap:
550       return true;
551   }
552   return false;
553 }
554
555 static const MachineOperand &getAbsSetOperand(const MachineInstr &MI) {
556   assert(isLoadAbsSet(MI));
557   return MI.getOperand(1);
558 }
559
560
561 // Can be new value store?
562 // Following restrictions are to be respected in convert a store into
563 // a new value store.
564 // 1. If an instruction uses auto-increment, its address register cannot
565 //    be a new-value register. Arch Spec 5.4.2.1
566 // 2. If an instruction uses absolute-set addressing mode, its address
567 //    register cannot be a new-value register. Arch Spec 5.4.2.1.
568 // 3. If an instruction produces a 64-bit result, its registers cannot be used
569 //    as new-value registers. Arch Spec 5.4.2.2.
570 // 4. If the instruction that sets the new-value register is conditional, then
571 //    the instruction that uses the new-value register must also be conditional,
572 //    and both must always have their predicates evaluate identically.
573 //    Arch Spec 5.4.2.3.
574 // 5. There is an implied restriction that a packet cannot have another store,
575 //    if there is a new value store in the packet. Corollary: if there is
576 //    already a store in a packet, there can not be a new value store.
577 //    Arch Spec: 3.4.4.2
578 bool HexagonPacketizerList::canPromoteToNewValueStore(const MachineInstr &MI,
579       const MachineInstr &PacketMI, unsigned DepReg) {
580   // Make sure we are looking at the store, that can be promoted.
581   if (!HII->mayBeNewStore(MI))
582     return false;
583
584   // Make sure there is dependency and can be new value'd.
585   const MachineOperand &Val = getStoreValueOperand(MI);
586   if (Val.isReg() && Val.getReg() != DepReg)
587     return false;
588
589   const MCInstrDesc& MCID = PacketMI.getDesc();
590
591   // First operand is always the result.
592   const TargetRegisterClass *PacketRC = HII->getRegClass(MCID, 0, HRI, MF);
593   // Double regs can not feed into new value store: PRM section: 5.4.2.2.
594   if (PacketRC == &Hexagon::DoubleRegsRegClass)
595     return false;
596
597   // New-value stores are of class NV (slot 0), dual stores require class ST
598   // in slot 0 (PRM 5.5).
599   for (auto I : CurrentPacketMIs) {
600     SUnit *PacketSU = MIToSUnit.find(I)->second;
601     if (PacketSU->getInstr()->mayStore())
602       return false;
603   }
604
605   // Make sure it's NOT the post increment register that we are going to
606   // new value.
607   if (HII->isPostIncrement(MI) &&
608       getPostIncrementOperand(MI, HII).getReg() == DepReg) {
609     return false;
610   }
611
612   if (HII->isPostIncrement(PacketMI) && PacketMI.mayLoad() &&
613       getPostIncrementOperand(PacketMI, HII).getReg() == DepReg) {
614     // If source is post_inc, or absolute-set addressing, it can not feed
615     // into new value store
616     //   r3 = memw(r2++#4)
617     //   memw(r30 + #-1404) = r2.new -> can not be new value store
618     // arch spec section: 5.4.2.1.
619     return false;
620   }
621
622   if (isLoadAbsSet(PacketMI) && getAbsSetOperand(PacketMI).getReg() == DepReg)
623     return false;
624
625   // If the source that feeds the store is predicated, new value store must
626   // also be predicated.
627   if (HII->isPredicated(PacketMI)) {
628     if (!HII->isPredicated(MI))
629       return false;
630
631     // Check to make sure that they both will have their predicates
632     // evaluate identically.
633     unsigned predRegNumSrc = 0;
634     unsigned predRegNumDst = 0;
635     const TargetRegisterClass* predRegClass = nullptr;
636
637     // Get predicate register used in the source instruction.
638     for (auto &MO : PacketMI.operands()) {
639       if (!MO.isReg())
640         continue;
641       predRegNumSrc = MO.getReg();
642       predRegClass = HRI->getMinimalPhysRegClass(predRegNumSrc);
643       if (predRegClass == &Hexagon::PredRegsRegClass)
644         break;
645     }
646     assert((predRegClass == &Hexagon::PredRegsRegClass) &&
647         "predicate register not found in a predicated PacketMI instruction");
648
649     // Get predicate register used in new-value store instruction.
650     for (auto &MO : MI.operands()) {
651       if (!MO.isReg())
652         continue;
653       predRegNumDst = MO.getReg();
654       predRegClass = HRI->getMinimalPhysRegClass(predRegNumDst);
655       if (predRegClass == &Hexagon::PredRegsRegClass)
656         break;
657     }
658     assert((predRegClass == &Hexagon::PredRegsRegClass) &&
659            "predicate register not found in a predicated MI instruction");
660
661     // New-value register producer and user (store) need to satisfy these
662     // constraints:
663     // 1) Both instructions should be predicated on the same register.
664     // 2) If producer of the new-value register is .new predicated then store
665     // should also be .new predicated and if producer is not .new predicated
666     // then store should not be .new predicated.
667     // 3) Both new-value register producer and user should have same predicate
668     // sense, i.e, either both should be negated or both should be non-negated.
669     if (predRegNumDst != predRegNumSrc ||
670         HII->isDotNewInst(PacketMI) != HII->isDotNewInst(MI) ||
671         getPredicateSense(MI, HII) != getPredicateSense(PacketMI, HII))
672       return false;
673   }
674
675   // Make sure that other than the new-value register no other store instruction
676   // register has been modified in the same packet. Predicate registers can be
677   // modified by they should not be modified between the producer and the store
678   // instruction as it will make them both conditional on different values.
679   // We already know this to be true for all the instructions before and
680   // including PacketMI. Howerver, we need to perform the check for the
681   // remaining instructions in the packet.
682
683   unsigned StartCheck = 0;
684
685   for (auto I : CurrentPacketMIs) {
686     SUnit *TempSU = MIToSUnit.find(I)->second;
687     MachineInstr &TempMI = *TempSU->getInstr();
688
689     // Following condition is true for all the instructions until PacketMI is
690     // reached (StartCheck is set to 0 before the for loop).
691     // StartCheck flag is 1 for all the instructions after PacketMI.
692     if (&TempMI != &PacketMI && !StartCheck) // Start processing only after
693       continue;                              // encountering PacketMI.
694
695     StartCheck = 1;
696     if (&TempMI == &PacketMI) // We don't want to check PacketMI for dependence.
697       continue;
698
699     for (auto &MO : MI.operands())
700       if (MO.isReg() && TempSU->getInstr()->modifiesRegister(MO.getReg(), HRI))
701         return false;
702   }
703
704   // Make sure that for non-POST_INC stores:
705   // 1. The only use of reg is DepReg and no other registers.
706   //    This handles V4 base+index registers.
707   //    The following store can not be dot new.
708   //    Eg.   r0 = add(r0, #3)
709   //          memw(r1+r0<<#2) = r0
710   if (!HII->isPostIncrement(MI)) {
711     for (unsigned opNum = 0; opNum < MI.getNumOperands()-1; opNum++) {
712       const MachineOperand &MO = MI.getOperand(opNum);
713       if (MO.isReg() && MO.getReg() == DepReg)
714         return false;
715     }
716   }
717
718   // If data definition is because of implicit definition of the register,
719   // do not newify the store. Eg.
720   // %R9<def> = ZXTH %R12, %D6<imp-use>, %R12<imp-def>
721   // S2_storerh_io %R8, 2, %R12<kill>; mem:ST2[%scevgep343]
722   for (auto &MO : PacketMI.operands()) {
723     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isImplicit())
724       continue;
725     unsigned R = MO.getReg();
726     if (R == DepReg || HRI->isSuperRegister(DepReg, R))
727       return false;
728   }
729
730   // Handle imp-use of super reg case. There is a target independent side
731   // change that should prevent this situation but I am handling it for
732   // just-in-case. For example, we cannot newify R2 in the following case:
733   // %R3<def> = A2_tfrsi 0;
734   // S2_storeri_io %R0<kill>, 0, %R2<kill>, %D1<imp-use,kill>;
735   for (auto &MO : MI.operands()) {
736     if (MO.isReg() && MO.isUse() && MO.isImplicit() && MO.getReg() == DepReg)
737       return false;
738   }
739
740   // Can be dot new store.
741   return true;
742 }
743
744 // Can this MI to promoted to either new value store or new value jump.
745 bool HexagonPacketizerList::canPromoteToNewValue(const MachineInstr &MI,
746       const SUnit *PacketSU, unsigned DepReg,
747       MachineBasicBlock::iterator &MII) {
748   if (!HII->mayBeNewStore(MI))
749     return false;
750
751   // Check to see the store can be new value'ed.
752   MachineInstr &PacketMI = *PacketSU->getInstr();
753   if (canPromoteToNewValueStore(MI, PacketMI, DepReg))
754     return true;
755
756   // Check to see the compare/jump can be new value'ed.
757   // This is done as a pass on its own. Don't need to check it here.
758   return false;
759 }
760
761 static bool isImplicitDependency(const MachineInstr &I, unsigned DepReg) {
762   for (auto &MO : I.operands())
763     if (MO.isReg() && MO.isDef() && (MO.getReg() == DepReg) && MO.isImplicit())
764       return true;
765   return false;
766 }
767
768 // Check to see if an instruction can be dot new
769 // There are three kinds.
770 // 1. dot new on predicate - V2/V3/V4
771 // 2. dot new on stores NV/ST - V4
772 // 3. dot new on jump NV/J - V4 -- This is generated in a pass.
773 bool HexagonPacketizerList::canPromoteToDotNew(const MachineInstr &MI,
774       const SUnit *PacketSU, unsigned DepReg, MachineBasicBlock::iterator &MII,
775       const TargetRegisterClass* RC) {
776   // Already a dot new instruction.
777   if (HII->isDotNewInst(MI) && !HII->mayBeNewStore(MI))
778     return false;
779
780   if (!isNewifiable(MI, RC))
781     return false;
782
783   const MachineInstr &PI = *PacketSU->getInstr();
784
785   // The "new value" cannot come from inline asm.
786   if (PI.isInlineAsm())
787     return false;
788
789   // IMPLICIT_DEFs won't materialize as real instructions, so .new makes no
790   // sense.
791   if (PI.isImplicitDef())
792     return false;
793
794   // If dependency is trough an implicitly defined register, we should not
795   // newify the use.
796   if (isImplicitDependency(PI, DepReg))
797     return false;
798
799   const MCInstrDesc& MCID = PI.getDesc();
800   const TargetRegisterClass *VecRC = HII->getRegClass(MCID, 0, HRI, MF);
801   if (DisableVecDblNVStores && VecRC == &Hexagon::VecDblRegsRegClass)
802     return false;
803
804   // predicate .new
805   if (RC == &Hexagon::PredRegsRegClass)
806     if (HII->isCondInst(MI) || HII->isJumpR(MI) || MI.isReturn())
807       return HII->predCanBeUsedAsDotNew(PI, DepReg);
808
809   if (RC != &Hexagon::PredRegsRegClass && !HII->mayBeNewStore(MI))
810     return false;
811
812   // Create a dot new machine instruction to see if resources can be
813   // allocated. If not, bail out now.
814   int NewOpcode = HII->getDotNewOp(MI);
815   const MCInstrDesc &D = HII->get(NewOpcode);
816   MachineInstr *NewMI = MF.CreateMachineInstr(D, DebugLoc());
817   bool ResourcesAvailable = ResourceTracker->canReserveResources(*NewMI);
818   MF.DeleteMachineInstr(NewMI);
819   if (!ResourcesAvailable)
820     return false;
821
822   // New Value Store only. New Value Jump generated as a separate pass.
823   if (!canPromoteToNewValue(MI, PacketSU, DepReg, MII))
824     return false;
825
826   return true;
827 }
828
829 // Go through the packet instructions and search for an anti dependency between
830 // them and DepReg from MI. Consider this case:
831 // Trying to add
832 // a) %R1<def> = TFRI_cdNotPt %P3, 2
833 // to this packet:
834 // {
835 //   b) %P0<def> = C2_or %P3<kill>, %P0<kill>
836 //   c) %P3<def> = C2_tfrrp %R23
837 //   d) %R1<def> = C2_cmovenewit %P3, 4
838 //  }
839 // The P3 from a) and d) will be complements after
840 // a)'s P3 is converted to .new form
841 // Anti-dep between c) and b) is irrelevant for this case
842 bool HexagonPacketizerList::restrictingDepExistInPacket(MachineInstr &MI,
843                                                         unsigned DepReg) {
844   SUnit *PacketSUDep = MIToSUnit.find(&MI)->second;
845
846   for (auto I : CurrentPacketMIs) {
847     // We only care for dependencies to predicated instructions
848     if (!HII->isPredicated(*I))
849       continue;
850
851     // Scheduling Unit for current insn in the packet
852     SUnit *PacketSU = MIToSUnit.find(I)->second;
853
854     // Look at dependencies between current members of the packet and
855     // predicate defining instruction MI. Make sure that dependency is
856     // on the exact register we care about.
857     if (PacketSU->isSucc(PacketSUDep)) {
858       for (unsigned i = 0; i < PacketSU->Succs.size(); ++i) {
859         auto &Dep = PacketSU->Succs[i];
860         if (Dep.getSUnit() == PacketSUDep && Dep.getKind() == SDep::Anti &&
861             Dep.getReg() == DepReg)
862           return true;
863       }
864     }
865   }
866
867   return false;
868 }
869
870
871 /// Gets the predicate register of a predicated instruction.
872 static unsigned getPredicatedRegister(MachineInstr &MI,
873                                       const HexagonInstrInfo *QII) {
874   /// We use the following rule: The first predicate register that is a use is
875   /// the predicate register of a predicated instruction.
876   assert(QII->isPredicated(MI) && "Must be predicated instruction");
877
878   for (auto &Op : MI.operands()) {
879     if (Op.isReg() && Op.getReg() && Op.isUse() &&
880         Hexagon::PredRegsRegClass.contains(Op.getReg()))
881       return Op.getReg();
882   }
883
884   llvm_unreachable("Unknown instruction operand layout");
885   return 0;
886 }
887
888 // Given two predicated instructions, this function detects whether
889 // the predicates are complements.
890 bool HexagonPacketizerList::arePredicatesComplements(MachineInstr &MI1,
891                                                      MachineInstr &MI2) {
892   // If we don't know the predicate sense of the instructions bail out early, we
893   // need it later.
894   if (getPredicateSense(MI1, HII) == PK_Unknown ||
895       getPredicateSense(MI2, HII) == PK_Unknown)
896     return false;
897
898   // Scheduling unit for candidate.
899   SUnit *SU = MIToSUnit[&MI1];
900
901   // One corner case deals with the following scenario:
902   // Trying to add
903   // a) %R24<def> = A2_tfrt %P0, %R25
904   // to this packet:
905   // {
906   //   b) %R25<def> = A2_tfrf %P0, %R24
907   //   c) %P0<def> = C2_cmpeqi %R26, 1
908   // }
909   //
910   // On general check a) and b) are complements, but presence of c) will
911   // convert a) to .new form, and then it is not a complement.
912   // We attempt to detect it by analyzing existing dependencies in the packet.
913
914   // Analyze relationships between all existing members of the packet.
915   // Look for Anti dependecy on the same predicate reg as used in the
916   // candidate.
917   for (auto I : CurrentPacketMIs) {
918     // Scheduling Unit for current insn in the packet.
919     SUnit *PacketSU = MIToSUnit.find(I)->second;
920
921     // If this instruction in the packet is succeeded by the candidate...
922     if (PacketSU->isSucc(SU)) {
923       for (unsigned i = 0; i < PacketSU->Succs.size(); ++i) {
924         auto Dep = PacketSU->Succs[i];
925         // The corner case exist when there is true data dependency between
926         // candidate and one of current packet members, this dep is on
927         // predicate reg, and there already exist anti dep on the same pred in
928         // the packet.
929         if (Dep.getSUnit() == SU && Dep.getKind() == SDep::Data &&
930             Hexagon::PredRegsRegClass.contains(Dep.getReg())) {
931           // Here I know that I is predicate setting instruction with true
932           // data dep to candidate on the register we care about - c) in the
933           // above example. Now I need to see if there is an anti dependency
934           // from c) to any other instruction in the same packet on the pred
935           // reg of interest.
936           if (restrictingDepExistInPacket(*I, Dep.getReg()))
937             return false;
938         }
939       }
940     }
941   }
942
943   // If the above case does not apply, check regular complement condition.
944   // Check that the predicate register is the same and that the predicate
945   // sense is different We also need to differentiate .old vs. .new: !p0
946   // is not complementary to p0.new.
947   unsigned PReg1 = getPredicatedRegister(MI1, HII);
948   unsigned PReg2 = getPredicatedRegister(MI2, HII);
949   return PReg1 == PReg2 &&
950          Hexagon::PredRegsRegClass.contains(PReg1) &&
951          Hexagon::PredRegsRegClass.contains(PReg2) &&
952          getPredicateSense(MI1, HII) != getPredicateSense(MI2, HII) &&
953          HII->isDotNewInst(MI1) == HII->isDotNewInst(MI2);
954 }
955
956 // Initialize packetizer flags.
957 void HexagonPacketizerList::initPacketizerState() {
958   Dependence = false;
959   PromotedToDotNew = false;
960   GlueToNewValueJump = false;
961   GlueAllocframeStore = false;
962   FoundSequentialDependence = false;
963 }
964
965 // Ignore bundling of pseudo instructions.
966 bool HexagonPacketizerList::ignorePseudoInstruction(const MachineInstr &MI,
967                                                     const MachineBasicBlock *) {
968   if (MI.isDebugValue())
969     return true;
970
971   if (MI.isCFIInstruction())
972     return false;
973
974   // We must print out inline assembly.
975   if (MI.isInlineAsm())
976     return false;
977
978   if (MI.isImplicitDef())
979     return false;
980
981   // We check if MI has any functional units mapped to it. If it doesn't,
982   // we ignore the instruction.
983   const MCInstrDesc& TID = MI.getDesc();
984   auto *IS = ResourceTracker->getInstrItins()->beginStage(TID.getSchedClass());
985   unsigned FuncUnits = IS->getUnits();
986   return !FuncUnits;
987 }
988
989 bool HexagonPacketizerList::isSoloInstruction(const MachineInstr &MI) {
990   if (MI.isEHLabel() || MI.isCFIInstruction())
991     return true;
992
993   // Consider inline asm to not be a solo instruction by default.
994   // Inline asm will be put in a packet temporarily, but then it will be
995   // removed, and placed outside of the packet (before or after, depending
996   // on dependencies).  This is to reduce the impact of inline asm as a
997   // "packet splitting" instruction.
998   if (MI.isInlineAsm() && !ScheduleInlineAsm)
999     return true;
1000
1001   // From Hexagon V4 Programmer's Reference Manual 3.4.4 Grouping constraints:
1002   // trap, pause, barrier, icinva, isync, and syncht are solo instructions.
1003   // They must not be grouped with other instructions in a packet.
1004   if (isSchedBarrier(MI))
1005     return true;
1006
1007   if (HII->isSolo(MI))
1008     return true;
1009
1010   if (MI.getOpcode() == Hexagon::A2_nop)
1011     return true;
1012
1013   return false;
1014 }
1015
1016
1017 // Quick check if instructions MI and MJ cannot coexist in the same packet.
1018 // Limit the tests to be "one-way", e.g.  "if MI->isBranch and MJ->isInlineAsm",
1019 // but not the symmetric case: "if MJ->isBranch and MI->isInlineAsm".
1020 // For full test call this function twice:
1021 //   cannotCoexistAsymm(MI, MJ) || cannotCoexistAsymm(MJ, MI)
1022 // Doing the test only one way saves the amount of code in this function,
1023 // since every test would need to be repeated with the MI and MJ reversed.
1024 static bool cannotCoexistAsymm(const MachineInstr &MI, const MachineInstr &MJ,
1025       const HexagonInstrInfo &HII) {
1026   const MachineFunction *MF = MI.getParent()->getParent();
1027   if (MF->getSubtarget<HexagonSubtarget>().hasV60TOpsOnly() &&
1028       HII.isHVXMemWithAIndirect(MI, MJ))
1029     return true;
1030
1031   // An inline asm cannot be together with a branch, because we may not be
1032   // able to remove the asm out after packetizing (i.e. if the asm must be
1033   // moved past the bundle).  Similarly, two asms cannot be together to avoid
1034   // complications when determining their relative order outside of a bundle.
1035   if (MI.isInlineAsm())
1036     return MJ.isInlineAsm() || MJ.isBranch() || MJ.isBarrier() ||
1037            MJ.isCall() || MJ.isTerminator();
1038
1039   switch (MI.getOpcode()) {
1040   case (Hexagon::S2_storew_locked):
1041   case (Hexagon::S4_stored_locked):
1042   case (Hexagon::L2_loadw_locked):
1043   case (Hexagon::L4_loadd_locked):
1044   case (Hexagon::Y4_l2fetch): {
1045     // These instructions can only be grouped with ALU32 or non-floating-point
1046     // XTYPE instructions.  Since there is no convenient way of identifying fp
1047     // XTYPE instructions, only allow grouping with ALU32 for now.
1048     unsigned TJ = HII.getType(MJ);
1049     if (TJ != HexagonII::TypeALU32)
1050       return true;
1051     break;
1052   }
1053   default:
1054     break;
1055   }
1056
1057   // "False" really means that the quick check failed to determine if
1058   // I and J cannot coexist.
1059   return false;
1060 }
1061
1062
1063 // Full, symmetric check.
1064 bool HexagonPacketizerList::cannotCoexist(const MachineInstr &MI,
1065       const MachineInstr &MJ) {
1066   return cannotCoexistAsymm(MI, MJ, *HII) || cannotCoexistAsymm(MJ, MI, *HII);
1067 }
1068
1069 void HexagonPacketizerList::unpacketizeSoloInstrs(MachineFunction &MF) {
1070   for (auto &B : MF) {
1071     MachineBasicBlock::iterator BundleIt;
1072     MachineBasicBlock::instr_iterator NextI;
1073     for (auto I = B.instr_begin(), E = B.instr_end(); I != E; I = NextI) {
1074       NextI = std::next(I);
1075       MachineInstr &MI = *I;
1076       if (MI.isBundle())
1077         BundleIt = I;
1078       if (!MI.isInsideBundle())
1079         continue;
1080
1081       // Decide on where to insert the instruction that we are pulling out.
1082       // Debug instructions always go before the bundle, but the placement of
1083       // INLINE_ASM depends on potential dependencies.  By default, try to
1084       // put it before the bundle, but if the asm writes to a register that
1085       // other instructions in the bundle read, then we need to place it
1086       // after the bundle (to preserve the bundle semantics).
1087       bool InsertBeforeBundle;
1088       if (MI.isInlineAsm())
1089         InsertBeforeBundle = !hasWriteToReadDep(MI, *BundleIt, HRI);
1090       else if (MI.isDebugValue())
1091         InsertBeforeBundle = true;
1092       else
1093         continue;
1094
1095       BundleIt = moveInstrOut(MI, BundleIt, InsertBeforeBundle);
1096     }
1097   }
1098 }
1099
1100 // Check if a given instruction is of class "system".
1101 static bool isSystemInstr(const MachineInstr &MI) {
1102   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1103   switch (Opc) {
1104     case Hexagon::Y2_barrier:
1105     case Hexagon::Y2_dcfetchbo:
1106       return true;
1107   }
1108   return false;
1109 }
1110
1111 bool HexagonPacketizerList::hasDeadDependence(const MachineInstr &I,
1112                                               const MachineInstr &J) {
1113   // The dependence graph may not include edges between dead definitions,
1114   // so without extra checks, we could end up packetizing two instruction
1115   // defining the same (dead) register.
1116   if (I.isCall() || J.isCall())
1117     return false;
1118   if (HII->isPredicated(I) || HII->isPredicated(J))
1119     return false;
1120
1121   BitVector DeadDefs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1122   for (auto &MO : I.operands()) {
1123     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isDead())
1124       continue;
1125     DeadDefs[MO.getReg()] = true;
1126   }
1127
1128   for (auto &MO : J.operands()) {
1129     if (!MO.isReg() || !MO.isDef() || !MO.isDead())
1130       continue;
1131     unsigned R = MO.getReg();
1132     if (R != Hexagon::USR_OVF && DeadDefs[R])
1133       return true;
1134   }
1135   return false;
1136 }
1137
1138 bool HexagonPacketizerList::hasControlDependence(const MachineInstr &I,
1139                                                  const MachineInstr &J) {
1140   // A save callee-save register function call can only be in a packet
1141   // with instructions that don't write to the callee-save registers.
1142   if ((HII->isSaveCalleeSavedRegsCall(I) &&
1143        doesModifyCalleeSavedReg(J, HRI)) ||
1144       (HII->isSaveCalleeSavedRegsCall(J) &&
1145        doesModifyCalleeSavedReg(I, HRI)))
1146     return true;
1147
1148   // Two control flow instructions cannot go in the same packet.
1149   if (isControlFlow(I) && isControlFlow(J))
1150     return true;
1151
1152   // \ref-manual (7.3.4) A loop setup packet in loopN or spNloop0 cannot
1153   // contain a speculative indirect jump,
1154   // a new-value compare jump or a dealloc_return.
1155   auto isBadForLoopN = [this] (const MachineInstr &MI) -> bool {
1156     if (MI.isCall() || HII->isDeallocRet(MI) || HII->isNewValueJump(MI))
1157       return true;
1158     if (HII->isPredicated(MI) && HII->isPredicatedNew(MI) && HII->isJumpR(MI))
1159       return true;
1160     return false;
1161   };
1162
1163   if (HII->isLoopN(I) && isBadForLoopN(J))
1164     return true;
1165   if (HII->isLoopN(J) && isBadForLoopN(I))
1166     return true;
1167
1168   // dealloc_return cannot appear in the same packet as a conditional or
1169   // unconditional jump.
1170   return HII->isDeallocRet(I) &&
1171          (J.isBranch() || J.isCall() || J.isBarrier());
1172 }
1173
1174 bool HexagonPacketizerList::hasV4SpecificDependence(const MachineInstr &I,
1175                                                     const MachineInstr &J) {
1176   bool SysI = isSystemInstr(I), SysJ = isSystemInstr(J);
1177   bool StoreI = I.mayStore(), StoreJ = J.mayStore();
1178   if ((SysI && StoreJ) || (SysJ && StoreI))
1179     return true;
1180
1181   if (StoreI && StoreJ) {
1182     if (HII->isNewValueInst(J) || HII->isMemOp(J) || HII->isMemOp(I))
1183       return true;
1184   } else {
1185     // A memop cannot be in the same packet with another memop or a store.
1186     // Two stores can be together, but here I and J cannot both be stores.
1187     bool MopStI = HII->isMemOp(I) || StoreI;
1188     bool MopStJ = HII->isMemOp(J) || StoreJ;
1189     if (MopStI && MopStJ)
1190       return true;
1191   }
1192
1193   return (StoreJ && HII->isDeallocRet(I)) || (StoreI && HII->isDeallocRet(J));
1194 }
1195
1196 // SUI is the current instruction that is out side of the current packet.
1197 // SUJ is the current instruction inside the current packet against which that
1198 // SUI will be packetized.
1199 bool HexagonPacketizerList::isLegalToPacketizeTogether(SUnit *SUI, SUnit *SUJ) {
1200   assert(SUI->getInstr() && SUJ->getInstr());
1201   MachineInstr &I = *SUI->getInstr();
1202   MachineInstr &J = *SUJ->getInstr();
1203
1204   // Clear IgnoreDepMIs when Packet starts.
1205   if (CurrentPacketMIs.size() == 1)
1206     IgnoreDepMIs.clear();
1207
1208   MachineBasicBlock::iterator II = I.getIterator();
1209
1210   // Solo instructions cannot go in the packet.
1211   assert(!isSoloInstruction(I) && "Unexpected solo instr!");
1212
1213   if (cannotCoexist(I, J))
1214     return false;
1215
1216   Dependence = hasDeadDependence(I, J) || hasControlDependence(I, J);
1217   if (Dependence)
1218     return false;
1219
1220   // V4 allows dual stores. It does not allow second store, if the first
1221   // store is not in SLOT0. New value store, new value jump, dealloc_return
1222   // and memop always take SLOT0. Arch spec 3.4.4.2.
1223   Dependence = hasV4SpecificDependence(I, J);
1224   if (Dependence)
1225     return false;
1226
1227   // If an instruction feeds new value jump, glue it.
1228   MachineBasicBlock::iterator NextMII = I.getIterator();
1229   ++NextMII;
1230   if (NextMII != I.getParent()->end() && HII->isNewValueJump(*NextMII)) {
1231     MachineInstr &NextMI = *NextMII;
1232
1233     bool secondRegMatch = false;
1234     const MachineOperand &NOp0 = NextMI.getOperand(0);
1235     const MachineOperand &NOp1 = NextMI.getOperand(1);
1236
1237     if (NOp1.isReg() && I.getOperand(0).getReg() == NOp1.getReg())
1238       secondRegMatch = true;
1239
1240     for (auto T : CurrentPacketMIs) {
1241       SUnit *PacketSU = MIToSUnit.find(T)->second;
1242       MachineInstr &PI = *PacketSU->getInstr();
1243       // NVJ can not be part of the dual jump - Arch Spec: section 7.8.
1244       if (PI.isCall()) {
1245         Dependence = true;
1246         break;
1247       }
1248       // Validate:
1249       // 1. Packet does not have a store in it.
1250       // 2. If the first operand of the nvj is newified, and the second
1251       //    operand is also a reg, it (second reg) is not defined in
1252       //    the same packet.
1253       // 3. If the second operand of the nvj is newified, (which means
1254       //    first operand is also a reg), first reg is not defined in
1255       //    the same packet.
1256       if (PI.getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe || PI.mayStore() ||
1257           HII->isLoopN(PI)) {
1258         Dependence = true;
1259         break;
1260       }
1261       // Check #2/#3.
1262       const MachineOperand &OpR = secondRegMatch ? NOp0 : NOp1;
1263       if (OpR.isReg() && PI.modifiesRegister(OpR.getReg(), HRI)) {
1264         Dependence = true;
1265         break;
1266       }
1267     }
1268
1269     if (Dependence)
1270       return false;
1271     GlueToNewValueJump = true;
1272   }
1273
1274   // There no dependency between a prolog instruction and its successor.
1275   if (!SUJ->isSucc(SUI))
1276     return true;
1277
1278   for (unsigned i = 0; i < SUJ->Succs.size(); ++i) {
1279     if (FoundSequentialDependence)
1280       break;
1281
1282     if (SUJ->Succs[i].getSUnit() != SUI)
1283       continue;
1284
1285     SDep::Kind DepType = SUJ->Succs[i].getKind();
1286     // For direct calls:
1287     // Ignore register dependences for call instructions for packetization
1288     // purposes except for those due to r31 and predicate registers.
1289     //
1290     // For indirect calls:
1291     // Same as direct calls + check for true dependences to the register
1292     // used in the indirect call.
1293     //
1294     // We completely ignore Order dependences for call instructions.
1295     //
1296     // For returns:
1297     // Ignore register dependences for return instructions like jumpr,
1298     // dealloc return unless we have dependencies on the explicit uses
1299     // of the registers used by jumpr (like r31) or dealloc return
1300     // (like r29 or r30).
1301     unsigned DepReg = 0;
1302     const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
1303     if (DepType == SDep::Data) {
1304       DepReg = SUJ->Succs[i].getReg();
1305       RC = HRI->getMinimalPhysRegClass(DepReg);
1306     }
1307
1308     if (I.isCall() || HII->isJumpR(I) || I.isReturn() || HII->isTailCall(I)) {
1309       if (!isRegDependence(DepType))
1310         continue;
1311       if (!isCallDependent(I, DepType, SUJ->Succs[i].getReg()))
1312         continue;
1313     }
1314
1315     if (DepType == SDep::Data) {
1316       if (canPromoteToDotCur(J, SUJ, DepReg, II, RC))
1317         if (promoteToDotCur(J, DepType, II, RC))
1318           continue;
1319     }
1320
1321     // Data dpendence ok if we have load.cur.
1322     if (DepType == SDep::Data && HII->isDotCurInst(J)) {
1323       if (HII->isV60VectorInstruction(I))
1324         continue;
1325     }
1326
1327     // For instructions that can be promoted to dot-new, try to promote.
1328     if (DepType == SDep::Data) {
1329       if (canPromoteToDotNew(I, SUJ, DepReg, II, RC)) {
1330         if (promoteToDotNew(I, DepType, II, RC)) {
1331           PromotedToDotNew = true;
1332           continue;
1333         }
1334       }
1335       if (HII->isNewValueJump(I))
1336         continue;
1337     }
1338
1339     // For predicated instructions, if the predicates are complements then
1340     // there can be no dependence.
1341     if (HII->isPredicated(I) && HII->isPredicated(J) &&
1342         arePredicatesComplements(I, J)) {
1343       // Not always safe to do this translation.
1344       // DAG Builder attempts to reduce dependence edges using transitive
1345       // nature of dependencies. Here is an example:
1346       //
1347       // r0 = tfr_pt ... (1)
1348       // r0 = tfr_pf ... (2)
1349       // r0 = tfr_pt ... (3)
1350       //
1351       // There will be an output dependence between (1)->(2) and (2)->(3).
1352       // However, there is no dependence edge between (1)->(3). This results
1353       // in all 3 instructions going in the same packet. We ignore dependce
1354       // only once to avoid this situation.
1355       auto Itr = find(IgnoreDepMIs, &J);
1356       if (Itr != IgnoreDepMIs.end()) {
1357         Dependence = true;
1358         return false;
1359       }
1360       IgnoreDepMIs.push_back(&I);
1361       continue;
1362     }
1363
1364     // Ignore Order dependences between unconditional direct branches
1365     // and non-control-flow instructions.
1366     if (isDirectJump(I) && !J.isBranch() && !J.isCall() &&
1367         DepType == SDep::Order)
1368       continue;
1369
1370     // Ignore all dependences for jumps except for true and output
1371     // dependences.
1372     if (I.isConditionalBranch() && DepType != SDep::Data &&
1373         DepType != SDep::Output)
1374       continue;
1375
1376     // Ignore output dependences due to superregs. We can write to two
1377     // different subregisters of R1:0 for instance in the same cycle.
1378
1379     // If neither I nor J defines DepReg, then this is a superfluous output
1380     // dependence. The dependence must be of the form:
1381     //   R0 = ...
1382     //   R1 = ...
1383     // and there is an output dependence between the two instructions with
1384     // DepReg = D0.
1385     // We want to ignore these dependences. Ideally, the dependence
1386     // constructor should annotate such dependences. We can then avoid this
1387     // relatively expensive check.
1388     //
1389     if (DepType == SDep::Output) {
1390       // DepReg is the register that's responsible for the dependence.
1391       unsigned DepReg = SUJ->Succs[i].getReg();
1392
1393       // Check if I and J really defines DepReg.
1394       if (!I.definesRegister(DepReg) && !J.definesRegister(DepReg))
1395         continue;
1396       FoundSequentialDependence = true;
1397       break;
1398     }
1399
1400     // For Order dependences:
1401     // 1. On V4 or later, volatile loads/stores can be packetized together,
1402     //    unless other rules prevent is.
1403     // 2. Store followed by a load is not allowed.
1404     // 3. Store followed by a store is only valid on V4 or later.
1405     // 4. Load followed by any memory operation is allowed.
1406     if (DepType == SDep::Order) {
1407       if (!PacketizeVolatiles) {
1408         bool OrdRefs = I.hasOrderedMemoryRef() || J.hasOrderedMemoryRef();
1409         if (OrdRefs) {
1410           FoundSequentialDependence = true;
1411           break;
1412         }
1413       }
1414       // J is first, I is second.
1415       bool LoadJ = J.mayLoad(), StoreJ = J.mayStore();
1416       bool LoadI = I.mayLoad(), StoreI = I.mayStore();
1417       if (StoreJ) {
1418         // Two stores are only allowed on V4+. Load following store is never
1419         // allowed.
1420         if (LoadI) {
1421           FoundSequentialDependence = true;
1422           break;
1423         }
1424       } else if (!LoadJ || (!LoadI && !StoreI)) {
1425         // If J is neither load nor store, assume a dependency.
1426         // If J is a load, but I is neither, also assume a dependency.
1427         FoundSequentialDependence = true;
1428         break;
1429       }
1430       // Store followed by store: not OK on V2.
1431       // Store followed by load: not OK on all.
1432       // Load followed by store: OK on all.
1433       // Load followed by load: OK on all.
1434       continue;
1435     }
1436
1437     // For V4, special case ALLOCFRAME. Even though there is dependency
1438     // between ALLOCFRAME and subsequent store, allow it to be packetized
1439     // in a same packet. This implies that the store is using the caller's
1440     // SP. Hence, offset needs to be updated accordingly.
1441     if (DepType == SDep::Data && J.getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe) {
1442       unsigned Opc = I.getOpcode();
1443       switch (Opc) {
1444         case Hexagon::S2_storerd_io:
1445         case Hexagon::S2_storeri_io:
1446         case Hexagon::S2_storerh_io:
1447         case Hexagon::S2_storerb_io:
1448           if (I.getOperand(0).getReg() == HRI->getStackRegister()) {
1449             // Since this store is to be glued with allocframe in the same
1450             // packet, it will use SP of the previous stack frame, i.e.
1451             // caller's SP. Therefore, we need to recalculate offset
1452             // according to this change.
1453             GlueAllocframeStore = useCallersSP(I);
1454             if (GlueAllocframeStore)
1455               continue;
1456           }
1457         default:
1458           break;
1459       }
1460     }
1461
1462     // There are certain anti-dependencies that cannot be ignored.
1463     // Specifically:
1464     //   J2_call ... %R0<imp-def>   ; SUJ
1465     //   R0 = ...                   ; SUI
1466     // Those cannot be packetized together, since the call will observe
1467     // the effect of the assignment to R0.
1468     if (DepType == SDep::Anti && J.isCall()) {
1469       // Check if I defines any volatile register. We should also check
1470       // registers that the call may read, but these happen to be a
1471       // subset of the volatile register set.
1472       for (const MCPhysReg *P = J.getDesc().ImplicitDefs; P && *P; ++P) {
1473         if (!I.modifiesRegister(*P, HRI))
1474           continue;
1475         FoundSequentialDependence = true;
1476         break;
1477       }
1478     }
1479
1480     // Skip over remaining anti-dependences. Two instructions that are
1481     // anti-dependent can share a packet, since in most such cases all
1482     // operands are read before any modifications take place.
1483     // The exceptions are branch and call instructions, since they are
1484     // executed after all other instructions have completed (at least
1485     // conceptually).
1486     if (DepType != SDep::Anti) {
1487       FoundSequentialDependence = true;
1488       break;
1489     }
1490   }
1491
1492   if (FoundSequentialDependence) {
1493     Dependence = true;
1494     return false;
1495   }
1496
1497   return true;
1498 }
1499
1500 bool HexagonPacketizerList::isLegalToPruneDependencies(SUnit *SUI, SUnit *SUJ) {
1501   assert(SUI->getInstr() && SUJ->getInstr());
1502   MachineInstr &I = *SUI->getInstr();
1503   MachineInstr &J = *SUJ->getInstr();
1504
1505   if (cannotCoexist(I, J))
1506     return false;
1507
1508   if (!Dependence)
1509     return true;
1510
1511   // Check if the instruction was promoted to a dot-new. If so, demote it
1512   // back into a dot-old.
1513   if (PromotedToDotNew)
1514     demoteToDotOld(I);
1515
1516   cleanUpDotCur();
1517   // Check if the instruction (must be a store) was glued with an allocframe
1518   // instruction. If so, restore its offset to its original value, i.e. use
1519   // current SP instead of caller's SP.
1520   if (GlueAllocframeStore) {
1521     useCalleesSP(I);
1522     GlueAllocframeStore = false;
1523   }
1524   return false;
1525 }
1526
1527 MachineBasicBlock::iterator
1528 HexagonPacketizerList::addToPacket(MachineInstr &MI) {
1529   MachineBasicBlock::iterator MII = MI.getIterator();
1530   MachineBasicBlock *MBB = MI.getParent();
1531   if (MI.isImplicitDef()) {
1532     unsigned R = MI.getOperand(0).getReg();
1533     if (Hexagon::IntRegsRegClass.contains(R)) {
1534       MCSuperRegIterator S(R, HRI, false);
1535       MI.addOperand(MachineOperand::CreateReg(*S, true, true));
1536     }
1537     return MII;
1538   }
1539   assert(ResourceTracker->canReserveResources(MI));
1540
1541   bool ExtMI = HII->isExtended(MI) || HII->isConstExtended(MI);
1542   bool Good = true;
1543
1544   if (GlueToNewValueJump) {
1545     MachineInstr &NvjMI = *++MII;
1546     // We need to put both instructions in the same packet: MI and NvjMI.
1547     // Either of them can require a constant extender. Try to add both to
1548     // the current packet, and if that fails, end the packet and start a
1549     // new one.
1550     ResourceTracker->reserveResources(MI);
1551     if (ExtMI)
1552       Good = tryAllocateResourcesForConstExt(true);
1553
1554     bool ExtNvjMI = HII->isExtended(NvjMI) || HII->isConstExtended(NvjMI);
1555     if (Good) {
1556       if (ResourceTracker->canReserveResources(NvjMI))
1557         ResourceTracker->reserveResources(NvjMI);
1558       else
1559         Good = false;
1560     }
1561     if (Good && ExtNvjMI)
1562       Good = tryAllocateResourcesForConstExt(true);
1563
1564     if (!Good) {
1565       endPacket(MBB, MI);
1566       assert(ResourceTracker->canReserveResources(MI));
1567       ResourceTracker->reserveResources(MI);
1568       if (ExtMI) {
1569         assert(canReserveResourcesForConstExt());
1570         tryAllocateResourcesForConstExt(true);
1571       }
1572       assert(ResourceTracker->canReserveResources(NvjMI));
1573       ResourceTracker->reserveResources(NvjMI);
1574       if (ExtNvjMI) {
1575         assert(canReserveResourcesForConstExt());
1576         reserveResourcesForConstExt();
1577       }
1578     }
1579     CurrentPacketMIs.push_back(&MI);
1580     CurrentPacketMIs.push_back(&NvjMI);
1581     return MII;
1582   }
1583
1584   ResourceTracker->reserveResources(MI);
1585   if (ExtMI && !tryAllocateResourcesForConstExt(true)) {
1586     endPacket(MBB, MI);
1587     if (PromotedToDotNew)
1588       demoteToDotOld(MI);
1589     if (GlueAllocframeStore) {
1590       useCalleesSP(MI);
1591       GlueAllocframeStore = false;
1592     }
1593     ResourceTracker->reserveResources(MI);
1594     reserveResourcesForConstExt();
1595   }
1596
1597   CurrentPacketMIs.push_back(&MI);
1598   return MII;
1599 }
1600
1601 void HexagonPacketizerList::endPacket(MachineBasicBlock *MBB,
1602                                       MachineBasicBlock::iterator MI) {
1603   OldPacketMIs = CurrentPacketMIs;
1604   VLIWPacketizerList::endPacket(MBB, MI);
1605 }
1606
1607 bool HexagonPacketizerList::shouldAddToPacket(const MachineInstr &MI) {
1608   return !producesStall(MI);
1609 }
1610
1611
1612 // Return true when ConsMI uses a register defined by ProdMI.
1613 static bool isDependent(const MachineInstr &ProdMI,
1614       const MachineInstr &ConsMI) {
1615   if (!ProdMI.getOperand(0).isReg())
1616     return false;
1617   unsigned DstReg = ProdMI.getOperand(0).getReg();
1618
1619   for (auto &Op : ConsMI.operands())
1620     if (Op.isReg() && Op.isUse() && Op.getReg() == DstReg)
1621       // The MIs depend on each other.
1622       return true;
1623
1624   return false;
1625 }
1626
1627 // V60 forward scheduling.
1628 bool HexagonPacketizerList::producesStall(const MachineInstr &I) {
1629   // Check whether the previous packet is in a different loop. If this is the
1630   // case, there is little point in trying to avoid a stall because that would
1631   // favor the rare case (loop entry) over the common case (loop iteration).
1632   //
1633   // TODO: We should really be able to check all the incoming edges if this is
1634   // the first packet in a basic block, so we can avoid stalls from the loop
1635   // backedge.
1636   if (!OldPacketMIs.empty()) {
1637     auto *OldBB = OldPacketMIs.front()->getParent();
1638     auto *ThisBB = I.getParent();
1639     if (MLI->getLoopFor(OldBB) != MLI->getLoopFor(ThisBB))
1640       return false;
1641   }
1642
1643   // Check for stall between two vector instructions.
1644   if (HII->isV60VectorInstruction(I)) {
1645     for (auto J : OldPacketMIs) {
1646       if (!HII->isV60VectorInstruction(*J))
1647         continue;
1648       if (isDependent(*J, I) && !HII->isVecUsableNextPacket(*J, I))
1649         return true;
1650     }
1651     return false;
1652   }
1653
1654   // Check for stall between two scalar instructions. First, check that
1655   // there is no definition of a use in the current packet, because it
1656   // may be a candidate for .new.
1657   for (auto J : CurrentPacketMIs)
1658     if (!HII->isV60VectorInstruction(*J) && isDependent(*J, I))
1659       return false;
1660
1661   // Check for stall between I and instructions in the previous packet.
1662   if (MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().useBSBScheduling()) {
1663     for (auto J : OldPacketMIs) {
1664       if (HII->isV60VectorInstruction(*J))
1665         continue;
1666       if (!HII->isLateInstrFeedsEarlyInstr(*J, I))
1667         continue;
1668       if (isDependent(*J, I) && !HII->canExecuteInBundle(*J, I))
1669         return true;
1670     }
1671   }
1672
1673   return false;
1674 }
1675
1676
1677 //===----------------------------------------------------------------------===//
1678 //                         Public Constructor Functions
1679 //===----------------------------------------------------------------------===//
1680
1681 FunctionPass *llvm::createHexagonPacketizer() {
1682   return new HexagonPacketizer();
1683 }