]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/lib/CodeGen/SelectionDAG/ScheduleDAGRRList.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / lib / CodeGen / SelectionDAG / ScheduleDAGRRList.cpp
1 //===- ScheduleDAGRRList.cpp - Reg pressure reduction list scheduler ------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This implements bottom-up and top-down register pressure reduction list
10 // schedulers, using standard algorithms.  The basic approach uses a priority
11 // queue of available nodes to schedule.  One at a time, nodes are taken from
12 // the priority queue (thus in priority order), checked for legality to
13 // schedule, and emitted if legal.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #include "ScheduleDAGSDNodes.h"
18 #include "llvm/ADT/ArrayRef.h"
19 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
20 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
21 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
23 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
24 #include "llvm/CodeGen/ISDOpcodes.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
28 #include "llvm/CodeGen/ScheduleDAG.h"
29 #include "llvm/CodeGen/ScheduleHazardRecognizer.h"
30 #include "llvm/CodeGen/SchedulerRegistry.h"
31 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGISel.h"
32 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAGNodes.h"
33 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
34 #include "llvm/CodeGen/TargetLowering.h"
35 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
36 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
38 #include "llvm/Config/llvm-config.h"
39 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
40 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
41 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
42 #include "llvm/Support/Casting.h"
43 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
44 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
45 #include "llvm/Support/Compiler.h"
46 #include "llvm/Support/Debug.h"
47 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
48 #include "llvm/Support/MachineValueType.h"
49 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
50 #include <algorithm>
51 #include <cassert>
52 #include <cstdint>
53 #include <cstdlib>
54 #include <iterator>
55 #include <limits>
56 #include <memory>
57 #include <utility>
58 #include <vector>
59
60 using namespace llvm;
61
62 #define DEBUG_TYPE "pre-RA-sched"
63
64 STATISTIC(NumBacktracks, "Number of times scheduler backtracked");
65 STATISTIC(NumUnfolds,    "Number of nodes unfolded");
66 STATISTIC(NumDups,       "Number of duplicated nodes");
67 STATISTIC(NumPRCopies,   "Number of physical register copies");
68
69 static RegisterScheduler
70   burrListDAGScheduler("list-burr",
71                        "Bottom-up register reduction list scheduling",
72                        createBURRListDAGScheduler);
73
74 static RegisterScheduler
75   sourceListDAGScheduler("source",
76                          "Similar to list-burr but schedules in source "
77                          "order when possible",
78                          createSourceListDAGScheduler);
79
80 static RegisterScheduler
81   hybridListDAGScheduler("list-hybrid",
82                          "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
83                          "which tries to balance latency and register pressure",
84                          createHybridListDAGScheduler);
85
86 static RegisterScheduler
87   ILPListDAGScheduler("list-ilp",
88                       "Bottom-up register pressure aware list scheduling "
89                       "which tries to balance ILP and register pressure",
90                       createILPListDAGScheduler);
91
92 static cl::opt<bool> DisableSchedCycles(
93   "disable-sched-cycles", cl::Hidden, cl::init(false),
94   cl::desc("Disable cycle-level precision during preRA scheduling"));
95
96 // Temporary sched=list-ilp flags until the heuristics are robust.
97 // Some options are also available under sched=list-hybrid.
98 static cl::opt<bool> DisableSchedRegPressure(
99   "disable-sched-reg-pressure", cl::Hidden, cl::init(false),
100   cl::desc("Disable regpressure priority in sched=list-ilp"));
101 static cl::opt<bool> DisableSchedLiveUses(
102   "disable-sched-live-uses", cl::Hidden, cl::init(true),
103   cl::desc("Disable live use priority in sched=list-ilp"));
104 static cl::opt<bool> DisableSchedVRegCycle(
105   "disable-sched-vrcycle", cl::Hidden, cl::init(false),
106   cl::desc("Disable virtual register cycle interference checks"));
107 static cl::opt<bool> DisableSchedPhysRegJoin(
108   "disable-sched-physreg-join", cl::Hidden, cl::init(false),
109   cl::desc("Disable physreg def-use affinity"));
110 static cl::opt<bool> DisableSchedStalls(
111   "disable-sched-stalls", cl::Hidden, cl::init(true),
112   cl::desc("Disable no-stall priority in sched=list-ilp"));
113 static cl::opt<bool> DisableSchedCriticalPath(
114   "disable-sched-critical-path", cl::Hidden, cl::init(false),
115   cl::desc("Disable critical path priority in sched=list-ilp"));
116 static cl::opt<bool> DisableSchedHeight(
117   "disable-sched-height", cl::Hidden, cl::init(false),
118   cl::desc("Disable scheduled-height priority in sched=list-ilp"));
119 static cl::opt<bool> Disable2AddrHack(
120   "disable-2addr-hack", cl::Hidden, cl::init(true),
121   cl::desc("Disable scheduler's two-address hack"));
122
123 static cl::opt<int> MaxReorderWindow(
124   "max-sched-reorder", cl::Hidden, cl::init(6),
125   cl::desc("Number of instructions to allow ahead of the critical path "
126            "in sched=list-ilp"));
127
128 static cl::opt<unsigned> AvgIPC(
129   "sched-avg-ipc", cl::Hidden, cl::init(1),
130   cl::desc("Average inst/cycle whan no target itinerary exists."));
131
132 namespace {
133
134 //===----------------------------------------------------------------------===//
135 /// ScheduleDAGRRList - The actual register reduction list scheduler
136 /// implementation.  This supports both top-down and bottom-up scheduling.
137 ///
138 class ScheduleDAGRRList : public ScheduleDAGSDNodes {
139 private:
140   /// NeedLatency - True if the scheduler will make use of latency information.
141   bool NeedLatency;
142
143   /// AvailableQueue - The priority queue to use for the available SUnits.
144   SchedulingPriorityQueue *AvailableQueue;
145
146   /// PendingQueue - This contains all of the instructions whose operands have
147   /// been issued, but their results are not ready yet (due to the latency of
148   /// the operation).  Once the operands becomes available, the instruction is
149   /// added to the AvailableQueue.
150   std::vector<SUnit *> PendingQueue;
151
152   /// HazardRec - The hazard recognizer to use.
153   ScheduleHazardRecognizer *HazardRec;
154
155   /// CurCycle - The current scheduler state corresponds to this cycle.
156   unsigned CurCycle = 0;
157
158   /// MinAvailableCycle - Cycle of the soonest available instruction.
159   unsigned MinAvailableCycle;
160
161   /// IssueCount - Count instructions issued in this cycle
162   /// Currently valid only for bottom-up scheduling.
163   unsigned IssueCount;
164
165   /// LiveRegDefs - A set of physical registers and their definition
166   /// that are "live". These nodes must be scheduled before any other nodes that
167   /// modifies the registers can be scheduled.
168   unsigned NumLiveRegs;
169   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegDefs;
170   std::unique_ptr<SUnit*[]> LiveRegGens;
171
172   // Collect interferences between physical register use/defs.
173   // Each interference is an SUnit and set of physical registers.
174   SmallVector<SUnit*, 4> Interferences;
175
176   using LRegsMapT = DenseMap<SUnit *, SmallVector<unsigned, 4>>;
177
178   LRegsMapT LRegsMap;
179
180   /// Topo - A topological ordering for SUnits which permits fast IsReachable
181   /// and similar queries.
182   ScheduleDAGTopologicalSort Topo;
183
184   // Hack to keep track of the inverse of FindCallSeqStart without more crazy
185   // DAG crawling.
186   DenseMap<SUnit*, SUnit*> CallSeqEndForStart;
187
188 public:
189   ScheduleDAGRRList(MachineFunction &mf, bool needlatency,
190                     SchedulingPriorityQueue *availqueue,
191                     CodeGenOpt::Level OptLevel)
192     : ScheduleDAGSDNodes(mf),
193       NeedLatency(needlatency), AvailableQueue(availqueue),
194       Topo(SUnits, nullptr) {
195     const TargetSubtargetInfo &STI = mf.getSubtarget();
196     if (DisableSchedCycles || !NeedLatency)
197       HazardRec = new ScheduleHazardRecognizer();
198     else
199       HazardRec = STI.getInstrInfo()->CreateTargetHazardRecognizer(&STI, this);
200   }
201
202   ~ScheduleDAGRRList() override {
203     delete HazardRec;
204     delete AvailableQueue;
205   }
206
207   void Schedule() override;
208
209   ScheduleHazardRecognizer *getHazardRec() { return HazardRec; }
210
211   /// IsReachable - Checks if SU is reachable from TargetSU.
212   bool IsReachable(const SUnit *SU, const SUnit *TargetSU) {
213     return Topo.IsReachable(SU, TargetSU);
214   }
215
216   /// WillCreateCycle - Returns true if adding an edge from SU to TargetSU will
217   /// create a cycle.
218   bool WillCreateCycle(SUnit *SU, SUnit *TargetSU) {
219     return Topo.WillCreateCycle(SU, TargetSU);
220   }
221
222   /// AddPredQueued - Queues and update to add a predecessor edge to SUnit SU.
223   /// This returns true if this is a new predecessor.
224   /// Does *NOT* update the topological ordering! It just queues an update.
225   void AddPredQueued(SUnit *SU, const SDep &D) {
226     Topo.AddPredQueued(SU, D.getSUnit());
227     SU->addPred(D);
228   }
229
230   /// AddPred - adds a predecessor edge to SUnit SU.
231   /// This returns true if this is a new predecessor.
232   /// Updates the topological ordering if required.
233   void AddPred(SUnit *SU, const SDep &D) {
234     Topo.AddPred(SU, D.getSUnit());
235     SU->addPred(D);
236   }
237
238   /// RemovePred - removes a predecessor edge from SUnit SU.
239   /// This returns true if an edge was removed.
240   /// Updates the topological ordering if required.
241   void RemovePred(SUnit *SU, const SDep &D) {
242     Topo.RemovePred(SU, D.getSUnit());
243     SU->removePred(D);
244   }
245
246 private:
247   bool isReady(SUnit *SU) {
248     return DisableSchedCycles || !AvailableQueue->hasReadyFilter() ||
249       AvailableQueue->isReady(SU);
250   }
251
252   void ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge);
253   void ReleasePredecessors(SUnit *SU);
254   void ReleasePending();
255   void AdvanceToCycle(unsigned NextCycle);
256   void AdvancePastStalls(SUnit *SU);
257   void EmitNode(SUnit *SU);
258   void ScheduleNodeBottomUp(SUnit*);
259   void CapturePred(SDep *PredEdge);
260   void UnscheduleNodeBottomUp(SUnit*);
261   void RestoreHazardCheckerBottomUp();
262   void BacktrackBottomUp(SUnit*, SUnit*);
263   SUnit *TryUnfoldSU(SUnit *);
264   SUnit *CopyAndMoveSuccessors(SUnit*);
265   void InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit*, unsigned,
266                                 const TargetRegisterClass*,
267                                 const TargetRegisterClass*,
268                                 SmallVectorImpl<SUnit*>&);
269   bool DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit*, SmallVectorImpl<unsigned>&);
270
271   void releaseInterferences(unsigned Reg = 0);
272
273   SUnit *PickNodeToScheduleBottomUp();
274   void ListScheduleBottomUp();
275
276   /// CreateNewSUnit - Creates a new SUnit and returns a pointer to it.
277   SUnit *CreateNewSUnit(SDNode *N) {
278     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
279     SUnit *NewNode = newSUnit(N);
280     // Update the topological ordering.
281     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
282       Topo.MarkDirty();
283     return NewNode;
284   }
285
286   /// CreateClone - Creates a new SUnit from an existing one.
287   SUnit *CreateClone(SUnit *N) {
288     unsigned NumSUnits = SUnits.size();
289     SUnit *NewNode = Clone(N);
290     // Update the topological ordering.
291     if (NewNode->NodeNum >= NumSUnits)
292       Topo.MarkDirty();
293     return NewNode;
294   }
295
296   /// forceUnitLatencies - Register-pressure-reducing scheduling doesn't
297   /// need actual latency information but the hybrid scheduler does.
298   bool forceUnitLatencies() const override {
299     return !NeedLatency;
300   }
301 };
302
303 }  // end anonymous namespace
304
305 /// GetCostForDef - Looks up the register class and cost for a given definition.
306 /// Typically this just means looking up the representative register class,
307 /// but for untyped values (MVT::Untyped) it means inspecting the node's
308 /// opcode to determine what register class is being generated.
309 static void GetCostForDef(const ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter &RegDefPos,
310                           const TargetLowering *TLI,
311                           const TargetInstrInfo *TII,
312                           const TargetRegisterInfo *TRI,
313                           unsigned &RegClass, unsigned &Cost,
314                           const MachineFunction &MF) {
315   MVT VT = RegDefPos.GetValue();
316
317   // Special handling for untyped values.  These values can only come from
318   // the expansion of custom DAG-to-DAG patterns.
319   if (VT == MVT::Untyped) {
320     const SDNode *Node = RegDefPos.GetNode();
321
322     // Special handling for CopyFromReg of untyped values.
323     if (!Node->isMachineOpcode() && Node->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
324       unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(1))->getReg();
325       const TargetRegisterClass *RC = MF.getRegInfo().getRegClass(Reg);
326       RegClass = RC->getID();
327       Cost = 1;
328       return;
329     }
330
331     unsigned Opcode = Node->getMachineOpcode();
332     if (Opcode == TargetOpcode::REG_SEQUENCE) {
333       unsigned DstRCIdx = cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(0))->getZExtValue();
334       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getRegClass(DstRCIdx);
335       RegClass = RC->getID();
336       Cost = 1;
337       return;
338     }
339
340     unsigned Idx = RegDefPos.GetIdx();
341     const MCInstrDesc Desc = TII->get(Opcode);
342     const TargetRegisterClass *RC = TII->getRegClass(Desc, Idx, TRI, MF);
343     RegClass = RC->getID();
344     // FIXME: Cost arbitrarily set to 1 because there doesn't seem to be a
345     // better way to determine it.
346     Cost = 1;
347   } else {
348     RegClass = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
349     Cost = TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
350   }
351 }
352
353 /// Schedule - Schedule the DAG using list scheduling.
354 void ScheduleDAGRRList::Schedule() {
355   LLVM_DEBUG(dbgs() << "********** List Scheduling " << printMBBReference(*BB)
356                     << " '" << BB->getName() << "' **********\n");
357
358   CurCycle = 0;
359   IssueCount = 0;
360   MinAvailableCycle =
361       DisableSchedCycles ? 0 : std::numeric_limits<unsigned>::max();
362   NumLiveRegs = 0;
363   // Allocate slots for each physical register, plus one for a special register
364   // to track the virtual resource of a calling sequence.
365   LiveRegDefs.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
366   LiveRegGens.reset(new SUnit*[TRI->getNumRegs() + 1]());
367   CallSeqEndForStart.clear();
368   assert(Interferences.empty() && LRegsMap.empty() && "stale Interferences");
369
370   // Build the scheduling graph.
371   BuildSchedGraph(nullptr);
372
373   LLVM_DEBUG(dump());
374   Topo.MarkDirty();
375
376   AvailableQueue->initNodes(SUnits);
377
378   HazardRec->Reset();
379
380   // Execute the actual scheduling loop.
381   ListScheduleBottomUp();
382
383   AvailableQueue->releaseState();
384
385   LLVM_DEBUG({
386     dbgs() << "*** Final schedule ***\n";
387     dumpSchedule();
388     dbgs() << '\n';
389   });
390 }
391
392 //===----------------------------------------------------------------------===//
393 //  Bottom-Up Scheduling
394 //===----------------------------------------------------------------------===//
395
396 /// ReleasePred - Decrement the NumSuccsLeft count of a predecessor. Add it to
397 /// the AvailableQueue if the count reaches zero. Also update its cycle bound.
398 void ScheduleDAGRRList::ReleasePred(SUnit *SU, const SDep *PredEdge) {
399   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
400
401 #ifndef NDEBUG
402   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0) {
403     dbgs() << "*** Scheduling failed! ***\n";
404     dumpNode(*PredSU);
405     dbgs() << " has been released too many times!\n";
406     llvm_unreachable(nullptr);
407   }
408 #endif
409   --PredSU->NumSuccsLeft;
410
411   if (!forceUnitLatencies()) {
412     // Updating predecessor's height. This is now the cycle when the
413     // predecessor can be scheduled without causing a pipeline stall.
414     PredSU->setHeightToAtLeast(SU->getHeight() + PredEdge->getLatency());
415   }
416
417   // If all the node's successors are scheduled, this node is ready
418   // to be scheduled. Ignore the special EntrySU node.
419   if (PredSU->NumSuccsLeft == 0 && PredSU != &EntrySU) {
420     PredSU->isAvailable = true;
421
422     unsigned Height = PredSU->getHeight();
423     if (Height < MinAvailableCycle)
424       MinAvailableCycle = Height;
425
426     if (isReady(PredSU)) {
427       AvailableQueue->push(PredSU);
428     }
429     // CapturePred and others may have left the node in the pending queue, avoid
430     // adding it twice.
431     else if (!PredSU->isPending) {
432       PredSU->isPending = true;
433       PendingQueue.push_back(PredSU);
434     }
435   }
436 }
437
438 /// IsChainDependent - Test if Outer is reachable from Inner through
439 /// chain dependencies.
440 static bool IsChainDependent(SDNode *Outer, SDNode *Inner,
441                              unsigned NestLevel,
442                              const TargetInstrInfo *TII) {
443   SDNode *N = Outer;
444   while (true) {
445     if (N == Inner)
446       return true;
447     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
448     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
449     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
450     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
451       for (const SDValue &Op : N->op_values())
452         if (IsChainDependent(Op.getNode(), Inner, NestLevel, TII))
453           return true;
454       return false;
455     }
456     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
457     if (N->isMachineOpcode()) {
458       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
459         ++NestLevel;
460       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
461         if (NestLevel == 0)
462           return false;
463         --NestLevel;
464       }
465     }
466     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
467     for (const SDValue &Op : N->op_values())
468       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
469         N = Op.getNode();
470         goto found_chain_operand;
471       }
472     return false;
473   found_chain_operand:;
474     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
475       return false;
476   }
477 }
478
479 /// FindCallSeqStart - Starting from the (lowered) CALLSEQ_END node, locate
480 /// the corresponding (lowered) CALLSEQ_BEGIN node.
481 ///
482 /// NestLevel and MaxNested are used in recursion to indcate the current level
483 /// of nesting of CALLSEQ_BEGIN and CALLSEQ_END pairs, as well as the maximum
484 /// level seen so far.
485 ///
486 /// TODO: It would be better to give CALLSEQ_END an explicit operand to point
487 /// to the corresponding CALLSEQ_BEGIN to avoid needing to search for it.
488 static SDNode *
489 FindCallSeqStart(SDNode *N, unsigned &NestLevel, unsigned &MaxNest,
490                  const TargetInstrInfo *TII) {
491   while (true) {
492     // For a TokenFactor, examine each operand. There may be multiple ways
493     // to get to the CALLSEQ_BEGIN, but we need to find the path with the
494     // most nesting in order to ensure that we find the corresponding match.
495     if (N->getOpcode() == ISD::TokenFactor) {
496       SDNode *Best = nullptr;
497       unsigned BestMaxNest = MaxNest;
498       for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
499         unsigned MyNestLevel = NestLevel;
500         unsigned MyMaxNest = MaxNest;
501         if (SDNode *New = FindCallSeqStart(Op.getNode(),
502                                            MyNestLevel, MyMaxNest, TII))
503           if (!Best || (MyMaxNest > BestMaxNest)) {
504             Best = New;
505             BestMaxNest = MyMaxNest;
506           }
507       }
508       assert(Best);
509       MaxNest = BestMaxNest;
510       return Best;
511     }
512     // Check for a lowered CALLSEQ_BEGIN or CALLSEQ_END.
513     if (N->isMachineOpcode()) {
514       if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
515         ++NestLevel;
516         MaxNest = std::max(MaxNest, NestLevel);
517       } else if (N->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
518         assert(NestLevel != 0);
519         --NestLevel;
520         if (NestLevel == 0)
521           return N;
522       }
523     }
524     // Otherwise, find the chain and continue climbing.
525     for (const SDValue &Op : N->op_values())
526       if (Op.getValueType() == MVT::Other) {
527         N = Op.getNode();
528         goto found_chain_operand;
529       }
530     return nullptr;
531   found_chain_operand:;
532     if (N->getOpcode() == ISD::EntryToken)
533       return nullptr;
534   }
535 }
536
537 /// Call ReleasePred for each predecessor, then update register live def/gen.
538 /// Always update LiveRegDefs for a register dependence even if the current SU
539 /// also defines the register. This effectively create one large live range
540 /// across a sequence of two-address node. This is important because the
541 /// entire chain must be scheduled together. Example:
542 ///
543 /// flags = (3) add
544 /// flags = (2) addc flags
545 /// flags = (1) addc flags
546 ///
547 /// results in
548 ///
549 /// LiveRegDefs[flags] = 3
550 /// LiveRegGens[flags] = 1
551 ///
552 /// If (2) addc is unscheduled, then (1) addc must also be unscheduled to avoid
553 /// interference on flags.
554 void ScheduleDAGRRList::ReleasePredecessors(SUnit *SU) {
555   // Bottom up: release predecessors
556   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
557     ReleasePred(SU, &Pred);
558     if (Pred.isAssignedRegDep()) {
559       // This is a physical register dependency and it's impossible or
560       // expensive to copy the register. Make sure nothing that can
561       // clobber the register is scheduled between the predecessor and
562       // this node.
563       SUnit *RegDef = LiveRegDefs[Pred.getReg()]; (void)RegDef;
564       assert((!RegDef || RegDef == SU || RegDef == Pred.getSUnit()) &&
565              "interference on register dependence");
566       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = Pred.getSUnit();
567       if (!LiveRegGens[Pred.getReg()]) {
568         ++NumLiveRegs;
569         LiveRegGens[Pred.getReg()] = SU;
570       }
571     }
572   }
573
574   // If we're scheduling a lowered CALLSEQ_END, find the corresponding
575   // CALLSEQ_BEGIN. Inject an artificial physical register dependence between
576   // these nodes, to prevent other calls from being interscheduled with them.
577   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
578   if (!LiveRegDefs[CallResource])
579     for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode())
580       if (Node->isMachineOpcode() &&
581           Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
582         unsigned NestLevel = 0;
583         unsigned MaxNest = 0;
584         SDNode *N = FindCallSeqStart(Node, NestLevel, MaxNest, TII);
585         assert(N && "Must find call sequence start");
586
587         SUnit *Def = &SUnits[N->getNodeId()];
588         CallSeqEndForStart[Def] = SU;
589
590         ++NumLiveRegs;
591         LiveRegDefs[CallResource] = Def;
592         LiveRegGens[CallResource] = SU;
593         break;
594       }
595 }
596
597 /// Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
598 /// so, add them to the available queue.
599 void ScheduleDAGRRList::ReleasePending() {
600   if (DisableSchedCycles) {
601     assert(PendingQueue.empty() && "pending instrs not allowed in this mode");
602     return;
603   }
604
605   // If the available queue is empty, it is safe to reset MinAvailableCycle.
606   if (AvailableQueue->empty())
607     MinAvailableCycle = std::numeric_limits<unsigned>::max();
608
609   // Check to see if any of the pending instructions are ready to issue.  If
610   // so, add them to the available queue.
611   for (unsigned i = 0, e = PendingQueue.size(); i != e; ++i) {
612     unsigned ReadyCycle = PendingQueue[i]->getHeight();
613     if (ReadyCycle < MinAvailableCycle)
614       MinAvailableCycle = ReadyCycle;
615
616     if (PendingQueue[i]->isAvailable) {
617       if (!isReady(PendingQueue[i]))
618           continue;
619       AvailableQueue->push(PendingQueue[i]);
620     }
621     PendingQueue[i]->isPending = false;
622     PendingQueue[i] = PendingQueue.back();
623     PendingQueue.pop_back();
624     --i; --e;
625   }
626 }
627
628 /// Move the scheduler state forward by the specified number of Cycles.
629 void ScheduleDAGRRList::AdvanceToCycle(unsigned NextCycle) {
630   if (NextCycle <= CurCycle)
631     return;
632
633   IssueCount = 0;
634   AvailableQueue->setCurCycle(NextCycle);
635   if (!HazardRec->isEnabled()) {
636     // Bypass lots of virtual calls in case of long latency.
637     CurCycle = NextCycle;
638   }
639   else {
640     for (; CurCycle != NextCycle; ++CurCycle) {
641       HazardRec->RecedeCycle();
642     }
643   }
644   // FIXME: Instead of visiting the pending Q each time, set a dirty flag on the
645   // available Q to release pending nodes at least once before popping.
646   ReleasePending();
647 }
648
649 /// Move the scheduler state forward until the specified node's dependents are
650 /// ready and can be scheduled with no resource conflicts.
651 void ScheduleDAGRRList::AdvancePastStalls(SUnit *SU) {
652   if (DisableSchedCycles)
653     return;
654
655   // FIXME: Nodes such as CopyFromReg probably should not advance the current
656   // cycle. Otherwise, we can wrongly mask real stalls. If the non-machine node
657   // has predecessors the cycle will be advanced when they are scheduled.
658   // But given the crude nature of modeling latency though such nodes, we
659   // currently need to treat these nodes like real instructions.
660   // if (!SU->getNode() || !SU->getNode()->isMachineOpcode()) return;
661
662   unsigned ReadyCycle = SU->getHeight();
663
664   // Bump CurCycle to account for latency. We assume the latency of other
665   // available instructions may be hidden by the stall (not a full pipe stall).
666   // This updates the hazard recognizer's cycle before reserving resources for
667   // this instruction.
668   AdvanceToCycle(ReadyCycle);
669
670   // Calls are scheduled in their preceding cycle, so don't conflict with
671   // hazards from instructions after the call. EmitNode will reset the
672   // scoreboard state before emitting the call.
673   if (SU->isCall)
674     return;
675
676   // FIXME: For resource conflicts in very long non-pipelined stages, we
677   // should probably skip ahead here to avoid useless scoreboard checks.
678   int Stalls = 0;
679   while (true) {
680     ScheduleHazardRecognizer::HazardType HT =
681       HazardRec->getHazardType(SU, -Stalls);
682
683     if (HT == ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
684       break;
685
686     ++Stalls;
687   }
688   AdvanceToCycle(CurCycle + Stalls);
689 }
690
691 /// Record this SUnit in the HazardRecognizer.
692 /// Does not update CurCycle.
693 void ScheduleDAGRRList::EmitNode(SUnit *SU) {
694   if (!HazardRec->isEnabled())
695     return;
696
697   // Check for phys reg copy.
698   if (!SU->getNode())
699     return;
700
701   switch (SU->getNode()->getOpcode()) {
702   default:
703     assert(SU->getNode()->isMachineOpcode() &&
704            "This target-independent node should not be scheduled.");
705     break;
706   case ISD::MERGE_VALUES:
707   case ISD::TokenFactor:
708   case ISD::LIFETIME_START:
709   case ISD::LIFETIME_END:
710   case ISD::CopyToReg:
711   case ISD::CopyFromReg:
712   case ISD::EH_LABEL:
713     // Noops don't affect the scoreboard state. Copies are likely to be
714     // removed.
715     return;
716   case ISD::INLINEASM:
717   case ISD::INLINEASM_BR:
718     // For inline asm, clear the pipeline state.
719     HazardRec->Reset();
720     return;
721   }
722   if (SU->isCall) {
723     // Calls are scheduled with their preceding instructions. For bottom-up
724     // scheduling, clear the pipeline state before emitting.
725     HazardRec->Reset();
726   }
727
728   HazardRec->EmitInstruction(SU);
729 }
730
731 static void resetVRegCycle(SUnit *SU);
732
733 /// ScheduleNodeBottomUp - Add the node to the schedule. Decrement the pending
734 /// count of its predecessors. If a predecessor pending count is zero, add it to
735 /// the Available queue.
736 void ScheduleDAGRRList::ScheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
737   LLVM_DEBUG(dbgs() << "\n*** Scheduling [" << CurCycle << "]: ");
738   LLVM_DEBUG(dumpNode(*SU));
739
740 #ifndef NDEBUG
741   if (CurCycle < SU->getHeight())
742     LLVM_DEBUG(dbgs() << "   Height [" << SU->getHeight()
743                       << "] pipeline stall!\n");
744 #endif
745
746   // FIXME: Do not modify node height. It may interfere with
747   // backtracking. Instead add a "ready cycle" to SUnit. Before scheduling the
748   // node its ready cycle can aid heuristics, and after scheduling it can
749   // indicate the scheduled cycle.
750   SU->setHeightToAtLeast(CurCycle);
751
752   // Reserve resources for the scheduled instruction.
753   EmitNode(SU);
754
755   Sequence.push_back(SU);
756
757   AvailableQueue->scheduledNode(SU);
758
759   // If HazardRec is disabled, and each inst counts as one cycle, then
760   // advance CurCycle before ReleasePredecessors to avoid useless pushes to
761   // PendingQueue for schedulers that implement HasReadyFilter.
762   if (!HazardRec->isEnabled() && AvgIPC < 2)
763     AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
764
765   // Update liveness of predecessors before successors to avoid treating a
766   // two-address node as a live range def.
767   ReleasePredecessors(SU);
768
769   // Release all the implicit physical register defs that are live.
770   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
771     // LiveRegDegs[Succ.getReg()] != SU when SU is a two-address node.
772     if (Succ.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Succ.getReg()] == SU) {
773       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
774       --NumLiveRegs;
775       LiveRegDefs[Succ.getReg()] = nullptr;
776       LiveRegGens[Succ.getReg()] = nullptr;
777       releaseInterferences(Succ.getReg());
778     }
779   }
780   // Release the special call resource dependence, if this is the beginning
781   // of a call.
782   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
783   if (LiveRegDefs[CallResource] == SU)
784     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
785          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
786       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
787           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
788         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
789         --NumLiveRegs;
790         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
791         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
792         releaseInterferences(CallResource);
793       }
794     }
795
796   resetVRegCycle(SU);
797
798   SU->isScheduled = true;
799
800   // Conditions under which the scheduler should eagerly advance the cycle:
801   // (1) No available instructions
802   // (2) All pipelines full, so available instructions must have hazards.
803   //
804   // If HazardRec is disabled, the cycle was pre-advanced before calling
805   // ReleasePredecessors. In that case, IssueCount should remain 0.
806   //
807   // Check AvailableQueue after ReleasePredecessors in case of zero latency.
808   if (HazardRec->isEnabled() || AvgIPC > 1) {
809     if (SU->getNode() && SU->getNode()->isMachineOpcode())
810       ++IssueCount;
811     if ((HazardRec->isEnabled() && HazardRec->atIssueLimit())
812         || (!HazardRec->isEnabled() && IssueCount == AvgIPC))
813       AdvanceToCycle(CurCycle + 1);
814   }
815 }
816
817 /// CapturePred - This does the opposite of ReleasePred. Since SU is being
818 /// unscheduled, increase the succ left count of its predecessors. Remove
819 /// them from AvailableQueue if necessary.
820 void ScheduleDAGRRList::CapturePred(SDep *PredEdge) {
821   SUnit *PredSU = PredEdge->getSUnit();
822   if (PredSU->isAvailable) {
823     PredSU->isAvailable = false;
824     if (!PredSU->isPending)
825       AvailableQueue->remove(PredSU);
826   }
827
828   assert(PredSU->NumSuccsLeft < std::numeric_limits<unsigned>::max() &&
829          "NumSuccsLeft will overflow!");
830   ++PredSU->NumSuccsLeft;
831 }
832
833 /// UnscheduleNodeBottomUp - Remove the node from the schedule, update its and
834 /// its predecessor states to reflect the change.
835 void ScheduleDAGRRList::UnscheduleNodeBottomUp(SUnit *SU) {
836   LLVM_DEBUG(dbgs() << "*** Unscheduling [" << SU->getHeight() << "]: ");
837   LLVM_DEBUG(dumpNode(*SU));
838
839   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
840     CapturePred(&Pred);
841     if (Pred.isAssignedRegDep() && SU == LiveRegGens[Pred.getReg()]){
842       assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
843       assert(LiveRegDefs[Pred.getReg()] == Pred.getSUnit() &&
844              "Physical register dependency violated?");
845       --NumLiveRegs;
846       LiveRegDefs[Pred.getReg()] = nullptr;
847       LiveRegGens[Pred.getReg()] = nullptr;
848       releaseInterferences(Pred.getReg());
849     }
850   }
851
852   // Reclaim the special call resource dependence, if this is the beginning
853   // of a call.
854   unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
855   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
856        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
857     if (SUNode->isMachineOpcode() &&
858         SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode()) {
859       SUnit *SeqEnd = CallSeqEndForStart[SU];
860       assert(SeqEnd && "Call sequence start/end must be known");
861       assert(!LiveRegDefs[CallResource]);
862       assert(!LiveRegGens[CallResource]);
863       ++NumLiveRegs;
864       LiveRegDefs[CallResource] = SU;
865       LiveRegGens[CallResource] = SeqEnd;
866     }
867   }
868
869   // Release the special call resource dependence, if this is the end
870   // of a call.
871   if (LiveRegGens[CallResource] == SU)
872     for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
873          SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
874       if (SUNode->isMachineOpcode() &&
875           SUNode->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
876         assert(NumLiveRegs > 0 && "NumLiveRegs is already zero!");
877         assert(LiveRegDefs[CallResource]);
878         assert(LiveRegGens[CallResource]);
879         --NumLiveRegs;
880         LiveRegDefs[CallResource] = nullptr;
881         LiveRegGens[CallResource] = nullptr;
882         releaseInterferences(CallResource);
883       }
884     }
885
886   for (auto &Succ : SU->Succs) {
887     if (Succ.isAssignedRegDep()) {
888       auto Reg = Succ.getReg();
889       if (!LiveRegDefs[Reg])
890         ++NumLiveRegs;
891       // This becomes the nearest def. Note that an earlier def may still be
892       // pending if this is a two-address node.
893       LiveRegDefs[Reg] = SU;
894
895       // Update LiveRegGen only if was empty before this unscheduling.
896       // This is to avoid incorrect updating LiveRegGen set in previous run.
897       if (!LiveRegGens[Reg]) {
898         // Find the successor with the lowest height.
899         LiveRegGens[Reg] = Succ.getSUnit();
900         for (auto &Succ2 : SU->Succs) {
901           if (Succ2.isAssignedRegDep() && Succ2.getReg() == Reg &&
902               Succ2.getSUnit()->getHeight() < LiveRegGens[Reg]->getHeight())
903             LiveRegGens[Reg] = Succ2.getSUnit();
904         }
905       }
906     }
907   }
908   if (SU->getHeight() < MinAvailableCycle)
909     MinAvailableCycle = SU->getHeight();
910
911   SU->setHeightDirty();
912   SU->isScheduled = false;
913   SU->isAvailable = true;
914   if (!DisableSchedCycles && AvailableQueue->hasReadyFilter()) {
915     // Don't make available until backtracking is complete.
916     SU->isPending = true;
917     PendingQueue.push_back(SU);
918   }
919   else {
920     AvailableQueue->push(SU);
921   }
922   AvailableQueue->unscheduledNode(SU);
923 }
924
925 /// After backtracking, the hazard checker needs to be restored to a state
926 /// corresponding the current cycle.
927 void ScheduleDAGRRList::RestoreHazardCheckerBottomUp() {
928   HazardRec->Reset();
929
930   unsigned LookAhead = std::min((unsigned)Sequence.size(),
931                                 HazardRec->getMaxLookAhead());
932   if (LookAhead == 0)
933     return;
934
935   std::vector<SUnit *>::const_iterator I = (Sequence.end() - LookAhead);
936   unsigned HazardCycle = (*I)->getHeight();
937   for (auto E = Sequence.end(); I != E; ++I) {
938     SUnit *SU = *I;
939     for (; SU->getHeight() > HazardCycle; ++HazardCycle) {
940       HazardRec->RecedeCycle();
941     }
942     EmitNode(SU);
943   }
944 }
945
946 /// BacktrackBottomUp - Backtrack scheduling to a previous cycle specified in
947 /// BTCycle in order to schedule a specific node.
948 void ScheduleDAGRRList::BacktrackBottomUp(SUnit *SU, SUnit *BtSU) {
949   SUnit *OldSU = Sequence.back();
950   while (true) {
951     Sequence.pop_back();
952     // FIXME: use ready cycle instead of height
953     CurCycle = OldSU->getHeight();
954     UnscheduleNodeBottomUp(OldSU);
955     AvailableQueue->setCurCycle(CurCycle);
956     if (OldSU == BtSU)
957       break;
958     OldSU = Sequence.back();
959   }
960
961   assert(!SU->isSucc(OldSU) && "Something is wrong!");
962
963   RestoreHazardCheckerBottomUp();
964
965   ReleasePending();
966
967   ++NumBacktracks;
968 }
969
970 static bool isOperandOf(const SUnit *SU, SDNode *N) {
971   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
972        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
973     if (SUNode->isOperandOf(N))
974       return true;
975   }
976   return false;
977 }
978
979 /// TryUnfold - Attempt to unfold
980 SUnit *ScheduleDAGRRList::TryUnfoldSU(SUnit *SU) {
981   SDNode *N = SU->getNode();
982   // Use while over if to ease fall through.
983   SmallVector<SDNode *, 2> NewNodes;
984   if (!TII->unfoldMemoryOperand(*DAG, N, NewNodes))
985     return nullptr;
986
987   // unfolding an x86 DEC64m operation results in store, dec, load which
988   // can't be handled here so quit
989   if (NewNodes.size() == 3)
990     return nullptr;
991
992   assert(NewNodes.size() == 2 && "Expected a load folding node!");
993
994   N = NewNodes[1];
995   SDNode *LoadNode = NewNodes[0];
996   unsigned NumVals = N->getNumValues();
997   unsigned OldNumVals = SU->getNode()->getNumValues();
998
999   // LoadNode may already exist. This can happen when there is another
1000   // load from the same location and producing the same type of value
1001   // but it has different alignment or volatileness.
1002   bool isNewLoad = true;
1003   SUnit *LoadSU;
1004   if (LoadNode->getNodeId() != -1) {
1005     LoadSU = &SUnits[LoadNode->getNodeId()];
1006     // If LoadSU has already been scheduled, we should clone it but
1007     // this would negate the benefit to unfolding so just return SU.
1008     if (LoadSU->isScheduled)
1009       return SU;
1010     isNewLoad = false;
1011   } else {
1012     LoadSU = CreateNewSUnit(LoadNode);
1013     LoadNode->setNodeId(LoadSU->NodeNum);
1014
1015     InitNumRegDefsLeft(LoadSU);
1016     computeLatency(LoadSU);
1017   }
1018
1019   bool isNewN = true;
1020   SUnit *NewSU;
1021   // This can only happen when isNewLoad is false.
1022   if (N->getNodeId() != -1) {
1023     NewSU = &SUnits[N->getNodeId()];
1024     // If NewSU has already been scheduled, we need to clone it, but this
1025     // negates the benefit to unfolding so just return SU.
1026     if (NewSU->isScheduled) {
1027       return SU;
1028     }
1029     isNewN = false;
1030   } else {
1031     NewSU = CreateNewSUnit(N);
1032     N->setNodeId(NewSU->NodeNum);
1033
1034     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1035     for (unsigned i = 0; i != MCID.getNumOperands(); ++i) {
1036       if (MCID.getOperandConstraint(i, MCOI::TIED_TO) != -1) {
1037         NewSU->isTwoAddress = true;
1038         break;
1039       }
1040     }
1041     if (MCID.isCommutable())
1042       NewSU->isCommutable = true;
1043
1044     InitNumRegDefsLeft(NewSU);
1045     computeLatency(NewSU);
1046   }
1047
1048   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Unfolding SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1049
1050   // Now that we are committed to unfolding replace DAG Uses.
1051   for (unsigned i = 0; i != NumVals; ++i)
1052     DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), i), SDValue(N, i));
1053   DAG->ReplaceAllUsesOfValueWith(SDValue(SU->getNode(), OldNumVals - 1),
1054                                  SDValue(LoadNode, 1));
1055
1056   // Record all the edges to and from the old SU, by category.
1057   SmallVector<SDep, 4> ChainPreds;
1058   SmallVector<SDep, 4> ChainSuccs;
1059   SmallVector<SDep, 4> LoadPreds;
1060   SmallVector<SDep, 4> NodePreds;
1061   SmallVector<SDep, 4> NodeSuccs;
1062   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1063     if (Pred.isCtrl())
1064       ChainPreds.push_back(Pred);
1065     else if (isOperandOf(Pred.getSUnit(), LoadNode))
1066       LoadPreds.push_back(Pred);
1067     else
1068       NodePreds.push_back(Pred);
1069   }
1070   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1071     if (Succ.isCtrl())
1072       ChainSuccs.push_back(Succ);
1073     else
1074       NodeSuccs.push_back(Succ);
1075   }
1076
1077   // Now assign edges to the newly-created nodes.
1078   for (const SDep &Pred : ChainPreds) {
1079     RemovePred(SU, Pred);
1080     if (isNewLoad)
1081       AddPredQueued(LoadSU, Pred);
1082   }
1083   for (const SDep &Pred : LoadPreds) {
1084     RemovePred(SU, Pred);
1085     if (isNewLoad)
1086       AddPredQueued(LoadSU, Pred);
1087   }
1088   for (const SDep &Pred : NodePreds) {
1089     RemovePred(SU, Pred);
1090     AddPredQueued(NewSU, Pred);
1091   }
1092   for (SDep D : NodeSuccs) {
1093     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1094     D.setSUnit(SU);
1095     RemovePred(SuccDep, D);
1096     D.setSUnit(NewSU);
1097     AddPredQueued(SuccDep, D);
1098     // Balance register pressure.
1099     if (AvailableQueue->tracksRegPressure() && SuccDep->isScheduled &&
1100         !D.isCtrl() && NewSU->NumRegDefsLeft > 0)
1101       --NewSU->NumRegDefsLeft;
1102   }
1103   for (SDep D : ChainSuccs) {
1104     SUnit *SuccDep = D.getSUnit();
1105     D.setSUnit(SU);
1106     RemovePred(SuccDep, D);
1107     if (isNewLoad) {
1108       D.setSUnit(LoadSU);
1109       AddPredQueued(SuccDep, D);
1110     }
1111   }
1112
1113   // Add a data dependency to reflect that NewSU reads the value defined
1114   // by LoadSU.
1115   SDep D(LoadSU, SDep::Data, 0);
1116   D.setLatency(LoadSU->Latency);
1117   AddPredQueued(NewSU, D);
1118
1119   if (isNewLoad)
1120     AvailableQueue->addNode(LoadSU);
1121   if (isNewN)
1122     AvailableQueue->addNode(NewSU);
1123
1124   ++NumUnfolds;
1125
1126   if (NewSU->NumSuccsLeft == 0)
1127     NewSU->isAvailable = true;
1128
1129   return NewSU;
1130 }
1131
1132 /// CopyAndMoveSuccessors - Clone the specified node and move its scheduled
1133 /// successors to the newly created node.
1134 SUnit *ScheduleDAGRRList::CopyAndMoveSuccessors(SUnit *SU) {
1135   SDNode *N = SU->getNode();
1136   if (!N)
1137     return nullptr;
1138
1139   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Considering duplicating the SU\n");
1140   LLVM_DEBUG(dumpNode(*SU));
1141
1142   if (N->getGluedNode() &&
1143       !TII->canCopyGluedNodeDuringSchedule(N)) {
1144     LLVM_DEBUG(
1145         dbgs()
1146         << "Giving up because it has incoming glue and the target does not "
1147            "want to copy it\n");
1148     return nullptr;
1149   }
1150
1151   SUnit *NewSU;
1152   bool TryUnfold = false;
1153   for (unsigned i = 0, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
1154     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
1155     if (VT == MVT::Glue) {
1156       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Giving up because it has outgoing glue\n");
1157       return nullptr;
1158     } else if (VT == MVT::Other)
1159       TryUnfold = true;
1160   }
1161   for (const SDValue &Op : N->op_values()) {
1162     MVT VT = Op.getNode()->getSimpleValueType(Op.getResNo());
1163     if (VT == MVT::Glue && !TII->canCopyGluedNodeDuringSchedule(N)) {
1164       LLVM_DEBUG(
1165           dbgs() << "Giving up because it one of the operands is glue and "
1166                     "the target does not want to copy it\n");
1167       return nullptr;
1168     }
1169   }
1170
1171   // If possible unfold instruction.
1172   if (TryUnfold) {
1173     SUnit *UnfoldSU = TryUnfoldSU(SU);
1174     if (!UnfoldSU)
1175       return nullptr;
1176     SU = UnfoldSU;
1177     N = SU->getNode();
1178     // If this can be scheduled don't bother duplicating and just return
1179     if (SU->NumSuccsLeft == 0)
1180       return SU;
1181   }
1182
1183   LLVM_DEBUG(dbgs() << "    Duplicating SU #" << SU->NodeNum << "\n");
1184   NewSU = CreateClone(SU);
1185
1186   // New SUnit has the exact same predecessors.
1187   for (SDep &Pred : SU->Preds)
1188     if (!Pred.isArtificial())
1189       AddPredQueued(NewSU, Pred);
1190
1191   // Make sure the clone comes after the original. (InstrEmitter assumes
1192   // this ordering.)
1193   AddPredQueued(NewSU, SDep(SU, SDep::Artificial));
1194
1195   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1196   // list and move them over.
1197   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1198   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1199     if (Succ.isArtificial())
1200       continue;
1201     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1202     if (SuccSU->isScheduled) {
1203       SDep D = Succ;
1204       D.setSUnit(NewSU);
1205       AddPredQueued(SuccSU, D);
1206       D.setSUnit(SU);
1207       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, D));
1208     }
1209   }
1210   for (auto &DelDep : DelDeps)
1211     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1212
1213   AvailableQueue->updateNode(SU);
1214   AvailableQueue->addNode(NewSU);
1215
1216   ++NumDups;
1217   return NewSU;
1218 }
1219
1220 /// InsertCopiesAndMoveSuccs - Insert register copies and move all
1221 /// scheduled successors of the given SUnit to the last copy.
1222 void ScheduleDAGRRList::InsertCopiesAndMoveSuccs(SUnit *SU, unsigned Reg,
1223                                               const TargetRegisterClass *DestRC,
1224                                               const TargetRegisterClass *SrcRC,
1225                                               SmallVectorImpl<SUnit*> &Copies) {
1226   SUnit *CopyFromSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1227   CopyFromSU->CopySrcRC = SrcRC;
1228   CopyFromSU->CopyDstRC = DestRC;
1229
1230   SUnit *CopyToSU = CreateNewSUnit(nullptr);
1231   CopyToSU->CopySrcRC = DestRC;
1232   CopyToSU->CopyDstRC = SrcRC;
1233
1234   // Only copy scheduled successors. Cut them from old node's successor
1235   // list and move them over.
1236   SmallVector<std::pair<SUnit *, SDep>, 4> DelDeps;
1237   for (SDep &Succ : SU->Succs) {
1238     if (Succ.isArtificial())
1239       continue;
1240     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
1241     if (SuccSU->isScheduled) {
1242       SDep D = Succ;
1243       D.setSUnit(CopyToSU);
1244       AddPredQueued(SuccSU, D);
1245       DelDeps.push_back(std::make_pair(SuccSU, Succ));
1246     }
1247     else {
1248       // Avoid scheduling the def-side copy before other successors. Otherwise
1249       // we could introduce another physreg interference on the copy and
1250       // continue inserting copies indefinitely.
1251       AddPredQueued(SuccSU, SDep(CopyFromSU, SDep::Artificial));
1252     }
1253   }
1254   for (auto &DelDep : DelDeps)
1255     RemovePred(DelDep.first, DelDep.second);
1256
1257   SDep FromDep(SU, SDep::Data, Reg);
1258   FromDep.setLatency(SU->Latency);
1259   AddPredQueued(CopyFromSU, FromDep);
1260   SDep ToDep(CopyFromSU, SDep::Data, 0);
1261   ToDep.setLatency(CopyFromSU->Latency);
1262   AddPredQueued(CopyToSU, ToDep);
1263
1264   AvailableQueue->updateNode(SU);
1265   AvailableQueue->addNode(CopyFromSU);
1266   AvailableQueue->addNode(CopyToSU);
1267   Copies.push_back(CopyFromSU);
1268   Copies.push_back(CopyToSU);
1269
1270   ++NumPRCopies;
1271 }
1272
1273 /// getPhysicalRegisterVT - Returns the ValueType of the physical register
1274 /// definition of the specified node.
1275 /// FIXME: Move to SelectionDAG?
1276 static MVT getPhysicalRegisterVT(SDNode *N, unsigned Reg,
1277                                  const TargetInstrInfo *TII) {
1278   unsigned NumRes;
1279   if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
1280     // CopyFromReg has: "chain, Val, glue" so operand 1 gives the type.
1281     NumRes = 1;
1282   } else {
1283     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(N->getMachineOpcode());
1284     assert(MCID.ImplicitDefs && "Physical reg def must be in implicit def list!");
1285     NumRes = MCID.getNumDefs();
1286     for (const MCPhysReg *ImpDef = MCID.getImplicitDefs(); *ImpDef; ++ImpDef) {
1287       if (Reg == *ImpDef)
1288         break;
1289       ++NumRes;
1290     }
1291   }
1292   return N->getSimpleValueType(NumRes);
1293 }
1294
1295 /// CheckForLiveRegDef - Return true and update live register vector if the
1296 /// specified register def of the specified SUnit clobbers any "live" registers.
1297 static void CheckForLiveRegDef(SUnit *SU, unsigned Reg,
1298                                SUnit **LiveRegDefs,
1299                                SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1300                                SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs,
1301                                const TargetRegisterInfo *TRI) {
1302   for (MCRegAliasIterator AliasI(Reg, TRI, true); AliasI.isValid(); ++AliasI) {
1303
1304     // Check if Ref is live.
1305     if (!LiveRegDefs[*AliasI]) continue;
1306
1307     // Allow multiple uses of the same def.
1308     if (LiveRegDefs[*AliasI] == SU) continue;
1309
1310     // Add Reg to the set of interfering live regs.
1311     if (RegAdded.insert(*AliasI).second) {
1312       LRegs.push_back(*AliasI);
1313     }
1314   }
1315 }
1316
1317 /// CheckForLiveRegDefMasked - Check for any live physregs that are clobbered
1318 /// by RegMask, and add them to LRegs.
1319 static void CheckForLiveRegDefMasked(SUnit *SU, const uint32_t *RegMask,
1320                                      ArrayRef<SUnit*> LiveRegDefs,
1321                                      SmallSet<unsigned, 4> &RegAdded,
1322                                      SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1323   // Look at all live registers. Skip Reg0 and the special CallResource.
1324   for (unsigned i = 1, e = LiveRegDefs.size()-1; i != e; ++i) {
1325     if (!LiveRegDefs[i]) continue;
1326     if (LiveRegDefs[i] == SU) continue;
1327     if (!MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, i)) continue;
1328     if (RegAdded.insert(i).second)
1329       LRegs.push_back(i);
1330   }
1331 }
1332
1333 /// getNodeRegMask - Returns the register mask attached to an SDNode, if any.
1334 static const uint32_t *getNodeRegMask(const SDNode *N) {
1335   for (const SDValue &Op : N->op_values())
1336     if (const auto *RegOp = dyn_cast<RegisterMaskSDNode>(Op.getNode()))
1337       return RegOp->getRegMask();
1338   return nullptr;
1339 }
1340
1341 /// DelayForLiveRegsBottomUp - Returns true if it is necessary to delay
1342 /// scheduling of the given node to satisfy live physical register dependencies.
1343 /// If the specific node is the last one that's available to schedule, do
1344 /// whatever is necessary (i.e. backtracking or cloning) to make it possible.
1345 bool ScheduleDAGRRList::
1346 DelayForLiveRegsBottomUp(SUnit *SU, SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs) {
1347   if (NumLiveRegs == 0)
1348     return false;
1349
1350   SmallSet<unsigned, 4> RegAdded;
1351   // If this node would clobber any "live" register, then it's not ready.
1352   //
1353   // If SU is the currently live definition of the same register that it uses,
1354   // then we are free to schedule it.
1355   for (SDep &Pred : SU->Preds) {
1356     if (Pred.isAssignedRegDep() && LiveRegDefs[Pred.getReg()] != SU)
1357       CheckForLiveRegDef(Pred.getSUnit(), Pred.getReg(), LiveRegDefs.get(),
1358                          RegAdded, LRegs, TRI);
1359   }
1360
1361   for (SDNode *Node = SU->getNode(); Node; Node = Node->getGluedNode()) {
1362     if (Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM ||
1363         Node->getOpcode() == ISD::INLINEASM_BR) {
1364       // Inline asm can clobber physical defs.
1365       unsigned NumOps = Node->getNumOperands();
1366       if (Node->getOperand(NumOps-1).getValueType() == MVT::Glue)
1367         --NumOps;  // Ignore the glue operand.
1368
1369       for (unsigned i = InlineAsm::Op_FirstOperand; i != NumOps;) {
1370         unsigned Flags =
1371           cast<ConstantSDNode>(Node->getOperand(i))->getZExtValue();
1372         unsigned NumVals = InlineAsm::getNumOperandRegisters(Flags);
1373
1374         ++i; // Skip the ID value.
1375         if (InlineAsm::isRegDefKind(Flags) ||
1376             InlineAsm::isRegDefEarlyClobberKind(Flags) ||
1377             InlineAsm::isClobberKind(Flags)) {
1378           // Check for def of register or earlyclobber register.
1379           for (; NumVals; --NumVals, ++i) {
1380             unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(Node->getOperand(i))->getReg();
1381             if (Register::isPhysicalRegister(Reg))
1382               CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1383           }
1384         } else
1385           i += NumVals;
1386       }
1387       continue;
1388     }
1389
1390     if (!Node->isMachineOpcode())
1391       continue;
1392     // If we're in the middle of scheduling a call, don't begin scheduling
1393     // another call. Also, don't allow any physical registers to be live across
1394     // the call.
1395     if (Node->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameDestroyOpcode()) {
1396       // Check the special calling-sequence resource.
1397       unsigned CallResource = TRI->getNumRegs();
1398       if (LiveRegDefs[CallResource]) {
1399         SDNode *Gen = LiveRegGens[CallResource]->getNode();
1400         while (SDNode *Glued = Gen->getGluedNode())
1401           Gen = Glued;
1402         if (!IsChainDependent(Gen, Node, 0, TII) &&
1403             RegAdded.insert(CallResource).second)
1404           LRegs.push_back(CallResource);
1405       }
1406     }
1407     if (const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(Node))
1408       CheckForLiveRegDefMasked(SU, RegMask,
1409                                makeArrayRef(LiveRegDefs.get(), TRI->getNumRegs()),
1410                                RegAdded, LRegs);
1411
1412     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Node->getMachineOpcode());
1413     if (MCID.hasOptionalDef()) {
1414       // Most ARM instructions have an OptionalDef for CPSR, to model the S-bit.
1415       // This operand can be either a def of CPSR, if the S bit is set; or a use
1416       // of %noreg.  When the OptionalDef is set to a valid register, we need to
1417       // handle it in the same way as an ImplicitDef.
1418       for (unsigned i = 0; i < MCID.getNumDefs(); ++i)
1419         if (MCID.OpInfo[i].isOptionalDef()) {
1420           const SDValue &OptionalDef = Node->getOperand(i - Node->getNumValues());
1421           unsigned Reg = cast<RegisterSDNode>(OptionalDef)->getReg();
1422           CheckForLiveRegDef(SU, Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1423         }
1424     }
1425     if (!MCID.ImplicitDefs)
1426       continue;
1427     for (const MCPhysReg *Reg = MCID.getImplicitDefs(); *Reg; ++Reg)
1428       CheckForLiveRegDef(SU, *Reg, LiveRegDefs.get(), RegAdded, LRegs, TRI);
1429   }
1430
1431   return !LRegs.empty();
1432 }
1433
1434 void ScheduleDAGRRList::releaseInterferences(unsigned Reg) {
1435   // Add the nodes that aren't ready back onto the available list.
1436   for (unsigned i = Interferences.size(); i > 0; --i) {
1437     SUnit *SU = Interferences[i-1];
1438     LRegsMapT::iterator LRegsPos = LRegsMap.find(SU);
1439     if (Reg) {
1440       SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsPos->second;
1441       if (!is_contained(LRegs, Reg))
1442         continue;
1443     }
1444     SU->isPending = false;
1445     // The interfering node may no longer be available due to backtracking.
1446     // Furthermore, it may have been made available again, in which case it is
1447     // now already in the AvailableQueue.
1448     if (SU->isAvailable && !SU->NodeQueueId) {
1449       LLVM_DEBUG(dbgs() << "    Repushing SU #" << SU->NodeNum << '\n');
1450       AvailableQueue->push(SU);
1451     }
1452     if (i < Interferences.size())
1453       Interferences[i-1] = Interferences.back();
1454     Interferences.pop_back();
1455     LRegsMap.erase(LRegsPos);
1456   }
1457 }
1458
1459 /// Return a node that can be scheduled in this cycle. Requirements:
1460 /// (1) Ready: latency has been satisfied
1461 /// (2) No Hazards: resources are available
1462 /// (3) No Interferences: may unschedule to break register interferences.
1463 SUnit *ScheduleDAGRRList::PickNodeToScheduleBottomUp() {
1464   SUnit *CurSU = AvailableQueue->empty() ? nullptr : AvailableQueue->pop();
1465   auto FindAvailableNode = [&]() {
1466     while (CurSU) {
1467       SmallVector<unsigned, 4> LRegs;
1468       if (!DelayForLiveRegsBottomUp(CurSU, LRegs))
1469         break;
1470       LLVM_DEBUG(dbgs() << "    Interfering reg ";
1471                  if (LRegs[0] == TRI->getNumRegs()) dbgs() << "CallResource";
1472                  else dbgs() << printReg(LRegs[0], TRI);
1473                  dbgs() << " SU #" << CurSU->NodeNum << '\n');
1474       std::pair<LRegsMapT::iterator, bool> LRegsPair =
1475         LRegsMap.insert(std::make_pair(CurSU, LRegs));
1476       if (LRegsPair.second) {
1477         CurSU->isPending = true;  // This SU is not in AvailableQueue right now.
1478         Interferences.push_back(CurSU);
1479       }
1480       else {
1481         assert(CurSU->isPending && "Interferences are pending");
1482         // Update the interference with current live regs.
1483         LRegsPair.first->second = LRegs;
1484       }
1485       CurSU = AvailableQueue->pop();
1486     }
1487   };
1488   FindAvailableNode();
1489   if (CurSU)
1490     return CurSU;
1491
1492   // We query the topological order in the loop body, so make sure outstanding
1493   // updates are applied before entering it (we only enter the loop if there
1494   // are some interferences). If we make changes to the ordering, we exit
1495   // the loop.
1496
1497   // All candidates are delayed due to live physical reg dependencies.
1498   // Try backtracking, code duplication, or inserting cross class copies
1499   // to resolve it.
1500   for (SUnit *TrySU : Interferences) {
1501     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1502
1503     // Try unscheduling up to the point where it's safe to schedule
1504     // this node.
1505     SUnit *BtSU = nullptr;
1506     unsigned LiveCycle = std::numeric_limits<unsigned>::max();
1507     for (unsigned Reg : LRegs) {
1508       if (LiveRegGens[Reg]->getHeight() < LiveCycle) {
1509         BtSU = LiveRegGens[Reg];
1510         LiveCycle = BtSU->getHeight();
1511       }
1512     }
1513     if (!WillCreateCycle(TrySU, BtSU))  {
1514       // BacktrackBottomUp mutates Interferences!
1515       BacktrackBottomUp(TrySU, BtSU);
1516
1517       // Force the current node to be scheduled before the node that
1518       // requires the physical reg dep.
1519       if (BtSU->isAvailable) {
1520         BtSU->isAvailable = false;
1521         if (!BtSU->isPending)
1522           AvailableQueue->remove(BtSU);
1523       }
1524       LLVM_DEBUG(dbgs() << "ARTIFICIAL edge from SU(" << BtSU->NodeNum
1525                         << ") to SU(" << TrySU->NodeNum << ")\n");
1526       AddPredQueued(TrySU, SDep(BtSU, SDep::Artificial));
1527
1528       // If one or more successors has been unscheduled, then the current
1529       // node is no longer available.
1530       if (!TrySU->isAvailable || !TrySU->NodeQueueId) {
1531         LLVM_DEBUG(dbgs() << "TrySU not available; choosing node from queue\n");
1532         CurSU = AvailableQueue->pop();
1533       } else {
1534         LLVM_DEBUG(dbgs() << "TrySU available\n");
1535         // Available and in AvailableQueue
1536         AvailableQueue->remove(TrySU);
1537         CurSU = TrySU;
1538       }
1539       FindAvailableNode();
1540       // Interferences has been mutated. We must break.
1541       break;
1542     }
1543   }
1544
1545   if (!CurSU) {
1546     // Can't backtrack. If it's too expensive to copy the value, then try
1547     // duplicate the nodes that produces these "too expensive to copy"
1548     // values to break the dependency. In case even that doesn't work,
1549     // insert cross class copies.
1550     // If it's not too expensive, i.e. cost != -1, issue copies.
1551     SUnit *TrySU = Interferences[0];
1552     SmallVectorImpl<unsigned> &LRegs = LRegsMap[TrySU];
1553     assert(LRegs.size() == 1 && "Can't handle this yet!");
1554     unsigned Reg = LRegs[0];
1555     SUnit *LRDef = LiveRegDefs[Reg];
1556     MVT VT = getPhysicalRegisterVT(LRDef->getNode(), Reg, TII);
1557     const TargetRegisterClass *RC =
1558       TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg, VT);
1559     const TargetRegisterClass *DestRC = TRI->getCrossCopyRegClass(RC);
1560
1561     // If cross copy register class is the same as RC, then it must be possible
1562     // copy the value directly. Do not try duplicate the def.
1563     // If cross copy register class is not the same as RC, then it's possible to
1564     // copy the value but it require cross register class copies and it is
1565     // expensive.
1566     // If cross copy register class is null, then it's not possible to copy
1567     // the value at all.
1568     SUnit *NewDef = nullptr;
1569     if (DestRC != RC) {
1570       NewDef = CopyAndMoveSuccessors(LRDef);
1571       if (!DestRC && !NewDef)
1572         report_fatal_error("Can't handle live physical register dependency!");
1573     }
1574     if (!NewDef) {
1575       // Issue copies, these can be expensive cross register class copies.
1576       SmallVector<SUnit*, 2> Copies;
1577       InsertCopiesAndMoveSuccs(LRDef, Reg, DestRC, RC, Copies);
1578       LLVM_DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << TrySU->NodeNum
1579                         << " to SU #" << Copies.front()->NodeNum << "\n");
1580       AddPredQueued(TrySU, SDep(Copies.front(), SDep::Artificial));
1581       NewDef = Copies.back();
1582     }
1583
1584     LLVM_DEBUG(dbgs() << "    Adding an edge from SU #" << NewDef->NodeNum
1585                       << " to SU #" << TrySU->NodeNum << "\n");
1586     LiveRegDefs[Reg] = NewDef;
1587     AddPredQueued(NewDef, SDep(TrySU, SDep::Artificial));
1588     TrySU->isAvailable = false;
1589     CurSU = NewDef;
1590   }
1591   assert(CurSU && "Unable to resolve live physical register dependencies!");
1592   return CurSU;
1593 }
1594
1595 /// ListScheduleBottomUp - The main loop of list scheduling for bottom-up
1596 /// schedulers.
1597 void ScheduleDAGRRList::ListScheduleBottomUp() {
1598   // Release any predecessors of the special Exit node.
1599   ReleasePredecessors(&ExitSU);
1600
1601   // Add root to Available queue.
1602   if (!SUnits.empty()) {
1603     SUnit *RootSU = &SUnits[DAG->getRoot().getNode()->getNodeId()];
1604     assert(RootSU->Succs.empty() && "Graph root shouldn't have successors!");
1605     RootSU->isAvailable = true;
1606     AvailableQueue->push(RootSU);
1607   }
1608
1609   // While Available queue is not empty, grab the node with the highest
1610   // priority. If it is not ready put it back.  Schedule the node.
1611   Sequence.reserve(SUnits.size());
1612   while (!AvailableQueue->empty() || !Interferences.empty()) {
1613     LLVM_DEBUG(dbgs() << "\nExamining Available:\n";
1614                AvailableQueue->dump(this));
1615
1616     // Pick the best node to schedule taking all constraints into
1617     // consideration.
1618     SUnit *SU = PickNodeToScheduleBottomUp();
1619
1620     AdvancePastStalls(SU);
1621
1622     ScheduleNodeBottomUp(SU);
1623
1624     while (AvailableQueue->empty() && !PendingQueue.empty()) {
1625       // Advance the cycle to free resources. Skip ahead to the next ready SU.
1626       assert(MinAvailableCycle < std::numeric_limits<unsigned>::max() &&
1627              "MinAvailableCycle uninitialized");
1628       AdvanceToCycle(std::max(CurCycle + 1, MinAvailableCycle));
1629     }
1630   }
1631
1632   // Reverse the order if it is bottom up.
1633   std::reverse(Sequence.begin(), Sequence.end());
1634
1635 #ifndef NDEBUG
1636   VerifyScheduledSequence(/*isBottomUp=*/true);
1637 #endif
1638 }
1639
1640 namespace {
1641
1642 class RegReductionPQBase;
1643
1644 struct queue_sort {
1645   bool isReady(SUnit* SU, unsigned CurCycle) const { return true; }
1646 };
1647
1648 #ifndef NDEBUG
1649 template<class SF>
1650 struct reverse_sort : public queue_sort {
1651   SF &SortFunc;
1652
1653   reverse_sort(SF &sf) : SortFunc(sf) {}
1654
1655   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const {
1656     // reverse left/right rather than simply !SortFunc(left, right)
1657     // to expose different paths in the comparison logic.
1658     return SortFunc(right, left);
1659   }
1660 };
1661 #endif // NDEBUG
1662
1663 /// bu_ls_rr_sort - Priority function for bottom up register pressure
1664 // reduction scheduler.
1665 struct bu_ls_rr_sort : public queue_sort {
1666   enum {
1667     IsBottomUp = true,
1668     HasReadyFilter = false
1669   };
1670
1671   RegReductionPQBase *SPQ;
1672
1673   bu_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1674
1675   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1676 };
1677
1678 // src_ls_rr_sort - Priority function for source order scheduler.
1679 struct src_ls_rr_sort : public queue_sort {
1680   enum {
1681     IsBottomUp = true,
1682     HasReadyFilter = false
1683   };
1684
1685   RegReductionPQBase *SPQ;
1686
1687   src_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1688
1689   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1690 };
1691
1692 // hybrid_ls_rr_sort - Priority function for hybrid scheduler.
1693 struct hybrid_ls_rr_sort : public queue_sort {
1694   enum {
1695     IsBottomUp = true,
1696     HasReadyFilter = false
1697   };
1698
1699   RegReductionPQBase *SPQ;
1700
1701   hybrid_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1702
1703   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1704
1705   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1706 };
1707
1708 // ilp_ls_rr_sort - Priority function for ILP (instruction level parallelism)
1709 // scheduler.
1710 struct ilp_ls_rr_sort : public queue_sort {
1711   enum {
1712     IsBottomUp = true,
1713     HasReadyFilter = false
1714   };
1715
1716   RegReductionPQBase *SPQ;
1717
1718   ilp_ls_rr_sort(RegReductionPQBase *spq) : SPQ(spq) {}
1719
1720   bool isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const;
1721
1722   bool operator()(SUnit* left, SUnit* right) const;
1723 };
1724
1725 class RegReductionPQBase : public SchedulingPriorityQueue {
1726 protected:
1727   std::vector<SUnit *> Queue;
1728   unsigned CurQueueId = 0;
1729   bool TracksRegPressure;
1730   bool SrcOrder;
1731
1732   // SUnits - The SUnits for the current graph.
1733   std::vector<SUnit> *SUnits;
1734
1735   MachineFunction &MF;
1736   const TargetInstrInfo *TII;
1737   const TargetRegisterInfo *TRI;
1738   const TargetLowering *TLI;
1739   ScheduleDAGRRList *scheduleDAG = nullptr;
1740
1741   // SethiUllmanNumbers - The SethiUllman number for each node.
1742   std::vector<unsigned> SethiUllmanNumbers;
1743
1744   /// RegPressure - Tracking current reg pressure per register class.
1745   std::vector<unsigned> RegPressure;
1746
1747   /// RegLimit - Tracking the number of allocatable registers per register
1748   /// class.
1749   std::vector<unsigned> RegLimit;
1750
1751 public:
1752   RegReductionPQBase(MachineFunction &mf,
1753                      bool hasReadyFilter,
1754                      bool tracksrp,
1755                      bool srcorder,
1756                      const TargetInstrInfo *tii,
1757                      const TargetRegisterInfo *tri,
1758                      const TargetLowering *tli)
1759     : SchedulingPriorityQueue(hasReadyFilter), TracksRegPressure(tracksrp),
1760       SrcOrder(srcorder), MF(mf), TII(tii), TRI(tri), TLI(tli) {
1761     if (TracksRegPressure) {
1762       unsigned NumRC = TRI->getNumRegClasses();
1763       RegLimit.resize(NumRC);
1764       RegPressure.resize(NumRC);
1765       std::fill(RegLimit.begin(), RegLimit.end(), 0);
1766       std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1767       for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses())
1768         RegLimit[RC->getID()] = tri->getRegPressureLimit(RC, MF);
1769     }
1770   }
1771
1772   void setScheduleDAG(ScheduleDAGRRList *scheduleDag) {
1773     scheduleDAG = scheduleDag;
1774   }
1775
1776   ScheduleHazardRecognizer* getHazardRec() {
1777     return scheduleDAG->getHazardRec();
1778   }
1779
1780   void initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) override;
1781
1782   void addNode(const SUnit *SU) override;
1783
1784   void updateNode(const SUnit *SU) override;
1785
1786   void releaseState() override {
1787     SUnits = nullptr;
1788     SethiUllmanNumbers.clear();
1789     std::fill(RegPressure.begin(), RegPressure.end(), 0);
1790   }
1791
1792   unsigned getNodePriority(const SUnit *SU) const;
1793
1794   unsigned getNodeOrdering(const SUnit *SU) const {
1795     if (!SU->getNode()) return 0;
1796
1797     return SU->getNode()->getIROrder();
1798   }
1799
1800   bool empty() const override { return Queue.empty(); }
1801
1802   void push(SUnit *U) override {
1803     assert(!U->NodeQueueId && "Node in the queue already");
1804     U->NodeQueueId = ++CurQueueId;
1805     Queue.push_back(U);
1806   }
1807
1808   void remove(SUnit *SU) override {
1809     assert(!Queue.empty() && "Queue is empty!");
1810     assert(SU->NodeQueueId != 0 && "Not in queue!");
1811     std::vector<SUnit *>::iterator I = llvm::find(Queue, SU);
1812     if (I != std::prev(Queue.end()))
1813       std::swap(*I, Queue.back());
1814     Queue.pop_back();
1815     SU->NodeQueueId = 0;
1816   }
1817
1818   bool tracksRegPressure() const override { return TracksRegPressure; }
1819
1820   void dumpRegPressure() const;
1821
1822   bool HighRegPressure(const SUnit *SU) const;
1823
1824   bool MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const;
1825
1826   int RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const;
1827
1828   void scheduledNode(SUnit *SU) override;
1829
1830   void unscheduledNode(SUnit *SU) override;
1831
1832 protected:
1833   bool canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op);
1834   void AddPseudoTwoAddrDeps();
1835   void PrescheduleNodesWithMultipleUses();
1836   void CalculateSethiUllmanNumbers();
1837 };
1838
1839 template<class SF>
1840 static SUnit *popFromQueueImpl(std::vector<SUnit *> &Q, SF &Picker) {
1841   std::vector<SUnit *>::iterator Best = Q.begin();
1842   for (auto I = std::next(Q.begin()), E = Q.end(); I != E; ++I)
1843     if (Picker(*Best, *I))
1844       Best = I;
1845   SUnit *V = *Best;
1846   if (Best != std::prev(Q.end()))
1847     std::swap(*Best, Q.back());
1848   Q.pop_back();
1849   return V;
1850 }
1851
1852 template<class SF>
1853 SUnit *popFromQueue(std::vector<SUnit *> &Q, SF &Picker, ScheduleDAG *DAG) {
1854 #ifndef NDEBUG
1855   if (DAG->StressSched) {
1856     reverse_sort<SF> RPicker(Picker);
1857     return popFromQueueImpl(Q, RPicker);
1858   }
1859 #endif
1860   (void)DAG;
1861   return popFromQueueImpl(Q, Picker);
1862 }
1863
1864 //===----------------------------------------------------------------------===//
1865 //                RegReductionPriorityQueue Definition
1866 //===----------------------------------------------------------------------===//
1867 //
1868 // This is a SchedulingPriorityQueue that schedules using Sethi Ullman numbers
1869 // to reduce register pressure.
1870 //
1871 template<class SF>
1872 class RegReductionPriorityQueue : public RegReductionPQBase {
1873   SF Picker;
1874
1875 public:
1876   RegReductionPriorityQueue(MachineFunction &mf,
1877                             bool tracksrp,
1878                             bool srcorder,
1879                             const TargetInstrInfo *tii,
1880                             const TargetRegisterInfo *tri,
1881                             const TargetLowering *tli)
1882     : RegReductionPQBase(mf, SF::HasReadyFilter, tracksrp, srcorder,
1883                          tii, tri, tli),
1884       Picker(this) {}
1885
1886   bool isBottomUp() const override { return SF::IsBottomUp; }
1887
1888   bool isReady(SUnit *U) const override {
1889     return Picker.HasReadyFilter && Picker.isReady(U, getCurCycle());
1890   }
1891
1892   SUnit *pop() override {
1893     if (Queue.empty()) return nullptr;
1894
1895     SUnit *V = popFromQueue(Queue, Picker, scheduleDAG);
1896     V->NodeQueueId = 0;
1897     return V;
1898   }
1899
1900 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
1901   LLVM_DUMP_METHOD void dump(ScheduleDAG *DAG) const override {
1902     // Emulate pop() without clobbering NodeQueueIds.
1903     std::vector<SUnit *> DumpQueue = Queue;
1904     SF DumpPicker = Picker;
1905     while (!DumpQueue.empty()) {
1906       SUnit *SU = popFromQueue(DumpQueue, DumpPicker, scheduleDAG);
1907       dbgs() << "Height " << SU->getHeight() << ": ";
1908       DAG->dumpNode(*SU);
1909     }
1910   }
1911 #endif
1912 };
1913
1914 using BURegReductionPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<bu_ls_rr_sort>;
1915 using SrcRegReductionPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<src_ls_rr_sort>;
1916 using HybridBURRPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<hybrid_ls_rr_sort>;
1917 using ILPBURRPriorityQueue = RegReductionPriorityQueue<ilp_ls_rr_sort>;
1918
1919 } // end anonymous namespace
1920
1921 //===----------------------------------------------------------------------===//
1922 //           Static Node Priority for Register Pressure Reduction
1923 //===----------------------------------------------------------------------===//
1924
1925 // Check for special nodes that bypass scheduling heuristics.
1926 // Currently this pushes TokenFactor nodes down, but may be used for other
1927 // pseudo-ops as well.
1928 //
1929 // Return -1 to schedule right above left, 1 for left above right.
1930 // Return 0 if no bias exists.
1931 static int checkSpecialNodes(const SUnit *left, const SUnit *right) {
1932   bool LSchedLow = left->isScheduleLow;
1933   bool RSchedLow = right->isScheduleLow;
1934   if (LSchedLow != RSchedLow)
1935     return LSchedLow < RSchedLow ? 1 : -1;
1936   return 0;
1937 }
1938
1939 /// CalcNodeSethiUllmanNumber - Compute Sethi Ullman number.
1940 /// Smaller number is the higher priority.
1941 static unsigned
1942 CalcNodeSethiUllmanNumber(const SUnit *SU, std::vector<unsigned> &SUNumbers) {
1943   if (SUNumbers[SU->NodeNum] != 0)
1944     return SUNumbers[SU->NodeNum];
1945
1946   // Use WorkList to avoid stack overflow on excessively large IRs.
1947   struct WorkState {
1948     WorkState(const SUnit *SU) : SU(SU) {}
1949     const SUnit *SU;
1950     unsigned PredsProcessed = 0;
1951   };
1952
1953   SmallVector<WorkState, 16> WorkList;
1954   WorkList.push_back(SU);
1955   while (!WorkList.empty()) {
1956     auto &Temp = WorkList.back();
1957     auto *TempSU = Temp.SU;
1958     bool AllPredsKnown = true;
1959     // Try to find a non-evaluated pred and push it into the processing stack.
1960     for (unsigned P = Temp.PredsProcessed; P < TempSU->Preds.size(); ++P) {
1961       auto &Pred = TempSU->Preds[P];
1962       if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1963       SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1964       if (SUNumbers[PredSU->NodeNum] == 0) {
1965 #ifndef NDEBUG
1966         // In debug mode, check that we don't have such element in the stack.
1967         for (auto It : WorkList)
1968           assert(It.SU != PredSU && "Trying to push an element twice?");
1969 #endif
1970         // Next time start processing this one starting from the next pred.
1971         Temp.PredsProcessed = P + 1;
1972         WorkList.push_back(PredSU);
1973         AllPredsKnown = false;
1974         break;
1975       }
1976     }
1977
1978     if (!AllPredsKnown)
1979       continue;
1980
1981     // Once all preds are known, we can calculate the answer for this one.
1982     unsigned SethiUllmanNumber = 0;
1983     unsigned Extra = 0;
1984     for (const SDep &Pred : TempSU->Preds) {
1985       if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
1986       SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
1987       unsigned PredSethiUllman = SUNumbers[PredSU->NodeNum];
1988       assert(PredSethiUllman > 0 && "We should have evaluated this pred!");
1989       if (PredSethiUllman > SethiUllmanNumber) {
1990         SethiUllmanNumber = PredSethiUllman;
1991         Extra = 0;
1992       } else if (PredSethiUllman == SethiUllmanNumber)
1993         ++Extra;
1994     }
1995
1996     SethiUllmanNumber += Extra;
1997     if (SethiUllmanNumber == 0)
1998       SethiUllmanNumber = 1;
1999     SUNumbers[TempSU->NodeNum] = SethiUllmanNumber;
2000     WorkList.pop_back();
2001   }
2002
2003   assert(SUNumbers[SU->NodeNum] > 0 && "SethiUllman should never be zero!");
2004   return SUNumbers[SU->NodeNum];
2005 }
2006
2007 /// CalculateSethiUllmanNumbers - Calculate Sethi-Ullman numbers of all
2008 /// scheduling units.
2009 void RegReductionPQBase::CalculateSethiUllmanNumbers() {
2010   SethiUllmanNumbers.assign(SUnits->size(), 0);
2011
2012   for (const SUnit &SU : *SUnits)
2013     CalcNodeSethiUllmanNumber(&SU, SethiUllmanNumbers);
2014 }
2015
2016 void RegReductionPQBase::addNode(const SUnit *SU) {
2017   unsigned SUSize = SethiUllmanNumbers.size();
2018   if (SUnits->size() > SUSize)
2019     SethiUllmanNumbers.resize(SUSize*2, 0);
2020   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
2021 }
2022
2023 void RegReductionPQBase::updateNode(const SUnit *SU) {
2024   SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum] = 0;
2025   CalcNodeSethiUllmanNumber(SU, SethiUllmanNumbers);
2026 }
2027
2028 // Lower priority means schedule further down. For bottom-up scheduling, lower
2029 // priority SUs are scheduled before higher priority SUs.
2030 unsigned RegReductionPQBase::getNodePriority(const SUnit *SU) const {
2031   assert(SU->NodeNum < SethiUllmanNumbers.size());
2032   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2033   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2034     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2035     // avoid spilling.
2036     return 0;
2037   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2038       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2039       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2040     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2041     // close to their uses to facilitate coalescing.
2042     return 0;
2043   if (SU->NumSuccs == 0 && SU->NumPreds != 0)
2044     // If SU does not have a register use, i.e. it doesn't produce a value
2045     // that would be consumed (e.g. store), then it terminates a chain of
2046     // computation.  Give it a large SethiUllman number so it will be
2047     // scheduled right before its predecessors that it doesn't lengthen
2048     // their live ranges.
2049     return 0xffff;
2050   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2051     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2052     // because it does not lengthen any live ranges.
2053     return 0;
2054 #if 1
2055   return SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
2056 #else
2057   unsigned Priority = SethiUllmanNumbers[SU->NodeNum];
2058   if (SU->isCallOp) {
2059     // FIXME: This assumes all of the defs are used as call operands.
2060     int NP = (int)Priority - SU->getNode()->getNumValues();
2061     return (NP > 0) ? NP : 0;
2062   }
2063   return Priority;
2064 #endif
2065 }
2066
2067 //===----------------------------------------------------------------------===//
2068 //                     Register Pressure Tracking
2069 //===----------------------------------------------------------------------===//
2070
2071 #if !defined(NDEBUG) || defined(LLVM_ENABLE_DUMP)
2072 LLVM_DUMP_METHOD void RegReductionPQBase::dumpRegPressure() const {
2073   for (const TargetRegisterClass *RC : TRI->regclasses()) {
2074     unsigned Id = RC->getID();
2075     unsigned RP = RegPressure[Id];
2076     if (!RP) continue;
2077     LLVM_DEBUG(dbgs() << TRI->getRegClassName(RC) << ": " << RP << " / "
2078                       << RegLimit[Id] << '\n');
2079   }
2080 }
2081 #endif
2082
2083 bool RegReductionPQBase::HighRegPressure(const SUnit *SU) const {
2084   if (!TLI)
2085     return false;
2086
2087   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2088     if (Pred.isCtrl())
2089       continue;
2090     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2091     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2092     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2093     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2094       continue;
2095     }
2096     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2097          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2098       unsigned RCId, Cost;
2099       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2100
2101       if ((RegPressure[RCId] + Cost) >= RegLimit[RCId])
2102         return true;
2103     }
2104   }
2105   return false;
2106 }
2107
2108 bool RegReductionPQBase::MayReduceRegPressure(SUnit *SU) const {
2109   const SDNode *N = SU->getNode();
2110
2111   if (!N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2112     return false;
2113
2114   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2115   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2116     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2117     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2118       continue;
2119     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2120     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2121       return true;
2122   }
2123   return false;
2124 }
2125
2126 // Compute the register pressure contribution by this instruction by count up
2127 // for uses that are not live and down for defs. Only count register classes
2128 // that are already under high pressure. As a side effect, compute the number of
2129 // uses of registers that are already live.
2130 //
2131 // FIXME: This encompasses the logic in HighRegPressure and MayReduceRegPressure
2132 // so could probably be factored.
2133 int RegReductionPQBase::RegPressureDiff(SUnit *SU, unsigned &LiveUses) const {
2134   LiveUses = 0;
2135   int PDiff = 0;
2136   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2137     if (Pred.isCtrl())
2138       continue;
2139     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2140     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2141     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2142     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2143       if (PredSU->getNode()->isMachineOpcode())
2144         ++LiveUses;
2145       continue;
2146     }
2147     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2148          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance()) {
2149       MVT VT = RegDefPos.GetValue();
2150       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2151       if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2152         ++PDiff;
2153     }
2154   }
2155   const SDNode *N = SU->getNode();
2156
2157   if (!N || !N->isMachineOpcode() || !SU->NumSuccs)
2158     return PDiff;
2159
2160   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2161   for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2162     MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2163     if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2164       continue;
2165     unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2166     if (RegPressure[RCId] >= RegLimit[RCId])
2167       --PDiff;
2168   }
2169   return PDiff;
2170 }
2171
2172 void RegReductionPQBase::scheduledNode(SUnit *SU) {
2173   if (!TracksRegPressure)
2174     return;
2175
2176   if (!SU->getNode())
2177     return;
2178
2179   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2180     if (Pred.isCtrl())
2181       continue;
2182     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2183     // NumRegDefsLeft is zero when enough uses of this node have been scheduled
2184     // to cover the number of registers defined (they are all live).
2185     if (PredSU->NumRegDefsLeft == 0) {
2186       continue;
2187     }
2188     // FIXME: The ScheduleDAG currently loses information about which of a
2189     // node's values is consumed by each dependence. Consequently, if the node
2190     // defines multiple register classes, we don't know which to pressurize
2191     // here. Instead the following loop consumes the register defs in an
2192     // arbitrary order. At least it handles the common case of clustered loads
2193     // to the same class. For precise liveness, each SDep needs to indicate the
2194     // result number. But that tightly couples the ScheduleDAG with the
2195     // SelectionDAG making updates tricky. A simpler hack would be to attach a
2196     // value type or register class to SDep.
2197     //
2198     // The most important aspect of register tracking is balancing the increase
2199     // here with the reduction further below. Note that this SU may use multiple
2200     // defs in PredSU. The can't be determined here, but we've already
2201     // compensated by reducing NumRegDefsLeft in PredSU during
2202     // ScheduleDAGSDNodes::AddSchedEdges.
2203     --PredSU->NumRegDefsLeft;
2204     unsigned SkipRegDefs = PredSU->NumRegDefsLeft;
2205     for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(PredSU, scheduleDAG);
2206          RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2207       if (SkipRegDefs)
2208         continue;
2209
2210       unsigned RCId, Cost;
2211       GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2212       RegPressure[RCId] += Cost;
2213       break;
2214     }
2215   }
2216
2217   // We should have this assert, but there may be dead SDNodes that never
2218   // materialize as SUnits, so they don't appear to generate liveness.
2219   //assert(SU->NumRegDefsLeft == 0 && "not all regdefs have scheduled uses");
2220   int SkipRegDefs = (int)SU->NumRegDefsLeft;
2221   for (ScheduleDAGSDNodes::RegDefIter RegDefPos(SU, scheduleDAG);
2222        RegDefPos.IsValid(); RegDefPos.Advance(), --SkipRegDefs) {
2223     if (SkipRegDefs > 0)
2224       continue;
2225     unsigned RCId, Cost;
2226     GetCostForDef(RegDefPos, TLI, TII, TRI, RCId, Cost, MF);
2227     if (RegPressure[RCId] < Cost) {
2228       // Register pressure tracking is imprecise. This can happen. But we try
2229       // hard not to let it happen because it likely results in poor scheduling.
2230       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  SU(" << SU->NodeNum
2231                         << ") has too many regdefs\n");
2232       RegPressure[RCId] = 0;
2233     }
2234     else {
2235       RegPressure[RCId] -= Cost;
2236     }
2237   }
2238   LLVM_DEBUG(dumpRegPressure());
2239 }
2240
2241 void RegReductionPQBase::unscheduledNode(SUnit *SU) {
2242   if (!TracksRegPressure)
2243     return;
2244
2245   const SDNode *N = SU->getNode();
2246   if (!N) return;
2247
2248   if (!N->isMachineOpcode()) {
2249     if (N->getOpcode() != ISD::CopyToReg)
2250       return;
2251   } else {
2252     unsigned Opc = N->getMachineOpcode();
2253     if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2254         Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2255         Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2256         Opc == TargetOpcode::REG_SEQUENCE ||
2257         Opc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2258       return;
2259   }
2260
2261   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2262     if (Pred.isCtrl())
2263       continue;
2264     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2265     // NumSuccsLeft counts all deps. Don't compare it with NumSuccs which only
2266     // counts data deps.
2267     if (PredSU->NumSuccsLeft != PredSU->Succs.size())
2268       continue;
2269     const SDNode *PN = PredSU->getNode();
2270     if (!PN->isMachineOpcode()) {
2271       if (PN->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2272         MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2273         unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2274         RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2275       }
2276       continue;
2277     }
2278     unsigned POpc = PN->getMachineOpcode();
2279     if (POpc == TargetOpcode::IMPLICIT_DEF)
2280       continue;
2281     if (POpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2282         POpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
2283         POpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG) {
2284       MVT VT = PN->getSimpleValueType(0);
2285       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2286       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2287       continue;
2288     }
2289     unsigned NumDefs = TII->get(PN->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2290     for (unsigned i = 0; i != NumDefs; ++i) {
2291       MVT VT = PN->getSimpleValueType(i);
2292       if (!PN->hasAnyUseOfValue(i))
2293         continue;
2294       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2295       if (RegPressure[RCId] < TLI->getRepRegClassCostFor(VT))
2296         // Register pressure tracking is imprecise. This can happen.
2297         RegPressure[RCId] = 0;
2298       else
2299         RegPressure[RCId] -= TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2300     }
2301   }
2302
2303   // Check for isMachineOpcode() as PrescheduleNodesWithMultipleUses()
2304   // may transfer data dependencies to CopyToReg.
2305   if (SU->NumSuccs && N->isMachineOpcode()) {
2306     unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2307     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2308       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2309       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2310         continue;
2311       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2312         continue;
2313       unsigned RCId = TLI->getRepRegClassFor(VT)->getID();
2314       RegPressure[RCId] += TLI->getRepRegClassCostFor(VT);
2315     }
2316   }
2317
2318   LLVM_DEBUG(dumpRegPressure());
2319 }
2320
2321 //===----------------------------------------------------------------------===//
2322 //           Dynamic Node Priority for Register Pressure Reduction
2323 //===----------------------------------------------------------------------===//
2324
2325 /// closestSucc - Returns the scheduled cycle of the successor which is
2326 /// closest to the current cycle.
2327 static unsigned closestSucc(const SUnit *SU) {
2328   unsigned MaxHeight = 0;
2329   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2330     if (Succ.isCtrl()) continue;  // ignore chain succs
2331     unsigned Height = Succ.getSUnit()->getHeight();
2332     // If there are bunch of CopyToRegs stacked up, they should be considered
2333     // to be at the same position.
2334     if (Succ.getSUnit()->getNode() &&
2335         Succ.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg)
2336       Height = closestSucc(Succ.getSUnit())+1;
2337     if (Height > MaxHeight)
2338       MaxHeight = Height;
2339   }
2340   return MaxHeight;
2341 }
2342
2343 /// calcMaxScratches - Returns an cost estimate of the worse case requirement
2344 /// for scratch registers, i.e. number of data dependencies.
2345 static unsigned calcMaxScratches(const SUnit *SU) {
2346   unsigned Scratches = 0;
2347   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2348     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2349     Scratches++;
2350   }
2351   return Scratches;
2352 }
2353
2354 /// hasOnlyLiveInOpers - Return true if SU has only value predecessors that are
2355 /// CopyFromReg from a virtual register.
2356 static bool hasOnlyLiveInOpers(const SUnit *SU) {
2357   bool RetVal = false;
2358   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2359     if (Pred.isCtrl()) continue;
2360     const SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2361     if (PredSU->getNode() &&
2362         PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2363       unsigned Reg =
2364         cast<RegisterSDNode>(PredSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2365       if (Register::isVirtualRegister(Reg)) {
2366         RetVal = true;
2367         continue;
2368       }
2369     }
2370     return false;
2371   }
2372   return RetVal;
2373 }
2374
2375 /// hasOnlyLiveOutUses - Return true if SU has only value successors that are
2376 /// CopyToReg to a virtual register. This SU def is probably a liveout and
2377 /// it has no other use. It should be scheduled closer to the terminator.
2378 static bool hasOnlyLiveOutUses(const SUnit *SU) {
2379   bool RetVal = false;
2380   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2381     if (Succ.isCtrl()) continue;
2382     const SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2383     if (SuccSU->getNode() && SuccSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyToReg) {
2384       unsigned Reg =
2385         cast<RegisterSDNode>(SuccSU->getNode()->getOperand(1))->getReg();
2386       if (Register::isVirtualRegister(Reg)) {
2387         RetVal = true;
2388         continue;
2389       }
2390     }
2391     return false;
2392   }
2393   return RetVal;
2394 }
2395
2396 // Set isVRegCycle for a node with only live in opers and live out uses. Also
2397 // set isVRegCycle for its CopyFromReg operands.
2398 //
2399 // This is only relevant for single-block loops, in which case the VRegCycle
2400 // node is likely an induction variable in which the operand and target virtual
2401 // registers should be coalesced (e.g. pre/post increment values). Setting the
2402 // isVRegCycle flag helps the scheduler prioritize other uses of the same
2403 // CopyFromReg so that this node becomes the virtual register "kill". This
2404 // avoids interference between the values live in and out of the block and
2405 // eliminates a copy inside the loop.
2406 static void initVRegCycle(SUnit *SU) {
2407   if (DisableSchedVRegCycle)
2408     return;
2409
2410   if (!hasOnlyLiveInOpers(SU) || !hasOnlyLiveOutUses(SU))
2411     return;
2412
2413   LLVM_DEBUG(dbgs() << "VRegCycle: SU(" << SU->NodeNum << ")\n");
2414
2415   SU->isVRegCycle = true;
2416
2417   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2418     if (Pred.isCtrl()) continue;
2419     Pred.getSUnit()->isVRegCycle = true;
2420   }
2421 }
2422
2423 // After scheduling the definition of a VRegCycle, clear the isVRegCycle flag of
2424 // CopyFromReg operands. We should no longer penalize other uses of this VReg.
2425 static void resetVRegCycle(SUnit *SU) {
2426   if (!SU->isVRegCycle)
2427     return;
2428
2429   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2430     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2431     SUnit *PredSU = Pred.getSUnit();
2432     if (PredSU->isVRegCycle) {
2433       assert(PredSU->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
2434              "VRegCycle def must be CopyFromReg");
2435       Pred.getSUnit()->isVRegCycle = false;
2436     }
2437   }
2438 }
2439
2440 // Return true if this SUnit uses a CopyFromReg node marked as a VRegCycle. This
2441 // means a node that defines the VRegCycle has not been scheduled yet.
2442 static bool hasVRegCycleUse(const SUnit *SU) {
2443   // If this SU also defines the VReg, don't hoist it as a "use".
2444   if (SU->isVRegCycle)
2445     return false;
2446
2447   for (const SDep &Pred : SU->Preds) {
2448     if (Pred.isCtrl()) continue;  // ignore chain preds
2449     if (Pred.getSUnit()->isVRegCycle &&
2450         Pred.getSUnit()->getNode()->getOpcode() == ISD::CopyFromReg) {
2451       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  VReg cycle use: SU (" << SU->NodeNum << ")\n");
2452       return true;
2453     }
2454   }
2455   return false;
2456 }
2457
2458 // Check for either a dependence (latency) or resource (hazard) stall.
2459 //
2460 // Note: The ScheduleHazardRecognizer interface requires a non-const SU.
2461 static bool BUHasStall(SUnit *SU, int Height, RegReductionPQBase *SPQ) {
2462   if ((int)SPQ->getCurCycle() < Height) return true;
2463   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2464       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2465     return true;
2466   return false;
2467 }
2468
2469 // Return -1 if left has higher priority, 1 if right has higher priority.
2470 // Return 0 if latency-based priority is equivalent.
2471 static int BUCompareLatency(SUnit *left, SUnit *right, bool checkPref,
2472                             RegReductionPQBase *SPQ) {
2473   // Scheduling an instruction that uses a VReg whose postincrement has not yet
2474   // been scheduled will induce a copy. Model this as an extra cycle of latency.
2475   int LPenalty = hasVRegCycleUse(left) ? 1 : 0;
2476   int RPenalty = hasVRegCycleUse(right) ? 1 : 0;
2477   int LHeight = (int)left->getHeight() + LPenalty;
2478   int RHeight = (int)right->getHeight() + RPenalty;
2479
2480   bool LStall = (!checkPref || left->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2481     BUHasStall(left, LHeight, SPQ);
2482   bool RStall = (!checkPref || right->SchedulingPref == Sched::ILP) &&
2483     BUHasStall(right, RHeight, SPQ);
2484
2485   // If scheduling one of the node will cause a pipeline stall, delay it.
2486   // If scheduling either one of the node will cause a pipeline stall, sort
2487   // them according to their height.
2488   if (LStall) {
2489     if (!RStall)
2490       return 1;
2491     if (LHeight != RHeight)
2492       return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2493   } else if (RStall)
2494     return -1;
2495
2496   // If either node is scheduling for latency, sort them by height/depth
2497   // and latency.
2498   if (!checkPref || (left->SchedulingPref == Sched::ILP ||
2499                      right->SchedulingPref == Sched::ILP)) {
2500     // If neither instruction stalls (!LStall && !RStall) and HazardRecognizer
2501     // is enabled, grouping instructions by cycle, then its height is already
2502     // covered so only its depth matters. We also reach this point if both stall
2503     // but have the same height.
2504     if (!SPQ->getHazardRec()->isEnabled()) {
2505       if (LHeight != RHeight)
2506         return LHeight > RHeight ? 1 : -1;
2507     }
2508     int LDepth = left->getDepth() - LPenalty;
2509     int RDepth = right->getDepth() - RPenalty;
2510     if (LDepth != RDepth) {
2511       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  Comparing latency of SU (" << left->NodeNum
2512                         << ") depth " << LDepth << " vs SU (" << right->NodeNum
2513                         << ") depth " << RDepth << "\n");
2514       return LDepth < RDepth ? 1 : -1;
2515     }
2516     if (left->Latency != right->Latency)
2517       return left->Latency > right->Latency ? 1 : -1;
2518   }
2519   return 0;
2520 }
2521
2522 static bool BURRSort(SUnit *left, SUnit *right, RegReductionPQBase *SPQ) {
2523   // Schedule physical register definitions close to their use. This is
2524   // motivated by microarchitectures that can fuse cmp+jump macro-ops. But as
2525   // long as shortening physreg live ranges is generally good, we can defer
2526   // creating a subtarget hook.
2527   if (!DisableSchedPhysRegJoin) {
2528     bool LHasPhysReg = left->hasPhysRegDefs;
2529     bool RHasPhysReg = right->hasPhysRegDefs;
2530     if (LHasPhysReg != RHasPhysReg) {
2531       #ifndef NDEBUG
2532       static const char *const PhysRegMsg[] = { " has no physreg",
2533                                                 " defines a physreg" };
2534       #endif
2535       LLVM_DEBUG(dbgs() << "  SU (" << left->NodeNum << ") "
2536                         << PhysRegMsg[LHasPhysReg] << " SU(" << right->NodeNum
2537                         << ") " << PhysRegMsg[RHasPhysReg] << "\n");
2538       return LHasPhysReg < RHasPhysReg;
2539     }
2540   }
2541
2542   // Prioritize by Sethi-Ulmann number and push CopyToReg nodes down.
2543   unsigned LPriority = SPQ->getNodePriority(left);
2544   unsigned RPriority = SPQ->getNodePriority(right);
2545
2546   // Be really careful about hoisting call operands above previous calls.
2547   // Only allows it if it would reduce register pressure.
2548   if (left->isCall && right->isCallOp) {
2549     unsigned RNumVals = right->getNode()->getNumValues();
2550     RPriority = (RPriority > RNumVals) ? (RPriority - RNumVals) : 0;
2551   }
2552   if (right->isCall && left->isCallOp) {
2553     unsigned LNumVals = left->getNode()->getNumValues();
2554     LPriority = (LPriority > LNumVals) ? (LPriority - LNumVals) : 0;
2555   }
2556
2557   if (LPriority != RPriority)
2558     return LPriority > RPriority;
2559
2560   // One or both of the nodes are calls and their sethi-ullman numbers are the
2561   // same, then keep source order.
2562   if (left->isCall || right->isCall) {
2563     unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2564     unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2565
2566     // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2567     // the preference.
2568     if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2569       return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2570   }
2571
2572   // Try schedule def + use closer when Sethi-Ullman numbers are the same.
2573   // e.g.
2574   // t1 = op t2, c1
2575   // t3 = op t4, c2
2576   //
2577   // and the following instructions are both ready.
2578   // t2 = op c3
2579   // t4 = op c4
2580   //
2581   // Then schedule t2 = op first.
2582   // i.e.
2583   // t4 = op c4
2584   // t2 = op c3
2585   // t1 = op t2, c1
2586   // t3 = op t4, c2
2587   //
2588   // This creates more short live intervals.
2589   unsigned LDist = closestSucc(left);
2590   unsigned RDist = closestSucc(right);
2591   if (LDist != RDist)
2592     return LDist < RDist;
2593
2594   // How many registers becomes live when the node is scheduled.
2595   unsigned LScratch = calcMaxScratches(left);
2596   unsigned RScratch = calcMaxScratches(right);
2597   if (LScratch != RScratch)
2598     return LScratch > RScratch;
2599
2600   // Comparing latency against a call makes little sense unless the node
2601   // is register pressure-neutral.
2602   if ((left->isCall && RPriority > 0) || (right->isCall && LPriority > 0))
2603     return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2604
2605   // Do not compare latencies when one or both of the nodes are calls.
2606   if (!DisableSchedCycles &&
2607       !(left->isCall || right->isCall)) {
2608     int result = BUCompareLatency(left, right, false /*checkPref*/, SPQ);
2609     if (result != 0)
2610       return result > 0;
2611   }
2612   else {
2613     if (left->getHeight() != right->getHeight())
2614       return left->getHeight() > right->getHeight();
2615
2616     if (left->getDepth() != right->getDepth())
2617       return left->getDepth() < right->getDepth();
2618   }
2619
2620   assert(left->NodeQueueId && right->NodeQueueId &&
2621          "NodeQueueId cannot be zero");
2622   return (left->NodeQueueId > right->NodeQueueId);
2623 }
2624
2625 // Bottom up
2626 bool bu_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2627   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2628     return res > 0;
2629
2630   return BURRSort(left, right, SPQ);
2631 }
2632
2633 // Source order, otherwise bottom up.
2634 bool src_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2635   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2636     return res > 0;
2637
2638   unsigned LOrder = SPQ->getNodeOrdering(left);
2639   unsigned ROrder = SPQ->getNodeOrdering(right);
2640
2641   // Prefer an ordering where the lower the non-zero order number, the higher
2642   // the preference.
2643   if ((LOrder || ROrder) && LOrder != ROrder)
2644     return LOrder != 0 && (LOrder < ROrder || ROrder == 0);
2645
2646   return BURRSort(left, right, SPQ);
2647 }
2648
2649 // If the time between now and when the instruction will be ready can cover
2650 // the spill code, then avoid adding it to the ready queue. This gives long
2651 // stalls highest priority and allows hoisting across calls. It should also
2652 // speed up processing the available queue.
2653 bool hybrid_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2654   static const unsigned ReadyDelay = 3;
2655
2656   if (SPQ->MayReduceRegPressure(SU)) return true;
2657
2658   if (SU->getHeight() > (CurCycle + ReadyDelay)) return false;
2659
2660   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, -ReadyDelay)
2661       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2662     return false;
2663
2664   return true;
2665 }
2666
2667 // Return true if right should be scheduled with higher priority than left.
2668 bool hybrid_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2669   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2670     return res > 0;
2671
2672   if (left->isCall || right->isCall)
2673     // No way to compute latency of calls.
2674     return BURRSort(left, right, SPQ);
2675
2676   bool LHigh = SPQ->HighRegPressure(left);
2677   bool RHigh = SPQ->HighRegPressure(right);
2678   // Avoid causing spills. If register pressure is high, schedule for
2679   // register pressure reduction.
2680   if (LHigh && !RHigh) {
2681     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << left->NodeNum << ") > SU("
2682                       << right->NodeNum << ")\n");
2683     return true;
2684   }
2685   else if (!LHigh && RHigh) {
2686     LLVM_DEBUG(dbgs() << "  pressure SU(" << right->NodeNum << ") > SU("
2687                       << left->NodeNum << ")\n");
2688     return false;
2689   }
2690   if (!LHigh && !RHigh) {
2691     int result = BUCompareLatency(left, right, true /*checkPref*/, SPQ);
2692     if (result != 0)
2693       return result > 0;
2694   }
2695   return BURRSort(left, right, SPQ);
2696 }
2697
2698 // Schedule as many instructions in each cycle as possible. So don't make an
2699 // instruction available unless it is ready in the current cycle.
2700 bool ilp_ls_rr_sort::isReady(SUnit *SU, unsigned CurCycle) const {
2701   if (SU->getHeight() > CurCycle) return false;
2702
2703   if (SPQ->getHazardRec()->getHazardType(SU, 0)
2704       != ScheduleHazardRecognizer::NoHazard)
2705     return false;
2706
2707   return true;
2708 }
2709
2710 static bool canEnableCoalescing(SUnit *SU) {
2711   unsigned Opc = SU->getNode() ? SU->getNode()->getOpcode() : 0;
2712   if (Opc == ISD::TokenFactor || Opc == ISD::CopyToReg)
2713     // CopyToReg should be close to its uses to facilitate coalescing and
2714     // avoid spilling.
2715     return true;
2716
2717   if (Opc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
2718       Opc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG ||
2719       Opc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG)
2720     // EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG nodes should be
2721     // close to their uses to facilitate coalescing.
2722     return true;
2723
2724   if (SU->NumPreds == 0 && SU->NumSuccs != 0)
2725     // If SU does not have a register def, schedule it close to its uses
2726     // because it does not lengthen any live ranges.
2727     return true;
2728
2729   return false;
2730 }
2731
2732 // list-ilp is currently an experimental scheduler that allows various
2733 // heuristics to be enabled prior to the normal register reduction logic.
2734 bool ilp_ls_rr_sort::operator()(SUnit *left, SUnit *right) const {
2735   if (int res = checkSpecialNodes(left, right))
2736     return res > 0;
2737
2738   if (left->isCall || right->isCall)
2739     // No way to compute latency of calls.
2740     return BURRSort(left, right, SPQ);
2741
2742   unsigned LLiveUses = 0, RLiveUses = 0;
2743   int LPDiff = 0, RPDiff = 0;
2744   if (!DisableSchedRegPressure || !DisableSchedLiveUses) {
2745     LPDiff = SPQ->RegPressureDiff(left, LLiveUses);
2746     RPDiff = SPQ->RegPressureDiff(right, RLiveUses);
2747   }
2748   if (!DisableSchedRegPressure && LPDiff != RPDiff) {
2749     LLVM_DEBUG(dbgs() << "RegPressureDiff SU(" << left->NodeNum
2750                       << "): " << LPDiff << " != SU(" << right->NodeNum
2751                       << "): " << RPDiff << "\n");
2752     return LPDiff > RPDiff;
2753   }
2754
2755   if (!DisableSchedRegPressure && (LPDiff > 0 || RPDiff > 0)) {
2756     bool LReduce = canEnableCoalescing(left);
2757     bool RReduce = canEnableCoalescing(right);
2758     if (LReduce && !RReduce) return false;
2759     if (RReduce && !LReduce) return true;
2760   }
2761
2762   if (!DisableSchedLiveUses && (LLiveUses != RLiveUses)) {
2763     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Live uses SU(" << left->NodeNum << "): " << LLiveUses
2764                       << " != SU(" << right->NodeNum << "): " << RLiveUses
2765                       << "\n");
2766     return LLiveUses < RLiveUses;
2767   }
2768
2769   if (!DisableSchedStalls) {
2770     bool LStall = BUHasStall(left, left->getHeight(), SPQ);
2771     bool RStall = BUHasStall(right, right->getHeight(), SPQ);
2772     if (LStall != RStall)
2773       return left->getHeight() > right->getHeight();
2774   }
2775
2776   if (!DisableSchedCriticalPath) {
2777     int spread = (int)left->getDepth() - (int)right->getDepth();
2778     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow) {
2779       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Depth of SU(" << left->NodeNum << "): "
2780                         << left->getDepth() << " != SU(" << right->NodeNum
2781                         << "): " << right->getDepth() << "\n");
2782       return left->getDepth() < right->getDepth();
2783     }
2784   }
2785
2786   if (!DisableSchedHeight && left->getHeight() != right->getHeight()) {
2787     int spread = (int)left->getHeight() - (int)right->getHeight();
2788     if (std::abs(spread) > MaxReorderWindow)
2789       return left->getHeight() > right->getHeight();
2790   }
2791
2792   return BURRSort(left, right, SPQ);
2793 }
2794
2795 void RegReductionPQBase::initNodes(std::vector<SUnit> &sunits) {
2796   SUnits = &sunits;
2797   // Add pseudo dependency edges for two-address nodes.
2798   if (!Disable2AddrHack)
2799     AddPseudoTwoAddrDeps();
2800   // Reroute edges to nodes with multiple uses.
2801   if (!TracksRegPressure && !SrcOrder)
2802     PrescheduleNodesWithMultipleUses();
2803   // Calculate node priorities.
2804   CalculateSethiUllmanNumbers();
2805
2806   // For single block loops, mark nodes that look like canonical IV increments.
2807   if (scheduleDAG->BB->isSuccessor(scheduleDAG->BB))
2808     for (SUnit &SU : sunits)
2809       initVRegCycle(&SU);
2810 }
2811
2812 //===----------------------------------------------------------------------===//
2813 //                    Preschedule for Register Pressure
2814 //===----------------------------------------------------------------------===//
2815
2816 bool RegReductionPQBase::canClobber(const SUnit *SU, const SUnit *Op) {
2817   if (SU->isTwoAddress) {
2818     unsigned Opc = SU->getNode()->getMachineOpcode();
2819     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
2820     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
2821     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
2822     for (unsigned i = 0; i != NumOps; ++i) {
2823       if (MCID.getOperandConstraint(i+NumRes, MCOI::TIED_TO) != -1) {
2824         SDNode *DU = SU->getNode()->getOperand(i).getNode();
2825         if (DU->getNodeId() != -1 &&
2826             Op->OrigNode == &(*SUnits)[DU->getNodeId()])
2827           return true;
2828       }
2829     }
2830   }
2831   return false;
2832 }
2833
2834 /// canClobberReachingPhysRegUse - True if SU would clobber one of it's
2835 /// successor's explicit physregs whose definition can reach DepSU.
2836 /// i.e. DepSU should not be scheduled above SU.
2837 static bool canClobberReachingPhysRegUse(const SUnit *DepSU, const SUnit *SU,
2838                                          ScheduleDAGRRList *scheduleDAG,
2839                                          const TargetInstrInfo *TII,
2840                                          const TargetRegisterInfo *TRI) {
2841   const MCPhysReg *ImpDefs
2842     = TII->get(SU->getNode()->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2843   const uint32_t *RegMask = getNodeRegMask(SU->getNode());
2844   if(!ImpDefs && !RegMask)
2845     return false;
2846
2847   for (const SDep &Succ : SU->Succs) {
2848     SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
2849     for (const SDep &SuccPred : SuccSU->Preds) {
2850       if (!SuccPred.isAssignedRegDep())
2851         continue;
2852
2853       if (RegMask &&
2854           MachineOperand::clobbersPhysReg(RegMask, SuccPred.getReg()) &&
2855           scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2856         return true;
2857
2858       if (ImpDefs)
2859         for (const MCPhysReg *ImpDef = ImpDefs; *ImpDef; ++ImpDef)
2860           // Return true if SU clobbers this physical register use and the
2861           // definition of the register reaches from DepSU. IsReachable queries
2862           // a topological forward sort of the DAG (following the successors).
2863           if (TRI->regsOverlap(*ImpDef, SuccPred.getReg()) &&
2864               scheduleDAG->IsReachable(DepSU, SuccPred.getSUnit()))
2865             return true;
2866     }
2867   }
2868   return false;
2869 }
2870
2871 /// canClobberPhysRegDefs - True if SU would clobber one of SuccSU's
2872 /// physical register defs.
2873 static bool canClobberPhysRegDefs(const SUnit *SuccSU, const SUnit *SU,
2874                                   const TargetInstrInfo *TII,
2875                                   const TargetRegisterInfo *TRI) {
2876   SDNode *N = SuccSU->getNode();
2877   unsigned NumDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getNumDefs();
2878   const MCPhysReg *ImpDefs = TII->get(N->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2879   assert(ImpDefs && "Caller should check hasPhysRegDefs");
2880   for (const SDNode *SUNode = SU->getNode(); SUNode;
2881        SUNode = SUNode->getGluedNode()) {
2882     if (!SUNode->isMachineOpcode())
2883       continue;
2884     const MCPhysReg *SUImpDefs =
2885       TII->get(SUNode->getMachineOpcode()).getImplicitDefs();
2886     const uint32_t *SURegMask = getNodeRegMask(SUNode);
2887     if (!SUImpDefs && !SURegMask)
2888       continue;
2889     for (unsigned i = NumDefs, e = N->getNumValues(); i != e; ++i) {
2890       MVT VT = N->getSimpleValueType(i);
2891       if (VT == MVT::Glue || VT == MVT::Other)
2892         continue;
2893       if (!N->hasAnyUseOfValue(i))
2894         continue;
2895       unsigned Reg = ImpDefs[i - NumDefs];
2896       if (SURegMask && MachineOperand::clobbersPhysReg(SURegMask, Reg))
2897         return true;
2898       if (!SUImpDefs)
2899         continue;
2900       for (;*SUImpDefs; ++SUImpDefs) {
2901         unsigned SUReg = *SUImpDefs;
2902         if (TRI->regsOverlap(Reg, SUReg))
2903           return true;
2904       }
2905     }
2906   }
2907   return false;
2908 }
2909
2910 /// PrescheduleNodesWithMultipleUses - Nodes with multiple uses
2911 /// are not handled well by the general register pressure reduction
2912 /// heuristics. When presented with code like this:
2913 ///
2914 ///      N
2915 ///    / |
2916 ///   /  |
2917 ///  U  store
2918 ///  |
2919 /// ...
2920 ///
2921 /// the heuristics tend to push the store up, but since the
2922 /// operand of the store has another use (U), this would increase
2923 /// the length of that other use (the U->N edge).
2924 ///
2925 /// This function transforms code like the above to route U's
2926 /// dependence through the store when possible, like this:
2927 ///
2928 ///      N
2929 ///      ||
2930 ///      ||
2931 ///     store
2932 ///       |
2933 ///       U
2934 ///       |
2935 ///      ...
2936 ///
2937 /// This results in the store being scheduled immediately
2938 /// after N, which shortens the U->N live range, reducing
2939 /// register pressure.
2940 void RegReductionPQBase::PrescheduleNodesWithMultipleUses() {
2941   // Visit all the nodes in topological order, working top-down.
2942   for (SUnit &SU : *SUnits) {
2943     // For now, only look at nodes with no data successors, such as stores.
2944     // These are especially important, due to the heuristics in
2945     // getNodePriority for nodes with no data successors.
2946     if (SU.NumSuccs != 0)
2947       continue;
2948     // For now, only look at nodes with exactly one data predecessor.
2949     if (SU.NumPreds != 1)
2950       continue;
2951     // Avoid prescheduling copies to virtual registers, which don't behave
2952     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
2953     if (SDNode *N = SU.getNode())
2954       if (N->getOpcode() == ISD::CopyToReg &&
2955           Register::isVirtualRegister(
2956               cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
2957         continue;
2958
2959     SDNode *PredFrameSetup = nullptr;
2960     for (const SDep &Pred : SU.Preds)
2961       if (Pred.isCtrl() && Pred.getSUnit()) {
2962         // Find the predecessor which is not data dependence.
2963         SDNode *PredND = Pred.getSUnit()->getNode();
2964
2965         // If PredND is FrameSetup, we should not pre-scheduled the node,
2966         // or else, when bottom up scheduling, ADJCALLSTACKDOWN and
2967         // ADJCALLSTACKUP may hold CallResource too long and make other
2968         // calls can't be scheduled. If there's no other available node
2969         // to schedule, the schedular will try to rename the register by
2970         // creating copy to avoid the conflict which will fail because
2971         // CallResource is not a real physical register.
2972         if (PredND && PredND->isMachineOpcode() &&
2973             (PredND->getMachineOpcode() == TII->getCallFrameSetupOpcode())) {
2974           PredFrameSetup = PredND;
2975           break;
2976         }
2977       }
2978     // Skip the node has FrameSetup parent.
2979     if (PredFrameSetup != nullptr)
2980       continue;
2981
2982     // Locate the single data predecessor.
2983     SUnit *PredSU = nullptr;
2984     for (const SDep &Pred : SU.Preds)
2985       if (!Pred.isCtrl()) {
2986         PredSU = Pred.getSUnit();
2987         break;
2988       }
2989     assert(PredSU);
2990
2991     // Don't rewrite edges that carry physregs, because that requires additional
2992     // support infrastructure.
2993     if (PredSU->hasPhysRegDefs)
2994       continue;
2995     // Short-circuit the case where SU is PredSU's only data successor.
2996     if (PredSU->NumSuccs == 1)
2997       continue;
2998     // Avoid prescheduling to copies from virtual registers, which don't behave
2999     // like other nodes from the perspective of scheduling heuristics.
3000     if (SDNode *N = SU.getNode())
3001       if (N->getOpcode() == ISD::CopyFromReg &&
3002           Register::isVirtualRegister(
3003               cast<RegisterSDNode>(N->getOperand(1))->getReg()))
3004         continue;
3005
3006     // Perform checks on the successors of PredSU.
3007     for (const SDep &PredSucc : PredSU->Succs) {
3008       SUnit *PredSuccSU = PredSucc.getSUnit();
3009       if (PredSuccSU == &SU) continue;
3010       // If PredSU has another successor with no data successors, for
3011       // now don't attempt to choose either over the other.
3012       if (PredSuccSU->NumSuccs == 0)
3013         goto outer_loop_continue;
3014       // Don't break physical register dependencies.
3015       if (SU.hasPhysRegClobbers && PredSuccSU->hasPhysRegDefs)
3016         if (canClobberPhysRegDefs(PredSuccSU, &SU, TII, TRI))
3017           goto outer_loop_continue;
3018       // Don't introduce graph cycles.
3019       if (scheduleDAG->IsReachable(&SU, PredSuccSU))
3020         goto outer_loop_continue;
3021     }
3022
3023     // Ok, the transformation is safe and the heuristics suggest it is
3024     // profitable. Update the graph.
3025     LLVM_DEBUG(
3026         dbgs() << "    Prescheduling SU #" << SU.NodeNum << " next to PredSU #"
3027                << PredSU->NodeNum
3028                << " to guide scheduling in the presence of multiple uses\n");
3029     for (unsigned i = 0; i != PredSU->Succs.size(); ++i) {
3030       SDep Edge = PredSU->Succs[i];
3031       assert(!Edge.isAssignedRegDep());
3032       SUnit *SuccSU = Edge.getSUnit();
3033       if (SuccSU != &SU) {
3034         Edge.setSUnit(PredSU);
3035         scheduleDAG->RemovePred(SuccSU, Edge);
3036         scheduleDAG->AddPredQueued(&SU, Edge);
3037         Edge.setSUnit(&SU);
3038         scheduleDAG->AddPredQueued(SuccSU, Edge);
3039         --i;
3040       }
3041     }
3042   outer_loop_continue:;
3043   }
3044 }
3045
3046 /// AddPseudoTwoAddrDeps - If two nodes share an operand and one of them uses
3047 /// it as a def&use operand. Add a pseudo control edge from it to the other
3048 /// node (if it won't create a cycle) so the two-address one will be scheduled
3049 /// first (lower in the schedule). If both nodes are two-address, favor the
3050 /// one that has a CopyToReg use (more likely to be a loop induction update).
3051 /// If both are two-address, but one is commutable while the other is not
3052 /// commutable, favor the one that's not commutable.
3053 void RegReductionPQBase::AddPseudoTwoAddrDeps() {
3054   for (SUnit &SU : *SUnits) {
3055     if (!SU.isTwoAddress)
3056       continue;
3057
3058     SDNode *Node = SU.getNode();
3059     if (!Node || !Node->isMachineOpcode() || SU.getNode()->getGluedNode())
3060       continue;
3061
3062     bool isLiveOut = hasOnlyLiveOutUses(&SU);
3063     unsigned Opc = Node->getMachineOpcode();
3064     const MCInstrDesc &MCID = TII->get(Opc);
3065     unsigned NumRes = MCID.getNumDefs();
3066     unsigned NumOps = MCID.getNumOperands() - NumRes;
3067     for (unsigned j = 0; j != NumOps; ++j) {
3068       if (MCID.getOperandConstraint(j+NumRes, MCOI::TIED_TO) == -1)
3069         continue;
3070       SDNode *DU = SU.getNode()->getOperand(j).getNode();
3071       if (DU->getNodeId() == -1)
3072         continue;
3073       const SUnit *DUSU = &(*SUnits)[DU->getNodeId()];
3074       if (!DUSU)
3075         continue;
3076       for (const SDep &Succ : DUSU->Succs) {
3077         if (Succ.isCtrl())
3078           continue;
3079         SUnit *SuccSU = Succ.getSUnit();
3080         if (SuccSU == &SU)
3081           continue;
3082         // Be conservative. Ignore if nodes aren't at roughly the same
3083         // depth and height.
3084         if (SuccSU->getHeight() < SU.getHeight() &&
3085             (SU.getHeight() - SuccSU->getHeight()) > 1)
3086           continue;
3087         // Skip past COPY_TO_REGCLASS nodes, so that the pseudo edge
3088         // constrains whatever is using the copy, instead of the copy
3089         // itself. In the case that the copy is coalesced, this
3090         // preserves the intent of the pseudo two-address heurietics.
3091         while (SuccSU->Succs.size() == 1 &&
3092                SuccSU->getNode()->isMachineOpcode() &&
3093                SuccSU->getNode()->getMachineOpcode() ==
3094                  TargetOpcode::COPY_TO_REGCLASS)
3095           SuccSU = SuccSU->Succs.front().getSUnit();
3096         // Don't constrain non-instruction nodes.
3097         if (!SuccSU->getNode() || !SuccSU->getNode()->isMachineOpcode())
3098           continue;
3099         // Don't constrain nodes with physical register defs if the
3100         // predecessor can clobber them.
3101         if (SuccSU->hasPhysRegDefs && SU.hasPhysRegClobbers) {
3102           if (canClobberPhysRegDefs(SuccSU, &SU, TII, TRI))
3103             continue;
3104         }
3105         // Don't constrain EXTRACT_SUBREG, INSERT_SUBREG, and SUBREG_TO_REG;
3106         // these may be coalesced away. We want them close to their uses.
3107         unsigned SuccOpc = SuccSU->getNode()->getMachineOpcode();
3108         if (SuccOpc == TargetOpcode::EXTRACT_SUBREG ||
3109             SuccOpc == TargetOpcode::INSERT_SUBREG ||
3110             SuccOpc == TargetOpcode::SUBREG_TO_REG)
3111           continue;
3112         if (!canClobberReachingPhysRegUse(SuccSU, &SU, scheduleDAG, TII, TRI) &&
3113             (!canClobber(SuccSU, DUSU) ||
3114              (isLiveOut && !hasOnlyLiveOutUses(SuccSU)) ||
3115              (!SU.isCommutable && SuccSU->isCommutable)) &&
3116             !scheduleDAG->IsReachable(SuccSU, &SU)) {
3117           LLVM_DEBUG(dbgs()
3118                      << "    Adding a pseudo-two-addr edge from SU #"
3119                      << SU.NodeNum << " to SU #" << SuccSU->NodeNum << "\n");
3120           scheduleDAG->AddPredQueued(&SU, SDep(SuccSU, SDep::Artificial));
3121         }
3122       }
3123     }
3124   }
3125 }
3126
3127 //===----------------------------------------------------------------------===//
3128 //                         Public Constructor Functions
3129 //===----------------------------------------------------------------------===//
3130
3131 ScheduleDAGSDNodes *
3132 llvm::createBURRListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3133                                  CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3134   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3135   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3136   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3137
3138   BURegReductionPriorityQueue *PQ =
3139     new BURegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, false, TII, TRI, nullptr);
3140   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3141   PQ->setScheduleDAG(SD);
3142   return SD;
3143 }
3144
3145 ScheduleDAGSDNodes *
3146 llvm::createSourceListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3147                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3148   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3149   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3150   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3151
3152   SrcRegReductionPriorityQueue *PQ =
3153     new SrcRegReductionPriorityQueue(*IS->MF, false, true, TII, TRI, nullptr);
3154   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, false, PQ, OptLevel);
3155   PQ->setScheduleDAG(SD);
3156   return SD;
3157 }
3158
3159 ScheduleDAGSDNodes *
3160 llvm::createHybridListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3161                                    CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3162   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3163   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3164   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3165   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3166
3167   HybridBURRPriorityQueue *PQ =
3168     new HybridBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3169
3170   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3171   PQ->setScheduleDAG(SD);
3172   return SD;
3173 }
3174
3175 ScheduleDAGSDNodes *
3176 llvm::createILPListDAGScheduler(SelectionDAGISel *IS,
3177                                 CodeGenOpt::Level OptLevel) {
3178   const TargetSubtargetInfo &STI = IS->MF->getSubtarget();
3179   const TargetInstrInfo *TII = STI.getInstrInfo();
3180   const TargetRegisterInfo *TRI = STI.getRegisterInfo();
3181   const TargetLowering *TLI = IS->TLI;
3182
3183   ILPBURRPriorityQueue *PQ =
3184     new ILPBURRPriorityQueue(*IS->MF, true, false, TII, TRI, TLI);
3185   ScheduleDAGRRList *SD = new ScheduleDAGRRList(*IS->MF, true, PQ, OptLevel);
3186   PQ->setScheduleDAG(SD);
3187   return SD;
3188 }