5604ddefc18f3cbb9cfd8771bffbc9be37aa7672
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / modulo-sched.c
1 /* Swing Modulo Scheduling implementation.
2    Copyright (C) 2004-2015 Free Software Foundation, Inc.
3    Contributed by Ayal Zaks and Mustafa Hagog <zaks,mustafa@il.ibm.com>
4
5 This file is part of GCC.
6
7 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
8 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
9 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
10 version.
11
12 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
13 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
14 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
15 for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
19 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
20
21
22 #include "config.h"
23 #include "system.h"
24 #include "coretypes.h"
25 #include "backend.h"
26 #include "cfghooks.h"
27 #include "tree.h"
28 #include "rtl.h"
29 #include "df.h"
30 #include "diagnostic-core.h"
31 #include "tm_p.h"
32 #include "regs.h"
33 #include "profile.h"
34 #include "flags.h"
35 #include "insn-config.h"
36 #include "insn-attr.h"
37 #include "except.h"
38 #include "recog.h"
39 #include "cfgrtl.h"
40 #include "sched-int.h"
41 #include "target.h"
42 #include "cfgloop.h"
43 #include "alias.h"
44 #include "insn-codes.h"
45 #include "optabs.h"
46 #include "expmed.h"
47 #include "dojump.h"
48 #include "explow.h"
49 #include "calls.h"
50 #include "emit-rtl.h"
51 #include "varasm.h"
52 #include "stmt.h"
53 #include "expr.h"
54 #include "params.h"
55 #include "gcov-io.h"
56 #include "ddg.h"
57 #include "tree-pass.h"
58 #include "dbgcnt.h"
59 #include "loop-unroll.h"
60
61 #ifdef INSN_SCHEDULING
62
63 /* This file contains the implementation of the Swing Modulo Scheduler,
64    described in the following references:
65    [1] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, M. Valero., and J. Eckhardt.
66        Lifetime--sensitive modulo scheduling in a production environment.
67        IEEE Trans. on Comps., 50(3), March 2001
68    [2] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, and M. Valero.
69        Swing Modulo Scheduling: A Lifetime Sensitive Approach.
70        PACT '96 , pages 80-87, October 1996 (Boston - Massachusetts - USA).
71
72    The basic structure is:
73    1. Build a data-dependence graph (DDG) for each loop.
74    2. Use the DDG to order the insns of a loop (not in topological order
75       necessarily, but rather) trying to place each insn after all its
76       predecessors _or_ after all its successors.
77    3. Compute MII: a lower bound on the number of cycles to schedule the loop.
78    4. Use the ordering to perform list-scheduling of the loop:
79       1. Set II = MII.  We will try to schedule the loop within II cycles.
80       2. Try to schedule the insns one by one according to the ordering.
81          For each insn compute an interval of cycles by considering already-
82          scheduled preds and succs (and associated latencies); try to place
83          the insn in the cycles of this window checking for potential
84          resource conflicts (using the DFA interface).
85          Note: this is different from the cycle-scheduling of schedule_insns;
86          here the insns are not scheduled monotonically top-down (nor bottom-
87          up).
88       3. If failed in scheduling all insns - bump II++ and try again, unless
89          II reaches an upper bound MaxII, in which case report failure.
90    5. If we succeeded in scheduling the loop within II cycles, we now
91       generate prolog and epilog, decrease the counter of the loop, and
92       perform modulo variable expansion for live ranges that span more than
93       II cycles (i.e. use register copies to prevent a def from overwriting
94       itself before reaching the use).
95
96     SMS works with countable loops (1) whose control part can be easily
97     decoupled from the rest of the loop and (2) whose loop count can
98     be easily adjusted.  This is because we peel a constant number of
99     iterations into a prologue and epilogue for which we want to avoid
100     emitting the control part, and a kernel which is to iterate that
101     constant number of iterations less than the original loop.  So the
102     control part should be a set of insns clearly identified and having
103     its own iv, not otherwise used in the loop (at-least for now), which
104     initializes a register before the loop to the number of iterations.
105     Currently SMS relies on the do-loop pattern to recognize such loops,
106     where (1) the control part comprises of all insns defining and/or
107     using a certain 'count' register and (2) the loop count can be
108     adjusted by modifying this register prior to the loop.
109     TODO: Rely on cfgloop analysis instead.  */
110 \f
111 /* This page defines partial-schedule structures and functions for
112    modulo scheduling.  */
113
114 typedef struct partial_schedule *partial_schedule_ptr;
115 typedef struct ps_insn *ps_insn_ptr;
116
117 /* The minimum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
118 #define PS_MIN_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->min_cycle)
119
120 /* The maximum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
121 #define PS_MAX_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->max_cycle)
122
123 /* Perform signed modulo, always returning a non-negative value.  */
124 #define SMODULO(x,y) ((x) % (y) < 0 ? ((x) % (y) + (y)) : (x) % (y))
125
126 /* The number of different iterations the nodes in ps span, assuming
127    the stage boundaries are placed efficiently.  */
128 #define CALC_STAGE_COUNT(max_cycle,min_cycle,ii) ((max_cycle - min_cycle \
129                          + 1 + ii - 1) / ii)
130 /* The stage count of ps.  */
131 #define PS_STAGE_COUNT(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->stage_count)
132
133 /* A single instruction in the partial schedule.  */
134 struct ps_insn
135 {
136   /* Identifies the instruction to be scheduled.  Values smaller than
137      the ddg's num_nodes refer directly to ddg nodes.  A value of
138      X - num_nodes refers to register move X.  */
139   int id;
140
141   /* The (absolute) cycle in which the PS instruction is scheduled.
142      Same as SCHED_TIME (node).  */
143   int cycle;
144
145   /* The next/prev PS_INSN in the same row.  */
146   ps_insn_ptr next_in_row,
147               prev_in_row;
148
149 };
150
151 /* Information about a register move that has been added to a partial
152    schedule.  */
153 struct ps_reg_move_info
154 {
155   /* The source of the move is defined by the ps_insn with id DEF.
156      The destination is used by the ps_insns with the ids in USES.  */
157   int def;
158   sbitmap uses;
159
160   /* The original form of USES' instructions used OLD_REG, but they
161      should now use NEW_REG.  */
162   rtx old_reg;
163   rtx new_reg;
164
165   /* The number of consecutive stages that the move occupies.  */
166   int num_consecutive_stages;
167
168   /* An instruction that sets NEW_REG to the correct value.  The first
169      move associated with DEF will have an rhs of OLD_REG; later moves
170      use the result of the previous move.  */
171   rtx_insn *insn;
172 };
173
174 /* Holds the partial schedule as an array of II rows.  Each entry of the
175    array points to a linked list of PS_INSNs, which represents the
176    instructions that are scheduled for that row.  */
177 struct partial_schedule
178 {
179   int ii;       /* Number of rows in the partial schedule.  */
180   int history;  /* Threshold for conflict checking using DFA.  */
181
182   /* rows[i] points to linked list of insns scheduled in row i (0<=i<ii).  */
183   ps_insn_ptr *rows;
184
185   /* All the moves added for this partial schedule.  Index X has
186      a ps_insn id of X + g->num_nodes.  */
187   vec<ps_reg_move_info> reg_moves;
188
189   /*  rows_length[i] holds the number of instructions in the row.
190       It is used only (as an optimization) to back off quickly from
191       trying to schedule a node in a full row; that is, to avoid running
192       through futile DFA state transitions.  */
193   int *rows_length;
194   
195   /* The earliest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
196   int min_cycle;
197
198   /* The latest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
199   int max_cycle;
200
201   ddg_ptr g;    /* The DDG of the insns in the partial schedule.  */
202
203   int stage_count;  /* The stage count of the partial schedule.  */
204 };
205
206
207 static partial_schedule_ptr create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr, int history);
208 static void free_partial_schedule (partial_schedule_ptr);
209 static void reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int new_ii);
210 void print_partial_schedule (partial_schedule_ptr, FILE *);
211 static void verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr, sbitmap);
212 static ps_insn_ptr ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr,
213                                                 int, int, sbitmap, sbitmap);
214 static void rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int);
215 void set_row_column_for_ps (partial_schedule_ptr);
216 static void ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr, int, sbitmap);
217 static int compute_split_row (sbitmap, int, int, int, ddg_node_ptr);
218
219 \f
220 /* This page defines constants and structures for the modulo scheduling
221    driver.  */
222
223 static int sms_order_nodes (ddg_ptr, int, int *, int *);
224 static void set_node_sched_params (ddg_ptr);
225 static partial_schedule_ptr sms_schedule_by_order (ddg_ptr, int, int, int *);
226 static void permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr, rtx_insn *);
227 static void generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr, struct loop *,
228                                     rtx, rtx);
229 static int calculate_stage_count (partial_schedule_ptr, int);
230 static void calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr, int, int,
231                                            int, int, sbitmap, sbitmap, sbitmap);
232 static int get_sched_window (partial_schedule_ptr, ddg_node_ptr, 
233                              sbitmap, int, int *, int *, int *);
234 static bool try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr, int, int,
235                                           sbitmap, int *, sbitmap, sbitmap);
236 static void remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr, ps_insn_ptr);
237
238 #define NODE_ASAP(node) ((node)->aux.count)
239
240 #define SCHED_PARAMS(x) (&node_sched_param_vec[x])
241 #define SCHED_TIME(x) (SCHED_PARAMS (x)->time)
242 #define SCHED_ROW(x) (SCHED_PARAMS (x)->row)
243 #define SCHED_STAGE(x) (SCHED_PARAMS (x)->stage)
244 #define SCHED_COLUMN(x) (SCHED_PARAMS (x)->column)
245
246 /* The scheduling parameters held for each node.  */
247 typedef struct node_sched_params
248 {
249   int time;     /* The absolute scheduling cycle.  */
250
251   int row;    /* Holds time % ii.  */
252   int stage;  /* Holds time / ii.  */
253
254   /* The column of a node inside the ps.  If nodes u, v are on the same row,
255      u will precede v if column (u) < column (v).  */
256   int column;
257 } *node_sched_params_ptr;
258 \f
259 /* The following three functions are copied from the current scheduler
260    code in order to use sched_analyze() for computing the dependencies.
261    They are used when initializing the sched_info structure.  */
262 static const char *
263 sms_print_insn (const rtx_insn *insn, int aligned ATTRIBUTE_UNUSED)
264 {
265   static char tmp[80];
266
267   sprintf (tmp, "i%4d", INSN_UID (insn));
268   return tmp;
269 }
270
271 static void
272 compute_jump_reg_dependencies (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
273                                regset used ATTRIBUTE_UNUSED)
274 {
275 }
276
277 static struct common_sched_info_def sms_common_sched_info;
278
279 static struct sched_deps_info_def sms_sched_deps_info =
280   {
281     compute_jump_reg_dependencies,
282     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
283     NULL,
284     0, 0, 0
285   };
286
287 static struct haifa_sched_info sms_sched_info =
288 {
289   NULL,
290   NULL,
291   NULL,
292   NULL,
293   NULL,
294   sms_print_insn,
295   NULL,
296   NULL, /* insn_finishes_block_p */
297   NULL, NULL,
298   NULL, NULL,
299   0, 0,
300
301   NULL, NULL, NULL, NULL,
302   NULL, NULL,
303   0
304 };
305
306 /* Partial schedule instruction ID in PS is a register move.  Return
307    information about it.  */
308 static struct ps_reg_move_info *
309 ps_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int id)
310 {
311   gcc_checking_assert (id >= ps->g->num_nodes);
312   return &ps->reg_moves[id - ps->g->num_nodes];
313 }
314
315 /* Return the rtl instruction that is being scheduled by partial schedule
316    instruction ID, which belongs to schedule PS.  */
317 static rtx_insn *
318 ps_rtl_insn (partial_schedule_ptr ps, int id)
319 {
320   if (id < ps->g->num_nodes)
321     return ps->g->nodes[id].insn;
322   else
323     return ps_reg_move (ps, id)->insn;
324 }
325
326 /* Partial schedule instruction ID, which belongs to PS, occurred in
327    the original (unscheduled) loop.  Return the first instruction
328    in the loop that was associated with ps_rtl_insn (PS, ID).
329    If the instruction had some notes before it, this is the first
330    of those notes.  */
331 static rtx_insn *
332 ps_first_note (partial_schedule_ptr ps, int id)
333 {
334   gcc_assert (id < ps->g->num_nodes);
335   return ps->g->nodes[id].first_note;
336 }
337
338 /* Return the number of consecutive stages that are occupied by
339    partial schedule instruction ID in PS.  */
340 static int
341 ps_num_consecutive_stages (partial_schedule_ptr ps, int id)
342 {
343   if (id < ps->g->num_nodes)
344     return 1;
345   else
346     return ps_reg_move (ps, id)->num_consecutive_stages;
347 }
348
349 /* Given HEAD and TAIL which are the first and last insns in a loop;
350    return the register which controls the loop.  Return zero if it has
351    more than one occurrence in the loop besides the control part or the
352    do-loop pattern is not of the form we expect.  */
353 static rtx
354 doloop_register_get (rtx_insn *head, rtx_insn *tail)
355 {
356   rtx reg, condition;
357   rtx_insn *insn, *first_insn_not_to_check;
358
359   if (!JUMP_P (tail))
360     return NULL_RTX;
361
362   if (!targetm.code_for_doloop_end)
363     return NULL_RTX;
364
365   /* TODO: Free SMS's dependence on doloop_condition_get.  */
366   condition = doloop_condition_get (tail);
367   if (! condition)
368     return NULL_RTX;
369
370   if (REG_P (XEXP (condition, 0)))
371     reg = XEXP (condition, 0);
372   else if (GET_CODE (XEXP (condition, 0)) == PLUS
373            && REG_P (XEXP (XEXP (condition, 0), 0)))
374     reg = XEXP (XEXP (condition, 0), 0);
375   else
376     gcc_unreachable ();
377
378   /* Check that the COUNT_REG has no other occurrences in the loop
379      until the decrement.  We assume the control part consists of
380      either a single (parallel) branch-on-count or a (non-parallel)
381      branch immediately preceded by a single (decrement) insn.  */
382   first_insn_not_to_check = (GET_CODE (PATTERN (tail)) == PARALLEL ? tail
383                              : prev_nondebug_insn (tail));
384
385   for (insn = head; insn != first_insn_not_to_check; insn = NEXT_INSN (insn))
386     if (!DEBUG_INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (reg, insn))
387       {
388         if (dump_file)
389         {
390           fprintf (dump_file, "SMS count_reg found ");
391           print_rtl_single (dump_file, reg);
392           fprintf (dump_file, " outside control in insn:\n");
393           print_rtl_single (dump_file, insn);
394         }
395
396         return NULL_RTX;
397       }
398
399   return reg;
400 }
401
402 /* Check if COUNT_REG is set to a constant in the PRE_HEADER block, so
403    that the number of iterations is a compile-time constant.  If so,
404    return the rtx_insn that sets COUNT_REG to a constant, and set COUNT to
405    this constant.  Otherwise return 0.  */
406 static rtx_insn *
407 const_iteration_count (rtx count_reg, basic_block pre_header,
408                        int64_t * count)
409 {
410   rtx_insn *insn;
411   rtx_insn *head, *tail;
412
413   if (! pre_header)
414     return NULL;
415
416   get_ebb_head_tail (pre_header, pre_header, &head, &tail);
417
418   for (insn = tail; insn != PREV_INSN (head); insn = PREV_INSN (insn))
419     if (NONDEBUG_INSN_P (insn) && single_set (insn) &&
420         rtx_equal_p (count_reg, SET_DEST (single_set (insn))))
421       {
422         rtx pat = single_set (insn);
423
424         if (CONST_INT_P (SET_SRC (pat)))
425           {
426             *count = INTVAL (SET_SRC (pat));
427             return insn;
428           }
429
430         return NULL;
431       }
432
433   return NULL;
434 }
435
436 /* A very simple resource-based lower bound on the initiation interval.
437    ??? Improve the accuracy of this bound by considering the
438    utilization of various units.  */
439 static int
440 res_MII (ddg_ptr g)
441 {
442   if (targetm.sched.sms_res_mii)
443     return targetm.sched.sms_res_mii (g);
444
445   return ((g->num_nodes - g->num_debug) / issue_rate);
446 }
447
448
449 /* A vector that contains the sched data for each ps_insn.  */
450 static vec<node_sched_params> node_sched_param_vec;
451
452 /* Allocate sched_params for each node and initialize it.  */
453 static void
454 set_node_sched_params (ddg_ptr g)
455 {
456   node_sched_param_vec.truncate (0);
457   node_sched_param_vec.safe_grow_cleared (g->num_nodes);
458 }
459
460 /* Make sure that node_sched_param_vec has an entry for every move in PS.  */
461 static void
462 extend_node_sched_params (partial_schedule_ptr ps)
463 {
464   node_sched_param_vec.safe_grow_cleared (ps->g->num_nodes
465                                           + ps->reg_moves.length ());
466 }
467
468 /* Update the sched_params (time, row and stage) for node U using the II,
469    the CYCLE of U and MIN_CYCLE.
470    We're not simply taking the following
471    SCHED_STAGE (u) = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), min_cycle, ii);
472    because the stages may not be aligned on cycle 0.  */
473 static void
474 update_node_sched_params (int u, int ii, int cycle, int min_cycle)
475 {
476   int sc_until_cycle_zero;
477   int stage;
478
479   SCHED_TIME (u) = cycle;
480   SCHED_ROW (u) = SMODULO (cycle, ii);
481
482   /* The calculation of stage count is done adding the number
483      of stages before cycle zero and after cycle zero.  */
484   sc_until_cycle_zero = CALC_STAGE_COUNT (-1, min_cycle, ii);
485
486   if (SCHED_TIME (u) < 0)
487     {
488       stage = CALC_STAGE_COUNT (-1, SCHED_TIME (u), ii);
489       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero - stage;
490     }
491   else
492     {
493       stage = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), 0, ii);
494       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero + stage - 1;
495     }
496 }
497
498 static void
499 print_node_sched_params (FILE *file, int num_nodes, partial_schedule_ptr ps)
500 {
501   int i;
502
503   if (! file)
504     return;
505   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
506     {
507       node_sched_params_ptr nsp = SCHED_PARAMS (i);
508
509       fprintf (file, "Node = %d; INSN = %d\n", i,
510                INSN_UID (ps_rtl_insn (ps, i)));
511       fprintf (file, " asap = %d:\n", NODE_ASAP (&ps->g->nodes[i]));
512       fprintf (file, " time = %d:\n", nsp->time);
513       fprintf (file, " stage = %d:\n", nsp->stage);
514     }
515 }
516
517 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in row ROW of PS.  */
518 static void
519 set_columns_for_row (partial_schedule_ptr ps, int row)
520 {
521   ps_insn_ptr cur_insn;
522   int column;
523
524   column = 0;
525   for (cur_insn = ps->rows[row]; cur_insn; cur_insn = cur_insn->next_in_row)
526     SCHED_COLUMN (cur_insn->id) = column++;
527 }
528
529 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in PS.  */
530 static void
531 set_columns_for_ps (partial_schedule_ptr ps)
532 {
533   int row;
534
535   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
536     set_columns_for_row (ps, row);
537 }
538
539 /* Try to schedule the move with ps_insn identifier I_REG_MOVE in PS.
540    Its single predecessor has already been scheduled, as has its
541    ddg node successors.  (The move may have also another move as its
542    successor, in which case that successor will be scheduled later.)
543
544    The move is part of a chain that satisfies register dependencies
545    between a producing ddg node and various consuming ddg nodes.
546    If some of these dependencies have a distance of 1 (meaning that
547    the use is upward-exposed) then DISTANCE1_USES is nonnull and
548    contains the set of uses with distance-1 dependencies.
549    DISTANCE1_USES is null otherwise.
550
551    MUST_FOLLOW is a scratch bitmap that is big enough to hold
552    all current ps_insn ids.
553
554    Return true on success.  */
555 static bool
556 schedule_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int i_reg_move,
557                    sbitmap distance1_uses, sbitmap must_follow)
558 {
559   unsigned int u;
560   int this_time, this_distance, this_start, this_end, this_latency;
561   int start, end, c, ii;
562   sbitmap_iterator sbi;
563   ps_reg_move_info *move;
564   rtx_insn *this_insn;
565   ps_insn_ptr psi;
566
567   move = ps_reg_move (ps, i_reg_move);
568   ii = ps->ii;
569   if (dump_file)
570     {
571       fprintf (dump_file, "Scheduling register move INSN %d; ii = %d"
572                ", min cycle = %d\n\n", INSN_UID (move->insn), ii,
573                PS_MIN_CYCLE (ps));
574       print_rtl_single (dump_file, move->insn);
575       fprintf (dump_file, "\n%11s %11s %5s\n", "start", "end", "time");
576       fprintf (dump_file, "=========== =========== =====\n");
577     }
578
579   start = INT_MIN;
580   end = INT_MAX;
581
582   /* For dependencies of distance 1 between a producer ddg node A
583      and consumer ddg node B, we have a chain of dependencies:
584
585         A --(T,L1,1)--> M1 --(T,L2,0)--> M2 ... --(T,Ln,0)--> B
586
587      where Mi is the ith move.  For dependencies of distance 0 between
588      a producer ddg node A and consumer ddg node C, we have a chain of
589      dependencies:
590
591         A --(T,L1',0)--> M1' --(T,L2',0)--> M2' ... --(T,Ln',0)--> C
592
593      where Mi' occupies the same position as Mi but occurs a stage later.
594      We can only schedule each move once, so if we have both types of
595      chain, we model the second as:
596
597         A --(T,L1',1)--> M1 --(T,L2',0)--> M2 ... --(T,Ln',-1)--> C
598
599      First handle the dependencies between the previously-scheduled
600      predecessor and the move.  */
601   this_insn = ps_rtl_insn (ps, move->def);
602   this_latency = insn_latency (this_insn, move->insn);
603   this_distance = distance1_uses && move->def < ps->g->num_nodes ? 1 : 0;
604   this_time = SCHED_TIME (move->def) - this_distance * ii;
605   this_start = this_time + this_latency;
606   this_end = this_time + ii;
607   if (dump_file)
608     fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
609              this_start, this_end, SCHED_TIME (move->def),
610              INSN_UID (this_insn), this_latency, this_distance,
611              INSN_UID (move->insn));
612
613   if (start < this_start)
614     start = this_start;
615   if (end > this_end)
616     end = this_end;
617
618   /* Handle the dependencies between the move and previously-scheduled
619      successors.  */
620   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (move->uses, 0, u, sbi)
621     {
622       this_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
623       this_latency = insn_latency (move->insn, this_insn);
624       if (distance1_uses && !bitmap_bit_p (distance1_uses, u))
625         this_distance = -1;
626       else
627         this_distance = 0;
628       this_time = SCHED_TIME (u) + this_distance * ii;
629       this_start = this_time - ii;
630       this_end = this_time - this_latency;
631       if (dump_file)
632         fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
633                  this_start, this_end, SCHED_TIME (u), INSN_UID (move->insn),
634                  this_latency, this_distance, INSN_UID (this_insn));
635
636       if (start < this_start)
637         start = this_start;
638       if (end > this_end)
639         end = this_end;
640     }
641
642   if (dump_file)
643     {
644       fprintf (dump_file, "----------- ----------- -----\n");
645       fprintf (dump_file, "%11d %11d %5s %s\n", start, end, "", "(max, min)");
646     }
647
648   bitmap_clear (must_follow);
649   bitmap_set_bit (must_follow, move->def);
650
651   start = MAX (start, end - (ii - 1));
652   for (c = end; c >= start; c--)
653     {
654       psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, i_reg_move, c,
655                                          move->uses, must_follow);
656       if (psi)
657         {
658           update_node_sched_params (i_reg_move, ii, c, PS_MIN_CYCLE (ps));
659           if (dump_file)
660             fprintf (dump_file, "\nScheduled register move INSN %d at"
661                      " time %d, row %d\n\n", INSN_UID (move->insn), c,
662                      SCHED_ROW (i_reg_move));
663           return true;
664         }
665     }
666
667   if (dump_file)
668     fprintf (dump_file, "\nNo available slot\n\n");
669
670   return false;
671 }
672
673 /*
674    Breaking intra-loop register anti-dependences:
675    Each intra-loop register anti-dependence implies a cross-iteration true
676    dependence of distance 1. Therefore, we can remove such false dependencies
677    and figure out if the partial schedule broke them by checking if (for a
678    true-dependence of distance 1): SCHED_TIME (def) < SCHED_TIME (use) and
679    if so generate a register move.   The number of such moves is equal to:
680               SCHED_TIME (use) - SCHED_TIME (def)       { 0 broken
681    nreg_moves = ----------------------------------- + 1 - {   dependence.
682                             ii                          { 1 if not.
683 */
684 static bool
685 schedule_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
686 {
687   ddg_ptr g = ps->g;
688   int ii = ps->ii;
689   int i;
690
691   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
692     {
693       ddg_node_ptr u = &g->nodes[i];
694       ddg_edge_ptr e;
695       int nreg_moves = 0, i_reg_move;
696       rtx prev_reg, old_reg;
697       int first_move;
698       int distances[2];
699       sbitmap must_follow;
700       sbitmap distance1_uses;
701       rtx set = single_set (u->insn);
702       
703       /* Skip instructions that do not set a register.  */
704       if ((set && !REG_P (SET_DEST (set))))
705         continue;
706  
707       /* Compute the number of reg_moves needed for u, by looking at life
708          ranges started at u (excluding self-loops).  */
709       distances[0] = distances[1] = false;
710       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
711         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
712           {
713             int nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
714                                 - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
715
716             if (e->distance == 1)
717               nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
718                               - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
719
720             /* If dest precedes src in the schedule of the kernel, then dest
721                will read before src writes and we can save one reg_copy.  */
722             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
723                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
724               nreg_moves4e--;
725
726             if (nreg_moves4e >= 1)
727               {
728                 /* !single_set instructions are not supported yet and
729                    thus we do not except to encounter them in the loop
730                    except from the doloop part.  For the latter case
731                    we assume no regmoves are generated as the doloop
732                    instructions are tied to the branch with an edge.  */
733                 gcc_assert (set);
734                 /* If the instruction contains auto-inc register then
735                    validate that the regmov is being generated for the
736                    target regsiter rather then the inc'ed register.     */
737                 gcc_assert (!autoinc_var_is_used_p (u->insn, e->dest->insn));
738               }
739             
740             if (nreg_moves4e)
741               {
742                 gcc_assert (e->distance < 2);
743                 distances[e->distance] = true;
744               }
745             nreg_moves = MAX (nreg_moves, nreg_moves4e);
746           }
747
748       if (nreg_moves == 0)
749         continue;
750
751       /* Create NREG_MOVES register moves.  */
752       first_move = ps->reg_moves.length ();
753       ps->reg_moves.safe_grow_cleared (first_move + nreg_moves);
754       extend_node_sched_params (ps);
755
756       /* Record the moves associated with this node.  */
757       first_move += ps->g->num_nodes;
758
759       /* Generate each move.  */
760       old_reg = prev_reg = SET_DEST (single_set (u->insn));
761       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
762         {
763           ps_reg_move_info *move = ps_reg_move (ps, first_move + i_reg_move);
764
765           move->def = i_reg_move > 0 ? first_move + i_reg_move - 1 : i;
766           move->uses = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
767           move->old_reg = old_reg;
768           move->new_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (prev_reg));
769           move->num_consecutive_stages = distances[0] && distances[1] ? 2 : 1;
770           move->insn = gen_move_insn (move->new_reg, copy_rtx (prev_reg));
771           bitmap_clear (move->uses);
772
773           prev_reg = move->new_reg;
774         }
775
776       distance1_uses = distances[1] ? sbitmap_alloc (g->num_nodes) : NULL;
777
778       if (distance1_uses)
779         bitmap_clear (distance1_uses);
780
781       /* Every use of the register defined by node may require a different
782          copy of this register, depending on the time the use is scheduled.
783          Record which uses require which move results.  */
784       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
785         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
786           {
787             int dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
788                              - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
789
790             if (e->distance == 1)
791               dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
792                            - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
793
794             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
795                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
796               dest_copy--;
797
798             if (dest_copy)
799               {
800                 ps_reg_move_info *move;
801
802                 move = ps_reg_move (ps, first_move + dest_copy - 1);
803                 bitmap_set_bit (move->uses, e->dest->cuid);
804                 if (e->distance == 1)
805                   bitmap_set_bit (distance1_uses, e->dest->cuid);
806               }
807           }
808
809       must_follow = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
810       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
811         if (!schedule_reg_move (ps, first_move + i_reg_move,
812                                 distance1_uses, must_follow))
813           break;
814       sbitmap_free (must_follow);
815       if (distance1_uses)
816         sbitmap_free (distance1_uses);
817       if (i_reg_move < nreg_moves)
818         return false;
819     }
820   return true;
821 }
822
823 /* Emit the moves associatied with PS.  Apply the substitutions
824    associated with them.  */
825 static void
826 apply_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
827 {
828   ps_reg_move_info *move;
829   int i;
830
831   FOR_EACH_VEC_ELT (ps->reg_moves, i, move)
832     {
833       unsigned int i_use;
834       sbitmap_iterator sbi;
835
836       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (move->uses, 0, i_use, sbi)
837         {
838           replace_rtx (ps->g->nodes[i_use].insn, move->old_reg, move->new_reg);
839           df_insn_rescan (ps->g->nodes[i_use].insn);
840         }
841     }
842 }
843
844 /* Bump the SCHED_TIMEs of all nodes by AMOUNT.  Set the values of
845    SCHED_ROW and SCHED_STAGE.  Instruction scheduled on cycle AMOUNT
846    will move to cycle zero.  */
847 static void
848 reset_sched_times (partial_schedule_ptr ps, int amount)
849 {
850   int row;
851   int ii = ps->ii;
852   ps_insn_ptr crr_insn;
853
854   for (row = 0; row < ii; row++)
855     for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
856       {
857         int u = crr_insn->id;
858         int normalized_time = SCHED_TIME (u) - amount;
859         int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - amount;
860
861         if (dump_file)
862           {
863             /* Print the scheduling times after the rotation.  */
864             rtx_insn *insn = ps_rtl_insn (ps, u);
865
866             fprintf (dump_file, "crr_insn->node=%d (insn id %d), "
867                      "crr_insn->cycle=%d, min_cycle=%d", u,
868                      INSN_UID (insn), normalized_time, new_min_cycle);
869             if (JUMP_P (insn))
870               fprintf (dump_file, " (branch)");
871             fprintf (dump_file, "\n");
872           }
873         
874         gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
875         gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
876
877         crr_insn->cycle = normalized_time;
878         update_node_sched_params (u, ii, normalized_time, new_min_cycle);
879       }
880 }
881  
882 /* Permute the insns according to their order in PS, from row 0 to
883    row ii-1, and position them right before LAST.  This schedules
884    the insns of the loop kernel.  */
885 static void
886 permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, rtx_insn *last)
887 {
888   int ii = ps->ii;
889   int row;
890   ps_insn_ptr ps_ij;
891
892   for (row = 0; row < ii ; row++)
893     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
894       {
895         rtx_insn *insn = ps_rtl_insn (ps, ps_ij->id);
896
897         if (PREV_INSN (last) != insn)
898           {
899             if (ps_ij->id < ps->g->num_nodes)
900               reorder_insns_nobb (ps_first_note (ps, ps_ij->id), insn,
901                                   PREV_INSN (last));
902             else
903               add_insn_before (insn, last, NULL);
904           }
905       }
906 }
907
908 /* Set bitmaps TMP_FOLLOW and TMP_PRECEDE to MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE
909    respectively only if cycle C falls on the border of the scheduling
910    window boundaries marked by START and END cycles.  STEP is the
911    direction of the window.  */
912 static inline void
913 set_must_precede_follow (sbitmap *tmp_follow, sbitmap must_follow,
914                          sbitmap *tmp_precede, sbitmap must_precede, int c,
915                          int start, int end, int step)
916 {
917   *tmp_precede = NULL;
918   *tmp_follow = NULL;
919
920   if (c == start)
921     {
922       if (step == 1)
923         *tmp_precede = must_precede;
924       else                      /* step == -1.  */
925         *tmp_follow = must_follow;
926     }
927   if (c == end - step)
928     {
929       if (step == 1)
930         *tmp_follow = must_follow;
931       else                      /* step == -1.  */
932         *tmp_precede = must_precede;
933     }
934
935 }
936
937 /* Return True if the branch can be moved to row ii-1 while
938    normalizing the partial schedule PS to start from cycle zero and thus
939    optimize the SC.  Otherwise return False.  */
940 static bool
941 optimize_sc (partial_schedule_ptr ps, ddg_ptr g)
942 {
943   int amount = PS_MIN_CYCLE (ps);
944   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
945   int start, end, step;
946   int ii = ps->ii;
947   bool ok = false;
948   int stage_count, stage_count_curr;
949
950   /* Compare the SC after normalization and SC after bringing the branch
951      to row ii-1.  If they are equal just bail out.  */
952   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
953   stage_count_curr =
954     calculate_stage_count (ps, SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ii - 1));
955
956   if (stage_count == stage_count_curr)
957     {
958       if (dump_file)
959         fprintf (dump_file, "SMS SC already optimized.\n");
960
961       ok = false;
962       goto clear;
963     }
964
965   if (dump_file)
966     {
967       fprintf (dump_file, "SMS Trying to optimize branch location\n");
968       fprintf (dump_file, "SMS partial schedule before trial:\n");
969       print_partial_schedule (ps, dump_file);
970     }
971
972   /* First, normalize the partial scheduling.  */
973   reset_sched_times (ps, amount);
974   rotate_partial_schedule (ps, amount);
975   if (dump_file)
976     {
977       fprintf (dump_file,
978                "SMS partial schedule after normalization (ii, %d, SC %d):\n",
979                ii, stage_count);
980       print_partial_schedule (ps, dump_file);
981     }
982
983   if (SMODULO (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid), ii) == ii - 1)
984     {
985       ok = true;
986       goto clear;
987     }
988
989   bitmap_ones (sched_nodes);
990
991   /* Calculate the new placement of the branch.  It should be in row
992      ii-1 and fall into it's scheduling window.  */
993   if (get_sched_window (ps, g->closing_branch, sched_nodes, ii, &start,
994                         &step, &end) == 0)
995     {
996       bool success;
997       ps_insn_ptr next_ps_i;
998       int branch_cycle = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid);
999       int row = SMODULO (branch_cycle, ps->ii);
1000       int num_splits = 0;
1001       sbitmap must_precede, must_follow, tmp_precede, tmp_follow;
1002       int c;
1003
1004       if (dump_file)
1005         fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
1006                  "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n",
1007                  g->closing_branch->cuid,
1008                  (INSN_UID (g->closing_branch->insn)), start, end, step);
1009
1010       gcc_assert ((step > 0 && start < end) || (step < 0 && start > end));
1011       if (step == 1)
1012         {
1013           c = start + ii - SMODULO (start, ii) - 1;
1014           gcc_assert (c >= start);
1015           if (c >= end)
1016             {
1017               ok = false;
1018               if (dump_file)
1019                 fprintf (dump_file,
1020                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1021               goto clear;
1022             }
1023         }
1024       else
1025         {
1026           c = start - SMODULO (start, ii) - 1;
1027           gcc_assert (c <= start);
1028
1029           if (c <= end)
1030             {
1031               if (dump_file)
1032                 fprintf (dump_file,
1033                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1034               ok = false;
1035               goto clear;
1036             }
1037         }
1038
1039       must_precede = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1040       must_follow = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1041
1042       /* Try to schedule the branch is it's new cycle.  */
1043       calculate_must_precede_follow (g->closing_branch, start, end,
1044                                      step, ii, sched_nodes,
1045                                      must_precede, must_follow);
1046
1047       set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1048                                must_precede, c, start, end, step);
1049
1050       /* Find the element in the partial schedule related to the closing
1051          branch so we can remove it from it's current cycle.  */
1052       for (next_ps_i = ps->rows[row];
1053            next_ps_i; next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
1054         if (next_ps_i->id == g->closing_branch->cuid)
1055           break;
1056
1057       remove_node_from_ps (ps, next_ps_i);
1058       success =
1059         try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid, c,
1060                                       sched_nodes, &num_splits,
1061                                       tmp_precede, tmp_follow);
1062       gcc_assert (num_splits == 0);
1063       if (!success)
1064         {
1065           if (dump_file)
1066             fprintf (dump_file,
1067                      "SMS failed to schedule branch at cycle: %d, "
1068                      "bringing it back to cycle %d\n", c, branch_cycle);
1069
1070           /* The branch was failed to be placed in row ii - 1.
1071              Put it back in it's original place in the partial
1072              schedualing.  */
1073           set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1074                                    must_precede, branch_cycle, start, end,
1075                                    step);
1076           success =
1077             try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid,
1078                                           branch_cycle, sched_nodes,
1079                                           &num_splits, tmp_precede,
1080                                           tmp_follow);
1081           gcc_assert (success && (num_splits == 0));
1082           ok = false;
1083         }
1084       else
1085         {
1086           /* The branch is placed in row ii - 1.  */
1087           if (dump_file)
1088             fprintf (dump_file,
1089                      "SMS success in moving branch to cycle %d\n", c);
1090
1091           update_node_sched_params (g->closing_branch->cuid, ii, c,
1092                                     PS_MIN_CYCLE (ps));
1093           ok = true;
1094         }
1095
1096       free (must_precede);
1097       free (must_follow);
1098     }
1099
1100 clear:
1101   free (sched_nodes);
1102   return ok;
1103 }
1104
1105 static void
1106 duplicate_insns_of_cycles (partial_schedule_ptr ps, int from_stage,
1107                            int to_stage, rtx count_reg)
1108 {
1109   int row;
1110   ps_insn_ptr ps_ij;
1111
1112   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
1113     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
1114       {
1115         int u = ps_ij->id;
1116         int first_u, last_u;
1117         rtx_insn *u_insn;
1118
1119         /* Do not duplicate any insn which refers to count_reg as it
1120            belongs to the control part.
1121            The closing branch is scheduled as well and thus should
1122            be ignored.
1123            TODO: This should be done by analyzing the control part of
1124            the loop.  */
1125         u_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
1126         if (reg_mentioned_p (count_reg, u_insn)
1127             || JUMP_P (u_insn))
1128           continue;
1129
1130         first_u = SCHED_STAGE (u);
1131         last_u = first_u + ps_num_consecutive_stages (ps, u) - 1;
1132         if (from_stage <= last_u && to_stage >= first_u)
1133           {
1134             if (u < ps->g->num_nodes)
1135               duplicate_insn_chain (ps_first_note (ps, u), u_insn);
1136             else
1137               emit_insn (copy_rtx (PATTERN (u_insn)));
1138           }
1139       }
1140 }
1141
1142
1143 /* Generate the instructions (including reg_moves) for prolog & epilog.  */
1144 static void
1145 generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr ps, struct loop *loop,
1146                         rtx count_reg, rtx count_init)
1147 {
1148   int i;
1149   int last_stage = PS_STAGE_COUNT (ps) - 1;
1150   edge e;
1151
1152   /* Generate the prolog, inserting its insns on the loop-entry edge.  */
1153   start_sequence ();
1154
1155   if (!count_init)
1156     {
1157       /* Generate instructions at the beginning of the prolog to
1158          adjust the loop count by STAGE_COUNT.  If loop count is constant
1159          (count_init), this constant is adjusted by STAGE_COUNT in
1160          generate_prolog_epilog function.  */
1161       rtx sub_reg = NULL_RTX;
1162
1163       sub_reg = expand_simple_binop (GET_MODE (count_reg), MINUS, count_reg,
1164                                      gen_int_mode (last_stage,
1165                                                    GET_MODE (count_reg)),
1166                                      count_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
1167       gcc_assert (REG_P (sub_reg));
1168       if (REGNO (sub_reg) != REGNO (count_reg))
1169         emit_move_insn (count_reg, sub_reg);
1170     }
1171
1172   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1173     duplicate_insns_of_cycles (ps, 0, i, count_reg);
1174
1175   /* Put the prolog on the entry edge.  */
1176   e = loop_preheader_edge (loop);
1177   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1178   if (!flag_resched_modulo_sched)
1179     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1180
1181   end_sequence ();
1182
1183   /* Generate the epilog, inserting its insns on the loop-exit edge.  */
1184   start_sequence ();
1185
1186   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1187     duplicate_insns_of_cycles (ps, i + 1, last_stage, count_reg);
1188
1189   /* Put the epilogue on the exit edge.  */
1190   gcc_assert (single_exit (loop));
1191   e = single_exit (loop);
1192   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1193   if (!flag_resched_modulo_sched)
1194     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1195
1196   end_sequence ();
1197 }
1198
1199 /* Mark LOOP as software pipelined so the later
1200    scheduling passes don't touch it.  */
1201 static void
1202 mark_loop_unsched (struct loop *loop)
1203 {
1204   unsigned i;
1205   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1206
1207   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1208     bbs[i]->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1209
1210   free (bbs);
1211 }
1212
1213 /* Return true if all the BBs of the loop are empty except the
1214    loop header.  */
1215 static bool
1216 loop_single_full_bb_p (struct loop *loop)
1217 {
1218   unsigned i;
1219   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1220
1221   for (i = 0; i < loop->num_nodes ; i++)
1222     {
1223       rtx_insn *head, *tail;
1224       bool empty_bb = true;
1225
1226       if (bbs[i] == loop->header)
1227         continue;
1228
1229       /* Make sure that basic blocks other than the header
1230          have only notes labels or jumps.  */
1231       get_ebb_head_tail (bbs[i], bbs[i], &head, &tail);
1232       for (; head != NEXT_INSN (tail); head = NEXT_INSN (head))
1233         {
1234           if (NOTE_P (head) || LABEL_P (head)
1235               || (INSN_P (head) && (DEBUG_INSN_P (head) || JUMP_P (head))))
1236             continue;
1237           empty_bb = false;
1238           break;
1239         }
1240
1241       if (! empty_bb)
1242         {
1243           free (bbs);
1244           return false;
1245         }
1246     }
1247   free (bbs);
1248   return true;
1249 }
1250
1251 /* Dump file:line from INSN's location info to dump_file.  */
1252
1253 static void
1254 dump_insn_location (rtx_insn *insn)
1255 {
1256   if (dump_file && INSN_HAS_LOCATION (insn))
1257     {
1258       expanded_location xloc = insn_location (insn);
1259       fprintf (dump_file, " %s:%i", xloc.file, xloc.line);
1260     }
1261 }
1262
1263 /* A simple loop from SMS point of view; it is a loop that is composed of
1264    either a single basic block or two BBs - a header and a latch.  */
1265 #define SIMPLE_SMS_LOOP_P(loop) ((loop->num_nodes < 3 )                     \
1266                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->preds) == 1) \
1267                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->succs) == 1))
1268
1269 /* Return true if the loop is in its canonical form and false if not.
1270    i.e. SIMPLE_SMS_LOOP_P and have one preheader block, and single exit.  */
1271 static bool
1272 loop_canon_p (struct loop *loop)
1273 {
1274
1275   if (loop->inner || !loop_outer (loop))
1276   {
1277     if (dump_file)
1278       fprintf (dump_file, "SMS loop inner or !loop_outer\n");
1279     return false;
1280   }
1281
1282   if (!single_exit (loop))
1283     {
1284       if (dump_file)
1285         {
1286           rtx_insn *insn = BB_END (loop->header);
1287
1288           fprintf (dump_file, "SMS loop many exits");
1289           dump_insn_location (insn);
1290           fprintf (dump_file, "\n");
1291         }
1292       return false;
1293     }
1294
1295   if (! SIMPLE_SMS_LOOP_P (loop) && ! loop_single_full_bb_p (loop))
1296     {
1297       if (dump_file)
1298         {
1299           rtx_insn *insn = BB_END (loop->header);
1300
1301           fprintf (dump_file, "SMS loop many BBs.");
1302           dump_insn_location (insn);
1303           fprintf (dump_file, "\n");
1304         }
1305       return false;
1306     }
1307
1308     return true;
1309 }
1310
1311 /* If there are more than one entry for the loop,
1312    make it one by splitting the first entry edge and
1313    redirecting the others to the new BB.  */
1314 static void
1315 canon_loop (struct loop *loop)
1316 {
1317   edge e;
1318   edge_iterator i;
1319
1320   /* Avoid annoying special cases of edges going to exit
1321      block.  */
1322   FOR_EACH_EDGE (e, i, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
1323     if ((e->flags & EDGE_FALLTHRU) && (EDGE_COUNT (e->src->succs) > 1))
1324       split_edge (e);
1325
1326   if (loop->latch == loop->header
1327       || EDGE_COUNT (loop->latch->succs) > 1)
1328     {
1329       FOR_EACH_EDGE (e, i, loop->header->preds)
1330         if (e->src == loop->latch)
1331           break;
1332       split_edge (e);
1333     }
1334 }
1335
1336 /* Setup infos.  */
1337 static void
1338 setup_sched_infos (void)
1339 {
1340   memcpy (&sms_common_sched_info, &haifa_common_sched_info,
1341           sizeof (sms_common_sched_info));
1342   sms_common_sched_info.sched_pass_id = SCHED_SMS_PASS;
1343   common_sched_info = &sms_common_sched_info;
1344
1345   sched_deps_info = &sms_sched_deps_info;
1346   current_sched_info = &sms_sched_info;
1347 }
1348
1349 /* Probability in % that the sms-ed loop rolls enough so that optimized
1350    version may be entered.  Just a guess.  */
1351 #define PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS 80
1352
1353 /* Used to calculate the upper bound of ii.  */
1354 #define MAXII_FACTOR 2
1355
1356 /* Main entry point, perform SMS scheduling on the loops of the function
1357    that consist of single basic blocks.  */
1358 static void
1359 sms_schedule (void)
1360 {
1361   rtx_insn *insn;
1362   ddg_ptr *g_arr, g;
1363   int * node_order;
1364   int maxii, max_asap;
1365   partial_schedule_ptr ps;
1366   basic_block bb = NULL;
1367   struct loop *loop;
1368   basic_block condition_bb = NULL;
1369   edge latch_edge;
1370   gcov_type trip_count = 0;
1371
1372   loop_optimizer_init (LOOPS_HAVE_PREHEADERS
1373                        | LOOPS_HAVE_RECORDED_EXITS);
1374   if (number_of_loops (cfun) <= 1)
1375     {
1376       loop_optimizer_finalize ();
1377       return;  /* There are no loops to schedule.  */
1378     }
1379
1380   /* Initialize issue_rate.  */
1381   if (targetm.sched.issue_rate)
1382     {
1383       int temp = reload_completed;
1384
1385       reload_completed = 1;
1386       issue_rate = targetm.sched.issue_rate ();
1387       reload_completed = temp;
1388     }
1389   else
1390     issue_rate = 1;
1391
1392   /* Initialize the scheduler.  */
1393   setup_sched_infos ();
1394   haifa_sched_init ();
1395
1396   /* Allocate memory to hold the DDG array one entry for each loop.
1397      We use loop->num as index into this array.  */
1398   g_arr = XCNEWVEC (ddg_ptr, number_of_loops (cfun));
1399
1400   if (dump_file)
1401   {
1402     fprintf (dump_file, "\n\nSMS analysis phase\n");
1403     fprintf (dump_file, "===================\n\n");
1404   }
1405
1406   /* Build DDGs for all the relevant loops and hold them in G_ARR
1407      indexed by the loop index.  */
1408   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1409     {
1410       rtx_insn *head, *tail;
1411       rtx count_reg;
1412
1413       /* For debugging.  */
1414       if (dbg_cnt (sms_sched_loop) == false)
1415         {
1416           if (dump_file)
1417             fprintf (dump_file, "SMS reached max limit... \n");
1418
1419           break;
1420         }
1421
1422       if (dump_file)
1423         {
1424           rtx_insn *insn = BB_END (loop->header);
1425
1426           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1427           dump_insn_location (insn);
1428           fprintf (dump_file, "\n");
1429         }
1430
1431       if (! loop_canon_p (loop))
1432         continue;
1433
1434       if (! loop_single_full_bb_p (loop))
1435       {
1436         if (dump_file)
1437           fprintf (dump_file, "SMS not loop_single_full_bb_p\n");
1438         continue;
1439       }
1440
1441       bb = loop->header;
1442
1443       get_ebb_head_tail (bb, bb, &head, &tail);
1444       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1445       gcc_assert (single_exit (loop));
1446       if (single_exit (loop)->count)
1447         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1448
1449       /* Perform SMS only on loops that their average count is above threshold.  */
1450
1451       if ( latch_edge->count
1452           && (latch_edge->count < single_exit (loop)->count * SMS_LOOP_AVERAGE_COUNT_THRESHOLD))
1453         {
1454           if (dump_file)
1455             {
1456               dump_insn_location (tail);
1457               fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1458               if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1459                 {
1460                   fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1461                   fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1462                            (int64_t) bb->count);
1463                   fprintf (dump_file, "\n");
1464                   fprintf (dump_file, "SMS trip-count ");
1465                   fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1466                            (int64_t) trip_count);
1467                   fprintf (dump_file, "\n");
1468                   fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1469                   fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1470                            (int64_t) profile_info->sum_max);
1471                   fprintf (dump_file, "\n");
1472                 }
1473             }
1474           continue;
1475         }
1476
1477       /* Make sure this is a doloop.  */
1478       if ( !(count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1479       {
1480         if (dump_file)
1481           fprintf (dump_file, "SMS doloop_register_get failed\n");
1482         continue;
1483       }
1484
1485       /* Don't handle BBs with calls or barriers
1486          or !single_set with the exception of instructions that include
1487          count_reg---these instructions are part of the control part
1488          that do-loop recognizes.
1489          ??? Should handle insns defining subregs.  */
1490      for (insn = head; insn != NEXT_INSN (tail); insn = NEXT_INSN (insn))
1491       {
1492          rtx set;
1493
1494         if (CALL_P (insn)
1495             || BARRIER_P (insn)
1496             || (NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1497                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1498                 && !reg_mentioned_p (count_reg, insn))
1499             || (INSN_P (insn) && (set = single_set (insn))
1500                 && GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG))
1501         break;
1502       }
1503
1504       if (insn != NEXT_INSN (tail))
1505         {
1506           if (dump_file)
1507             {
1508               if (CALL_P (insn))
1509                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-call\n");
1510               else if (BARRIER_P (insn))
1511                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-barrier\n");
1512               else if ((NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1513                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE))
1514                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-not-single-set\n");
1515               else
1516                fprintf (dump_file, "SMS loop with subreg in lhs\n");
1517               print_rtl_single (dump_file, insn);
1518             }
1519
1520           continue;
1521         }
1522
1523       /* Always schedule the closing branch with the rest of the
1524          instructions. The branch is rotated to be in row ii-1 at the
1525          end of the scheduling procedure to make sure it's the last
1526          instruction in the iteration.  */
1527       if (! (g = create_ddg (bb, 1)))
1528         {
1529           if (dump_file)
1530             fprintf (dump_file, "SMS create_ddg failed\n");
1531           continue;
1532         }
1533
1534       g_arr[loop->num] = g;
1535       if (dump_file)
1536         fprintf (dump_file, "...OK\n");
1537
1538     }
1539   if (dump_file)
1540   {
1541     fprintf (dump_file, "\nSMS transformation phase\n");
1542     fprintf (dump_file, "=========================\n\n");
1543   }
1544
1545   /* We don't want to perform SMS on new loops - created by versioning.  */
1546   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1547     {
1548       rtx_insn *head, *tail;
1549       rtx count_reg;
1550       rtx_insn *count_init;
1551       int mii, rec_mii, stage_count, min_cycle;
1552       int64_t loop_count = 0;
1553       bool opt_sc_p;
1554
1555       if (! (g = g_arr[loop->num]))
1556         continue;
1557
1558       if (dump_file)
1559         {
1560           rtx_insn *insn = BB_END (loop->header);
1561
1562           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1563           dump_insn_location (insn);
1564           fprintf (dump_file, "\n");
1565
1566           print_ddg (dump_file, g);
1567         }
1568
1569       get_ebb_head_tail (loop->header, loop->header, &head, &tail);
1570
1571       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1572       gcc_assert (single_exit (loop));
1573       if (single_exit (loop)->count)
1574         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1575
1576       if (dump_file)
1577         {
1578           dump_insn_location (tail);
1579           fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1580           if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1581             {
1582               fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1583               fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1584                        (int64_t) bb->count);
1585               fprintf (dump_file, "\n");
1586               fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1587               fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1588                        (int64_t) profile_info->sum_max);
1589               fprintf (dump_file, "\n");
1590             }
1591           fprintf (dump_file, "SMS doloop\n");
1592           fprintf (dump_file, "SMS built-ddg %d\n", g->num_nodes);
1593           fprintf (dump_file, "SMS num-loads %d\n", g->num_loads);
1594           fprintf (dump_file, "SMS num-stores %d\n", g->num_stores);
1595         }
1596
1597
1598       /* In case of th loop have doloop register it gets special
1599          handling.  */
1600       count_init = NULL;
1601       if ((count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1602         {
1603           basic_block pre_header;
1604
1605           pre_header = loop_preheader_edge (loop)->src;
1606           count_init = const_iteration_count (count_reg, pre_header,
1607                                               &loop_count);
1608         }
1609       gcc_assert (count_reg);
1610
1611       if (dump_file && count_init)
1612         {
1613           fprintf (dump_file, "SMS const-doloop ");
1614           fprintf (dump_file, "%" PRId64,
1615                      loop_count);
1616           fprintf (dump_file, "\n");
1617         }
1618
1619       node_order = XNEWVEC (int, g->num_nodes);
1620
1621       mii = 1; /* Need to pass some estimate of mii.  */
1622       rec_mii = sms_order_nodes (g, mii, node_order, &max_asap);
1623       mii = MAX (res_MII (g), rec_mii);
1624       maxii = MAX (max_asap, MAXII_FACTOR * mii);
1625
1626       if (dump_file)
1627         fprintf (dump_file, "SMS iis %d %d %d (rec_mii, mii, maxii)\n",
1628                  rec_mii, mii, maxii);
1629
1630       for (;;)
1631         {
1632           set_node_sched_params (g);
1633
1634           stage_count = 0;
1635           opt_sc_p = false;
1636           ps = sms_schedule_by_order (g, mii, maxii, node_order);
1637
1638           if (ps)
1639             {
1640               /* Try to achieve optimized SC by normalizing the partial
1641                  schedule (having the cycles start from cycle zero).
1642                  The branch location must be placed in row ii-1 in the
1643                  final scheduling.      If failed, shift all instructions to
1644                  position the branch in row ii-1.  */
1645               opt_sc_p = optimize_sc (ps, g);
1646               if (opt_sc_p)
1647                 stage_count = calculate_stage_count (ps, 0);
1648               else
1649                 {
1650                   /* Bring the branch to cycle ii-1.  */
1651                   int amount = (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid)
1652                                 - (ps->ii - 1));
1653
1654                   if (dump_file)
1655                     fprintf (dump_file, "SMS schedule branch at cycle ii-1\n");
1656
1657                   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
1658                 }
1659
1660               gcc_assert (stage_count >= 1);
1661             }
1662
1663           /* The default value of PARAM_SMS_MIN_SC is 2 as stage count of
1664              1 means that there is no interleaving between iterations thus
1665              we let the scheduling passes do the job in this case.  */
1666           if (stage_count < PARAM_VALUE (PARAM_SMS_MIN_SC)
1667               || (count_init && (loop_count <= stage_count))
1668               || (flag_branch_probabilities && (trip_count <= stage_count)))
1669             {
1670               if (dump_file)
1671                 {
1672                   fprintf (dump_file, "SMS failed... \n");
1673                   fprintf (dump_file, "SMS sched-failed (stage-count=%d,"
1674                            " loop-count=", stage_count);
1675                   fprintf (dump_file, "%" PRId64, loop_count);
1676                   fprintf (dump_file, ", trip-count=");
1677                   fprintf (dump_file, "%" PRId64, trip_count);
1678                   fprintf (dump_file, ")\n");
1679                 }
1680               break;
1681             }
1682
1683           if (!opt_sc_p)
1684             {
1685               /* Rotate the partial schedule to have the branch in row ii-1.  */
1686               int amount = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ps->ii - 1);
1687               
1688               reset_sched_times (ps, amount);
1689               rotate_partial_schedule (ps, amount);
1690             }
1691           
1692           set_columns_for_ps (ps);
1693
1694           min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - SMODULO (PS_MIN_CYCLE (ps), ps->ii);
1695           if (!schedule_reg_moves (ps))
1696             {
1697               mii = ps->ii + 1;
1698               free_partial_schedule (ps);
1699               continue;
1700             }
1701
1702           /* Moves that handle incoming values might have been added
1703              to a new first stage.  Bump the stage count if so.
1704
1705              ??? Perhaps we could consider rotating the schedule here
1706              instead?  */
1707           if (PS_MIN_CYCLE (ps) < min_cycle)
1708             {
1709               reset_sched_times (ps, 0);
1710               stage_count++;
1711             }
1712
1713           /* The stage count should now be correct without rotation.  */
1714           gcc_checking_assert (stage_count == calculate_stage_count (ps, 0));
1715           PS_STAGE_COUNT (ps) = stage_count;
1716
1717           canon_loop (loop);
1718
1719           if (dump_file)
1720             {
1721               dump_insn_location (tail);
1722               fprintf (dump_file, " SMS succeeded %d %d (with ii, sc)\n",
1723                        ps->ii, stage_count);
1724               print_partial_schedule (ps, dump_file);
1725             }
1726  
1727           /* case the BCT count is not known , Do loop-versioning */
1728           if (count_reg && ! count_init)
1729             {
1730               rtx comp_rtx = gen_rtx_GT (VOIDmode, count_reg,
1731                                          gen_int_mode (stage_count,
1732                                                        GET_MODE (count_reg)));
1733               unsigned prob = (PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS
1734                                * REG_BR_PROB_BASE) / 100;
1735
1736               loop_version (loop, comp_rtx, &condition_bb,
1737                             prob, prob, REG_BR_PROB_BASE - prob,
1738                             true);
1739              }
1740
1741           /* Set new iteration count of loop kernel.  */
1742           if (count_reg && count_init)
1743             SET_SRC (single_set (count_init)) = GEN_INT (loop_count
1744                                                      - stage_count + 1);
1745
1746           /* Now apply the scheduled kernel to the RTL of the loop.  */
1747           permute_partial_schedule (ps, g->closing_branch->first_note);
1748
1749           /* Mark this loop as software pipelined so the later
1750              scheduling passes don't touch it.  */
1751           if (! flag_resched_modulo_sched)
1752             mark_loop_unsched (loop);
1753           
1754           /* The life-info is not valid any more.  */
1755           df_set_bb_dirty (g->bb);
1756
1757           apply_reg_moves (ps);
1758           if (dump_file)
1759             print_node_sched_params (dump_file, g->num_nodes, ps);
1760           /* Generate prolog and epilog.  */
1761           generate_prolog_epilog (ps, loop, count_reg, count_init);
1762           break;
1763         }
1764
1765       free_partial_schedule (ps);
1766       node_sched_param_vec.release ();
1767       free (node_order);
1768       free_ddg (g);
1769     }
1770
1771   free (g_arr);
1772
1773   /* Release scheduler data, needed until now because of DFA.  */
1774   haifa_sched_finish ();
1775   loop_optimizer_finalize ();
1776 }
1777
1778 /* The SMS scheduling algorithm itself
1779    -----------------------------------
1780    Input: 'O' an ordered list of insns of a loop.
1781    Output: A scheduling of the loop - kernel, prolog, and epilogue.
1782
1783    'Q' is the empty Set
1784    'PS' is the partial schedule; it holds the currently scheduled nodes with
1785         their cycle/slot.
1786    'PSP' previously scheduled predecessors.
1787    'PSS' previously scheduled successors.
1788    't(u)' the cycle where u is scheduled.
1789    'l(u)' is the latency of u.
1790    'd(v,u)' is the dependence distance from v to u.
1791    'ASAP(u)' the earliest time at which u could be scheduled as computed in
1792              the node ordering phase.
1793    'check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c)'
1794                              run a trace around cycle/slot through DFA model
1795                              to check resource conflicts involving instruction u
1796                              at cycle c given the partial schedule PS.
1797    'add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)'
1798                              Add the node/instruction u to the partial schedule
1799                              PS at time c.
1800    'calculate_register_pressure(PS)'
1801                              Given a schedule of instructions, calculate the register
1802                              pressure it implies.  One implementation could be the
1803                              maximum number of overlapping live ranges.
1804    'maxRP' The maximum allowed register pressure, it is usually derived from the number
1805            registers available in the hardware.
1806
1807    1. II = MII.
1808    2. PS = empty list
1809    3. for each node u in O in pre-computed order
1810    4.   if (PSP(u) != Q && PSS(u) == Q) then
1811    5.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1812    6.     start = Early_start; end = Early_start + II - 1; step = 1
1813    11.  else if (PSP(u) == Q && PSS(u) != Q) then
1814    12.      Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1815    13.     start = Late_start; end = Late_start - II + 1; step = -1
1816    14.  else if (PSP(u) != Q && PSS(u) != Q) then
1817    15.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1818    16.     Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1819    17.     start = Early_start;
1820    18.     end = min(Early_start + II - 1 , Late_start);
1821    19.     step = 1
1822    20.     else "if (PSP(u) == Q && PSS(u) == Q)"
1823    21.    start = ASAP(u); end = start + II - 1; step = 1
1824    22.  endif
1825
1826    23.  success = false
1827    24.  for (c = start ; c != end ; c += step)
1828    25.     if check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c) then
1829    26.       add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)
1830    27.       success = true
1831    28.       break
1832    29.     endif
1833    30.  endfor
1834    31.  if (success == false) then
1835    32.    II = II + 1
1836    33.    if (II > maxII) then
1837    34.       finish - failed to schedule
1838    35.   endif
1839    36.    goto 2.
1840    37.  endif
1841    38. endfor
1842    39. if (calculate_register_pressure(PS) > maxRP) then
1843    40.    goto 32.
1844    41. endif
1845    42. compute epilogue & prologue
1846    43. finish - succeeded to schedule
1847
1848    ??? The algorithm restricts the scheduling window to II cycles.
1849    In rare cases, it may be better to allow windows of II+1 cycles.
1850    The window would then start and end on the same row, but with
1851    different "must precede" and "must follow" requirements.  */
1852
1853 /* A limit on the number of cycles that resource conflicts can span.  ??? Should
1854    be provided by DFA, and be dependent on the type of insn scheduled.  Currently
1855    set to 0 to save compile time.  */
1856 #define DFA_HISTORY SMS_DFA_HISTORY
1857
1858 /* A threshold for the number of repeated unsuccessful attempts to insert
1859    an empty row, before we flush the partial schedule and start over.  */
1860 #define MAX_SPLIT_NUM 10
1861 /* Given the partial schedule PS, this function calculates and returns the
1862    cycles in which we can schedule the node with the given index I.
1863    NOTE: Here we do the backtracking in SMS, in some special cases. We have
1864    noticed that there are several cases in which we fail    to SMS the loop
1865    because the sched window of a node is empty    due to tight data-deps. In
1866    such cases we want to unschedule    some of the predecessors/successors
1867    until we get non-empty    scheduling window.  It returns -1 if the
1868    scheduling window is empty and zero otherwise.  */
1869
1870 static int
1871 get_sched_window (partial_schedule_ptr ps, ddg_node_ptr u_node,
1872                   sbitmap sched_nodes, int ii, int *start_p, int *step_p,
1873                   int *end_p)
1874 {
1875   int start, step, end;
1876   int early_start, late_start;
1877   ddg_edge_ptr e;
1878   sbitmap psp = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1879   sbitmap pss = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1880   sbitmap u_node_preds = NODE_PREDECESSORS (u_node);
1881   sbitmap u_node_succs = NODE_SUCCESSORS (u_node);
1882   int psp_not_empty;
1883   int pss_not_empty;
1884   int count_preds;
1885   int count_succs;
1886
1887   /* 1. compute sched window for u (start, end, step).  */
1888   bitmap_clear (psp);
1889   bitmap_clear (pss);
1890   psp_not_empty = bitmap_and (psp, u_node_preds, sched_nodes);
1891   pss_not_empty = bitmap_and (pss, u_node_succs, sched_nodes);
1892
1893   /* We first compute a forward range (start <= end), then decide whether
1894      to reverse it.  */
1895   early_start = INT_MIN;
1896   late_start = INT_MAX;
1897   start = INT_MIN;
1898   end = INT_MAX;
1899   step = 1;
1900
1901   count_preds = 0;
1902   count_succs = 0;
1903
1904   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1905     {
1906       fprintf (dump_file, "\nAnalyzing dependencies for node %d (INSN %d)"
1907                "; ii = %d\n\n", u_node->cuid, INSN_UID (u_node->insn), ii);
1908       fprintf (dump_file, "%11s %11s %11s %11s %5s\n",
1909                "start", "early start", "late start", "end", "time");
1910       fprintf (dump_file, "=========== =========== =========== ==========="
1911                " =====\n");
1912     }
1913   /* Calculate early_start and limit end.  Both bounds are inclusive.  */
1914   if (psp_not_empty)
1915     for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
1916       {
1917         int v = e->src->cuid;
1918
1919         if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v))
1920           {
1921             int p_st = SCHED_TIME (v);
1922             int earliest = p_st + e->latency - (e->distance * ii);
1923             int latest = (e->data_type == MEM_DEP ? p_st + ii - 1 : INT_MAX);
1924
1925             if (dump_file)
1926               {
1927                 fprintf (dump_file, "%11s %11d %11s %11d %5d",
1928                          "", earliest, "", latest, p_st);
1929                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1930                 fprintf (dump_file, "\n");
1931               }
1932
1933             early_start = MAX (early_start, earliest);
1934             end = MIN (end, latest);
1935
1936             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1937               count_preds++;
1938           }
1939       }
1940
1941   /* Calculate late_start and limit start.  Both bounds are inclusive.  */
1942   if (pss_not_empty)
1943     for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
1944       {
1945         int v = e->dest->cuid;
1946
1947         if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v))
1948           {
1949             int s_st = SCHED_TIME (v);
1950             int earliest = (e->data_type == MEM_DEP ? s_st - ii + 1 : INT_MIN);
1951             int latest = s_st - e->latency + (e->distance * ii);
1952
1953             if (dump_file)
1954               {
1955                 fprintf (dump_file, "%11d %11s %11d %11s %5d",
1956                          earliest, "", latest, "", s_st);
1957                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1958                 fprintf (dump_file, "\n");
1959               }
1960
1961             start = MAX (start, earliest);
1962             late_start = MIN (late_start, latest);
1963
1964             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1965               count_succs++;
1966           }
1967       }
1968
1969   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1970     {
1971       fprintf (dump_file, "----------- ----------- ----------- -----------"
1972                " -----\n");
1973       fprintf (dump_file, "%11d %11d %11d %11d %5s %s\n",
1974                start, early_start, late_start, end, "",
1975                "(max, max, min, min)");
1976     }
1977
1978   /* Get a target scheduling window no bigger than ii.  */
1979   if (early_start == INT_MIN && late_start == INT_MAX)
1980     early_start = NODE_ASAP (u_node);
1981   else if (early_start == INT_MIN)
1982     early_start = late_start - (ii - 1);
1983   late_start = MIN (late_start, early_start + (ii - 1));
1984
1985   /* Apply memory dependence limits.  */
1986   start = MAX (start, early_start);
1987   end = MIN (end, late_start);
1988
1989   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1990     fprintf (dump_file, "%11s %11d %11d %11s %5s final window\n",
1991              "", start, end, "", "");
1992
1993   /* If there are at least as many successors as predecessors, schedule the
1994      node close to its successors.  */
1995   if (pss_not_empty && count_succs >= count_preds)
1996     {
1997       std::swap (start, end);
1998       step = -1;
1999     }
2000
2001   /* Now that we've finalized the window, make END an exclusive rather
2002      than an inclusive bound.  */
2003   end += step;
2004
2005   *start_p = start;
2006   *step_p = step;
2007   *end_p = end;
2008   sbitmap_free (psp);
2009   sbitmap_free (pss);
2010
2011   if ((start >= end && step == 1) || (start <= end && step == -1))
2012     {
2013       if (dump_file)
2014         fprintf (dump_file, "\nEmpty window: start=%d, end=%d, step=%d\n",
2015                  start, end, step);
2016       return -1;
2017     }
2018
2019   return 0;
2020 }
2021
2022 /* Calculate MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW bitmaps of U_NODE; which is the
2023    node currently been scheduled.  At the end of the calculation
2024    MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW contains all predecessors/successors of
2025    U_NODE which are (1) already scheduled in the first/last row of
2026    U_NODE's scheduling window, (2) whose dependence inequality with U
2027    becomes an equality when U is scheduled in this same row, and (3)
2028    whose dependence latency is zero.
2029
2030    The first and last rows are calculated using the following parameters:
2031    START/END rows - The cycles that begins/ends the traversal on the window;
2032    searching for an empty cycle to schedule U_NODE.
2033    STEP - The direction in which we traverse the window.
2034    II - The initiation interval.  */
2035
2036 static void
2037 calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr u_node, int start, int end,
2038                                int step, int ii, sbitmap sched_nodes,
2039                                sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
2040 {
2041   ddg_edge_ptr e;
2042   int first_cycle_in_window, last_cycle_in_window;
2043
2044   gcc_assert (must_precede && must_follow);
2045
2046   /* Consider the following scheduling window:
2047      {first_cycle_in_window, first_cycle_in_window+1, ...,
2048      last_cycle_in_window}.  If step is 1 then the following will be
2049      the order we traverse the window: {start=first_cycle_in_window,
2050      first_cycle_in_window+1, ..., end=last_cycle_in_window+1},
2051      or {start=last_cycle_in_window, last_cycle_in_window-1, ...,
2052      end=first_cycle_in_window-1} if step is -1.  */
2053   first_cycle_in_window = (step == 1) ? start : end - step;
2054   last_cycle_in_window = (step == 1) ? end - step : start;
2055
2056   bitmap_clear (must_precede);
2057   bitmap_clear (must_follow);
2058
2059   if (dump_file)
2060     fprintf (dump_file, "\nmust_precede: ");
2061
2062   /* Instead of checking if:
2063       (SMODULO (SCHED_TIME (e->src), ii) == first_row_in_window)
2064       && ((SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) ==
2065              first_cycle_in_window)
2066       && e->latency == 0
2067      we use the fact that latency is non-negative:
2068       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) <=
2069       SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) <=
2070       first_cycle_in_window
2071      and check only if
2072       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) == first_cycle_in_window  */
2073   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2074     if (bitmap_bit_p (sched_nodes, e->src->cuid)
2075         && ((SCHED_TIME (e->src->cuid) - (e->distance * ii)) ==
2076              first_cycle_in_window))
2077       {
2078         if (dump_file)
2079           fprintf (dump_file, "%d ", e->src->cuid);
2080
2081         bitmap_set_bit (must_precede, e->src->cuid);
2082       }
2083
2084   if (dump_file)
2085     fprintf (dump_file, "\nmust_follow: ");
2086
2087   /* Instead of checking if:
2088       (SMODULO (SCHED_TIME (e->dest), ii) == last_row_in_window)
2089       && ((SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) ==
2090              last_cycle_in_window)
2091       && e->latency == 0
2092      we use the fact that latency is non-negative:
2093       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) >=
2094       SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) >=
2095       last_cycle_in_window
2096      and check only if
2097       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) == last_cycle_in_window  */
2098   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2099     if (bitmap_bit_p (sched_nodes, e->dest->cuid)
2100         && ((SCHED_TIME (e->dest->cuid) + (e->distance * ii)) ==
2101              last_cycle_in_window))
2102       {
2103         if (dump_file)
2104           fprintf (dump_file, "%d ", e->dest->cuid);
2105
2106         bitmap_set_bit (must_follow, e->dest->cuid);
2107       }
2108
2109   if (dump_file)
2110     fprintf (dump_file, "\n");
2111 }
2112
2113 /* Return 1 if U_NODE can be scheduled in CYCLE.  Use the following
2114    parameters to decide if that's possible:
2115    PS - The partial schedule.
2116    U - The serial number of U_NODE.
2117    NUM_SPLITS - The number of row splits made so far.
2118    MUST_PRECEDE - The nodes that must precede U_NODE. (only valid at
2119    the first row of the scheduling window)
2120    MUST_FOLLOW - The nodes that must follow U_NODE. (only valid at the
2121    last row of the scheduling window)  */
2122
2123 static bool
2124 try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr ps,
2125                               int u, int cycle, sbitmap sched_nodes,
2126                               int *num_splits, sbitmap must_precede,
2127                               sbitmap must_follow)
2128 {
2129   ps_insn_ptr psi;
2130   bool success = 0;
2131
2132   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2133   psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, u, cycle, must_precede, must_follow);
2134   if (psi)
2135     {
2136       SCHED_TIME (u) = cycle;
2137       bitmap_set_bit (sched_nodes, u);
2138       success = 1;
2139       *num_splits = 0;
2140       if (dump_file)
2141         fprintf (dump_file, "Scheduled w/o split in %d\n", cycle);
2142
2143     }
2144
2145   return success;
2146 }
2147
2148 /* This function implements the scheduling algorithm for SMS according to the
2149    above algorithm.  */
2150 static partial_schedule_ptr
2151 sms_schedule_by_order (ddg_ptr g, int mii, int maxii, int *nodes_order)
2152 {
2153   int ii = mii;
2154   int i, c, success, num_splits = 0;
2155   int flush_and_start_over = true;
2156   int num_nodes = g->num_nodes;
2157   int start, end, step; /* Place together into one struct?  */
2158   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (num_nodes);
2159   sbitmap must_precede = sbitmap_alloc (num_nodes);
2160   sbitmap must_follow = sbitmap_alloc (num_nodes);
2161   sbitmap tobe_scheduled = sbitmap_alloc (num_nodes);
2162
2163   partial_schedule_ptr ps = create_partial_schedule (ii, g, DFA_HISTORY);
2164
2165   bitmap_ones (tobe_scheduled);
2166   bitmap_clear (sched_nodes);
2167
2168   while (flush_and_start_over && (ii < maxii))
2169     {
2170
2171       if (dump_file)
2172         fprintf (dump_file, "Starting with ii=%d\n", ii);
2173       flush_and_start_over = false;
2174       bitmap_clear (sched_nodes);
2175
2176       for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2177         {
2178           int u = nodes_order[i];
2179           ddg_node_ptr u_node = &ps->g->nodes[u];
2180           rtx_insn *insn = u_node->insn;
2181
2182           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2183             {
2184               bitmap_clear_bit (tobe_scheduled, u);
2185               continue;
2186             }
2187
2188           if (bitmap_bit_p (sched_nodes, u))
2189             continue;
2190
2191           /* Try to get non-empty scheduling window.  */
2192          success = 0;
2193          if (get_sched_window (ps, u_node, sched_nodes, ii, &start,
2194                                 &step, &end) == 0)
2195             {
2196               if (dump_file)
2197                 fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
2198                          "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n", u, (INSN_UID
2199                         (g->nodes[u].insn)), start, end, step);
2200
2201               gcc_assert ((step > 0 && start < end)
2202                           || (step < 0 && start > end));
2203
2204               calculate_must_precede_follow (u_node, start, end, step, ii,
2205                                              sched_nodes, must_precede,
2206                                              must_follow);
2207
2208               for (c = start; c != end; c += step)
2209                 {
2210                   sbitmap tmp_precede, tmp_follow;
2211
2212                   set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, 
2213                                            &tmp_precede, must_precede, 
2214                                            c, start, end, step);
2215                   success =
2216                     try_scheduling_node_in_cycle (ps, u, c,
2217                                                   sched_nodes,
2218                                                   &num_splits, tmp_precede,
2219                                                   tmp_follow);
2220                   if (success)
2221                     break;
2222                 }
2223
2224               verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2225             }
2226             if (!success)
2227             {
2228               int split_row;
2229
2230               if (ii++ == maxii)
2231                 break;
2232
2233               if (num_splits >= MAX_SPLIT_NUM)
2234                 {
2235                   num_splits = 0;
2236                   flush_and_start_over = true;
2237                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2238                   reset_partial_schedule (ps, ii);
2239                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2240                   break;
2241                 }
2242
2243               num_splits++;
2244               /* The scheduling window is exclusive of 'end'
2245                  whereas compute_split_window() expects an inclusive,
2246                  ordered range.  */
2247               if (step == 1)
2248                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, start, end - 1,
2249                                                ps->ii, u_node);
2250               else
2251                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, end + 1, start,
2252                                                ps->ii, u_node);
2253
2254               ps_insert_empty_row (ps, split_row, sched_nodes);
2255               i--;              /* Go back and retry node i.  */
2256
2257               if (dump_file)
2258                 fprintf (dump_file, "num_splits=%d\n", num_splits);
2259             }
2260
2261           /* ??? If (success), check register pressure estimates.  */
2262         }                       /* Continue with next node.  */
2263     }                           /* While flush_and_start_over.  */
2264   if (ii >= maxii)
2265     {
2266       free_partial_schedule (ps);
2267       ps = NULL;
2268     }
2269   else
2270     gcc_assert (bitmap_equal_p (tobe_scheduled, sched_nodes));
2271
2272   sbitmap_free (sched_nodes);
2273   sbitmap_free (must_precede);
2274   sbitmap_free (must_follow);
2275   sbitmap_free (tobe_scheduled);
2276
2277   return ps;
2278 }
2279
2280 /* This function inserts a new empty row into PS at the position
2281    according to SPLITROW, keeping all already scheduled instructions
2282    intact and updating their SCHED_TIME and cycle accordingly.  */
2283 static void
2284 ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr ps, int split_row,
2285                      sbitmap sched_nodes)
2286 {
2287   ps_insn_ptr crr_insn;
2288   ps_insn_ptr *rows_new;
2289   int ii = ps->ii;
2290   int new_ii = ii + 1;
2291   int row;
2292   int *rows_length_new;
2293
2294   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2295
2296   /* We normalize sched_time and rotate ps to have only non-negative sched
2297      times, for simplicity of updating cycles after inserting new row.  */
2298   split_row -= ps->min_cycle;
2299   split_row = SMODULO (split_row, ii);
2300   if (dump_file)
2301     fprintf (dump_file, "split_row=%d\n", split_row);
2302
2303   reset_sched_times (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2304   rotate_partial_schedule (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2305
2306   rows_new = (ps_insn_ptr *) xcalloc (new_ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2307   rows_length_new = (int *) xcalloc (new_ii, sizeof (int));
2308   for (row = 0; row < split_row; row++)
2309     {
2310       rows_new[row] = ps->rows[row];
2311       rows_length_new[row] = ps->rows_length[row];
2312       ps->rows[row] = NULL;
2313       for (crr_insn = rows_new[row];
2314            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2315         {
2316           int u = crr_insn->id;
2317           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii);
2318
2319           SCHED_TIME (u) = new_time;
2320           crr_insn->cycle = new_time;
2321           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2322           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2323         }
2324
2325     }
2326
2327   rows_new[split_row] = NULL;
2328
2329   for (row = split_row; row < ii; row++)
2330     {
2331       rows_new[row + 1] = ps->rows[row];
2332       rows_length_new[row + 1] = ps->rows_length[row];
2333       ps->rows[row] = NULL;
2334       for (crr_insn = rows_new[row + 1];
2335            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2336         {
2337           int u = crr_insn->id;
2338           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii) + 1;
2339
2340           SCHED_TIME (u) = new_time;
2341           crr_insn->cycle = new_time;
2342           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2343           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2344         }
2345     }
2346
2347   /* Updating ps.  */
2348   ps->min_cycle = ps->min_cycle + ps->min_cycle / ii
2349     + (SMODULO (ps->min_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2350   ps->max_cycle = ps->max_cycle + ps->max_cycle / ii
2351     + (SMODULO (ps->max_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2352   free (ps->rows);
2353   ps->rows = rows_new;
2354   free (ps->rows_length);
2355   ps->rows_length = rows_length_new;
2356   ps->ii = new_ii;
2357   gcc_assert (ps->min_cycle >= 0);
2358
2359   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2360
2361   if (dump_file)
2362     fprintf (dump_file, "min_cycle=%d, max_cycle=%d\n", ps->min_cycle,
2363              ps->max_cycle);
2364 }
2365
2366 /* Given U_NODE which is the node that failed to be scheduled; LOW and
2367    UP which are the boundaries of it's scheduling window; compute using
2368    SCHED_NODES and II a row in the partial schedule that can be split
2369    which will separate a critical predecessor from a critical successor
2370    thereby expanding the window, and return it.  */
2371 static int
2372 compute_split_row (sbitmap sched_nodes, int low, int up, int ii,
2373                    ddg_node_ptr u_node)
2374 {
2375   ddg_edge_ptr e;
2376   int lower = INT_MIN, upper = INT_MAX;
2377   int crit_pred = -1;
2378   int crit_succ = -1;
2379   int crit_cycle;
2380
2381   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2382     {
2383       int v = e->src->cuid;
2384
2385       if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v)
2386           && (low == SCHED_TIME (v) + e->latency - (e->distance * ii)))
2387         if (SCHED_TIME (v) > lower)
2388           {
2389             crit_pred = v;
2390             lower = SCHED_TIME (v);
2391           }
2392     }
2393
2394   if (crit_pred >= 0)
2395     {
2396       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_pred) + 1;
2397       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2398     }
2399
2400   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2401     {
2402       int v = e->dest->cuid;
2403
2404       if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v)
2405           && (up == SCHED_TIME (v) - e->latency + (e->distance * ii)))
2406         if (SCHED_TIME (v) < upper)
2407           {
2408             crit_succ = v;
2409             upper = SCHED_TIME (v);
2410           }
2411     }
2412
2413   if (crit_succ >= 0)
2414     {
2415       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_succ);
2416       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2417     }
2418
2419   if (dump_file)
2420     fprintf (dump_file, "Both crit_pred and crit_succ are NULL\n");
2421
2422   return SMODULO ((low + up + 1) / 2, ii);
2423 }
2424
2425 static void
2426 verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, sbitmap sched_nodes)
2427 {
2428   int row;
2429   ps_insn_ptr crr_insn;
2430
2431   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
2432     {
2433       int length = 0;
2434       
2435       for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2436         {
2437           int u = crr_insn->id;
2438           
2439           length++;
2440           gcc_assert (bitmap_bit_p (sched_nodes, u));
2441           /* ??? Test also that all nodes of sched_nodes are in ps, perhaps by
2442              popcount (sched_nodes) == number of insns in ps.  */
2443           gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
2444           gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
2445         }
2446       
2447       gcc_assert (ps->rows_length[row] == length);
2448     }
2449 }
2450
2451 \f
2452 /* This page implements the algorithm for ordering the nodes of a DDG
2453    for modulo scheduling, activated through the
2454    "int sms_order_nodes (ddg_ptr, int mii, int * result)" API.  */
2455
2456 #define ORDER_PARAMS(x) ((struct node_order_params *) (x)->aux.info)
2457 #define ASAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->asap)
2458 #define ALAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->alap)
2459 #define HEIGHT(x) (ORDER_PARAMS ((x))->height)
2460 #define MOB(x) (ALAP ((x)) - ASAP ((x)))
2461 #define DEPTH(x) (ASAP ((x)))
2462
2463 typedef struct node_order_params * nopa;
2464
2465 static void order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr, int * result);
2466 static int order_nodes_in_scc (ddg_ptr, sbitmap, sbitmap, int*, int);
2467 static nopa  calculate_order_params (ddg_ptr, int, int *);
2468 static int find_max_asap (ddg_ptr, sbitmap);
2469 static int find_max_hv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2470 static int find_max_dv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2471
2472 enum sms_direction {BOTTOMUP, TOPDOWN};
2473
2474 struct node_order_params
2475 {
2476   int asap;
2477   int alap;
2478   int height;
2479 };
2480
2481 /* Check if NODE_ORDER contains a permutation of 0 .. NUM_NODES-1.  */
2482 static void
2483 check_nodes_order (int *node_order, int num_nodes)
2484 {
2485   int i;
2486   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2487
2488   bitmap_clear (tmp);
2489
2490   if (dump_file)
2491     fprintf (dump_file, "SMS final nodes order: \n");
2492
2493   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2494     {
2495       int u = node_order[i];
2496
2497       if (dump_file)
2498         fprintf (dump_file, "%d ", u);
2499       gcc_assert (u < num_nodes && u >= 0 && !bitmap_bit_p (tmp, u));
2500
2501       bitmap_set_bit (tmp, u);
2502     }
2503
2504   if (dump_file)
2505     fprintf (dump_file, "\n");
2506
2507   sbitmap_free (tmp);
2508 }
2509
2510 /* Order the nodes of G for scheduling and pass the result in
2511    NODE_ORDER.  Also set aux.count of each node to ASAP.
2512    Put maximal ASAP to PMAX_ASAP.  Return the recMII for the given DDG.  */
2513 static int
2514 sms_order_nodes (ddg_ptr g, int mii, int * node_order, int *pmax_asap)
2515 {
2516   int i;
2517   int rec_mii = 0;
2518   ddg_all_sccs_ptr sccs = create_ddg_all_sccs (g);
2519
2520   nopa nops = calculate_order_params (g, mii, pmax_asap);
2521
2522   if (dump_file)
2523     print_sccs (dump_file, sccs, g);
2524
2525   order_nodes_of_sccs (sccs, node_order);
2526
2527   if (sccs->num_sccs > 0)
2528     /* First SCC has the largest recurrence_length.  */
2529     rec_mii = sccs->sccs[0]->recurrence_length;
2530
2531   /* Save ASAP before destroying node_order_params.  */
2532   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
2533     {
2534       ddg_node_ptr v = &g->nodes[i];
2535       v->aux.count = ASAP (v);
2536     }
2537
2538   free (nops);
2539   free_ddg_all_sccs (sccs);
2540   check_nodes_order (node_order, g->num_nodes);
2541
2542   return rec_mii;
2543 }
2544
2545 static void
2546 order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr all_sccs, int * node_order)
2547 {
2548   int i, pos = 0;
2549   ddg_ptr g = all_sccs->ddg;
2550   int num_nodes = g->num_nodes;
2551   sbitmap prev_sccs = sbitmap_alloc (num_nodes);
2552   sbitmap on_path = sbitmap_alloc (num_nodes);
2553   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2554   sbitmap ones = sbitmap_alloc (num_nodes);
2555
2556   bitmap_clear (prev_sccs);
2557   bitmap_ones (ones);
2558
2559   /* Perform the node ordering starting from the SCC with the highest recMII.
2560      For each SCC order the nodes according to their ASAP/ALAP/HEIGHT etc.  */
2561   for (i = 0; i < all_sccs->num_sccs; i++)
2562     {
2563       ddg_scc_ptr scc = all_sccs->sccs[i];
2564
2565       /* Add nodes on paths from previous SCCs to the current SCC.  */
2566       find_nodes_on_paths (on_path, g, prev_sccs, scc->nodes);
2567       bitmap_ior (tmp, scc->nodes, on_path);
2568
2569       /* Add nodes on paths from the current SCC to previous SCCs.  */
2570       find_nodes_on_paths (on_path, g, scc->nodes, prev_sccs);
2571       bitmap_ior (tmp, tmp, on_path);
2572
2573       /* Remove nodes of previous SCCs from current extended SCC.  */
2574       bitmap_and_compl (tmp, tmp, prev_sccs);
2575
2576       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2577       /* Above call to order_nodes_in_scc updated prev_sccs |= tmp.  */
2578     }
2579
2580   /* Handle the remaining nodes that do not belong to any scc.  Each call
2581      to order_nodes_in_scc handles a single connected component.  */
2582   while (pos < g->num_nodes)
2583     {
2584       bitmap_and_compl (tmp, ones, prev_sccs);
2585       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2586     }
2587   sbitmap_free (prev_sccs);
2588   sbitmap_free (on_path);
2589   sbitmap_free (tmp);
2590   sbitmap_free (ones);
2591 }
2592
2593 /* MII is needed if we consider backarcs (that do not close recursive cycles).  */
2594 static struct node_order_params *
2595 calculate_order_params (ddg_ptr g, int mii ATTRIBUTE_UNUSED, int *pmax_asap)
2596 {
2597   int u;
2598   int max_asap;
2599   int num_nodes = g->num_nodes;
2600   ddg_edge_ptr e;
2601   /* Allocate a place to hold ordering params for each node in the DDG.  */
2602   nopa node_order_params_arr;
2603
2604   /* Initialize of ASAP/ALAP/HEIGHT to zero.  */
2605   node_order_params_arr = (nopa) xcalloc (num_nodes,
2606                                           sizeof (struct node_order_params));
2607
2608   /* Set the aux pointer of each node to point to its order_params structure.  */
2609   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2610     g->nodes[u].aux.info = &node_order_params_arr[u];
2611
2612   /* Disregarding a backarc from each recursive cycle to obtain a DAG,
2613      calculate ASAP, ALAP, mobility, distance, and height for each node
2614      in the dependence (direct acyclic) graph.  */
2615
2616   /* We assume that the nodes in the array are in topological order.  */
2617
2618   max_asap = 0;
2619   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2620     {
2621       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2622
2623       ASAP (u_node) = 0;
2624       for (e = u_node->in; e; e = e->next_in)
2625         if (e->distance == 0)
2626           ASAP (u_node) = MAX (ASAP (u_node),
2627                                ASAP (e->src) + e->latency);
2628       max_asap = MAX (max_asap, ASAP (u_node));
2629     }
2630
2631   for (u = num_nodes - 1; u > -1; u--)
2632     {
2633       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2634
2635       ALAP (u_node) = max_asap;
2636       HEIGHT (u_node) = 0;
2637       for (e = u_node->out; e; e = e->next_out)
2638         if (e->distance == 0)
2639           {
2640             ALAP (u_node) = MIN (ALAP (u_node),
2641                                  ALAP (e->dest) - e->latency);
2642             HEIGHT (u_node) = MAX (HEIGHT (u_node),
2643                                    HEIGHT (e->dest) + e->latency);
2644           }
2645     }
2646   if (dump_file)
2647   {
2648     fprintf (dump_file, "\nOrder params\n");
2649     for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2650       {
2651         ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2652
2653         fprintf (dump_file, "node %d, ASAP: %d, ALAP: %d, HEIGHT: %d\n", u,
2654                  ASAP (u_node), ALAP (u_node), HEIGHT (u_node));
2655       }
2656   }
2657
2658   *pmax_asap = max_asap;
2659   return node_order_params_arr;
2660 }
2661
2662 static int
2663 find_max_asap (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2664 {
2665   unsigned int u = 0;
2666   int max_asap = -1;
2667   int result = -1;
2668   sbitmap_iterator sbi;
2669
2670   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2671     {
2672       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2673
2674       if (max_asap < ASAP (u_node))
2675         {
2676           max_asap = ASAP (u_node);
2677           result = u;
2678         }
2679     }
2680   return result;
2681 }
2682
2683 static int
2684 find_max_hv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2685 {
2686   unsigned int u = 0;
2687   int max_hv = -1;
2688   int min_mob = INT_MAX;
2689   int result = -1;
2690   sbitmap_iterator sbi;
2691
2692   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2693     {
2694       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2695
2696       if (max_hv < HEIGHT (u_node))
2697         {
2698           max_hv = HEIGHT (u_node);
2699           min_mob = MOB (u_node);
2700           result = u;
2701         }
2702       else if ((max_hv == HEIGHT (u_node))
2703                && (min_mob > MOB (u_node)))
2704         {
2705           min_mob = MOB (u_node);
2706           result = u;
2707         }
2708     }
2709   return result;
2710 }
2711
2712 static int
2713 find_max_dv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2714 {
2715   unsigned int u = 0;
2716   int max_dv = -1;
2717   int min_mob = INT_MAX;
2718   int result = -1;
2719   sbitmap_iterator sbi;
2720
2721   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2722     {
2723       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2724
2725       if (max_dv < DEPTH (u_node))
2726         {
2727           max_dv = DEPTH (u_node);
2728           min_mob = MOB (u_node);
2729           result = u;
2730         }
2731       else if ((max_dv == DEPTH (u_node))
2732                && (min_mob > MOB (u_node)))
2733         {
2734           min_mob = MOB (u_node);
2735           result = u;
2736         }
2737     }
2738   return result;
2739 }
2740
2741 /* Places the nodes of SCC into the NODE_ORDER array starting
2742    at position POS, according to the SMS ordering algorithm.
2743    NODES_ORDERED (in&out parameter) holds the bitset of all nodes in
2744    the NODE_ORDER array, starting from position zero.  */
2745 static int
2746 order_nodes_in_scc (ddg_ptr g, sbitmap nodes_ordered, sbitmap scc,
2747                     int * node_order, int pos)
2748 {
2749   enum sms_direction dir;
2750   int num_nodes = g->num_nodes;
2751   sbitmap workset = sbitmap_alloc (num_nodes);
2752   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2753   sbitmap zero_bitmap = sbitmap_alloc (num_nodes);
2754   sbitmap predecessors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2755   sbitmap successors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2756
2757   bitmap_clear (predecessors);
2758   find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2759
2760   bitmap_clear (successors);
2761   find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2762
2763   bitmap_clear (tmp);
2764   if (bitmap_and (tmp, predecessors, scc))
2765     {
2766       bitmap_copy (workset, tmp);
2767       dir = BOTTOMUP;
2768     }
2769   else if (bitmap_and (tmp, successors, scc))
2770     {
2771       bitmap_copy (workset, tmp);
2772       dir = TOPDOWN;
2773     }
2774   else
2775     {
2776       int u;
2777
2778       bitmap_clear (workset);
2779       if ((u = find_max_asap (g, scc)) >= 0)
2780         bitmap_set_bit (workset, u);
2781       dir = BOTTOMUP;
2782     }
2783
2784   bitmap_clear (zero_bitmap);
2785   while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2786     {
2787       int v;
2788       ddg_node_ptr v_node;
2789       sbitmap v_node_preds;
2790       sbitmap v_node_succs;
2791
2792       if (dir == TOPDOWN)
2793         {
2794           while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2795             {
2796               v = find_max_hv_min_mob (g, workset);
2797               v_node = &g->nodes[v];
2798               node_order[pos++] = v;
2799               v_node_succs = NODE_SUCCESSORS (v_node);
2800               bitmap_and (tmp, v_node_succs, scc);
2801
2802               /* Don't consider the already ordered successors again.  */
2803               bitmap_and_compl (tmp, tmp, nodes_ordered);
2804               bitmap_ior (workset, workset, tmp);
2805               bitmap_clear_bit (workset, v);
2806               bitmap_set_bit (nodes_ordered, v);
2807             }
2808           dir = BOTTOMUP;
2809           bitmap_clear (predecessors);
2810           find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2811           bitmap_and (workset, predecessors, scc);
2812         }
2813       else
2814         {
2815           while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2816             {
2817               v = find_max_dv_min_mob (g, workset);
2818               v_node = &g->nodes[v];
2819               node_order[pos++] = v;
2820               v_node_preds = NODE_PREDECESSORS (v_node);
2821               bitmap_and (tmp, v_node_preds, scc);
2822
2823               /* Don't consider the already ordered predecessors again.  */
2824               bitmap_and_compl (tmp, tmp, nodes_ordered);
2825               bitmap_ior (workset, workset, tmp);
2826               bitmap_clear_bit (workset, v);
2827               bitmap_set_bit (nodes_ordered, v);
2828             }
2829           dir = TOPDOWN;
2830           bitmap_clear (successors);
2831           find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2832           bitmap_and (workset, successors, scc);
2833         }
2834     }
2835   sbitmap_free (tmp);
2836   sbitmap_free (workset);
2837   sbitmap_free (zero_bitmap);
2838   sbitmap_free (predecessors);
2839   sbitmap_free (successors);
2840   return pos;
2841 }
2842
2843 \f
2844 /* This page contains functions for manipulating partial-schedules during
2845    modulo scheduling.  */
2846
2847 /* Create a partial schedule and allocate a memory to hold II rows.  */
2848
2849 static partial_schedule_ptr
2850 create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr g, int history)
2851 {
2852   partial_schedule_ptr ps = XNEW (struct partial_schedule);
2853   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xcalloc (ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2854   ps->rows_length = (int *) xcalloc (ii, sizeof (int));
2855   ps->reg_moves.create (0);
2856   ps->ii = ii;
2857   ps->history = history;
2858   ps->min_cycle = INT_MAX;
2859   ps->max_cycle = INT_MIN;
2860   ps->g = g;
2861
2862   return ps;
2863 }
2864
2865 /* Free the PS_INSNs in rows array of the given partial schedule.
2866    ??? Consider caching the PS_INSN's.  */
2867 static void
2868 free_ps_insns (partial_schedule_ptr ps)
2869 {
2870   int i;
2871
2872   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2873     {
2874       while (ps->rows[i])
2875         {
2876           ps_insn_ptr ps_insn = ps->rows[i]->next_in_row;
2877
2878           free (ps->rows[i]);
2879           ps->rows[i] = ps_insn;
2880         }
2881       ps->rows[i] = NULL;
2882     }
2883 }
2884
2885 /* Free all the memory allocated to the partial schedule.  */
2886
2887 static void
2888 free_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps)
2889 {
2890   ps_reg_move_info *move;
2891   unsigned int i;
2892
2893   if (!ps)
2894     return;
2895
2896   FOR_EACH_VEC_ELT (ps->reg_moves, i, move)
2897     sbitmap_free (move->uses);
2898   ps->reg_moves.release ();
2899
2900   free_ps_insns (ps);
2901   free (ps->rows);
2902   free (ps->rows_length);
2903   free (ps);
2904 }
2905
2906 /* Clear the rows array with its PS_INSNs, and create a new one with
2907    NEW_II rows.  */
2908
2909 static void
2910 reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int new_ii)
2911 {
2912   if (!ps)
2913     return;
2914   free_ps_insns (ps);
2915   if (new_ii == ps->ii)
2916     return;
2917   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xrealloc (ps->rows, new_ii
2918                                                  * sizeof (ps_insn_ptr));
2919   memset (ps->rows, 0, new_ii * sizeof (ps_insn_ptr));
2920   ps->rows_length = (int *) xrealloc (ps->rows_length, new_ii * sizeof (int));
2921   memset (ps->rows_length, 0, new_ii * sizeof (int));
2922   ps->ii = new_ii;
2923   ps->min_cycle = INT_MAX;
2924   ps->max_cycle = INT_MIN;
2925 }
2926
2927 /* Prints the partial schedule as an ii rows array, for each rows
2928    print the ids of the insns in it.  */
2929 void
2930 print_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, FILE *dump)
2931 {
2932   int i;
2933
2934   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2935     {
2936       ps_insn_ptr ps_i = ps->rows[i];
2937
2938       fprintf (dump, "\n[ROW %d ]: ", i);
2939       while (ps_i)
2940         {
2941           rtx_insn *insn = ps_rtl_insn (ps, ps_i->id);
2942
2943           if (JUMP_P (insn))
2944             fprintf (dump, "%d (branch), ", INSN_UID (insn));
2945           else
2946             fprintf (dump, "%d, ", INSN_UID (insn));
2947         
2948           ps_i = ps_i->next_in_row;
2949         }
2950     }
2951 }
2952
2953 /* Creates an object of PS_INSN and initializes it to the given parameters.  */
2954 static ps_insn_ptr
2955 create_ps_insn (int id, int cycle)
2956 {
2957   ps_insn_ptr ps_i = XNEW (struct ps_insn);
2958
2959   ps_i->id = id;
2960   ps_i->next_in_row = NULL;
2961   ps_i->prev_in_row = NULL;
2962   ps_i->cycle = cycle;
2963
2964   return ps_i;
2965 }
2966
2967
2968 /* Removes the given PS_INSN from the partial schedule.  */  
2969 static void 
2970 remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i)
2971 {
2972   int row;
2973
2974   gcc_assert (ps && ps_i);
2975   
2976   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
2977   if (! ps_i->prev_in_row)
2978     {
2979       gcc_assert (ps_i == ps->rows[row]);
2980       ps->rows[row] = ps_i->next_in_row;
2981       if (ps->rows[row])
2982         ps->rows[row]->prev_in_row = NULL;
2983     }
2984   else
2985     {
2986       ps_i->prev_in_row->next_in_row = ps_i->next_in_row;
2987       if (ps_i->next_in_row)
2988         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i->prev_in_row;
2989     }
2990    
2991   ps->rows_length[row] -= 1; 
2992   free (ps_i);
2993   return;
2994 }
2995
2996 /* Unlike what literature describes for modulo scheduling (which focuses
2997    on VLIW machines) the order of the instructions inside a cycle is
2998    important.  Given the bitmaps MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE we know
2999    where the current instruction should go relative to the already
3000    scheduled instructions in the given cycle.  Go over these
3001    instructions and find the first possible column to put it in.  */
3002 static bool
3003 ps_insn_find_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
3004                      sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
3005 {
3006   ps_insn_ptr next_ps_i;
3007   ps_insn_ptr first_must_follow = NULL;
3008   ps_insn_ptr last_must_precede = NULL;
3009   ps_insn_ptr last_in_row = NULL;
3010   int row;
3011
3012   if (! ps_i)
3013     return false;
3014
3015   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3016
3017   /* Find the first must follow and the last must precede
3018      and insert the node immediately after the must precede
3019      but make sure that it there is no must follow after it.  */
3020   for (next_ps_i = ps->rows[row];
3021        next_ps_i;
3022        next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
3023     {
3024       if (must_follow
3025           && bitmap_bit_p (must_follow, next_ps_i->id)
3026           && ! first_must_follow)
3027         first_must_follow = next_ps_i;
3028       if (must_precede && bitmap_bit_p (must_precede, next_ps_i->id))
3029         {
3030           /* If we have already met a node that must follow, then
3031              there is no possible column.  */
3032           if (first_must_follow)
3033             return false;
3034           else
3035             last_must_precede = next_ps_i;
3036         }
3037       /* The closing branch must be the last in the row.  */
3038       if (must_precede 
3039           && bitmap_bit_p (must_precede, next_ps_i->id)
3040           && JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, next_ps_i->id)))
3041         return false;
3042              
3043        last_in_row = next_ps_i;
3044     }
3045
3046   /* The closing branch is scheduled as well.  Make sure there is no
3047      dependent instruction after it as the branch should be the last
3048      instruction in the row.  */
3049   if (JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, ps_i->id)))
3050     {
3051       if (first_must_follow)
3052         return false;
3053       if (last_in_row)
3054         {
3055           /* Make the branch the last in the row.  New instructions
3056              will be inserted at the beginning of the row or after the
3057              last must_precede instruction thus the branch is guaranteed
3058              to remain the last instruction in the row.  */
3059           last_in_row->next_in_row = ps_i;
3060           ps_i->prev_in_row = last_in_row;
3061           ps_i->next_in_row = NULL;
3062         }
3063       else
3064         ps->rows[row] = ps_i;
3065       return true;
3066     }
3067   
3068   /* Now insert the node after INSERT_AFTER_PSI.  */
3069
3070   if (! last_must_precede)
3071     {
3072       ps_i->next_in_row = ps->rows[row];
3073       ps_i->prev_in_row = NULL;
3074       if (ps_i->next_in_row)
3075         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3076       ps->rows[row] = ps_i;
3077     }
3078   else
3079     {
3080       ps_i->next_in_row = last_must_precede->next_in_row;
3081       last_must_precede->next_in_row = ps_i;
3082       ps_i->prev_in_row = last_must_precede;
3083       if (ps_i->next_in_row)
3084         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3085     }
3086
3087   return true;
3088 }
3089
3090 /* Advances the PS_INSN one column in its current row; returns false
3091    in failure and true in success.  Bit N is set in MUST_FOLLOW if
3092    the node with cuid N must be come after the node pointed to by
3093    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3094 static int
3095 ps_insn_advance_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
3096                         sbitmap must_follow)
3097 {
3098   ps_insn_ptr prev, next;
3099   int row;
3100
3101   if (!ps || !ps_i)
3102     return false;
3103
3104   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3105
3106   if (! ps_i->next_in_row)
3107     return false;
3108
3109   /* Check if next_in_row is dependent on ps_i, both having same sched
3110      times (typically ANTI_DEP).  If so, ps_i cannot skip over it.  */
3111   if (must_follow && bitmap_bit_p (must_follow, ps_i->next_in_row->id))
3112     return false;
3113
3114   /* Advance PS_I over its next_in_row in the doubly linked list.  */
3115   prev = ps_i->prev_in_row;
3116   next = ps_i->next_in_row;
3117
3118   if (ps_i == ps->rows[row])
3119     ps->rows[row] = next;
3120
3121   ps_i->next_in_row = next->next_in_row;
3122
3123   if (next->next_in_row)
3124     next->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3125
3126   next->next_in_row = ps_i;
3127   ps_i->prev_in_row = next;
3128
3129   next->prev_in_row = prev;
3130   if (prev)
3131     prev->next_in_row = next;
3132
3133   return true;
3134 }
3135
3136 /* Inserts a DDG_NODE to the given partial schedule at the given cycle.
3137    Returns 0 if this is not possible and a PS_INSN otherwise.  Bit N is
3138    set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with cuid N must be come
3139    before/after (respectively) the node pointed to by PS_I when scheduled
3140    in the same cycle.  */
3141 static ps_insn_ptr
3142 add_node_to_ps (partial_schedule_ptr ps, int id, int cycle,
3143                 sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
3144 {
3145   ps_insn_ptr ps_i;
3146   int row = SMODULO (cycle, ps->ii);
3147
3148   if (ps->rows_length[row] >= issue_rate)
3149     return NULL;
3150
3151   ps_i = create_ps_insn (id, cycle);
3152
3153   /* Finds and inserts PS_I according to MUST_FOLLOW and
3154      MUST_PRECEDE.  */
3155   if (! ps_insn_find_column (ps, ps_i, must_precede, must_follow))
3156     {
3157       free (ps_i);
3158       return NULL;
3159     }
3160
3161   ps->rows_length[row] += 1;
3162   return ps_i;
3163 }
3164
3165 /* Advance time one cycle.  Assumes DFA is being used.  */
3166 static void
3167 advance_one_cycle (void)
3168 {
3169   if (targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn)
3170     state_transition (curr_state,
3171                       targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn ());
3172
3173   state_transition (curr_state, NULL);
3174
3175   if (targetm.sched.dfa_post_cycle_insn)
3176     state_transition (curr_state,
3177                       targetm.sched.dfa_post_cycle_insn ());
3178 }
3179
3180
3181
3182 /* Checks if PS has resource conflicts according to DFA, starting from
3183    FROM cycle to TO cycle; returns true if there are conflicts and false
3184    if there are no conflicts.  Assumes DFA is being used.  */
3185 static int
3186 ps_has_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int from, int to)
3187 {
3188   int cycle;
3189
3190   state_reset (curr_state);
3191
3192   for (cycle = from; cycle <= to; cycle++)
3193     {
3194       ps_insn_ptr crr_insn;
3195       /* Holds the remaining issue slots in the current row.  */
3196       int can_issue_more = issue_rate;
3197
3198       /* Walk through the DFA for the current row.  */
3199       for (crr_insn = ps->rows[SMODULO (cycle, ps->ii)];
3200            crr_insn;
3201            crr_insn = crr_insn->next_in_row)
3202         {
3203           rtx_insn *insn = ps_rtl_insn (ps, crr_insn->id);
3204
3205           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
3206             continue;
3207
3208           /* Check if there is room for the current insn.  */
3209           if (!can_issue_more || state_dead_lock_p (curr_state))
3210             return true;
3211
3212           /* Update the DFA state and return with failure if the DFA found
3213              resource conflicts.  */
3214           if (state_transition (curr_state, insn) >= 0)
3215             return true;
3216
3217           if (targetm.sched.variable_issue)
3218             can_issue_more =
3219               targetm.sched.variable_issue (sched_dump, sched_verbose,
3220                                             insn, can_issue_more);
3221           /* A naked CLOBBER or USE generates no instruction, so don't
3222              let them consume issue slots.  */
3223           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
3224                    && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
3225             can_issue_more--;
3226         }
3227
3228       /* Advance the DFA to the next cycle.  */
3229       advance_one_cycle ();
3230     }
3231   return false;
3232 }
3233
3234 /* Checks if the given node causes resource conflicts when added to PS at
3235    cycle C.  If not the node is added to PS and returned; otherwise zero
3236    is returned.  Bit N is set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with
3237    cuid N must be come before/after (respectively) the node pointed to by
3238    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3239 ps_insn_ptr
3240 ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int n,
3241                              int c, sbitmap must_precede,
3242                              sbitmap must_follow)
3243 {
3244   int has_conflicts = 0;
3245   ps_insn_ptr ps_i;
3246
3247   /* First add the node to the PS, if this succeeds check for
3248      conflicts, trying different issue slots in the same row.  */
3249   if (! (ps_i = add_node_to_ps (ps, n, c, must_precede, must_follow)))
3250     return NULL; /* Failed to insert the node at the given cycle.  */
3251
3252   has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3253                   || (ps->history > 0
3254                       && ps_has_conflicts (ps,
3255                                            c - ps->history,
3256                                            c + ps->history));
3257
3258   /* Try different issue slots to find one that the given node can be
3259      scheduled in without conflicts.  */
3260   while (has_conflicts)
3261     {
3262       if (! ps_insn_advance_column (ps, ps_i, must_follow))
3263         break;
3264       has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3265                       || (ps->history > 0
3266                           && ps_has_conflicts (ps,
3267                                                c - ps->history,
3268                                                c + ps->history));
3269     }
3270
3271   if (has_conflicts)
3272     {
3273       remove_node_from_ps (ps, ps_i);
3274       return NULL;
3275     }
3276
3277   ps->min_cycle = MIN (ps->min_cycle, c);
3278   ps->max_cycle = MAX (ps->max_cycle, c);
3279   return ps_i;
3280 }
3281
3282 /* Calculate the stage count of the partial schedule PS.  The calculation
3283    takes into account the rotation amount passed in ROTATION_AMOUNT.  */
3284 int
3285 calculate_stage_count (partial_schedule_ptr ps, int rotation_amount)
3286 {
3287   int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3288   int new_max_cycle = PS_MAX_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3289   int stage_count = CALC_STAGE_COUNT (-1, new_min_cycle, ps->ii);
3290
3291   /* The calculation of stage count is done adding the number of stages
3292      before cycle zero and after cycle zero.  */ 
3293   stage_count += CALC_STAGE_COUNT (new_max_cycle, 0, ps->ii);
3294
3295   return stage_count;
3296 }
3297
3298 /* Rotate the rows of PS such that insns scheduled at time
3299    START_CYCLE will appear in row 0.  Updates max/min_cycles.  */
3300 void
3301 rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int start_cycle)
3302 {
3303   int i, row, backward_rotates;
3304   int last_row = ps->ii - 1;
3305
3306   if (start_cycle == 0)
3307     return;
3308
3309   backward_rotates = SMODULO (start_cycle, ps->ii);
3310
3311   /* Revisit later and optimize this into a single loop.  */
3312   for (i = 0; i < backward_rotates; i++)
3313     {
3314       ps_insn_ptr first_row = ps->rows[0];
3315       int first_row_length = ps->rows_length[0];
3316
3317       for (row = 0; row < last_row; row++)
3318         {
3319           ps->rows[row] = ps->rows[row + 1];
3320           ps->rows_length[row] = ps->rows_length[row + 1]; 
3321         }
3322
3323       ps->rows[last_row] = first_row;
3324       ps->rows_length[last_row] = first_row_length;
3325     }
3326
3327   ps->max_cycle -= start_cycle;
3328   ps->min_cycle -= start_cycle;
3329 }
3330
3331 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3332 \f
3333 /* Run instruction scheduler.  */
3334 /* Perform SMS module scheduling.  */
3335
3336 namespace {
3337
3338 const pass_data pass_data_sms =
3339 {
3340   RTL_PASS, /* type */
3341   "sms", /* name */
3342   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
3343   TV_SMS, /* tv_id */
3344   0, /* properties_required */
3345   0, /* properties_provided */
3346   0, /* properties_destroyed */
3347   0, /* todo_flags_start */
3348   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
3349 };
3350
3351 class pass_sms : public rtl_opt_pass
3352 {
3353 public:
3354   pass_sms (gcc::context *ctxt)
3355     : rtl_opt_pass (pass_data_sms, ctxt)
3356   {}
3357
3358   /* opt_pass methods: */
3359   virtual bool gate (function *)
3360 {
3361   return (optimize > 0 && flag_modulo_sched);
3362 }
3363
3364   virtual unsigned int execute (function *);
3365
3366 }; // class pass_sms
3367
3368 unsigned int
3369 pass_sms::execute (function *fun ATTRIBUTE_UNUSED)
3370 {
3371 #ifdef INSN_SCHEDULING
3372   basic_block bb;
3373
3374   /* Collect loop information to be used in SMS.  */
3375   cfg_layout_initialize (0);
3376   sms_schedule ();
3377
3378   /* Update the life information, because we add pseudos.  */
3379   max_regno = max_reg_num ();
3380
3381   /* Finalize layout changes.  */
3382   FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
3383     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun))
3384       bb->aux = bb->next_bb;
3385   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3386   cfg_layout_finalize ();
3387 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3388   return 0;
3389 }
3390
3391 } // anon namespace
3392
3393 rtl_opt_pass *
3394 make_pass_sms (gcc::context *ctxt)
3395 {
3396   return new pass_sms (ctxt);
3397 }