re PR bootstrap/61084 (wide-int merge broke Solaris/SPARC bootstrap)
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / modulo-sched.c
1 /* Swing Modulo Scheduling implementation.
2    Copyright (C) 2004-2014 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 "tm.h"
26 #include "diagnostic-core.h"
27 #include "rtl.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "hard-reg-set.h"
30 #include "regs.h"
31 #include "function.h"
32 #include "flags.h"
33 #include "insn-config.h"
34 #include "insn-attr.h"
35 #include "except.h"
36 #include "recog.h"
37 #include "sched-int.h"
38 #include "target.h"
39 #include "cfgloop.h"
40 #include "expr.h"
41 #include "params.h"
42 #include "gcov-io.h"
43 #include "ddg.h"
44 #include "tree-pass.h"
45 #include "dbgcnt.h"
46 #include "df.h"
47
48 #ifdef INSN_SCHEDULING
49
50 /* This file contains the implementation of the Swing Modulo Scheduler,
51    described in the following references:
52    [1] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, M. Valero., and J. Eckhardt.
53        Lifetime--sensitive modulo scheduling in a production environment.
54        IEEE Trans. on Comps., 50(3), March 2001
55    [2] J. Llosa, A. Gonzalez, E. Ayguade, and M. Valero.
56        Swing Modulo Scheduling: A Lifetime Sensitive Approach.
57        PACT '96 , pages 80-87, October 1996 (Boston - Massachusetts - USA).
58
59    The basic structure is:
60    1. Build a data-dependence graph (DDG) for each loop.
61    2. Use the DDG to order the insns of a loop (not in topological order
62       necessarily, but rather) trying to place each insn after all its
63       predecessors _or_ after all its successors.
64    3. Compute MII: a lower bound on the number of cycles to schedule the loop.
65    4. Use the ordering to perform list-scheduling of the loop:
66       1. Set II = MII.  We will try to schedule the loop within II cycles.
67       2. Try to schedule the insns one by one according to the ordering.
68          For each insn compute an interval of cycles by considering already-
69          scheduled preds and succs (and associated latencies); try to place
70          the insn in the cycles of this window checking for potential
71          resource conflicts (using the DFA interface).
72          Note: this is different from the cycle-scheduling of schedule_insns;
73          here the insns are not scheduled monotonically top-down (nor bottom-
74          up).
75       3. If failed in scheduling all insns - bump II++ and try again, unless
76          II reaches an upper bound MaxII, in which case report failure.
77    5. If we succeeded in scheduling the loop within II cycles, we now
78       generate prolog and epilog, decrease the counter of the loop, and
79       perform modulo variable expansion for live ranges that span more than
80       II cycles (i.e. use register copies to prevent a def from overwriting
81       itself before reaching the use).
82
83     SMS works with countable loops (1) whose control part can be easily
84     decoupled from the rest of the loop and (2) whose loop count can
85     be easily adjusted.  This is because we peel a constant number of
86     iterations into a prologue and epilogue for which we want to avoid
87     emitting the control part, and a kernel which is to iterate that
88     constant number of iterations less than the original loop.  So the
89     control part should be a set of insns clearly identified and having
90     its own iv, not otherwise used in the loop (at-least for now), which
91     initializes a register before the loop to the number of iterations.
92     Currently SMS relies on the do-loop pattern to recognize such loops,
93     where (1) the control part comprises of all insns defining and/or
94     using a certain 'count' register and (2) the loop count can be
95     adjusted by modifying this register prior to the loop.
96     TODO: Rely on cfgloop analysis instead.  */
97 \f
98 /* This page defines partial-schedule structures and functions for
99    modulo scheduling.  */
100
101 typedef struct partial_schedule *partial_schedule_ptr;
102 typedef struct ps_insn *ps_insn_ptr;
103
104 /* The minimum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
105 #define PS_MIN_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->min_cycle)
106
107 /* The maximum (absolute) cycle that a node of ps was scheduled in.  */
108 #define PS_MAX_CYCLE(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->max_cycle)
109
110 /* Perform signed modulo, always returning a non-negative value.  */
111 #define SMODULO(x,y) ((x) % (y) < 0 ? ((x) % (y) + (y)) : (x) % (y))
112
113 /* The number of different iterations the nodes in ps span, assuming
114    the stage boundaries are placed efficiently.  */
115 #define CALC_STAGE_COUNT(max_cycle,min_cycle,ii) ((max_cycle - min_cycle \
116                          + 1 + ii - 1) / ii)
117 /* The stage count of ps.  */
118 #define PS_STAGE_COUNT(ps) (((partial_schedule_ptr)(ps))->stage_count)
119
120 /* A single instruction in the partial schedule.  */
121 struct ps_insn
122 {
123   /* Identifies the instruction to be scheduled.  Values smaller than
124      the ddg's num_nodes refer directly to ddg nodes.  A value of
125      X - num_nodes refers to register move X.  */
126   int id;
127
128   /* The (absolute) cycle in which the PS instruction is scheduled.
129      Same as SCHED_TIME (node).  */
130   int cycle;
131
132   /* The next/prev PS_INSN in the same row.  */
133   ps_insn_ptr next_in_row,
134               prev_in_row;
135
136 };
137
138 /* Information about a register move that has been added to a partial
139    schedule.  */
140 struct ps_reg_move_info
141 {
142   /* The source of the move is defined by the ps_insn with id DEF.
143      The destination is used by the ps_insns with the ids in USES.  */
144   int def;
145   sbitmap uses;
146
147   /* The original form of USES' instructions used OLD_REG, but they
148      should now use NEW_REG.  */
149   rtx old_reg;
150   rtx new_reg;
151
152   /* The number of consecutive stages that the move occupies.  */
153   int num_consecutive_stages;
154
155   /* An instruction that sets NEW_REG to the correct value.  The first
156      move associated with DEF will have an rhs of OLD_REG; later moves
157      use the result of the previous move.  */
158   rtx insn;
159 };
160
161 typedef struct ps_reg_move_info ps_reg_move_info;
162
163 /* Holds the partial schedule as an array of II rows.  Each entry of the
164    array points to a linked list of PS_INSNs, which represents the
165    instructions that are scheduled for that row.  */
166 struct partial_schedule
167 {
168   int ii;       /* Number of rows in the partial schedule.  */
169   int history;  /* Threshold for conflict checking using DFA.  */
170
171   /* rows[i] points to linked list of insns scheduled in row i (0<=i<ii).  */
172   ps_insn_ptr *rows;
173
174   /* All the moves added for this partial schedule.  Index X has
175      a ps_insn id of X + g->num_nodes.  */
176   vec<ps_reg_move_info> reg_moves;
177
178   /*  rows_length[i] holds the number of instructions in the row.
179       It is used only (as an optimization) to back off quickly from
180       trying to schedule a node in a full row; that is, to avoid running
181       through futile DFA state transitions.  */
182   int *rows_length;
183   
184   /* The earliest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
185   int min_cycle;
186
187   /* The latest absolute cycle of an insn in the partial schedule.  */
188   int max_cycle;
189
190   ddg_ptr g;    /* The DDG of the insns in the partial schedule.  */
191
192   int stage_count;  /* The stage count of the partial schedule.  */
193 };
194
195
196 static partial_schedule_ptr create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr, int history);
197 static void free_partial_schedule (partial_schedule_ptr);
198 static void reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int new_ii);
199 void print_partial_schedule (partial_schedule_ptr, FILE *);
200 static void verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr, sbitmap);
201 static ps_insn_ptr ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr,
202                                                 int, int, sbitmap, sbitmap);
203 static void rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr, int);
204 void set_row_column_for_ps (partial_schedule_ptr);
205 static void ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr, int, sbitmap);
206 static int compute_split_row (sbitmap, int, int, int, ddg_node_ptr);
207
208 \f
209 /* This page defines constants and structures for the modulo scheduling
210    driver.  */
211
212 static int sms_order_nodes (ddg_ptr, int, int *, int *);
213 static void set_node_sched_params (ddg_ptr);
214 static partial_schedule_ptr sms_schedule_by_order (ddg_ptr, int, int, int *);
215 static void permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr, rtx);
216 static void generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr, struct loop *,
217                                     rtx, rtx);
218 static int calculate_stage_count (partial_schedule_ptr, int);
219 static void calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr, int, int,
220                                            int, int, sbitmap, sbitmap, sbitmap);
221 static int get_sched_window (partial_schedule_ptr, ddg_node_ptr, 
222                              sbitmap, int, int *, int *, int *);
223 static bool try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr, int, int,
224                                           sbitmap, int *, sbitmap, sbitmap);
225 static void remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr, ps_insn_ptr);
226
227 #define NODE_ASAP(node) ((node)->aux.count)
228
229 #define SCHED_PARAMS(x) (&node_sched_param_vec[x])
230 #define SCHED_TIME(x) (SCHED_PARAMS (x)->time)
231 #define SCHED_ROW(x) (SCHED_PARAMS (x)->row)
232 #define SCHED_STAGE(x) (SCHED_PARAMS (x)->stage)
233 #define SCHED_COLUMN(x) (SCHED_PARAMS (x)->column)
234
235 /* The scheduling parameters held for each node.  */
236 typedef struct node_sched_params
237 {
238   int time;     /* The absolute scheduling cycle.  */
239
240   int row;    /* Holds time % ii.  */
241   int stage;  /* Holds time / ii.  */
242
243   /* The column of a node inside the ps.  If nodes u, v are on the same row,
244      u will precede v if column (u) < column (v).  */
245   int column;
246 } *node_sched_params_ptr;
247
248 typedef struct node_sched_params node_sched_params;
249 \f
250 /* The following three functions are copied from the current scheduler
251    code in order to use sched_analyze() for computing the dependencies.
252    They are used when initializing the sched_info structure.  */
253 static const char *
254 sms_print_insn (const_rtx insn, int aligned ATTRIBUTE_UNUSED)
255 {
256   static char tmp[80];
257
258   sprintf (tmp, "i%4d", INSN_UID (insn));
259   return tmp;
260 }
261
262 static void
263 compute_jump_reg_dependencies (rtx insn ATTRIBUTE_UNUSED,
264                                regset used ATTRIBUTE_UNUSED)
265 {
266 }
267
268 static struct common_sched_info_def sms_common_sched_info;
269
270 static struct sched_deps_info_def sms_sched_deps_info =
271   {
272     compute_jump_reg_dependencies,
273     NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
274     NULL,
275     0, 0, 0
276   };
277
278 static struct haifa_sched_info sms_sched_info =
279 {
280   NULL,
281   NULL,
282   NULL,
283   NULL,
284   NULL,
285   sms_print_insn,
286   NULL,
287   NULL, /* insn_finishes_block_p */
288   NULL, NULL,
289   NULL, NULL,
290   0, 0,
291
292   NULL, NULL, NULL, NULL,
293   NULL, NULL,
294   0
295 };
296
297 /* Partial schedule instruction ID in PS is a register move.  Return
298    information about it.  */
299 static struct ps_reg_move_info *
300 ps_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int id)
301 {
302   gcc_checking_assert (id >= ps->g->num_nodes);
303   return &ps->reg_moves[id - ps->g->num_nodes];
304 }
305
306 /* Return the rtl instruction that is being scheduled by partial schedule
307    instruction ID, which belongs to schedule PS.  */
308 static rtx
309 ps_rtl_insn (partial_schedule_ptr ps, int id)
310 {
311   if (id < ps->g->num_nodes)
312     return ps->g->nodes[id].insn;
313   else
314     return ps_reg_move (ps, id)->insn;
315 }
316
317 /* Partial schedule instruction ID, which belongs to PS, occurred in
318    the original (unscheduled) loop.  Return the first instruction
319    in the loop that was associated with ps_rtl_insn (PS, ID).
320    If the instruction had some notes before it, this is the first
321    of those notes.  */
322 static rtx
323 ps_first_note (partial_schedule_ptr ps, int id)
324 {
325   gcc_assert (id < ps->g->num_nodes);
326   return ps->g->nodes[id].first_note;
327 }
328
329 /* Return the number of consecutive stages that are occupied by
330    partial schedule instruction ID in PS.  */
331 static int
332 ps_num_consecutive_stages (partial_schedule_ptr ps, int id)
333 {
334   if (id < ps->g->num_nodes)
335     return 1;
336   else
337     return ps_reg_move (ps, id)->num_consecutive_stages;
338 }
339
340 /* Given HEAD and TAIL which are the first and last insns in a loop;
341    return the register which controls the loop.  Return zero if it has
342    more than one occurrence in the loop besides the control part or the
343    do-loop pattern is not of the form we expect.  */
344 static rtx
345 doloop_register_get (rtx head ATTRIBUTE_UNUSED, rtx tail ATTRIBUTE_UNUSED)
346 {
347 #ifdef HAVE_doloop_end
348   rtx reg, condition, insn, first_insn_not_to_check;
349
350   if (!JUMP_P (tail))
351     return NULL_RTX;
352
353   /* TODO: Free SMS's dependence on doloop_condition_get.  */
354   condition = doloop_condition_get (tail);
355   if (! condition)
356     return NULL_RTX;
357
358   if (REG_P (XEXP (condition, 0)))
359     reg = XEXP (condition, 0);
360   else if (GET_CODE (XEXP (condition, 0)) == PLUS
361            && REG_P (XEXP (XEXP (condition, 0), 0)))
362     reg = XEXP (XEXP (condition, 0), 0);
363   else
364     gcc_unreachable ();
365
366   /* Check that the COUNT_REG has no other occurrences in the loop
367      until the decrement.  We assume the control part consists of
368      either a single (parallel) branch-on-count or a (non-parallel)
369      branch immediately preceded by a single (decrement) insn.  */
370   first_insn_not_to_check = (GET_CODE (PATTERN (tail)) == PARALLEL ? tail
371                              : prev_nondebug_insn (tail));
372
373   for (insn = head; insn != first_insn_not_to_check; insn = NEXT_INSN (insn))
374     if (!DEBUG_INSN_P (insn) && reg_mentioned_p (reg, insn))
375       {
376         if (dump_file)
377         {
378           fprintf (dump_file, "SMS count_reg found ");
379           print_rtl_single (dump_file, reg);
380           fprintf (dump_file, " outside control in insn:\n");
381           print_rtl_single (dump_file, insn);
382         }
383
384         return NULL_RTX;
385       }
386
387   return reg;
388 #else
389   return NULL_RTX;
390 #endif
391 }
392
393 /* Check if COUNT_REG is set to a constant in the PRE_HEADER block, so
394    that the number of iterations is a compile-time constant.  If so,
395    return the rtx that sets COUNT_REG to a constant, and set COUNT to
396    this constant.  Otherwise return 0.  */
397 static rtx
398 const_iteration_count (rtx count_reg, basic_block pre_header,
399                        HOST_WIDEST_INT * count)
400 {
401   rtx insn;
402   rtx head, tail;
403
404   if (! pre_header)
405     return NULL_RTX;
406
407   get_ebb_head_tail (pre_header, pre_header, &head, &tail);
408
409   for (insn = tail; insn != PREV_INSN (head); insn = PREV_INSN (insn))
410     if (NONDEBUG_INSN_P (insn) && single_set (insn) &&
411         rtx_equal_p (count_reg, SET_DEST (single_set (insn))))
412       {
413         rtx pat = single_set (insn);
414
415         if (CONST_INT_P (SET_SRC (pat)))
416           {
417             *count = INTVAL (SET_SRC (pat));
418             return insn;
419           }
420
421         return NULL_RTX;
422       }
423
424   return NULL_RTX;
425 }
426
427 /* A very simple resource-based lower bound on the initiation interval.
428    ??? Improve the accuracy of this bound by considering the
429    utilization of various units.  */
430 static int
431 res_MII (ddg_ptr g)
432 {
433   if (targetm.sched.sms_res_mii)
434     return targetm.sched.sms_res_mii (g);
435
436   return ((g->num_nodes - g->num_debug) / issue_rate);
437 }
438
439
440 /* A vector that contains the sched data for each ps_insn.  */
441 static vec<node_sched_params> node_sched_param_vec;
442
443 /* Allocate sched_params for each node and initialize it.  */
444 static void
445 set_node_sched_params (ddg_ptr g)
446 {
447   node_sched_param_vec.truncate (0);
448   node_sched_param_vec.safe_grow_cleared (g->num_nodes);
449 }
450
451 /* Make sure that node_sched_param_vec has an entry for every move in PS.  */
452 static void
453 extend_node_sched_params (partial_schedule_ptr ps)
454 {
455   node_sched_param_vec.safe_grow_cleared (ps->g->num_nodes
456                                           + ps->reg_moves.length ());
457 }
458
459 /* Update the sched_params (time, row and stage) for node U using the II,
460    the CYCLE of U and MIN_CYCLE.
461    We're not simply taking the following
462    SCHED_STAGE (u) = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), min_cycle, ii);
463    because the stages may not be aligned on cycle 0.  */
464 static void
465 update_node_sched_params (int u, int ii, int cycle, int min_cycle)
466 {
467   int sc_until_cycle_zero;
468   int stage;
469
470   SCHED_TIME (u) = cycle;
471   SCHED_ROW (u) = SMODULO (cycle, ii);
472
473   /* The calculation of stage count is done adding the number
474      of stages before cycle zero and after cycle zero.  */
475   sc_until_cycle_zero = CALC_STAGE_COUNT (-1, min_cycle, ii);
476
477   if (SCHED_TIME (u) < 0)
478     {
479       stage = CALC_STAGE_COUNT (-1, SCHED_TIME (u), ii);
480       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero - stage;
481     }
482   else
483     {
484       stage = CALC_STAGE_COUNT (SCHED_TIME (u), 0, ii);
485       SCHED_STAGE (u) = sc_until_cycle_zero + stage - 1;
486     }
487 }
488
489 static void
490 print_node_sched_params (FILE *file, int num_nodes, partial_schedule_ptr ps)
491 {
492   int i;
493
494   if (! file)
495     return;
496   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
497     {
498       node_sched_params_ptr nsp = SCHED_PARAMS (i);
499
500       fprintf (file, "Node = %d; INSN = %d\n", i,
501                INSN_UID (ps_rtl_insn (ps, i)));
502       fprintf (file, " asap = %d:\n", NODE_ASAP (&ps->g->nodes[i]));
503       fprintf (file, " time = %d:\n", nsp->time);
504       fprintf (file, " stage = %d:\n", nsp->stage);
505     }
506 }
507
508 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in row ROW of PS.  */
509 static void
510 set_columns_for_row (partial_schedule_ptr ps, int row)
511 {
512   ps_insn_ptr cur_insn;
513   int column;
514
515   column = 0;
516   for (cur_insn = ps->rows[row]; cur_insn; cur_insn = cur_insn->next_in_row)
517     SCHED_COLUMN (cur_insn->id) = column++;
518 }
519
520 /* Set SCHED_COLUMN for each instruction in PS.  */
521 static void
522 set_columns_for_ps (partial_schedule_ptr ps)
523 {
524   int row;
525
526   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
527     set_columns_for_row (ps, row);
528 }
529
530 /* Try to schedule the move with ps_insn identifier I_REG_MOVE in PS.
531    Its single predecessor has already been scheduled, as has its
532    ddg node successors.  (The move may have also another move as its
533    successor, in which case that successor will be scheduled later.)
534
535    The move is part of a chain that satisfies register dependencies
536    between a producing ddg node and various consuming ddg nodes.
537    If some of these dependencies have a distance of 1 (meaning that
538    the use is upward-exposed) then DISTANCE1_USES is nonnull and
539    contains the set of uses with distance-1 dependencies.
540    DISTANCE1_USES is null otherwise.
541
542    MUST_FOLLOW is a scratch bitmap that is big enough to hold
543    all current ps_insn ids.
544
545    Return true on success.  */
546 static bool
547 schedule_reg_move (partial_schedule_ptr ps, int i_reg_move,
548                    sbitmap distance1_uses, sbitmap must_follow)
549 {
550   unsigned int u;
551   int this_time, this_distance, this_start, this_end, this_latency;
552   int start, end, c, ii;
553   sbitmap_iterator sbi;
554   ps_reg_move_info *move;
555   rtx this_insn;
556   ps_insn_ptr psi;
557
558   move = ps_reg_move (ps, i_reg_move);
559   ii = ps->ii;
560   if (dump_file)
561     {
562       fprintf (dump_file, "Scheduling register move INSN %d; ii = %d"
563                ", min cycle = %d\n\n", INSN_UID (move->insn), ii,
564                PS_MIN_CYCLE (ps));
565       print_rtl_single (dump_file, move->insn);
566       fprintf (dump_file, "\n%11s %11s %5s\n", "start", "end", "time");
567       fprintf (dump_file, "=========== =========== =====\n");
568     }
569
570   start = INT_MIN;
571   end = INT_MAX;
572
573   /* For dependencies of distance 1 between a producer ddg node A
574      and consumer ddg node B, we have a chain of dependencies:
575
576         A --(T,L1,1)--> M1 --(T,L2,0)--> M2 ... --(T,Ln,0)--> B
577
578      where Mi is the ith move.  For dependencies of distance 0 between
579      a producer ddg node A and consumer ddg node C, we have a chain of
580      dependencies:
581
582         A --(T,L1',0)--> M1' --(T,L2',0)--> M2' ... --(T,Ln',0)--> C
583
584      where Mi' occupies the same position as Mi but occurs a stage later.
585      We can only schedule each move once, so if we have both types of
586      chain, we model the second as:
587
588         A --(T,L1',1)--> M1 --(T,L2',0)--> M2 ... --(T,Ln',-1)--> C
589
590      First handle the dependencies between the previously-scheduled
591      predecessor and the move.  */
592   this_insn = ps_rtl_insn (ps, move->def);
593   this_latency = insn_latency (this_insn, move->insn);
594   this_distance = distance1_uses && move->def < ps->g->num_nodes ? 1 : 0;
595   this_time = SCHED_TIME (move->def) - this_distance * ii;
596   this_start = this_time + this_latency;
597   this_end = this_time + ii;
598   if (dump_file)
599     fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
600              this_start, this_end, SCHED_TIME (move->def),
601              INSN_UID (this_insn), this_latency, this_distance,
602              INSN_UID (move->insn));
603
604   if (start < this_start)
605     start = this_start;
606   if (end > this_end)
607     end = this_end;
608
609   /* Handle the dependencies between the move and previously-scheduled
610      successors.  */
611   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (move->uses, 0, u, sbi)
612     {
613       this_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
614       this_latency = insn_latency (move->insn, this_insn);
615       if (distance1_uses && !bitmap_bit_p (distance1_uses, u))
616         this_distance = -1;
617       else
618         this_distance = 0;
619       this_time = SCHED_TIME (u) + this_distance * ii;
620       this_start = this_time - ii;
621       this_end = this_time - this_latency;
622       if (dump_file)
623         fprintf (dump_file, "%11d %11d %5d %d --(T,%d,%d)--> %d\n",
624                  this_start, this_end, SCHED_TIME (u), INSN_UID (move->insn),
625                  this_latency, this_distance, INSN_UID (this_insn));
626
627       if (start < this_start)
628         start = this_start;
629       if (end > this_end)
630         end = this_end;
631     }
632
633   if (dump_file)
634     {
635       fprintf (dump_file, "----------- ----------- -----\n");
636       fprintf (dump_file, "%11d %11d %5s %s\n", start, end, "", "(max, min)");
637     }
638
639   bitmap_clear (must_follow);
640   bitmap_set_bit (must_follow, move->def);
641
642   start = MAX (start, end - (ii - 1));
643   for (c = end; c >= start; c--)
644     {
645       psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, i_reg_move, c,
646                                          move->uses, must_follow);
647       if (psi)
648         {
649           update_node_sched_params (i_reg_move, ii, c, PS_MIN_CYCLE (ps));
650           if (dump_file)
651             fprintf (dump_file, "\nScheduled register move INSN %d at"
652                      " time %d, row %d\n\n", INSN_UID (move->insn), c,
653                      SCHED_ROW (i_reg_move));
654           return true;
655         }
656     }
657
658   if (dump_file)
659     fprintf (dump_file, "\nNo available slot\n\n");
660
661   return false;
662 }
663
664 /*
665    Breaking intra-loop register anti-dependences:
666    Each intra-loop register anti-dependence implies a cross-iteration true
667    dependence of distance 1. Therefore, we can remove such false dependencies
668    and figure out if the partial schedule broke them by checking if (for a
669    true-dependence of distance 1): SCHED_TIME (def) < SCHED_TIME (use) and
670    if so generate a register move.   The number of such moves is equal to:
671               SCHED_TIME (use) - SCHED_TIME (def)       { 0 broken
672    nreg_moves = ----------------------------------- + 1 - {   dependence.
673                             ii                          { 1 if not.
674 */
675 static bool
676 schedule_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
677 {
678   ddg_ptr g = ps->g;
679   int ii = ps->ii;
680   int i;
681
682   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
683     {
684       ddg_node_ptr u = &g->nodes[i];
685       ddg_edge_ptr e;
686       int nreg_moves = 0, i_reg_move;
687       rtx prev_reg, old_reg;
688       int first_move;
689       int distances[2];
690       sbitmap must_follow;
691       sbitmap distance1_uses;
692       rtx set = single_set (u->insn);
693       
694       /* Skip instructions that do not set a register.  */
695       if ((set && !REG_P (SET_DEST (set))))
696         continue;
697  
698       /* Compute the number of reg_moves needed for u, by looking at life
699          ranges started at u (excluding self-loops).  */
700       distances[0] = distances[1] = false;
701       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
702         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
703           {
704             int nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
705                                 - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
706
707             if (e->distance == 1)
708               nreg_moves4e = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
709                               - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
710
711             /* If dest precedes src in the schedule of the kernel, then dest
712                will read before src writes and we can save one reg_copy.  */
713             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
714                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
715               nreg_moves4e--;
716
717             if (nreg_moves4e >= 1)
718               {
719                 /* !single_set instructions are not supported yet and
720                    thus we do not except to encounter them in the loop
721                    except from the doloop part.  For the latter case
722                    we assume no regmoves are generated as the doloop
723                    instructions are tied to the branch with an edge.  */
724                 gcc_assert (set);
725                 /* If the instruction contains auto-inc register then
726                    validate that the regmov is being generated for the
727                    target regsiter rather then the inc'ed register.     */
728                 gcc_assert (!autoinc_var_is_used_p (u->insn, e->dest->insn));
729               }
730             
731             if (nreg_moves4e)
732               {
733                 gcc_assert (e->distance < 2);
734                 distances[e->distance] = true;
735               }
736             nreg_moves = MAX (nreg_moves, nreg_moves4e);
737           }
738
739       if (nreg_moves == 0)
740         continue;
741
742       /* Create NREG_MOVES register moves.  */
743       first_move = ps->reg_moves.length ();
744       ps->reg_moves.safe_grow_cleared (first_move + nreg_moves);
745       extend_node_sched_params (ps);
746
747       /* Record the moves associated with this node.  */
748       first_move += ps->g->num_nodes;
749
750       /* Generate each move.  */
751       old_reg = prev_reg = SET_DEST (single_set (u->insn));
752       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
753         {
754           ps_reg_move_info *move = ps_reg_move (ps, first_move + i_reg_move);
755
756           move->def = i_reg_move > 0 ? first_move + i_reg_move - 1 : i;
757           move->uses = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
758           move->old_reg = old_reg;
759           move->new_reg = gen_reg_rtx (GET_MODE (prev_reg));
760           move->num_consecutive_stages = distances[0] && distances[1] ? 2 : 1;
761           move->insn = gen_move_insn (move->new_reg, copy_rtx (prev_reg));
762           bitmap_clear (move->uses);
763
764           prev_reg = move->new_reg;
765         }
766
767       distance1_uses = distances[1] ? sbitmap_alloc (g->num_nodes) : NULL;
768
769       if (distance1_uses)
770         bitmap_clear (distance1_uses);
771
772       /* Every use of the register defined by node may require a different
773          copy of this register, depending on the time the use is scheduled.
774          Record which uses require which move results.  */
775       for (e = u->out; e; e = e->next_out)
776         if (e->type == TRUE_DEP && e->dest != e->src)
777           {
778             int dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
779                              - SCHED_TIME (e->src->cuid)) / ii;
780
781             if (e->distance == 1)
782               dest_copy = (SCHED_TIME (e->dest->cuid)
783                            - SCHED_TIME (e->src->cuid) + ii) / ii;
784
785             if (SCHED_ROW (e->dest->cuid) == SCHED_ROW (e->src->cuid)
786                 && SCHED_COLUMN (e->dest->cuid) < SCHED_COLUMN (e->src->cuid))
787               dest_copy--;
788
789             if (dest_copy)
790               {
791                 ps_reg_move_info *move;
792
793                 move = ps_reg_move (ps, first_move + dest_copy - 1);
794                 bitmap_set_bit (move->uses, e->dest->cuid);
795                 if (e->distance == 1)
796                   bitmap_set_bit (distance1_uses, e->dest->cuid);
797               }
798           }
799
800       must_follow = sbitmap_alloc (first_move + nreg_moves);
801       for (i_reg_move = 0; i_reg_move < nreg_moves; i_reg_move++)
802         if (!schedule_reg_move (ps, first_move + i_reg_move,
803                                 distance1_uses, must_follow))
804           break;
805       sbitmap_free (must_follow);
806       if (distance1_uses)
807         sbitmap_free (distance1_uses);
808       if (i_reg_move < nreg_moves)
809         return false;
810     }
811   return true;
812 }
813
814 /* Emit the moves associatied with PS.  Apply the substitutions
815    associated with them.  */
816 static void
817 apply_reg_moves (partial_schedule_ptr ps)
818 {
819   ps_reg_move_info *move;
820   int i;
821
822   FOR_EACH_VEC_ELT (ps->reg_moves, i, move)
823     {
824       unsigned int i_use;
825       sbitmap_iterator sbi;
826
827       EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (move->uses, 0, i_use, sbi)
828         {
829           replace_rtx (ps->g->nodes[i_use].insn, move->old_reg, move->new_reg);
830           df_insn_rescan (ps->g->nodes[i_use].insn);
831         }
832     }
833 }
834
835 /* Bump the SCHED_TIMEs of all nodes by AMOUNT.  Set the values of
836    SCHED_ROW and SCHED_STAGE.  Instruction scheduled on cycle AMOUNT
837    will move to cycle zero.  */
838 static void
839 reset_sched_times (partial_schedule_ptr ps, int amount)
840 {
841   int row;
842   int ii = ps->ii;
843   ps_insn_ptr crr_insn;
844
845   for (row = 0; row < ii; row++)
846     for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
847       {
848         int u = crr_insn->id;
849         int normalized_time = SCHED_TIME (u) - amount;
850         int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - amount;
851
852         if (dump_file)
853           {
854             /* Print the scheduling times after the rotation.  */
855             rtx insn = ps_rtl_insn (ps, u);
856
857             fprintf (dump_file, "crr_insn->node=%d (insn id %d), "
858                      "crr_insn->cycle=%d, min_cycle=%d", u,
859                      INSN_UID (insn), normalized_time, new_min_cycle);
860             if (JUMP_P (insn))
861               fprintf (dump_file, " (branch)");
862             fprintf (dump_file, "\n");
863           }
864         
865         gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
866         gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
867
868         crr_insn->cycle = normalized_time;
869         update_node_sched_params (u, ii, normalized_time, new_min_cycle);
870       }
871 }
872  
873 /* Permute the insns according to their order in PS, from row 0 to
874    row ii-1, and position them right before LAST.  This schedules
875    the insns of the loop kernel.  */
876 static void
877 permute_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, rtx last)
878 {
879   int ii = ps->ii;
880   int row;
881   ps_insn_ptr ps_ij;
882
883   for (row = 0; row < ii ; row++)
884     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
885       {
886         rtx insn = ps_rtl_insn (ps, ps_ij->id);
887
888         if (PREV_INSN (last) != insn)
889           {
890             if (ps_ij->id < ps->g->num_nodes)
891               reorder_insns_nobb (ps_first_note (ps, ps_ij->id), insn,
892                                   PREV_INSN (last));
893             else
894               add_insn_before (insn, last, NULL);
895           }
896       }
897 }
898
899 /* Set bitmaps TMP_FOLLOW and TMP_PRECEDE to MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE
900    respectively only if cycle C falls on the border of the scheduling
901    window boundaries marked by START and END cycles.  STEP is the
902    direction of the window.  */
903 static inline void
904 set_must_precede_follow (sbitmap *tmp_follow, sbitmap must_follow,
905                          sbitmap *tmp_precede, sbitmap must_precede, int c,
906                          int start, int end, int step)
907 {
908   *tmp_precede = NULL;
909   *tmp_follow = NULL;
910
911   if (c == start)
912     {
913       if (step == 1)
914         *tmp_precede = must_precede;
915       else                      /* step == -1.  */
916         *tmp_follow = must_follow;
917     }
918   if (c == end - step)
919     {
920       if (step == 1)
921         *tmp_follow = must_follow;
922       else                      /* step == -1.  */
923         *tmp_precede = must_precede;
924     }
925
926 }
927
928 /* Return True if the branch can be moved to row ii-1 while
929    normalizing the partial schedule PS to start from cycle zero and thus
930    optimize the SC.  Otherwise return False.  */
931 static bool
932 optimize_sc (partial_schedule_ptr ps, ddg_ptr g)
933 {
934   int amount = PS_MIN_CYCLE (ps);
935   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
936   int start, end, step;
937   int ii = ps->ii;
938   bool ok = false;
939   int stage_count, stage_count_curr;
940
941   /* Compare the SC after normalization and SC after bringing the branch
942      to row ii-1.  If they are equal just bail out.  */
943   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
944   stage_count_curr =
945     calculate_stage_count (ps, SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ii - 1));
946
947   if (stage_count == stage_count_curr)
948     {
949       if (dump_file)
950         fprintf (dump_file, "SMS SC already optimized.\n");
951
952       ok = false;
953       goto clear;
954     }
955
956   if (dump_file)
957     {
958       fprintf (dump_file, "SMS Trying to optimize branch location\n");
959       fprintf (dump_file, "SMS partial schedule before trial:\n");
960       print_partial_schedule (ps, dump_file);
961     }
962
963   /* First, normalize the partial scheduling.  */
964   reset_sched_times (ps, amount);
965   rotate_partial_schedule (ps, amount);
966   if (dump_file)
967     {
968       fprintf (dump_file,
969                "SMS partial schedule after normalization (ii, %d, SC %d):\n",
970                ii, stage_count);
971       print_partial_schedule (ps, dump_file);
972     }
973
974   if (SMODULO (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid), ii) == ii - 1)
975     {
976       ok = true;
977       goto clear;
978     }
979
980   bitmap_ones (sched_nodes);
981
982   /* Calculate the new placement of the branch.  It should be in row
983      ii-1 and fall into it's scheduling window.  */
984   if (get_sched_window (ps, g->closing_branch, sched_nodes, ii, &start,
985                         &step, &end) == 0)
986     {
987       bool success;
988       ps_insn_ptr next_ps_i;
989       int branch_cycle = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid);
990       int row = SMODULO (branch_cycle, ps->ii);
991       int num_splits = 0;
992       sbitmap must_precede, must_follow, tmp_precede, tmp_follow;
993       int c;
994
995       if (dump_file)
996         fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
997                  "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n",
998                  g->closing_branch->cuid,
999                  (INSN_UID (g->closing_branch->insn)), start, end, step);
1000
1001       gcc_assert ((step > 0 && start < end) || (step < 0 && start > end));
1002       if (step == 1)
1003         {
1004           c = start + ii - SMODULO (start, ii) - 1;
1005           gcc_assert (c >= start);
1006           if (c >= end)
1007             {
1008               ok = false;
1009               if (dump_file)
1010                 fprintf (dump_file,
1011                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1012               goto clear;
1013             }
1014         }
1015       else
1016         {
1017           c = start - SMODULO (start, ii) - 1;
1018           gcc_assert (c <= start);
1019
1020           if (c <= end)
1021             {
1022               if (dump_file)
1023                 fprintf (dump_file,
1024                          "SMS failed to schedule branch at cycle: %d\n", c);
1025               ok = false;
1026               goto clear;
1027             }
1028         }
1029
1030       must_precede = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1031       must_follow = sbitmap_alloc (g->num_nodes);
1032
1033       /* Try to schedule the branch is it's new cycle.  */
1034       calculate_must_precede_follow (g->closing_branch, start, end,
1035                                      step, ii, sched_nodes,
1036                                      must_precede, must_follow);
1037
1038       set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1039                                must_precede, c, start, end, step);
1040
1041       /* Find the element in the partial schedule related to the closing
1042          branch so we can remove it from it's current cycle.  */
1043       for (next_ps_i = ps->rows[row];
1044            next_ps_i; next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
1045         if (next_ps_i->id == g->closing_branch->cuid)
1046           break;
1047
1048       remove_node_from_ps (ps, next_ps_i);
1049       success =
1050         try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid, c,
1051                                       sched_nodes, &num_splits,
1052                                       tmp_precede, tmp_follow);
1053       gcc_assert (num_splits == 0);
1054       if (!success)
1055         {
1056           if (dump_file)
1057             fprintf (dump_file,
1058                      "SMS failed to schedule branch at cycle: %d, "
1059                      "bringing it back to cycle %d\n", c, branch_cycle);
1060
1061           /* The branch was failed to be placed in row ii - 1.
1062              Put it back in it's original place in the partial
1063              schedualing.  */
1064           set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, &tmp_precede,
1065                                    must_precede, branch_cycle, start, end,
1066                                    step);
1067           success =
1068             try_scheduling_node_in_cycle (ps, g->closing_branch->cuid,
1069                                           branch_cycle, sched_nodes,
1070                                           &num_splits, tmp_precede,
1071                                           tmp_follow);
1072           gcc_assert (success && (num_splits == 0));
1073           ok = false;
1074         }
1075       else
1076         {
1077           /* The branch is placed in row ii - 1.  */
1078           if (dump_file)
1079             fprintf (dump_file,
1080                      "SMS success in moving branch to cycle %d\n", c);
1081
1082           update_node_sched_params (g->closing_branch->cuid, ii, c,
1083                                     PS_MIN_CYCLE (ps));
1084           ok = true;
1085         }
1086
1087       free (must_precede);
1088       free (must_follow);
1089     }
1090
1091 clear:
1092   free (sched_nodes);
1093   return ok;
1094 }
1095
1096 static void
1097 duplicate_insns_of_cycles (partial_schedule_ptr ps, int from_stage,
1098                            int to_stage, rtx count_reg)
1099 {
1100   int row;
1101   ps_insn_ptr ps_ij;
1102
1103   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
1104     for (ps_ij = ps->rows[row]; ps_ij; ps_ij = ps_ij->next_in_row)
1105       {
1106         int u = ps_ij->id;
1107         int first_u, last_u;
1108         rtx u_insn;
1109
1110         /* Do not duplicate any insn which refers to count_reg as it
1111            belongs to the control part.
1112            The closing branch is scheduled as well and thus should
1113            be ignored.
1114            TODO: This should be done by analyzing the control part of
1115            the loop.  */
1116         u_insn = ps_rtl_insn (ps, u);
1117         if (reg_mentioned_p (count_reg, u_insn)
1118             || JUMP_P (u_insn))
1119           continue;
1120
1121         first_u = SCHED_STAGE (u);
1122         last_u = first_u + ps_num_consecutive_stages (ps, u) - 1;
1123         if (from_stage <= last_u && to_stage >= first_u)
1124           {
1125             if (u < ps->g->num_nodes)
1126               duplicate_insn_chain (ps_first_note (ps, u), u_insn);
1127             else
1128               emit_insn (copy_rtx (PATTERN (u_insn)));
1129           }
1130       }
1131 }
1132
1133
1134 /* Generate the instructions (including reg_moves) for prolog & epilog.  */
1135 static void
1136 generate_prolog_epilog (partial_schedule_ptr ps, struct loop *loop,
1137                         rtx count_reg, rtx count_init)
1138 {
1139   int i;
1140   int last_stage = PS_STAGE_COUNT (ps) - 1;
1141   edge e;
1142
1143   /* Generate the prolog, inserting its insns on the loop-entry edge.  */
1144   start_sequence ();
1145
1146   if (!count_init)
1147     {
1148       /* Generate instructions at the beginning of the prolog to
1149          adjust the loop count by STAGE_COUNT.  If loop count is constant
1150          (count_init), this constant is adjusted by STAGE_COUNT in
1151          generate_prolog_epilog function.  */
1152       rtx sub_reg = NULL_RTX;
1153
1154       sub_reg = expand_simple_binop (GET_MODE (count_reg), MINUS, count_reg,
1155                                      gen_int_mode (last_stage,
1156                                                    GET_MODE (count_reg)),
1157                                      count_reg, 1, OPTAB_DIRECT);
1158       gcc_assert (REG_P (sub_reg));
1159       if (REGNO (sub_reg) != REGNO (count_reg))
1160         emit_move_insn (count_reg, sub_reg);
1161     }
1162
1163   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1164     duplicate_insns_of_cycles (ps, 0, i, count_reg);
1165
1166   /* Put the prolog on the entry edge.  */
1167   e = loop_preheader_edge (loop);
1168   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1169   if (!flag_resched_modulo_sched)
1170     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1171
1172   end_sequence ();
1173
1174   /* Generate the epilog, inserting its insns on the loop-exit edge.  */
1175   start_sequence ();
1176
1177   for (i = 0; i < last_stage; i++)
1178     duplicate_insns_of_cycles (ps, i + 1, last_stage, count_reg);
1179
1180   /* Put the epilogue on the exit edge.  */
1181   gcc_assert (single_exit (loop));
1182   e = single_exit (loop);
1183   split_edge_and_insert (e, get_insns ());
1184   if (!flag_resched_modulo_sched)
1185     e->dest->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1186
1187   end_sequence ();
1188 }
1189
1190 /* Mark LOOP as software pipelined so the later
1191    scheduling passes don't touch it.  */
1192 static void
1193 mark_loop_unsched (struct loop *loop)
1194 {
1195   unsigned i;
1196   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1197
1198   for (i = 0; i < loop->num_nodes; i++)
1199     bbs[i]->flags |= BB_DISABLE_SCHEDULE;
1200
1201   free (bbs);
1202 }
1203
1204 /* Return true if all the BBs of the loop are empty except the
1205    loop header.  */
1206 static bool
1207 loop_single_full_bb_p (struct loop *loop)
1208 {
1209   unsigned i;
1210   basic_block *bbs = get_loop_body (loop);
1211
1212   for (i = 0; i < loop->num_nodes ; i++)
1213     {
1214       rtx head, tail;
1215       bool empty_bb = true;
1216
1217       if (bbs[i] == loop->header)
1218         continue;
1219
1220       /* Make sure that basic blocks other than the header
1221          have only notes labels or jumps.  */
1222       get_ebb_head_tail (bbs[i], bbs[i], &head, &tail);
1223       for (; head != NEXT_INSN (tail); head = NEXT_INSN (head))
1224         {
1225           if (NOTE_P (head) || LABEL_P (head)
1226               || (INSN_P (head) && (DEBUG_INSN_P (head) || JUMP_P (head))))
1227             continue;
1228           empty_bb = false;
1229           break;
1230         }
1231
1232       if (! empty_bb)
1233         {
1234           free (bbs);
1235           return false;
1236         }
1237     }
1238   free (bbs);
1239   return true;
1240 }
1241
1242 /* Dump file:line from INSN's location info to dump_file.  */
1243
1244 static void
1245 dump_insn_location (rtx insn)
1246 {
1247   if (dump_file && INSN_LOCATION (insn))
1248     {
1249       const char *file = insn_file (insn);
1250       if (file)
1251         fprintf (dump_file, " %s:%i", file, insn_line (insn));
1252     }
1253 }
1254
1255 /* A simple loop from SMS point of view; it is a loop that is composed of
1256    either a single basic block or two BBs - a header and a latch.  */
1257 #define SIMPLE_SMS_LOOP_P(loop) ((loop->num_nodes < 3 )                     \
1258                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->preds) == 1) \
1259                                   && (EDGE_COUNT (loop->latch->succs) == 1))
1260
1261 /* Return true if the loop is in its canonical form and false if not.
1262    i.e. SIMPLE_SMS_LOOP_P and have one preheader block, and single exit.  */
1263 static bool
1264 loop_canon_p (struct loop *loop)
1265 {
1266
1267   if (loop->inner || !loop_outer (loop))
1268   {
1269     if (dump_file)
1270       fprintf (dump_file, "SMS loop inner or !loop_outer\n");
1271     return false;
1272   }
1273
1274   if (!single_exit (loop))
1275     {
1276       if (dump_file)
1277         {
1278           rtx insn = BB_END (loop->header);
1279
1280           fprintf (dump_file, "SMS loop many exits");
1281           dump_insn_location (insn);
1282           fprintf (dump_file, "\n");
1283         }
1284       return false;
1285     }
1286
1287   if (! SIMPLE_SMS_LOOP_P (loop) && ! loop_single_full_bb_p (loop))
1288     {
1289       if (dump_file)
1290         {
1291           rtx insn = BB_END (loop->header);
1292
1293           fprintf (dump_file, "SMS loop many BBs.");
1294           dump_insn_location (insn);
1295           fprintf (dump_file, "\n");
1296         }
1297       return false;
1298     }
1299
1300     return true;
1301 }
1302
1303 /* If there are more than one entry for the loop,
1304    make it one by splitting the first entry edge and
1305    redirecting the others to the new BB.  */
1306 static void
1307 canon_loop (struct loop *loop)
1308 {
1309   edge e;
1310   edge_iterator i;
1311
1312   /* Avoid annoying special cases of edges going to exit
1313      block.  */
1314   FOR_EACH_EDGE (e, i, EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (cfun)->preds)
1315     if ((e->flags & EDGE_FALLTHRU) && (EDGE_COUNT (e->src->succs) > 1))
1316       split_edge (e);
1317
1318   if (loop->latch == loop->header
1319       || EDGE_COUNT (loop->latch->succs) > 1)
1320     {
1321       FOR_EACH_EDGE (e, i, loop->header->preds)
1322         if (e->src == loop->latch)
1323           break;
1324       split_edge (e);
1325     }
1326 }
1327
1328 /* Setup infos.  */
1329 static void
1330 setup_sched_infos (void)
1331 {
1332   memcpy (&sms_common_sched_info, &haifa_common_sched_info,
1333           sizeof (sms_common_sched_info));
1334   sms_common_sched_info.sched_pass_id = SCHED_SMS_PASS;
1335   common_sched_info = &sms_common_sched_info;
1336
1337   sched_deps_info = &sms_sched_deps_info;
1338   current_sched_info = &sms_sched_info;
1339 }
1340
1341 /* Probability in % that the sms-ed loop rolls enough so that optimized
1342    version may be entered.  Just a guess.  */
1343 #define PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS 80
1344
1345 /* Used to calculate the upper bound of ii.  */
1346 #define MAXII_FACTOR 2
1347
1348 /* Main entry point, perform SMS scheduling on the loops of the function
1349    that consist of single basic blocks.  */
1350 static void
1351 sms_schedule (void)
1352 {
1353   rtx insn;
1354   ddg_ptr *g_arr, g;
1355   int * node_order;
1356   int maxii, max_asap;
1357   partial_schedule_ptr ps;
1358   basic_block bb = NULL;
1359   struct loop *loop;
1360   basic_block condition_bb = NULL;
1361   edge latch_edge;
1362   gcov_type trip_count = 0;
1363
1364   loop_optimizer_init (LOOPS_HAVE_PREHEADERS
1365                        | LOOPS_HAVE_RECORDED_EXITS);
1366   if (number_of_loops (cfun) <= 1)
1367     {
1368       loop_optimizer_finalize ();
1369       return;  /* There are no loops to schedule.  */
1370     }
1371
1372   /* Initialize issue_rate.  */
1373   if (targetm.sched.issue_rate)
1374     {
1375       int temp = reload_completed;
1376
1377       reload_completed = 1;
1378       issue_rate = targetm.sched.issue_rate ();
1379       reload_completed = temp;
1380     }
1381   else
1382     issue_rate = 1;
1383
1384   /* Initialize the scheduler.  */
1385   setup_sched_infos ();
1386   haifa_sched_init ();
1387
1388   /* Allocate memory to hold the DDG array one entry for each loop.
1389      We use loop->num as index into this array.  */
1390   g_arr = XCNEWVEC (ddg_ptr, number_of_loops (cfun));
1391
1392   if (dump_file)
1393   {
1394     fprintf (dump_file, "\n\nSMS analysis phase\n");
1395     fprintf (dump_file, "===================\n\n");
1396   }
1397
1398   /* Build DDGs for all the relevant loops and hold them in G_ARR
1399      indexed by the loop index.  */
1400   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1401     {
1402       rtx head, tail;
1403       rtx count_reg;
1404
1405       /* For debugging.  */
1406       if (dbg_cnt (sms_sched_loop) == false)
1407         {
1408           if (dump_file)
1409             fprintf (dump_file, "SMS reached max limit... \n");
1410
1411           break;
1412         }
1413
1414       if (dump_file)
1415         {
1416           rtx insn = BB_END (loop->header);
1417
1418           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1419           dump_insn_location (insn);
1420           fprintf (dump_file, "\n");
1421         }
1422
1423       if (! loop_canon_p (loop))
1424         continue;
1425
1426       if (! loop_single_full_bb_p (loop))
1427       {
1428         if (dump_file)
1429           fprintf (dump_file, "SMS not loop_single_full_bb_p\n");
1430         continue;
1431       }
1432
1433       bb = loop->header;
1434
1435       get_ebb_head_tail (bb, bb, &head, &tail);
1436       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1437       gcc_assert (single_exit (loop));
1438       if (single_exit (loop)->count)
1439         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1440
1441       /* Perform SMS only on loops that their average count is above threshold.  */
1442
1443       if ( latch_edge->count
1444           && (latch_edge->count < single_exit (loop)->count * SMS_LOOP_AVERAGE_COUNT_THRESHOLD))
1445         {
1446           if (dump_file)
1447             {
1448               dump_insn_location (tail);
1449               fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1450               if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1451                 {
1452                   fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1453                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1454                            (HOST_WIDEST_INT) bb->count);
1455                   fprintf (dump_file, "\n");
1456                   fprintf (dump_file, "SMS trip-count ");
1457                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1458                            (HOST_WIDEST_INT) trip_count);
1459                   fprintf (dump_file, "\n");
1460                   fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1461                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1462                            (HOST_WIDEST_INT) profile_info->sum_max);
1463                   fprintf (dump_file, "\n");
1464                 }
1465             }
1466           continue;
1467         }
1468
1469       /* Make sure this is a doloop.  */
1470       if ( !(count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1471       {
1472         if (dump_file)
1473           fprintf (dump_file, "SMS doloop_register_get failed\n");
1474         continue;
1475       }
1476
1477       /* Don't handle BBs with calls or barriers
1478          or !single_set with the exception of instructions that include
1479          count_reg---these instructions are part of the control part
1480          that do-loop recognizes.
1481          ??? Should handle insns defining subregs.  */
1482      for (insn = head; insn != NEXT_INSN (tail); insn = NEXT_INSN (insn))
1483       {
1484          rtx set;
1485
1486         if (CALL_P (insn)
1487             || BARRIER_P (insn)
1488             || (NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1489                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
1490                 && !reg_mentioned_p (count_reg, insn))
1491             || (INSN_P (insn) && (set = single_set (insn))
1492                 && GET_CODE (SET_DEST (set)) == SUBREG))
1493         break;
1494       }
1495
1496       if (insn != NEXT_INSN (tail))
1497         {
1498           if (dump_file)
1499             {
1500               if (CALL_P (insn))
1501                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-call\n");
1502               else if (BARRIER_P (insn))
1503                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-barrier\n");
1504               else if ((NONDEBUG_INSN_P (insn) && !JUMP_P (insn)
1505                 && !single_set (insn) && GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE))
1506                 fprintf (dump_file, "SMS loop-with-not-single-set\n");
1507               else
1508                fprintf (dump_file, "SMS loop with subreg in lhs\n");
1509               print_rtl_single (dump_file, insn);
1510             }
1511
1512           continue;
1513         }
1514
1515       /* Always schedule the closing branch with the rest of the
1516          instructions. The branch is rotated to be in row ii-1 at the
1517          end of the scheduling procedure to make sure it's the last
1518          instruction in the iteration.  */
1519       if (! (g = create_ddg (bb, 1)))
1520         {
1521           if (dump_file)
1522             fprintf (dump_file, "SMS create_ddg failed\n");
1523           continue;
1524         }
1525
1526       g_arr[loop->num] = g;
1527       if (dump_file)
1528         fprintf (dump_file, "...OK\n");
1529
1530     }
1531   if (dump_file)
1532   {
1533     fprintf (dump_file, "\nSMS transformation phase\n");
1534     fprintf (dump_file, "=========================\n\n");
1535   }
1536
1537   /* We don't want to perform SMS on new loops - created by versioning.  */
1538   FOR_EACH_LOOP (loop, 0)
1539     {
1540       rtx head, tail;
1541       rtx count_reg, count_init;
1542       int mii, rec_mii, stage_count, min_cycle;
1543       HOST_WIDEST_INT loop_count = 0;
1544       bool opt_sc_p;
1545
1546       if (! (g = g_arr[loop->num]))
1547         continue;
1548
1549       if (dump_file)
1550         {
1551           rtx insn = BB_END (loop->header);
1552
1553           fprintf (dump_file, "SMS loop num: %d", loop->num);
1554           dump_insn_location (insn);
1555           fprintf (dump_file, "\n");
1556
1557           print_ddg (dump_file, g);
1558         }
1559
1560       get_ebb_head_tail (loop->header, loop->header, &head, &tail);
1561
1562       latch_edge = loop_latch_edge (loop);
1563       gcc_assert (single_exit (loop));
1564       if (single_exit (loop)->count)
1565         trip_count = latch_edge->count / single_exit (loop)->count;
1566
1567       if (dump_file)
1568         {
1569           dump_insn_location (tail);
1570           fprintf (dump_file, "\nSMS single-bb-loop\n");
1571           if (profile_info && flag_branch_probabilities)
1572             {
1573               fprintf (dump_file, "SMS loop-count ");
1574               fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1575                        (HOST_WIDEST_INT) bb->count);
1576               fprintf (dump_file, "\n");
1577               fprintf (dump_file, "SMS profile-sum-max ");
1578               fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1579                        (HOST_WIDEST_INT) profile_info->sum_max);
1580               fprintf (dump_file, "\n");
1581             }
1582           fprintf (dump_file, "SMS doloop\n");
1583           fprintf (dump_file, "SMS built-ddg %d\n", g->num_nodes);
1584           fprintf (dump_file, "SMS num-loads %d\n", g->num_loads);
1585           fprintf (dump_file, "SMS num-stores %d\n", g->num_stores);
1586         }
1587
1588
1589       /* In case of th loop have doloop register it gets special
1590          handling.  */
1591       count_init = NULL_RTX;
1592       if ((count_reg = doloop_register_get (head, tail)))
1593         {
1594           basic_block pre_header;
1595
1596           pre_header = loop_preheader_edge (loop)->src;
1597           count_init = const_iteration_count (count_reg, pre_header,
1598                                               &loop_count);
1599         }
1600       gcc_assert (count_reg);
1601
1602       if (dump_file && count_init)
1603         {
1604           fprintf (dump_file, "SMS const-doloop ");
1605           fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC,
1606                      loop_count);
1607           fprintf (dump_file, "\n");
1608         }
1609
1610       node_order = XNEWVEC (int, g->num_nodes);
1611
1612       mii = 1; /* Need to pass some estimate of mii.  */
1613       rec_mii = sms_order_nodes (g, mii, node_order, &max_asap);
1614       mii = MAX (res_MII (g), rec_mii);
1615       maxii = MAX (max_asap, MAXII_FACTOR * mii);
1616
1617       if (dump_file)
1618         fprintf (dump_file, "SMS iis %d %d %d (rec_mii, mii, maxii)\n",
1619                  rec_mii, mii, maxii);
1620
1621       for (;;)
1622         {
1623           set_node_sched_params (g);
1624
1625           stage_count = 0;
1626           opt_sc_p = false;
1627           ps = sms_schedule_by_order (g, mii, maxii, node_order);
1628
1629           if (ps)
1630             {
1631               /* Try to achieve optimized SC by normalizing the partial
1632                  schedule (having the cycles start from cycle zero).
1633                  The branch location must be placed in row ii-1 in the
1634                  final scheduling.      If failed, shift all instructions to
1635                  position the branch in row ii-1.  */
1636               opt_sc_p = optimize_sc (ps, g);
1637               if (opt_sc_p)
1638                 stage_count = calculate_stage_count (ps, 0);
1639               else
1640                 {
1641                   /* Bring the branch to cycle ii-1.  */
1642                   int amount = (SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid)
1643                                 - (ps->ii - 1));
1644
1645                   if (dump_file)
1646                     fprintf (dump_file, "SMS schedule branch at cycle ii-1\n");
1647
1648                   stage_count = calculate_stage_count (ps, amount);
1649                 }
1650
1651               gcc_assert (stage_count >= 1);
1652             }
1653
1654           /* The default value of PARAM_SMS_MIN_SC is 2 as stage count of
1655              1 means that there is no interleaving between iterations thus
1656              we let the scheduling passes do the job in this case.  */
1657           if (stage_count < PARAM_VALUE (PARAM_SMS_MIN_SC)
1658               || (count_init && (loop_count <= stage_count))
1659               || (flag_branch_probabilities && (trip_count <= stage_count)))
1660             {
1661               if (dump_file)
1662                 {
1663                   fprintf (dump_file, "SMS failed... \n");
1664                   fprintf (dump_file, "SMS sched-failed (stage-count=%d,"
1665                            " loop-count=", stage_count);
1666                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, loop_count);
1667                   fprintf (dump_file, ", trip-count=");
1668                   fprintf (dump_file, HOST_WIDEST_INT_PRINT_DEC, trip_count);
1669                   fprintf (dump_file, ")\n");
1670                 }
1671               break;
1672             }
1673
1674           if (!opt_sc_p)
1675             {
1676               /* Rotate the partial schedule to have the branch in row ii-1.  */
1677               int amount = SCHED_TIME (g->closing_branch->cuid) - (ps->ii - 1);
1678               
1679               reset_sched_times (ps, amount);
1680               rotate_partial_schedule (ps, amount);
1681             }
1682           
1683           set_columns_for_ps (ps);
1684
1685           min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - SMODULO (PS_MIN_CYCLE (ps), ps->ii);
1686           if (!schedule_reg_moves (ps))
1687             {
1688               mii = ps->ii + 1;
1689               free_partial_schedule (ps);
1690               continue;
1691             }
1692
1693           /* Moves that handle incoming values might have been added
1694              to a new first stage.  Bump the stage count if so.
1695
1696              ??? Perhaps we could consider rotating the schedule here
1697              instead?  */
1698           if (PS_MIN_CYCLE (ps) < min_cycle)
1699             {
1700               reset_sched_times (ps, 0);
1701               stage_count++;
1702             }
1703
1704           /* The stage count should now be correct without rotation.  */
1705           gcc_checking_assert (stage_count == calculate_stage_count (ps, 0));
1706           PS_STAGE_COUNT (ps) = stage_count;
1707
1708           canon_loop (loop);
1709
1710           if (dump_file)
1711             {
1712               dump_insn_location (tail);
1713               fprintf (dump_file, " SMS succeeded %d %d (with ii, sc)\n",
1714                        ps->ii, stage_count);
1715               print_partial_schedule (ps, dump_file);
1716             }
1717  
1718           /* case the BCT count is not known , Do loop-versioning */
1719           if (count_reg && ! count_init)
1720             {
1721               rtx comp_rtx = gen_rtx_GT (VOIDmode, count_reg,
1722                                          gen_int_mode (stage_count,
1723                                                        GET_MODE (count_reg)));
1724               unsigned prob = (PROB_SMS_ENOUGH_ITERATIONS
1725                                * REG_BR_PROB_BASE) / 100;
1726
1727               loop_version (loop, comp_rtx, &condition_bb,
1728                             prob, prob, REG_BR_PROB_BASE - prob,
1729                             true);
1730              }
1731
1732           /* Set new iteration count of loop kernel.  */
1733           if (count_reg && count_init)
1734             SET_SRC (single_set (count_init)) = GEN_INT (loop_count
1735                                                      - stage_count + 1);
1736
1737           /* Now apply the scheduled kernel to the RTL of the loop.  */
1738           permute_partial_schedule (ps, g->closing_branch->first_note);
1739
1740           /* Mark this loop as software pipelined so the later
1741              scheduling passes don't touch it.  */
1742           if (! flag_resched_modulo_sched)
1743             mark_loop_unsched (loop);
1744           
1745           /* The life-info is not valid any more.  */
1746           df_set_bb_dirty (g->bb);
1747
1748           apply_reg_moves (ps);
1749           if (dump_file)
1750             print_node_sched_params (dump_file, g->num_nodes, ps);
1751           /* Generate prolog and epilog.  */
1752           generate_prolog_epilog (ps, loop, count_reg, count_init);
1753           break;
1754         }
1755
1756       free_partial_schedule (ps);
1757       node_sched_param_vec.release ();
1758       free (node_order);
1759       free_ddg (g);
1760     }
1761
1762   free (g_arr);
1763
1764   /* Release scheduler data, needed until now because of DFA.  */
1765   haifa_sched_finish ();
1766   loop_optimizer_finalize ();
1767 }
1768
1769 /* The SMS scheduling algorithm itself
1770    -----------------------------------
1771    Input: 'O' an ordered list of insns of a loop.
1772    Output: A scheduling of the loop - kernel, prolog, and epilogue.
1773
1774    'Q' is the empty Set
1775    'PS' is the partial schedule; it holds the currently scheduled nodes with
1776         their cycle/slot.
1777    'PSP' previously scheduled predecessors.
1778    'PSS' previously scheduled successors.
1779    't(u)' the cycle where u is scheduled.
1780    'l(u)' is the latency of u.
1781    'd(v,u)' is the dependence distance from v to u.
1782    'ASAP(u)' the earliest time at which u could be scheduled as computed in
1783              the node ordering phase.
1784    'check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c)'
1785                              run a trace around cycle/slot through DFA model
1786                              to check resource conflicts involving instruction u
1787                              at cycle c given the partial schedule PS.
1788    'add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)'
1789                              Add the node/instruction u to the partial schedule
1790                              PS at time c.
1791    'calculate_register_pressure(PS)'
1792                              Given a schedule of instructions, calculate the register
1793                              pressure it implies.  One implementation could be the
1794                              maximum number of overlapping live ranges.
1795    'maxRP' The maximum allowed register pressure, it is usually derived from the number
1796            registers available in the hardware.
1797
1798    1. II = MII.
1799    2. PS = empty list
1800    3. for each node u in O in pre-computed order
1801    4.   if (PSP(u) != Q && PSS(u) == Q) then
1802    5.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1803    6.     start = Early_start; end = Early_start + II - 1; step = 1
1804    11.  else if (PSP(u) == Q && PSS(u) != Q) then
1805    12.      Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1806    13.     start = Late_start; end = Late_start - II + 1; step = -1
1807    14.  else if (PSP(u) != Q && PSS(u) != Q) then
1808    15.     Early_start(u) = max ( t(v) + l(v) - d(v,u)*II ) over all every v in PSP(u).
1809    16.     Late_start(u) = min ( t(v) - l(v) + d(v,u)*II ) over all every v in PSS(u).
1810    17.     start = Early_start;
1811    18.     end = min(Early_start + II - 1 , Late_start);
1812    19.     step = 1
1813    20.     else "if (PSP(u) == Q && PSS(u) == Q)"
1814    21.    start = ASAP(u); end = start + II - 1; step = 1
1815    22.  endif
1816
1817    23.  success = false
1818    24.  for (c = start ; c != end ; c += step)
1819    25.     if check_hardware_resources_conflicts(u, PS, c) then
1820    26.       add_to_partial_schedule_at_time(u, PS, c)
1821    27.       success = true
1822    28.       break
1823    29.     endif
1824    30.  endfor
1825    31.  if (success == false) then
1826    32.    II = II + 1
1827    33.    if (II > maxII) then
1828    34.       finish - failed to schedule
1829    35.   endif
1830    36.    goto 2.
1831    37.  endif
1832    38. endfor
1833    39. if (calculate_register_pressure(PS) > maxRP) then
1834    40.    goto 32.
1835    41. endif
1836    42. compute epilogue & prologue
1837    43. finish - succeeded to schedule
1838
1839    ??? The algorithm restricts the scheduling window to II cycles.
1840    In rare cases, it may be better to allow windows of II+1 cycles.
1841    The window would then start and end on the same row, but with
1842    different "must precede" and "must follow" requirements.  */
1843
1844 /* A limit on the number of cycles that resource conflicts can span.  ??? Should
1845    be provided by DFA, and be dependent on the type of insn scheduled.  Currently
1846    set to 0 to save compile time.  */
1847 #define DFA_HISTORY SMS_DFA_HISTORY
1848
1849 /* A threshold for the number of repeated unsuccessful attempts to insert
1850    an empty row, before we flush the partial schedule and start over.  */
1851 #define MAX_SPLIT_NUM 10
1852 /* Given the partial schedule PS, this function calculates and returns the
1853    cycles in which we can schedule the node with the given index I.
1854    NOTE: Here we do the backtracking in SMS, in some special cases. We have
1855    noticed that there are several cases in which we fail    to SMS the loop
1856    because the sched window of a node is empty    due to tight data-deps. In
1857    such cases we want to unschedule    some of the predecessors/successors
1858    until we get non-empty    scheduling window.  It returns -1 if the
1859    scheduling window is empty and zero otherwise.  */
1860
1861 static int
1862 get_sched_window (partial_schedule_ptr ps, ddg_node_ptr u_node,
1863                   sbitmap sched_nodes, int ii, int *start_p, int *step_p,
1864                   int *end_p)
1865 {
1866   int start, step, end;
1867   int early_start, late_start;
1868   ddg_edge_ptr e;
1869   sbitmap psp = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1870   sbitmap pss = sbitmap_alloc (ps->g->num_nodes);
1871   sbitmap u_node_preds = NODE_PREDECESSORS (u_node);
1872   sbitmap u_node_succs = NODE_SUCCESSORS (u_node);
1873   int psp_not_empty;
1874   int pss_not_empty;
1875   int count_preds;
1876   int count_succs;
1877
1878   /* 1. compute sched window for u (start, end, step).  */
1879   bitmap_clear (psp);
1880   bitmap_clear (pss);
1881   psp_not_empty = bitmap_and (psp, u_node_preds, sched_nodes);
1882   pss_not_empty = bitmap_and (pss, u_node_succs, sched_nodes);
1883
1884   /* We first compute a forward range (start <= end), then decide whether
1885      to reverse it.  */
1886   early_start = INT_MIN;
1887   late_start = INT_MAX;
1888   start = INT_MIN;
1889   end = INT_MAX;
1890   step = 1;
1891
1892   count_preds = 0;
1893   count_succs = 0;
1894
1895   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1896     {
1897       fprintf (dump_file, "\nAnalyzing dependencies for node %d (INSN %d)"
1898                "; ii = %d\n\n", u_node->cuid, INSN_UID (u_node->insn), ii);
1899       fprintf (dump_file, "%11s %11s %11s %11s %5s\n",
1900                "start", "early start", "late start", "end", "time");
1901       fprintf (dump_file, "=========== =========== =========== ==========="
1902                " =====\n");
1903     }
1904   /* Calculate early_start and limit end.  Both bounds are inclusive.  */
1905   if (psp_not_empty)
1906     for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
1907       {
1908         int v = e->src->cuid;
1909
1910         if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v))
1911           {
1912             int p_st = SCHED_TIME (v);
1913             int earliest = p_st + e->latency - (e->distance * ii);
1914             int latest = (e->data_type == MEM_DEP ? p_st + ii - 1 : INT_MAX);
1915
1916             if (dump_file)
1917               {
1918                 fprintf (dump_file, "%11s %11d %11s %11d %5d",
1919                          "", earliest, "", latest, p_st);
1920                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1921                 fprintf (dump_file, "\n");
1922               }
1923
1924             early_start = MAX (early_start, earliest);
1925             end = MIN (end, latest);
1926
1927             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1928               count_preds++;
1929           }
1930       }
1931
1932   /* Calculate late_start and limit start.  Both bounds are inclusive.  */
1933   if (pss_not_empty)
1934     for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
1935       {
1936         int v = e->dest->cuid;
1937
1938         if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v))
1939           {
1940             int s_st = SCHED_TIME (v);
1941             int earliest = (e->data_type == MEM_DEP ? s_st - ii + 1 : INT_MIN);
1942             int latest = s_st - e->latency + (e->distance * ii);
1943
1944             if (dump_file)
1945               {
1946                 fprintf (dump_file, "%11d %11s %11d %11s %5d",
1947                          earliest, "", latest, "", s_st);
1948                 print_ddg_edge (dump_file, e);
1949                 fprintf (dump_file, "\n");
1950               }
1951
1952             start = MAX (start, earliest);
1953             late_start = MIN (late_start, latest);
1954
1955             if (e->type == TRUE_DEP && e->data_type == REG_DEP)
1956               count_succs++;
1957           }
1958       }
1959
1960   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1961     {
1962       fprintf (dump_file, "----------- ----------- ----------- -----------"
1963                " -----\n");
1964       fprintf (dump_file, "%11d %11d %11d %11d %5s %s\n",
1965                start, early_start, late_start, end, "",
1966                "(max, max, min, min)");
1967     }
1968
1969   /* Get a target scheduling window no bigger than ii.  */
1970   if (early_start == INT_MIN && late_start == INT_MAX)
1971     early_start = NODE_ASAP (u_node);
1972   else if (early_start == INT_MIN)
1973     early_start = late_start - (ii - 1);
1974   late_start = MIN (late_start, early_start + (ii - 1));
1975
1976   /* Apply memory dependence limits.  */
1977   start = MAX (start, early_start);
1978   end = MIN (end, late_start);
1979
1980   if (dump_file && (psp_not_empty || pss_not_empty))
1981     fprintf (dump_file, "%11s %11d %11d %11s %5s final window\n",
1982              "", start, end, "", "");
1983
1984   /* If there are at least as many successors as predecessors, schedule the
1985      node close to its successors.  */
1986   if (pss_not_empty && count_succs >= count_preds)
1987     {
1988       int tmp = end;
1989       end = start;
1990       start = tmp;
1991       step = -1;
1992     }
1993
1994   /* Now that we've finalized the window, make END an exclusive rather
1995      than an inclusive bound.  */
1996   end += step;
1997
1998   *start_p = start;
1999   *step_p = step;
2000   *end_p = end;
2001   sbitmap_free (psp);
2002   sbitmap_free (pss);
2003
2004   if ((start >= end && step == 1) || (start <= end && step == -1))
2005     {
2006       if (dump_file)
2007         fprintf (dump_file, "\nEmpty window: start=%d, end=%d, step=%d\n",
2008                  start, end, step);
2009       return -1;
2010     }
2011
2012   return 0;
2013 }
2014
2015 /* Calculate MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW bitmaps of U_NODE; which is the
2016    node currently been scheduled.  At the end of the calculation
2017    MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW contains all predecessors/successors of
2018    U_NODE which are (1) already scheduled in the first/last row of
2019    U_NODE's scheduling window, (2) whose dependence inequality with U
2020    becomes an equality when U is scheduled in this same row, and (3)
2021    whose dependence latency is zero.
2022
2023    The first and last rows are calculated using the following parameters:
2024    START/END rows - The cycles that begins/ends the traversal on the window;
2025    searching for an empty cycle to schedule U_NODE.
2026    STEP - The direction in which we traverse the window.
2027    II - The initiation interval.  */
2028
2029 static void
2030 calculate_must_precede_follow (ddg_node_ptr u_node, int start, int end,
2031                                int step, int ii, sbitmap sched_nodes,
2032                                sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
2033 {
2034   ddg_edge_ptr e;
2035   int first_cycle_in_window, last_cycle_in_window;
2036
2037   gcc_assert (must_precede && must_follow);
2038
2039   /* Consider the following scheduling window:
2040      {first_cycle_in_window, first_cycle_in_window+1, ...,
2041      last_cycle_in_window}.  If step is 1 then the following will be
2042      the order we traverse the window: {start=first_cycle_in_window,
2043      first_cycle_in_window+1, ..., end=last_cycle_in_window+1},
2044      or {start=last_cycle_in_window, last_cycle_in_window-1, ...,
2045      end=first_cycle_in_window-1} if step is -1.  */
2046   first_cycle_in_window = (step == 1) ? start : end - step;
2047   last_cycle_in_window = (step == 1) ? end - step : start;
2048
2049   bitmap_clear (must_precede);
2050   bitmap_clear (must_follow);
2051
2052   if (dump_file)
2053     fprintf (dump_file, "\nmust_precede: ");
2054
2055   /* Instead of checking if:
2056       (SMODULO (SCHED_TIME (e->src), ii) == first_row_in_window)
2057       && ((SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) ==
2058              first_cycle_in_window)
2059       && e->latency == 0
2060      we use the fact that latency is non-negative:
2061       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) <=
2062       SCHED_TIME (e->src) + e->latency - (e->distance * ii)) <=
2063       first_cycle_in_window
2064      and check only if
2065       SCHED_TIME (e->src) - (e->distance * ii) == first_cycle_in_window  */
2066   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2067     if (bitmap_bit_p (sched_nodes, e->src->cuid)
2068         && ((SCHED_TIME (e->src->cuid) - (e->distance * ii)) ==
2069              first_cycle_in_window))
2070       {
2071         if (dump_file)
2072           fprintf (dump_file, "%d ", e->src->cuid);
2073
2074         bitmap_set_bit (must_precede, e->src->cuid);
2075       }
2076
2077   if (dump_file)
2078     fprintf (dump_file, "\nmust_follow: ");
2079
2080   /* Instead of checking if:
2081       (SMODULO (SCHED_TIME (e->dest), ii) == last_row_in_window)
2082       && ((SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) ==
2083              last_cycle_in_window)
2084       && e->latency == 0
2085      we use the fact that latency is non-negative:
2086       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) >=
2087       SCHED_TIME (e->dest) - e->latency + (e->distance * ii)) >=
2088       last_cycle_in_window
2089      and check only if
2090       SCHED_TIME (e->dest) + (e->distance * ii) == last_cycle_in_window  */
2091   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2092     if (bitmap_bit_p (sched_nodes, e->dest->cuid)
2093         && ((SCHED_TIME (e->dest->cuid) + (e->distance * ii)) ==
2094              last_cycle_in_window))
2095       {
2096         if (dump_file)
2097           fprintf (dump_file, "%d ", e->dest->cuid);
2098
2099         bitmap_set_bit (must_follow, e->dest->cuid);
2100       }
2101
2102   if (dump_file)
2103     fprintf (dump_file, "\n");
2104 }
2105
2106 /* Return 1 if U_NODE can be scheduled in CYCLE.  Use the following
2107    parameters to decide if that's possible:
2108    PS - The partial schedule.
2109    U - The serial number of U_NODE.
2110    NUM_SPLITS - The number of row splits made so far.
2111    MUST_PRECEDE - The nodes that must precede U_NODE. (only valid at
2112    the first row of the scheduling window)
2113    MUST_FOLLOW - The nodes that must follow U_NODE. (only valid at the
2114    last row of the scheduling window)  */
2115
2116 static bool
2117 try_scheduling_node_in_cycle (partial_schedule_ptr ps,
2118                               int u, int cycle, sbitmap sched_nodes,
2119                               int *num_splits, sbitmap must_precede,
2120                               sbitmap must_follow)
2121 {
2122   ps_insn_ptr psi;
2123   bool success = 0;
2124
2125   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2126   psi = ps_add_node_check_conflicts (ps, u, cycle, must_precede, must_follow);
2127   if (psi)
2128     {
2129       SCHED_TIME (u) = cycle;
2130       bitmap_set_bit (sched_nodes, u);
2131       success = 1;
2132       *num_splits = 0;
2133       if (dump_file)
2134         fprintf (dump_file, "Scheduled w/o split in %d\n", cycle);
2135
2136     }
2137
2138   return success;
2139 }
2140
2141 /* This function implements the scheduling algorithm for SMS according to the
2142    above algorithm.  */
2143 static partial_schedule_ptr
2144 sms_schedule_by_order (ddg_ptr g, int mii, int maxii, int *nodes_order)
2145 {
2146   int ii = mii;
2147   int i, c, success, num_splits = 0;
2148   int flush_and_start_over = true;
2149   int num_nodes = g->num_nodes;
2150   int start, end, step; /* Place together into one struct?  */
2151   sbitmap sched_nodes = sbitmap_alloc (num_nodes);
2152   sbitmap must_precede = sbitmap_alloc (num_nodes);
2153   sbitmap must_follow = sbitmap_alloc (num_nodes);
2154   sbitmap tobe_scheduled = sbitmap_alloc (num_nodes);
2155
2156   partial_schedule_ptr ps = create_partial_schedule (ii, g, DFA_HISTORY);
2157
2158   bitmap_ones (tobe_scheduled);
2159   bitmap_clear (sched_nodes);
2160
2161   while (flush_and_start_over && (ii < maxii))
2162     {
2163
2164       if (dump_file)
2165         fprintf (dump_file, "Starting with ii=%d\n", ii);
2166       flush_and_start_over = false;
2167       bitmap_clear (sched_nodes);
2168
2169       for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2170         {
2171           int u = nodes_order[i];
2172           ddg_node_ptr u_node = &ps->g->nodes[u];
2173           rtx insn = u_node->insn;
2174
2175           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
2176             {
2177               bitmap_clear_bit (tobe_scheduled, u);
2178               continue;
2179             }
2180
2181           if (bitmap_bit_p (sched_nodes, u))
2182             continue;
2183
2184           /* Try to get non-empty scheduling window.  */
2185          success = 0;
2186          if (get_sched_window (ps, u_node, sched_nodes, ii, &start,
2187                                 &step, &end) == 0)
2188             {
2189               if (dump_file)
2190                 fprintf (dump_file, "\nTrying to schedule node %d "
2191                          "INSN = %d  in (%d .. %d) step %d\n", u, (INSN_UID
2192                         (g->nodes[u].insn)), start, end, step);
2193
2194               gcc_assert ((step > 0 && start < end)
2195                           || (step < 0 && start > end));
2196
2197               calculate_must_precede_follow (u_node, start, end, step, ii,
2198                                              sched_nodes, must_precede,
2199                                              must_follow);
2200
2201               for (c = start; c != end; c += step)
2202                 {
2203                   sbitmap tmp_precede, tmp_follow;
2204
2205                   set_must_precede_follow (&tmp_follow, must_follow, 
2206                                            &tmp_precede, must_precede, 
2207                                            c, start, end, step);
2208                   success =
2209                     try_scheduling_node_in_cycle (ps, u, c,
2210                                                   sched_nodes,
2211                                                   &num_splits, tmp_precede,
2212                                                   tmp_follow);
2213                   if (success)
2214                     break;
2215                 }
2216
2217               verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2218             }
2219             if (!success)
2220             {
2221               int split_row;
2222
2223               if (ii++ == maxii)
2224                 break;
2225
2226               if (num_splits >= MAX_SPLIT_NUM)
2227                 {
2228                   num_splits = 0;
2229                   flush_and_start_over = true;
2230                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2231                   reset_partial_schedule (ps, ii);
2232                   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2233                   break;
2234                 }
2235
2236               num_splits++;
2237               /* The scheduling window is exclusive of 'end'
2238                  whereas compute_split_window() expects an inclusive,
2239                  ordered range.  */
2240               if (step == 1)
2241                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, start, end - 1,
2242                                                ps->ii, u_node);
2243               else
2244                 split_row = compute_split_row (sched_nodes, end + 1, start,
2245                                                ps->ii, u_node);
2246
2247               ps_insert_empty_row (ps, split_row, sched_nodes);
2248               i--;              /* Go back and retry node i.  */
2249
2250               if (dump_file)
2251                 fprintf (dump_file, "num_splits=%d\n", num_splits);
2252             }
2253
2254           /* ??? If (success), check register pressure estimates.  */
2255         }                       /* Continue with next node.  */
2256     }                           /* While flush_and_start_over.  */
2257   if (ii >= maxii)
2258     {
2259       free_partial_schedule (ps);
2260       ps = NULL;
2261     }
2262   else
2263     gcc_assert (bitmap_equal_p (tobe_scheduled, sched_nodes));
2264
2265   sbitmap_free (sched_nodes);
2266   sbitmap_free (must_precede);
2267   sbitmap_free (must_follow);
2268   sbitmap_free (tobe_scheduled);
2269
2270   return ps;
2271 }
2272
2273 /* This function inserts a new empty row into PS at the position
2274    according to SPLITROW, keeping all already scheduled instructions
2275    intact and updating their SCHED_TIME and cycle accordingly.  */
2276 static void
2277 ps_insert_empty_row (partial_schedule_ptr ps, int split_row,
2278                      sbitmap sched_nodes)
2279 {
2280   ps_insn_ptr crr_insn;
2281   ps_insn_ptr *rows_new;
2282   int ii = ps->ii;
2283   int new_ii = ii + 1;
2284   int row;
2285   int *rows_length_new;
2286
2287   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2288
2289   /* We normalize sched_time and rotate ps to have only non-negative sched
2290      times, for simplicity of updating cycles after inserting new row.  */
2291   split_row -= ps->min_cycle;
2292   split_row = SMODULO (split_row, ii);
2293   if (dump_file)
2294     fprintf (dump_file, "split_row=%d\n", split_row);
2295
2296   reset_sched_times (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2297   rotate_partial_schedule (ps, PS_MIN_CYCLE (ps));
2298
2299   rows_new = (ps_insn_ptr *) xcalloc (new_ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2300   rows_length_new = (int *) xcalloc (new_ii, sizeof (int));
2301   for (row = 0; row < split_row; row++)
2302     {
2303       rows_new[row] = ps->rows[row];
2304       rows_length_new[row] = ps->rows_length[row];
2305       ps->rows[row] = NULL;
2306       for (crr_insn = rows_new[row];
2307            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2308         {
2309           int u = crr_insn->id;
2310           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii);
2311
2312           SCHED_TIME (u) = new_time;
2313           crr_insn->cycle = new_time;
2314           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2315           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2316         }
2317
2318     }
2319
2320   rows_new[split_row] = NULL;
2321
2322   for (row = split_row; row < ii; row++)
2323     {
2324       rows_new[row + 1] = ps->rows[row];
2325       rows_length_new[row + 1] = ps->rows_length[row];
2326       ps->rows[row] = NULL;
2327       for (crr_insn = rows_new[row + 1];
2328            crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2329         {
2330           int u = crr_insn->id;
2331           int new_time = SCHED_TIME (u) + (SCHED_TIME (u) / ii) + 1;
2332
2333           SCHED_TIME (u) = new_time;
2334           crr_insn->cycle = new_time;
2335           SCHED_ROW (u) = new_time % new_ii;
2336           SCHED_STAGE (u) = new_time / new_ii;
2337         }
2338     }
2339
2340   /* Updating ps.  */
2341   ps->min_cycle = ps->min_cycle + ps->min_cycle / ii
2342     + (SMODULO (ps->min_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2343   ps->max_cycle = ps->max_cycle + ps->max_cycle / ii
2344     + (SMODULO (ps->max_cycle, ii) >= split_row ? 1 : 0);
2345   free (ps->rows);
2346   ps->rows = rows_new;
2347   free (ps->rows_length);
2348   ps->rows_length = rows_length_new;
2349   ps->ii = new_ii;
2350   gcc_assert (ps->min_cycle >= 0);
2351
2352   verify_partial_schedule (ps, sched_nodes);
2353
2354   if (dump_file)
2355     fprintf (dump_file, "min_cycle=%d, max_cycle=%d\n", ps->min_cycle,
2356              ps->max_cycle);
2357 }
2358
2359 /* Given U_NODE which is the node that failed to be scheduled; LOW and
2360    UP which are the boundaries of it's scheduling window; compute using
2361    SCHED_NODES and II a row in the partial schedule that can be split
2362    which will separate a critical predecessor from a critical successor
2363    thereby expanding the window, and return it.  */
2364 static int
2365 compute_split_row (sbitmap sched_nodes, int low, int up, int ii,
2366                    ddg_node_ptr u_node)
2367 {
2368   ddg_edge_ptr e;
2369   int lower = INT_MIN, upper = INT_MAX;
2370   int crit_pred = -1;
2371   int crit_succ = -1;
2372   int crit_cycle;
2373
2374   for (e = u_node->in; e != 0; e = e->next_in)
2375     {
2376       int v = e->src->cuid;
2377
2378       if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v)
2379           && (low == SCHED_TIME (v) + e->latency - (e->distance * ii)))
2380         if (SCHED_TIME (v) > lower)
2381           {
2382             crit_pred = v;
2383             lower = SCHED_TIME (v);
2384           }
2385     }
2386
2387   if (crit_pred >= 0)
2388     {
2389       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_pred) + 1;
2390       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2391     }
2392
2393   for (e = u_node->out; e != 0; e = e->next_out)
2394     {
2395       int v = e->dest->cuid;
2396
2397       if (bitmap_bit_p (sched_nodes, v)
2398           && (up == SCHED_TIME (v) - e->latency + (e->distance * ii)))
2399         if (SCHED_TIME (v) < upper)
2400           {
2401             crit_succ = v;
2402             upper = SCHED_TIME (v);
2403           }
2404     }
2405
2406   if (crit_succ >= 0)
2407     {
2408       crit_cycle = SCHED_TIME (crit_succ);
2409       return SMODULO (crit_cycle, ii);
2410     }
2411
2412   if (dump_file)
2413     fprintf (dump_file, "Both crit_pred and crit_succ are NULL\n");
2414
2415   return SMODULO ((low + up + 1) / 2, ii);
2416 }
2417
2418 static void
2419 verify_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, sbitmap sched_nodes)
2420 {
2421   int row;
2422   ps_insn_ptr crr_insn;
2423
2424   for (row = 0; row < ps->ii; row++)
2425     {
2426       int length = 0;
2427       
2428       for (crr_insn = ps->rows[row]; crr_insn; crr_insn = crr_insn->next_in_row)
2429         {
2430           int u = crr_insn->id;
2431           
2432           length++;
2433           gcc_assert (bitmap_bit_p (sched_nodes, u));
2434           /* ??? Test also that all nodes of sched_nodes are in ps, perhaps by
2435              popcount (sched_nodes) == number of insns in ps.  */
2436           gcc_assert (SCHED_TIME (u) >= ps->min_cycle);
2437           gcc_assert (SCHED_TIME (u) <= ps->max_cycle);
2438         }
2439       
2440       gcc_assert (ps->rows_length[row] == length);
2441     }
2442 }
2443
2444 \f
2445 /* This page implements the algorithm for ordering the nodes of a DDG
2446    for modulo scheduling, activated through the
2447    "int sms_order_nodes (ddg_ptr, int mii, int * result)" API.  */
2448
2449 #define ORDER_PARAMS(x) ((struct node_order_params *) (x)->aux.info)
2450 #define ASAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->asap)
2451 #define ALAP(x) (ORDER_PARAMS ((x))->alap)
2452 #define HEIGHT(x) (ORDER_PARAMS ((x))->height)
2453 #define MOB(x) (ALAP ((x)) - ASAP ((x)))
2454 #define DEPTH(x) (ASAP ((x)))
2455
2456 typedef struct node_order_params * nopa;
2457
2458 static void order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr, int * result);
2459 static int order_nodes_in_scc (ddg_ptr, sbitmap, sbitmap, int*, int);
2460 static nopa  calculate_order_params (ddg_ptr, int, int *);
2461 static int find_max_asap (ddg_ptr, sbitmap);
2462 static int find_max_hv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2463 static int find_max_dv_min_mob (ddg_ptr, sbitmap);
2464
2465 enum sms_direction {BOTTOMUP, TOPDOWN};
2466
2467 struct node_order_params
2468 {
2469   int asap;
2470   int alap;
2471   int height;
2472 };
2473
2474 /* Check if NODE_ORDER contains a permutation of 0 .. NUM_NODES-1.  */
2475 static void
2476 check_nodes_order (int *node_order, int num_nodes)
2477 {
2478   int i;
2479   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2480
2481   bitmap_clear (tmp);
2482
2483   if (dump_file)
2484     fprintf (dump_file, "SMS final nodes order: \n");
2485
2486   for (i = 0; i < num_nodes; i++)
2487     {
2488       int u = node_order[i];
2489
2490       if (dump_file)
2491         fprintf (dump_file, "%d ", u);
2492       gcc_assert (u < num_nodes && u >= 0 && !bitmap_bit_p (tmp, u));
2493
2494       bitmap_set_bit (tmp, u);
2495     }
2496
2497   if (dump_file)
2498     fprintf (dump_file, "\n");
2499
2500   sbitmap_free (tmp);
2501 }
2502
2503 /* Order the nodes of G for scheduling and pass the result in
2504    NODE_ORDER.  Also set aux.count of each node to ASAP.
2505    Put maximal ASAP to PMAX_ASAP.  Return the recMII for the given DDG.  */
2506 static int
2507 sms_order_nodes (ddg_ptr g, int mii, int * node_order, int *pmax_asap)
2508 {
2509   int i;
2510   int rec_mii = 0;
2511   ddg_all_sccs_ptr sccs = create_ddg_all_sccs (g);
2512
2513   nopa nops = calculate_order_params (g, mii, pmax_asap);
2514
2515   if (dump_file)
2516     print_sccs (dump_file, sccs, g);
2517
2518   order_nodes_of_sccs (sccs, node_order);
2519
2520   if (sccs->num_sccs > 0)
2521     /* First SCC has the largest recurrence_length.  */
2522     rec_mii = sccs->sccs[0]->recurrence_length;
2523
2524   /* Save ASAP before destroying node_order_params.  */
2525   for (i = 0; i < g->num_nodes; i++)
2526     {
2527       ddg_node_ptr v = &g->nodes[i];
2528       v->aux.count = ASAP (v);
2529     }
2530
2531   free (nops);
2532   free_ddg_all_sccs (sccs);
2533   check_nodes_order (node_order, g->num_nodes);
2534
2535   return rec_mii;
2536 }
2537
2538 static void
2539 order_nodes_of_sccs (ddg_all_sccs_ptr all_sccs, int * node_order)
2540 {
2541   int i, pos = 0;
2542   ddg_ptr g = all_sccs->ddg;
2543   int num_nodes = g->num_nodes;
2544   sbitmap prev_sccs = sbitmap_alloc (num_nodes);
2545   sbitmap on_path = sbitmap_alloc (num_nodes);
2546   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2547   sbitmap ones = sbitmap_alloc (num_nodes);
2548
2549   bitmap_clear (prev_sccs);
2550   bitmap_ones (ones);
2551
2552   /* Perform the node ordering starting from the SCC with the highest recMII.
2553      For each SCC order the nodes according to their ASAP/ALAP/HEIGHT etc.  */
2554   for (i = 0; i < all_sccs->num_sccs; i++)
2555     {
2556       ddg_scc_ptr scc = all_sccs->sccs[i];
2557
2558       /* Add nodes on paths from previous SCCs to the current SCC.  */
2559       find_nodes_on_paths (on_path, g, prev_sccs, scc->nodes);
2560       bitmap_ior (tmp, scc->nodes, on_path);
2561
2562       /* Add nodes on paths from the current SCC to previous SCCs.  */
2563       find_nodes_on_paths (on_path, g, scc->nodes, prev_sccs);
2564       bitmap_ior (tmp, tmp, on_path);
2565
2566       /* Remove nodes of previous SCCs from current extended SCC.  */
2567       bitmap_and_compl (tmp, tmp, prev_sccs);
2568
2569       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2570       /* Above call to order_nodes_in_scc updated prev_sccs |= tmp.  */
2571     }
2572
2573   /* Handle the remaining nodes that do not belong to any scc.  Each call
2574      to order_nodes_in_scc handles a single connected component.  */
2575   while (pos < g->num_nodes)
2576     {
2577       bitmap_and_compl (tmp, ones, prev_sccs);
2578       pos = order_nodes_in_scc (g, prev_sccs, tmp, node_order, pos);
2579     }
2580   sbitmap_free (prev_sccs);
2581   sbitmap_free (on_path);
2582   sbitmap_free (tmp);
2583   sbitmap_free (ones);
2584 }
2585
2586 /* MII is needed if we consider backarcs (that do not close recursive cycles).  */
2587 static struct node_order_params *
2588 calculate_order_params (ddg_ptr g, int mii ATTRIBUTE_UNUSED, int *pmax_asap)
2589 {
2590   int u;
2591   int max_asap;
2592   int num_nodes = g->num_nodes;
2593   ddg_edge_ptr e;
2594   /* Allocate a place to hold ordering params for each node in the DDG.  */
2595   nopa node_order_params_arr;
2596
2597   /* Initialize of ASAP/ALAP/HEIGHT to zero.  */
2598   node_order_params_arr = (nopa) xcalloc (num_nodes,
2599                                           sizeof (struct node_order_params));
2600
2601   /* Set the aux pointer of each node to point to its order_params structure.  */
2602   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2603     g->nodes[u].aux.info = &node_order_params_arr[u];
2604
2605   /* Disregarding a backarc from each recursive cycle to obtain a DAG,
2606      calculate ASAP, ALAP, mobility, distance, and height for each node
2607      in the dependence (direct acyclic) graph.  */
2608
2609   /* We assume that the nodes in the array are in topological order.  */
2610
2611   max_asap = 0;
2612   for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2613     {
2614       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2615
2616       ASAP (u_node) = 0;
2617       for (e = u_node->in; e; e = e->next_in)
2618         if (e->distance == 0)
2619           ASAP (u_node) = MAX (ASAP (u_node),
2620                                ASAP (e->src) + e->latency);
2621       max_asap = MAX (max_asap, ASAP (u_node));
2622     }
2623
2624   for (u = num_nodes - 1; u > -1; u--)
2625     {
2626       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2627
2628       ALAP (u_node) = max_asap;
2629       HEIGHT (u_node) = 0;
2630       for (e = u_node->out; e; e = e->next_out)
2631         if (e->distance == 0)
2632           {
2633             ALAP (u_node) = MIN (ALAP (u_node),
2634                                  ALAP (e->dest) - e->latency);
2635             HEIGHT (u_node) = MAX (HEIGHT (u_node),
2636                                    HEIGHT (e->dest) + e->latency);
2637           }
2638     }
2639   if (dump_file)
2640   {
2641     fprintf (dump_file, "\nOrder params\n");
2642     for (u = 0; u < num_nodes; u++)
2643       {
2644         ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2645
2646         fprintf (dump_file, "node %d, ASAP: %d, ALAP: %d, HEIGHT: %d\n", u,
2647                  ASAP (u_node), ALAP (u_node), HEIGHT (u_node));
2648       }
2649   }
2650
2651   *pmax_asap = max_asap;
2652   return node_order_params_arr;
2653 }
2654
2655 static int
2656 find_max_asap (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2657 {
2658   unsigned int u = 0;
2659   int max_asap = -1;
2660   int result = -1;
2661   sbitmap_iterator sbi;
2662
2663   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2664     {
2665       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2666
2667       if (max_asap < ASAP (u_node))
2668         {
2669           max_asap = ASAP (u_node);
2670           result = u;
2671         }
2672     }
2673   return result;
2674 }
2675
2676 static int
2677 find_max_hv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2678 {
2679   unsigned int u = 0;
2680   int max_hv = -1;
2681   int min_mob = INT_MAX;
2682   int result = -1;
2683   sbitmap_iterator sbi;
2684
2685   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2686     {
2687       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2688
2689       if (max_hv < HEIGHT (u_node))
2690         {
2691           max_hv = HEIGHT (u_node);
2692           min_mob = MOB (u_node);
2693           result = u;
2694         }
2695       else if ((max_hv == HEIGHT (u_node))
2696                && (min_mob > MOB (u_node)))
2697         {
2698           min_mob = MOB (u_node);
2699           result = u;
2700         }
2701     }
2702   return result;
2703 }
2704
2705 static int
2706 find_max_dv_min_mob (ddg_ptr g, sbitmap nodes)
2707 {
2708   unsigned int u = 0;
2709   int max_dv = -1;
2710   int min_mob = INT_MAX;
2711   int result = -1;
2712   sbitmap_iterator sbi;
2713
2714   EXECUTE_IF_SET_IN_BITMAP (nodes, 0, u, sbi)
2715     {
2716       ddg_node_ptr u_node = &g->nodes[u];
2717
2718       if (max_dv < DEPTH (u_node))
2719         {
2720           max_dv = DEPTH (u_node);
2721           min_mob = MOB (u_node);
2722           result = u;
2723         }
2724       else if ((max_dv == DEPTH (u_node))
2725                && (min_mob > MOB (u_node)))
2726         {
2727           min_mob = MOB (u_node);
2728           result = u;
2729         }
2730     }
2731   return result;
2732 }
2733
2734 /* Places the nodes of SCC into the NODE_ORDER array starting
2735    at position POS, according to the SMS ordering algorithm.
2736    NODES_ORDERED (in&out parameter) holds the bitset of all nodes in
2737    the NODE_ORDER array, starting from position zero.  */
2738 static int
2739 order_nodes_in_scc (ddg_ptr g, sbitmap nodes_ordered, sbitmap scc,
2740                     int * node_order, int pos)
2741 {
2742   enum sms_direction dir;
2743   int num_nodes = g->num_nodes;
2744   sbitmap workset = sbitmap_alloc (num_nodes);
2745   sbitmap tmp = sbitmap_alloc (num_nodes);
2746   sbitmap zero_bitmap = sbitmap_alloc (num_nodes);
2747   sbitmap predecessors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2748   sbitmap successors = sbitmap_alloc (num_nodes);
2749
2750   bitmap_clear (predecessors);
2751   find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2752
2753   bitmap_clear (successors);
2754   find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2755
2756   bitmap_clear (tmp);
2757   if (bitmap_and (tmp, predecessors, scc))
2758     {
2759       bitmap_copy (workset, tmp);
2760       dir = BOTTOMUP;
2761     }
2762   else if (bitmap_and (tmp, successors, scc))
2763     {
2764       bitmap_copy (workset, tmp);
2765       dir = TOPDOWN;
2766     }
2767   else
2768     {
2769       int u;
2770
2771       bitmap_clear (workset);
2772       if ((u = find_max_asap (g, scc)) >= 0)
2773         bitmap_set_bit (workset, u);
2774       dir = BOTTOMUP;
2775     }
2776
2777   bitmap_clear (zero_bitmap);
2778   while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2779     {
2780       int v;
2781       ddg_node_ptr v_node;
2782       sbitmap v_node_preds;
2783       sbitmap v_node_succs;
2784
2785       if (dir == TOPDOWN)
2786         {
2787           while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2788             {
2789               v = find_max_hv_min_mob (g, workset);
2790               v_node = &g->nodes[v];
2791               node_order[pos++] = v;
2792               v_node_succs = NODE_SUCCESSORS (v_node);
2793               bitmap_and (tmp, v_node_succs, scc);
2794
2795               /* Don't consider the already ordered successors again.  */
2796               bitmap_and_compl (tmp, tmp, nodes_ordered);
2797               bitmap_ior (workset, workset, tmp);
2798               bitmap_clear_bit (workset, v);
2799               bitmap_set_bit (nodes_ordered, v);
2800             }
2801           dir = BOTTOMUP;
2802           bitmap_clear (predecessors);
2803           find_predecessors (predecessors, g, nodes_ordered);
2804           bitmap_and (workset, predecessors, scc);
2805         }
2806       else
2807         {
2808           while (!bitmap_equal_p (workset, zero_bitmap))
2809             {
2810               v = find_max_dv_min_mob (g, workset);
2811               v_node = &g->nodes[v];
2812               node_order[pos++] = v;
2813               v_node_preds = NODE_PREDECESSORS (v_node);
2814               bitmap_and (tmp, v_node_preds, scc);
2815
2816               /* Don't consider the already ordered predecessors again.  */
2817               bitmap_and_compl (tmp, tmp, nodes_ordered);
2818               bitmap_ior (workset, workset, tmp);
2819               bitmap_clear_bit (workset, v);
2820               bitmap_set_bit (nodes_ordered, v);
2821             }
2822           dir = TOPDOWN;
2823           bitmap_clear (successors);
2824           find_successors (successors, g, nodes_ordered);
2825           bitmap_and (workset, successors, scc);
2826         }
2827     }
2828   sbitmap_free (tmp);
2829   sbitmap_free (workset);
2830   sbitmap_free (zero_bitmap);
2831   sbitmap_free (predecessors);
2832   sbitmap_free (successors);
2833   return pos;
2834 }
2835
2836 \f
2837 /* This page contains functions for manipulating partial-schedules during
2838    modulo scheduling.  */
2839
2840 /* Create a partial schedule and allocate a memory to hold II rows.  */
2841
2842 static partial_schedule_ptr
2843 create_partial_schedule (int ii, ddg_ptr g, int history)
2844 {
2845   partial_schedule_ptr ps = XNEW (struct partial_schedule);
2846   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xcalloc (ii, sizeof (ps_insn_ptr));
2847   ps->rows_length = (int *) xcalloc (ii, sizeof (int));
2848   ps->reg_moves.create (0);
2849   ps->ii = ii;
2850   ps->history = history;
2851   ps->min_cycle = INT_MAX;
2852   ps->max_cycle = INT_MIN;
2853   ps->g = g;
2854
2855   return ps;
2856 }
2857
2858 /* Free the PS_INSNs in rows array of the given partial schedule.
2859    ??? Consider caching the PS_INSN's.  */
2860 static void
2861 free_ps_insns (partial_schedule_ptr ps)
2862 {
2863   int i;
2864
2865   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2866     {
2867       while (ps->rows[i])
2868         {
2869           ps_insn_ptr ps_insn = ps->rows[i]->next_in_row;
2870
2871           free (ps->rows[i]);
2872           ps->rows[i] = ps_insn;
2873         }
2874       ps->rows[i] = NULL;
2875     }
2876 }
2877
2878 /* Free all the memory allocated to the partial schedule.  */
2879
2880 static void
2881 free_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps)
2882 {
2883   ps_reg_move_info *move;
2884   unsigned int i;
2885
2886   if (!ps)
2887     return;
2888
2889   FOR_EACH_VEC_ELT (ps->reg_moves, i, move)
2890     sbitmap_free (move->uses);
2891   ps->reg_moves.release ();
2892
2893   free_ps_insns (ps);
2894   free (ps->rows);
2895   free (ps->rows_length);
2896   free (ps);
2897 }
2898
2899 /* Clear the rows array with its PS_INSNs, and create a new one with
2900    NEW_II rows.  */
2901
2902 static void
2903 reset_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int new_ii)
2904 {
2905   if (!ps)
2906     return;
2907   free_ps_insns (ps);
2908   if (new_ii == ps->ii)
2909     return;
2910   ps->rows = (ps_insn_ptr *) xrealloc (ps->rows, new_ii
2911                                                  * sizeof (ps_insn_ptr));
2912   memset (ps->rows, 0, new_ii * sizeof (ps_insn_ptr));
2913   ps->rows_length = (int *) xrealloc (ps->rows_length, new_ii * sizeof (int));
2914   memset (ps->rows_length, 0, new_ii * sizeof (int));
2915   ps->ii = new_ii;
2916   ps->min_cycle = INT_MAX;
2917   ps->max_cycle = INT_MIN;
2918 }
2919
2920 /* Prints the partial schedule as an ii rows array, for each rows
2921    print the ids of the insns in it.  */
2922 void
2923 print_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, FILE *dump)
2924 {
2925   int i;
2926
2927   for (i = 0; i < ps->ii; i++)
2928     {
2929       ps_insn_ptr ps_i = ps->rows[i];
2930
2931       fprintf (dump, "\n[ROW %d ]: ", i);
2932       while (ps_i)
2933         {
2934           rtx insn = ps_rtl_insn (ps, ps_i->id);
2935
2936           if (JUMP_P (insn))
2937             fprintf (dump, "%d (branch), ", INSN_UID (insn));
2938           else
2939             fprintf (dump, "%d, ", INSN_UID (insn));
2940         
2941           ps_i = ps_i->next_in_row;
2942         }
2943     }
2944 }
2945
2946 /* Creates an object of PS_INSN and initializes it to the given parameters.  */
2947 static ps_insn_ptr
2948 create_ps_insn (int id, int cycle)
2949 {
2950   ps_insn_ptr ps_i = XNEW (struct ps_insn);
2951
2952   ps_i->id = id;
2953   ps_i->next_in_row = NULL;
2954   ps_i->prev_in_row = NULL;
2955   ps_i->cycle = cycle;
2956
2957   return ps_i;
2958 }
2959
2960
2961 /* Removes the given PS_INSN from the partial schedule.  */  
2962 static void 
2963 remove_node_from_ps (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i)
2964 {
2965   int row;
2966
2967   gcc_assert (ps && ps_i);
2968   
2969   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
2970   if (! ps_i->prev_in_row)
2971     {
2972       gcc_assert (ps_i == ps->rows[row]);
2973       ps->rows[row] = ps_i->next_in_row;
2974       if (ps->rows[row])
2975         ps->rows[row]->prev_in_row = NULL;
2976     }
2977   else
2978     {
2979       ps_i->prev_in_row->next_in_row = ps_i->next_in_row;
2980       if (ps_i->next_in_row)
2981         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i->prev_in_row;
2982     }
2983    
2984   ps->rows_length[row] -= 1; 
2985   free (ps_i);
2986   return;
2987 }
2988
2989 /* Unlike what literature describes for modulo scheduling (which focuses
2990    on VLIW machines) the order of the instructions inside a cycle is
2991    important.  Given the bitmaps MUST_FOLLOW and MUST_PRECEDE we know
2992    where the current instruction should go relative to the already
2993    scheduled instructions in the given cycle.  Go over these
2994    instructions and find the first possible column to put it in.  */
2995 static bool
2996 ps_insn_find_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
2997                      sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
2998 {
2999   ps_insn_ptr next_ps_i;
3000   ps_insn_ptr first_must_follow = NULL;
3001   ps_insn_ptr last_must_precede = NULL;
3002   ps_insn_ptr last_in_row = NULL;
3003   int row;
3004
3005   if (! ps_i)
3006     return false;
3007
3008   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3009
3010   /* Find the first must follow and the last must precede
3011      and insert the node immediately after the must precede
3012      but make sure that it there is no must follow after it.  */
3013   for (next_ps_i = ps->rows[row];
3014        next_ps_i;
3015        next_ps_i = next_ps_i->next_in_row)
3016     {
3017       if (must_follow
3018           && bitmap_bit_p (must_follow, next_ps_i->id)
3019           && ! first_must_follow)
3020         first_must_follow = next_ps_i;
3021       if (must_precede && bitmap_bit_p (must_precede, next_ps_i->id))
3022         {
3023           /* If we have already met a node that must follow, then
3024              there is no possible column.  */
3025           if (first_must_follow)
3026             return false;
3027           else
3028             last_must_precede = next_ps_i;
3029         }
3030       /* The closing branch must be the last in the row.  */
3031       if (must_precede 
3032           && bitmap_bit_p (must_precede, next_ps_i->id)
3033           && JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, next_ps_i->id)))
3034         return false;
3035              
3036        last_in_row = next_ps_i;
3037     }
3038
3039   /* The closing branch is scheduled as well.  Make sure there is no
3040      dependent instruction after it as the branch should be the last
3041      instruction in the row.  */
3042   if (JUMP_P (ps_rtl_insn (ps, ps_i->id)))
3043     {
3044       if (first_must_follow)
3045         return false;
3046       if (last_in_row)
3047         {
3048           /* Make the branch the last in the row.  New instructions
3049              will be inserted at the beginning of the row or after the
3050              last must_precede instruction thus the branch is guaranteed
3051              to remain the last instruction in the row.  */
3052           last_in_row->next_in_row = ps_i;
3053           ps_i->prev_in_row = last_in_row;
3054           ps_i->next_in_row = NULL;
3055         }
3056       else
3057         ps->rows[row] = ps_i;
3058       return true;
3059     }
3060   
3061   /* Now insert the node after INSERT_AFTER_PSI.  */
3062
3063   if (! last_must_precede)
3064     {
3065       ps_i->next_in_row = ps->rows[row];
3066       ps_i->prev_in_row = NULL;
3067       if (ps_i->next_in_row)
3068         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3069       ps->rows[row] = ps_i;
3070     }
3071   else
3072     {
3073       ps_i->next_in_row = last_must_precede->next_in_row;
3074       last_must_precede->next_in_row = ps_i;
3075       ps_i->prev_in_row = last_must_precede;
3076       if (ps_i->next_in_row)
3077         ps_i->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3078     }
3079
3080   return true;
3081 }
3082
3083 /* Advances the PS_INSN one column in its current row; returns false
3084    in failure and true in success.  Bit N is set in MUST_FOLLOW if
3085    the node with cuid N must be come after the node pointed to by
3086    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3087 static int
3088 ps_insn_advance_column (partial_schedule_ptr ps, ps_insn_ptr ps_i,
3089                         sbitmap must_follow)
3090 {
3091   ps_insn_ptr prev, next;
3092   int row;
3093
3094   if (!ps || !ps_i)
3095     return false;
3096
3097   row = SMODULO (ps_i->cycle, ps->ii);
3098
3099   if (! ps_i->next_in_row)
3100     return false;
3101
3102   /* Check if next_in_row is dependent on ps_i, both having same sched
3103      times (typically ANTI_DEP).  If so, ps_i cannot skip over it.  */
3104   if (must_follow && bitmap_bit_p (must_follow, ps_i->next_in_row->id))
3105     return false;
3106
3107   /* Advance PS_I over its next_in_row in the doubly linked list.  */
3108   prev = ps_i->prev_in_row;
3109   next = ps_i->next_in_row;
3110
3111   if (ps_i == ps->rows[row])
3112     ps->rows[row] = next;
3113
3114   ps_i->next_in_row = next->next_in_row;
3115
3116   if (next->next_in_row)
3117     next->next_in_row->prev_in_row = ps_i;
3118
3119   next->next_in_row = ps_i;
3120   ps_i->prev_in_row = next;
3121
3122   next->prev_in_row = prev;
3123   if (prev)
3124     prev->next_in_row = next;
3125
3126   return true;
3127 }
3128
3129 /* Inserts a DDG_NODE to the given partial schedule at the given cycle.
3130    Returns 0 if this is not possible and a PS_INSN otherwise.  Bit N is
3131    set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with cuid N must be come
3132    before/after (respectively) the node pointed to by PS_I when scheduled
3133    in the same cycle.  */
3134 static ps_insn_ptr
3135 add_node_to_ps (partial_schedule_ptr ps, int id, int cycle,
3136                 sbitmap must_precede, sbitmap must_follow)
3137 {
3138   ps_insn_ptr ps_i;
3139   int row = SMODULO (cycle, ps->ii);
3140
3141   if (ps->rows_length[row] >= issue_rate)
3142     return NULL;
3143
3144   ps_i = create_ps_insn (id, cycle);
3145
3146   /* Finds and inserts PS_I according to MUST_FOLLOW and
3147      MUST_PRECEDE.  */
3148   if (! ps_insn_find_column (ps, ps_i, must_precede, must_follow))
3149     {
3150       free (ps_i);
3151       return NULL;
3152     }
3153
3154   ps->rows_length[row] += 1;
3155   return ps_i;
3156 }
3157
3158 /* Advance time one cycle.  Assumes DFA is being used.  */
3159 static void
3160 advance_one_cycle (void)
3161 {
3162   if (targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn)
3163     state_transition (curr_state,
3164                       targetm.sched.dfa_pre_cycle_insn ());
3165
3166   state_transition (curr_state, NULL);
3167
3168   if (targetm.sched.dfa_post_cycle_insn)
3169     state_transition (curr_state,
3170                       targetm.sched.dfa_post_cycle_insn ());
3171 }
3172
3173
3174
3175 /* Checks if PS has resource conflicts according to DFA, starting from
3176    FROM cycle to TO cycle; returns true if there are conflicts and false
3177    if there are no conflicts.  Assumes DFA is being used.  */
3178 static int
3179 ps_has_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int from, int to)
3180 {
3181   int cycle;
3182
3183   state_reset (curr_state);
3184
3185   for (cycle = from; cycle <= to; cycle++)
3186     {
3187       ps_insn_ptr crr_insn;
3188       /* Holds the remaining issue slots in the current row.  */
3189       int can_issue_more = issue_rate;
3190
3191       /* Walk through the DFA for the current row.  */
3192       for (crr_insn = ps->rows[SMODULO (cycle, ps->ii)];
3193            crr_insn;
3194            crr_insn = crr_insn->next_in_row)
3195         {
3196           rtx insn = ps_rtl_insn (ps, crr_insn->id);
3197
3198           if (!NONDEBUG_INSN_P (insn))
3199             continue;
3200
3201           /* Check if there is room for the current insn.  */
3202           if (!can_issue_more || state_dead_lock_p (curr_state))
3203             return true;
3204
3205           /* Update the DFA state and return with failure if the DFA found
3206              resource conflicts.  */
3207           if (state_transition (curr_state, insn) >= 0)
3208             return true;
3209
3210           if (targetm.sched.variable_issue)
3211             can_issue_more =
3212               targetm.sched.variable_issue (sched_dump, sched_verbose,
3213                                             insn, can_issue_more);
3214           /* A naked CLOBBER or USE generates no instruction, so don't
3215              let them consume issue slots.  */
3216           else if (GET_CODE (PATTERN (insn)) != USE
3217                    && GET_CODE (PATTERN (insn)) != CLOBBER)
3218             can_issue_more--;
3219         }
3220
3221       /* Advance the DFA to the next cycle.  */
3222       advance_one_cycle ();
3223     }
3224   return false;
3225 }
3226
3227 /* Checks if the given node causes resource conflicts when added to PS at
3228    cycle C.  If not the node is added to PS and returned; otherwise zero
3229    is returned.  Bit N is set in MUST_PRECEDE/MUST_FOLLOW if the node with
3230    cuid N must be come before/after (respectively) the node pointed to by
3231    PS_I when scheduled in the same cycle.  */
3232 ps_insn_ptr
3233 ps_add_node_check_conflicts (partial_schedule_ptr ps, int n,
3234                              int c, sbitmap must_precede,
3235                              sbitmap must_follow)
3236 {
3237   int has_conflicts = 0;
3238   ps_insn_ptr ps_i;
3239
3240   /* First add the node to the PS, if this succeeds check for
3241      conflicts, trying different issue slots in the same row.  */
3242   if (! (ps_i = add_node_to_ps (ps, n, c, must_precede, must_follow)))
3243     return NULL; /* Failed to insert the node at the given cycle.  */
3244
3245   has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3246                   || (ps->history > 0
3247                       && ps_has_conflicts (ps,
3248                                            c - ps->history,
3249                                            c + ps->history));
3250
3251   /* Try different issue slots to find one that the given node can be
3252      scheduled in without conflicts.  */
3253   while (has_conflicts)
3254     {
3255       if (! ps_insn_advance_column (ps, ps_i, must_follow))
3256         break;
3257       has_conflicts = ps_has_conflicts (ps, c, c)
3258                       || (ps->history > 0
3259                           && ps_has_conflicts (ps,
3260                                                c - ps->history,
3261                                                c + ps->history));
3262     }
3263
3264   if (has_conflicts)
3265     {
3266       remove_node_from_ps (ps, ps_i);
3267       return NULL;
3268     }
3269
3270   ps->min_cycle = MIN (ps->min_cycle, c);
3271   ps->max_cycle = MAX (ps->max_cycle, c);
3272   return ps_i;
3273 }
3274
3275 /* Calculate the stage count of the partial schedule PS.  The calculation
3276    takes into account the rotation amount passed in ROTATION_AMOUNT.  */
3277 int
3278 calculate_stage_count (partial_schedule_ptr ps, int rotation_amount)
3279 {
3280   int new_min_cycle = PS_MIN_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3281   int new_max_cycle = PS_MAX_CYCLE (ps) - rotation_amount;
3282   int stage_count = CALC_STAGE_COUNT (-1, new_min_cycle, ps->ii);
3283
3284   /* The calculation of stage count is done adding the number of stages
3285      before cycle zero and after cycle zero.  */ 
3286   stage_count += CALC_STAGE_COUNT (new_max_cycle, 0, ps->ii);
3287
3288   return stage_count;
3289 }
3290
3291 /* Rotate the rows of PS such that insns scheduled at time
3292    START_CYCLE will appear in row 0.  Updates max/min_cycles.  */
3293 void
3294 rotate_partial_schedule (partial_schedule_ptr ps, int start_cycle)
3295 {
3296   int i, row, backward_rotates;
3297   int last_row = ps->ii - 1;
3298
3299   if (start_cycle == 0)
3300     return;
3301
3302   backward_rotates = SMODULO (start_cycle, ps->ii);
3303
3304   /* Revisit later and optimize this into a single loop.  */
3305   for (i = 0; i < backward_rotates; i++)
3306     {
3307       ps_insn_ptr first_row = ps->rows[0];
3308       int first_row_length = ps->rows_length[0];
3309
3310       for (row = 0; row < last_row; row++)
3311         {
3312           ps->rows[row] = ps->rows[row + 1];
3313           ps->rows_length[row] = ps->rows_length[row + 1]; 
3314         }
3315
3316       ps->rows[last_row] = first_row;
3317       ps->rows_length[last_row] = first_row_length;
3318     }
3319
3320   ps->max_cycle -= start_cycle;
3321   ps->min_cycle -= start_cycle;
3322 }
3323
3324 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3325 \f
3326 /* Run instruction scheduler.  */
3327 /* Perform SMS module scheduling.  */
3328
3329 namespace {
3330
3331 const pass_data pass_data_sms =
3332 {
3333   RTL_PASS, /* type */
3334   "sms", /* name */
3335   OPTGROUP_NONE, /* optinfo_flags */
3336   true, /* has_execute */
3337   TV_SMS, /* tv_id */
3338   0, /* properties_required */
3339   0, /* properties_provided */
3340   0, /* properties_destroyed */
3341   0, /* todo_flags_start */
3342   TODO_df_finish, /* todo_flags_finish */
3343 };
3344
3345 class pass_sms : public rtl_opt_pass
3346 {
3347 public:
3348   pass_sms (gcc::context *ctxt)
3349     : rtl_opt_pass (pass_data_sms, ctxt)
3350   {}
3351
3352   /* opt_pass methods: */
3353   virtual bool gate (function *)
3354 {
3355   return (optimize > 0 && flag_modulo_sched);
3356 }
3357
3358   virtual unsigned int execute (function *);
3359
3360 }; // class pass_sms
3361
3362 unsigned int
3363 pass_sms::execute (function *fun ATTRIBUTE_UNUSED)
3364 {
3365 #ifdef INSN_SCHEDULING
3366   basic_block bb;
3367
3368   /* Collect loop information to be used in SMS.  */
3369   cfg_layout_initialize (0);
3370   sms_schedule ();
3371
3372   /* Update the life information, because we add pseudos.  */
3373   max_regno = max_reg_num ();
3374
3375   /* Finalize layout changes.  */
3376   FOR_EACH_BB_FN (bb, fun)
3377     if (bb->next_bb != EXIT_BLOCK_PTR_FOR_FN (fun))
3378       bb->aux = bb->next_bb;
3379   free_dominance_info (CDI_DOMINATORS);
3380   cfg_layout_finalize ();
3381 #endif /* INSN_SCHEDULING */
3382   return 0;
3383 }
3384
3385 } // anon namespace
3386
3387 rtl_opt_pass *
3388 make_pass_sms (gcc::context *ctxt)
3389 {
3390   return new pass_sms (ctxt);
3391 }