]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/ARM/ARMFrameLowering.cpp
Update Apache Serf to 1.3.9 to support OpenSSL 1.1.1.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / ARM / ARMFrameLowering.cpp
1 //===- ARMFrameLowering.cpp - ARM Frame Information -----------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains the ARM implementation of TargetFrameLowering class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "ARMFrameLowering.h"
15 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
16 #include "ARMBaseRegisterInfo.h"
17 #include "ARMConstantPoolValue.h"
18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
19 #include "ARMSubtarget.h"
20 #include "MCTargetDesc/ARMAddressingModes.h"
21 #include "MCTargetDesc/ARMBaseInfo.h"
22 #include "Utils/ARMBaseInfo.h"
23 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
24 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineConstantPool.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
36 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
37 #include "llvm/CodeGen/TargetInstrInfo.h"
38 #include "llvm/CodeGen/TargetOpcodes.h"
39 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/CodeGen/TargetSubtargetInfo.h"
41 #include "llvm/IR/Attributes.h"
42 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
43 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
44 #include "llvm/IR/Function.h"
45 #include "llvm/MC/MCContext.h"
46 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
47 #include "llvm/MC/MCInstrDesc.h"
48 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
49 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
50 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
51 #include "llvm/Support/Compiler.h"
52 #include "llvm/Support/Debug.h"
53 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
54 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
55 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
56 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
57 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
58 #include <algorithm>
59 #include <cassert>
60 #include <cstddef>
61 #include <cstdint>
62 #include <iterator>
63 #include <utility>
64 #include <vector>
65
66 #define DEBUG_TYPE "arm-frame-lowering"
67
68 using namespace llvm;
69
70 static cl::opt<bool>
71 SpillAlignedNEONRegs("align-neon-spills", cl::Hidden, cl::init(true),
72                      cl::desc("Align ARM NEON spills in prolog and epilog"));
73
74 static MachineBasicBlock::iterator
75 skipAlignedDPRCS2Spills(MachineBasicBlock::iterator MI,
76                         unsigned NumAlignedDPRCS2Regs);
77
78 ARMFrameLowering::ARMFrameLowering(const ARMSubtarget &sti)
79     : TargetFrameLowering(StackGrowsDown, sti.getStackAlignment(), 0, 4),
80       STI(sti) {}
81
82 bool ARMFrameLowering::noFramePointerElim(const MachineFunction &MF) const {
83   // iOS always has a FP for backtracking, force other targets to keep their FP
84   // when doing FastISel. The emitted code is currently superior, and in cases
85   // like test-suite's lencod FastISel isn't quite correct when FP is eliminated.
86   return TargetFrameLowering::noFramePointerElim(MF) ||
87          MF.getSubtarget<ARMSubtarget>().useFastISel();
88 }
89
90 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
91 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
92 /// or if frame pointer elimination is disabled.
93 bool ARMFrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
94   const TargetRegisterInfo *RegInfo = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
95   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
96
97   // ABI-required frame pointer.
98   if (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF))
99     return true;
100
101   // Frame pointer required for use within this function.
102   return (RegInfo->needsStackRealignment(MF) ||
103           MFI.hasVarSizedObjects() ||
104           MFI.isFrameAddressTaken());
105 }
106
107 /// hasReservedCallFrame - Under normal circumstances, when a frame pointer is
108 /// not required, we reserve argument space for call sites in the function
109 /// immediately on entry to the current function.  This eliminates the need for
110 /// add/sub sp brackets around call sites.  Returns true if the call frame is
111 /// included as part of the stack frame.
112 bool ARMFrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
113   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
114   unsigned CFSize = MFI.getMaxCallFrameSize();
115   // It's not always a good idea to include the call frame as part of the
116   // stack frame. ARM (especially Thumb) has small immediate offset to
117   // address the stack frame. So a large call frame can cause poor codegen
118   // and may even makes it impossible to scavenge a register.
119   if (CFSize >= ((1 << 12) - 1) / 2)  // Half of imm12
120     return false;
121
122   return !MFI.hasVarSizedObjects();
123 }
124
125 /// canSimplifyCallFramePseudos - If there is a reserved call frame, the
126 /// call frame pseudos can be simplified.  Unlike most targets, having a FP
127 /// is not sufficient here since we still may reference some objects via SP
128 /// even when FP is available in Thumb2 mode.
129 bool
130 ARMFrameLowering::canSimplifyCallFramePseudos(const MachineFunction &MF) const {
131   return hasReservedCallFrame(MF) || MF.getFrameInfo().hasVarSizedObjects();
132 }
133
134 static bool isCSRestore(MachineInstr &MI, const ARMBaseInstrInfo &TII,
135                         const MCPhysReg *CSRegs) {
136   // Integer spill area is handled with "pop".
137   if (isPopOpcode(MI.getOpcode())) {
138     // The first two operands are predicates. The last two are
139     // imp-def and imp-use of SP. Check everything in between.
140     for (int i = 5, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i)
141       if (!isCalleeSavedRegister(MI.getOperand(i).getReg(), CSRegs))
142         return false;
143     return true;
144   }
145   if ((MI.getOpcode() == ARM::LDR_POST_IMM ||
146        MI.getOpcode() == ARM::LDR_POST_REG ||
147        MI.getOpcode() == ARM::t2LDR_POST) &&
148       isCalleeSavedRegister(MI.getOperand(0).getReg(), CSRegs) &&
149       MI.getOperand(1).getReg() == ARM::SP)
150     return true;
151
152   return false;
153 }
154
155 static void emitRegPlusImmediate(
156     bool isARM, MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
157     const DebugLoc &dl, const ARMBaseInstrInfo &TII, unsigned DestReg,
158     unsigned SrcReg, int NumBytes, unsigned MIFlags = MachineInstr::NoFlags,
159     ARMCC::CondCodes Pred = ARMCC::AL, unsigned PredReg = 0) {
160   if (isARM)
161     emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, DestReg, SrcReg, NumBytes,
162                             Pred, PredReg, TII, MIFlags);
163   else
164     emitT2RegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, DestReg, SrcReg, NumBytes,
165                            Pred, PredReg, TII, MIFlags);
166 }
167
168 static void emitSPUpdate(bool isARM, MachineBasicBlock &MBB,
169                          MachineBasicBlock::iterator &MBBI, const DebugLoc &dl,
170                          const ARMBaseInstrInfo &TII, int NumBytes,
171                          unsigned MIFlags = MachineInstr::NoFlags,
172                          ARMCC::CondCodes Pred = ARMCC::AL,
173                          unsigned PredReg = 0) {
174   emitRegPlusImmediate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, ARM::SP, ARM::SP, NumBytes,
175                        MIFlags, Pred, PredReg);
176 }
177
178 static int sizeOfSPAdjustment(const MachineInstr &MI) {
179   int RegSize;
180   switch (MI.getOpcode()) {
181   case ARM::VSTMDDB_UPD:
182     RegSize = 8;
183     break;
184   case ARM::STMDB_UPD:
185   case ARM::t2STMDB_UPD:
186     RegSize = 4;
187     break;
188   case ARM::t2STR_PRE:
189   case ARM::STR_PRE_IMM:
190     return 4;
191   default:
192     llvm_unreachable("Unknown push or pop like instruction");
193   }
194
195   int count = 0;
196   // ARM and Thumb2 push/pop insts have explicit "sp, sp" operands (+
197   // pred) so the list starts at 4.
198   for (int i = MI.getNumOperands() - 1; i >= 4; --i)
199     count += RegSize;
200   return count;
201 }
202
203 static bool WindowsRequiresStackProbe(const MachineFunction &MF,
204                                       size_t StackSizeInBytes) {
205   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
206   const Function &F = MF.getFunction();
207   unsigned StackProbeSize = (MFI.getStackProtectorIndex() > 0) ? 4080 : 4096;
208   if (F.hasFnAttribute("stack-probe-size"))
209     F.getFnAttribute("stack-probe-size")
210         .getValueAsString()
211         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
212   return StackSizeInBytes >= StackProbeSize;
213 }
214
215 namespace {
216
217 struct StackAdjustingInsts {
218   struct InstInfo {
219     MachineBasicBlock::iterator I;
220     unsigned SPAdjust;
221     bool BeforeFPSet;
222   };
223
224   SmallVector<InstInfo, 4> Insts;
225
226   void addInst(MachineBasicBlock::iterator I, unsigned SPAdjust,
227                bool BeforeFPSet = false) {
228     InstInfo Info = {I, SPAdjust, BeforeFPSet};
229     Insts.push_back(Info);
230   }
231
232   void addExtraBytes(const MachineBasicBlock::iterator I, unsigned ExtraBytes) {
233     auto Info =
234         llvm::find_if(Insts, [&](InstInfo &Info) { return Info.I == I; });
235     assert(Info != Insts.end() && "invalid sp adjusting instruction");
236     Info->SPAdjust += ExtraBytes;
237   }
238
239   void emitDefCFAOffsets(MachineBasicBlock &MBB, const DebugLoc &dl,
240                          const ARMBaseInstrInfo &TII, bool HasFP) {
241     MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
242     unsigned CFAOffset = 0;
243     for (auto &Info : Insts) {
244       if (HasFP && !Info.BeforeFPSet)
245         return;
246
247       CFAOffset -= Info.SPAdjust;
248       unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(
249           MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, CFAOffset));
250       BuildMI(MBB, std::next(Info.I), dl,
251               TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
252               .addCFIIndex(CFIIndex)
253               .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
254     }
255   }
256 };
257
258 } // end anonymous namespace
259
260 /// Emit an instruction sequence that will align the address in
261 /// register Reg by zero-ing out the lower bits.  For versions of the
262 /// architecture that support Neon, this must be done in a single
263 /// instruction, since skipAlignedDPRCS2Spills assumes it is done in a
264 /// single instruction. That function only gets called when optimizing
265 /// spilling of D registers on a core with the Neon instruction set
266 /// present.
267 static void emitAligningInstructions(MachineFunction &MF, ARMFunctionInfo *AFI,
268                                      const TargetInstrInfo &TII,
269                                      MachineBasicBlock &MBB,
270                                      MachineBasicBlock::iterator MBBI,
271                                      const DebugLoc &DL, const unsigned Reg,
272                                      const unsigned Alignment,
273                                      const bool MustBeSingleInstruction) {
274   const ARMSubtarget &AST =
275       static_cast<const ARMSubtarget &>(MF.getSubtarget());
276   const bool CanUseBFC = AST.hasV6T2Ops() || AST.hasV7Ops();
277   const unsigned AlignMask = Alignment - 1;
278   const unsigned NrBitsToZero = countTrailingZeros(Alignment);
279   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() && "Thumb1 not supported");
280   if (!AFI->isThumbFunction()) {
281     // if the BFC instruction is available, use that to zero the lower
282     // bits:
283     //   bfc Reg, #0, log2(Alignment)
284     // otherwise use BIC, if the mask to zero the required number of bits
285     // can be encoded in the bic immediate field
286     //   bic Reg, Reg, Alignment-1
287     // otherwise, emit
288     //   lsr Reg, Reg, log2(Alignment)
289     //   lsl Reg, Reg, log2(Alignment)
290     if (CanUseBFC) {
291       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ARM::BFC), Reg)
292           .addReg(Reg, RegState::Kill)
293           .addImm(~AlignMask)
294           .add(predOps(ARMCC::AL));
295     } else if (AlignMask <= 255) {
296       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ARM::BICri), Reg)
297           .addReg(Reg, RegState::Kill)
298           .addImm(AlignMask)
299           .add(predOps(ARMCC::AL))
300           .add(condCodeOp());
301     } else {
302       assert(!MustBeSingleInstruction &&
303              "Shouldn't call emitAligningInstructions demanding a single "
304              "instruction to be emitted for large stack alignment for a target "
305              "without BFC.");
306       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ARM::MOVsi), Reg)
307           .addReg(Reg, RegState::Kill)
308           .addImm(ARM_AM::getSORegOpc(ARM_AM::lsr, NrBitsToZero))
309           .add(predOps(ARMCC::AL))
310           .add(condCodeOp());
311       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ARM::MOVsi), Reg)
312           .addReg(Reg, RegState::Kill)
313           .addImm(ARM_AM::getSORegOpc(ARM_AM::lsl, NrBitsToZero))
314           .add(predOps(ARMCC::AL))
315           .add(condCodeOp());
316     }
317   } else {
318     // Since this is only reached for Thumb-2 targets, the BFC instruction
319     // should always be available.
320     assert(CanUseBFC);
321     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ARM::t2BFC), Reg)
322         .addReg(Reg, RegState::Kill)
323         .addImm(~AlignMask)
324         .add(predOps(ARMCC::AL));
325   }
326 }
327
328 /// We need the offset of the frame pointer relative to other MachineFrameInfo
329 /// offsets which are encoded relative to SP at function begin.
330 /// See also emitPrologue() for how the FP is set up.
331 /// Unfortunately we cannot determine this value in determineCalleeSaves() yet
332 /// as assignCalleeSavedSpillSlots() hasn't run at this point. Instead we use
333 /// this to produce a conservative estimate that we check in an assert() later.
334 static int getMaxFPOffset(const Function &F, const ARMFunctionInfo &AFI) {
335   // This is a conservative estimation: Assume the frame pointer being r7 and
336   // pc("r15") up to r8 getting spilled before (= 8 registers).
337   return -AFI.getArgRegsSaveSize() - (8 * 4);
338 }
339
340 void ARMFrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
341                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
342   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
343   MachineFrameInfo  &MFI = MF.getFrameInfo();
344   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
345   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
346   MCContext &Context = MMI.getContext();
347   const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
348   const MCRegisterInfo *MRI = Context.getRegisterInfo();
349   const ARMBaseRegisterInfo *RegInfo = STI.getRegisterInfo();
350   const ARMBaseInstrInfo &TII = *STI.getInstrInfo();
351   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
352          "This emitPrologue does not support Thumb1!");
353   bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
354   unsigned Align = STI.getFrameLowering()->getStackAlignment();
355   unsigned ArgRegsSaveSize = AFI->getArgRegsSaveSize();
356   unsigned NumBytes = MFI.getStackSize();
357   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
358
359   // Debug location must be unknown since the first debug location is used
360   // to determine the end of the prologue.
361   DebugLoc dl;
362   
363   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
364
365   // Determine the sizes of each callee-save spill areas and record which frame
366   // belongs to which callee-save spill areas.
367   unsigned GPRCS1Size = 0, GPRCS2Size = 0, DPRCSSize = 0;
368   int FramePtrSpillFI = 0;
369   int D8SpillFI = 0;
370
371   // All calls are tail calls in GHC calling conv, and functions have no
372   // prologue/epilogue.
373   if (MF.getFunction().getCallingConv() == CallingConv::GHC)
374     return;
375
376   StackAdjustingInsts DefCFAOffsetCandidates;
377   bool HasFP = hasFP(MF);
378
379   // Allocate the vararg register save area.
380   if (ArgRegsSaveSize) {
381     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -ArgRegsSaveSize,
382                  MachineInstr::FrameSetup);
383     DefCFAOffsetCandidates.addInst(std::prev(MBBI), ArgRegsSaveSize, true);
384   }
385
386   if (!AFI->hasStackFrame() &&
387       (!STI.isTargetWindows() || !WindowsRequiresStackProbe(MF, NumBytes))) {
388     if (NumBytes - ArgRegsSaveSize != 0) {
389       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -(NumBytes - ArgRegsSaveSize),
390                    MachineInstr::FrameSetup);
391       DefCFAOffsetCandidates.addInst(std::prev(MBBI),
392                                      NumBytes - ArgRegsSaveSize, true);
393     }
394     DefCFAOffsetCandidates.emitDefCFAOffsets(MBB, dl, TII, HasFP);
395     return;
396   }
397
398   // Determine spill area sizes.
399   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
400     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
401     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
402     switch (Reg) {
403     case ARM::R8:
404     case ARM::R9:
405     case ARM::R10:
406     case ARM::R11:
407     case ARM::R12:
408       if (STI.splitFramePushPop(MF)) {
409         GPRCS2Size += 4;
410         break;
411       }
412       LLVM_FALLTHROUGH;
413     case ARM::R0:
414     case ARM::R1:
415     case ARM::R2:
416     case ARM::R3:
417     case ARM::R4:
418     case ARM::R5:
419     case ARM::R6:
420     case ARM::R7:
421     case ARM::LR:
422       if (Reg == FramePtr)
423         FramePtrSpillFI = FI;
424       GPRCS1Size += 4;
425       break;
426     default:
427       // This is a DPR. Exclude the aligned DPRCS2 spills.
428       if (Reg == ARM::D8)
429         D8SpillFI = FI;
430       if (Reg < ARM::D8 || Reg >= ARM::D8 + AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs())
431         DPRCSSize += 8;
432     }
433   }
434
435   // Move past area 1.
436   MachineBasicBlock::iterator LastPush = MBB.end(), GPRCS1Push, GPRCS2Push;
437   if (GPRCS1Size > 0) {
438     GPRCS1Push = LastPush = MBBI++;
439     DefCFAOffsetCandidates.addInst(LastPush, GPRCS1Size, true);
440   }
441
442   // Determine starting offsets of spill areas.
443   unsigned GPRCS1Offset = NumBytes - ArgRegsSaveSize - GPRCS1Size;
444   unsigned GPRCS2Offset = GPRCS1Offset - GPRCS2Size;
445   unsigned DPRAlign = DPRCSSize ? std::min(8U, Align) : 4U;
446   unsigned DPRGapSize = (GPRCS1Size + GPRCS2Size + ArgRegsSaveSize) % DPRAlign;
447   unsigned DPRCSOffset = GPRCS2Offset - DPRGapSize - DPRCSSize;
448   int FramePtrOffsetInPush = 0;
449   if (HasFP) {
450     int FPOffset = MFI.getObjectOffset(FramePtrSpillFI);
451     assert(getMaxFPOffset(MF.getFunction(), *AFI) <= FPOffset &&
452            "Max FP estimation is wrong");
453     FramePtrOffsetInPush = FPOffset + ArgRegsSaveSize;
454     AFI->setFramePtrSpillOffset(MFI.getObjectOffset(FramePtrSpillFI) +
455                                 NumBytes);
456   }
457   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Offset(GPRCS1Offset);
458   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Offset(GPRCS2Offset);
459   AFI->setDPRCalleeSavedAreaOffset(DPRCSOffset);
460
461   // Move past area 2.
462   if (GPRCS2Size > 0) {
463     GPRCS2Push = LastPush = MBBI++;
464     DefCFAOffsetCandidates.addInst(LastPush, GPRCS2Size);
465   }
466
467   // Prolog/epilog inserter assumes we correctly align DPRs on the stack, so our
468   // .cfi_offset operations will reflect that.
469   if (DPRGapSize) {
470     assert(DPRGapSize == 4 && "unexpected alignment requirements for DPRs");
471     if (LastPush != MBB.end() &&
472         tryFoldSPUpdateIntoPushPop(STI, MF, &*LastPush, DPRGapSize))
473       DefCFAOffsetCandidates.addExtraBytes(LastPush, DPRGapSize);
474     else {
475       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -DPRGapSize,
476                    MachineInstr::FrameSetup);
477       DefCFAOffsetCandidates.addInst(std::prev(MBBI), DPRGapSize);
478     }
479   }
480
481   // Move past area 3.
482   if (DPRCSSize > 0) {
483     // Since vpush register list cannot have gaps, there may be multiple vpush
484     // instructions in the prologue.
485     while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getOpcode() == ARM::VSTMDDB_UPD) {
486       DefCFAOffsetCandidates.addInst(MBBI, sizeOfSPAdjustment(*MBBI));
487       LastPush = MBBI++;
488     }
489   }
490
491   // Move past the aligned DPRCS2 area.
492   if (AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs() > 0) {
493     MBBI = skipAlignedDPRCS2Spills(MBBI, AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs());
494     // The code inserted by emitAlignedDPRCS2Spills realigns the stack, and
495     // leaves the stack pointer pointing to the DPRCS2 area.
496     //
497     // Adjust NumBytes to represent the stack slots below the DPRCS2 area.
498     NumBytes += MFI.getObjectOffset(D8SpillFI);
499   } else
500     NumBytes = DPRCSOffset;
501
502   if (STI.isTargetWindows() && WindowsRequiresStackProbe(MF, NumBytes)) {
503     uint32_t NumWords = NumBytes >> 2;
504
505     if (NumWords < 65536)
506       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::t2MOVi16), ARM::R4)
507           .addImm(NumWords)
508           .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup)
509           .add(predOps(ARMCC::AL));
510     else
511       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::t2MOVi32imm), ARM::R4)
512         .addImm(NumWords)
513         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
514
515     switch (TM.getCodeModel()) {
516     case CodeModel::Small:
517     case CodeModel::Medium:
518     case CodeModel::Kernel:
519       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tBL))
520           .add(predOps(ARMCC::AL))
521           .addExternalSymbol("__chkstk")
522           .addReg(ARM::R4, RegState::Implicit)
523           .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
524       break;
525     case CodeModel::Large:
526       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::t2MOVi32imm), ARM::R12)
527         .addExternalSymbol("__chkstk")
528         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
529
530       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tBLXr))
531           .add(predOps(ARMCC::AL))
532           .addReg(ARM::R12, RegState::Kill)
533           .addReg(ARM::R4, RegState::Implicit)
534           .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
535       break;
536     }
537
538     BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::t2SUBrr), ARM::SP)
539         .addReg(ARM::SP, RegState::Kill)
540         .addReg(ARM::R4, RegState::Kill)
541         .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup)
542         .add(predOps(ARMCC::AL))
543         .add(condCodeOp());
544     NumBytes = 0;
545   }
546
547   if (NumBytes) {
548     // Adjust SP after all the callee-save spills.
549     if (AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs() == 0 &&
550         tryFoldSPUpdateIntoPushPop(STI, MF, &*LastPush, NumBytes))
551       DefCFAOffsetCandidates.addExtraBytes(LastPush, NumBytes);
552     else {
553       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, -NumBytes,
554                    MachineInstr::FrameSetup);
555       DefCFAOffsetCandidates.addInst(std::prev(MBBI), NumBytes);
556     }
557
558     if (HasFP && isARM)
559       // Restore from fp only in ARM mode: e.g. sub sp, r7, #24
560       // Note it's not safe to do this in Thumb2 mode because it would have
561       // taken two instructions:
562       // mov sp, r7
563       // sub sp, #24
564       // If an interrupt is taken between the two instructions, then sp is in
565       // an inconsistent state (pointing to the middle of callee-saved area).
566       // The interrupt handler can end up clobbering the registers.
567       AFI->setShouldRestoreSPFromFP(true);
568   }
569
570   // Set FP to point to the stack slot that contains the previous FP.
571   // For iOS, FP is R7, which has now been stored in spill area 1.
572   // Otherwise, if this is not iOS, all the callee-saved registers go
573   // into spill area 1, including the FP in R11.  In either case, it
574   // is in area one and the adjustment needs to take place just after
575   // that push.
576   if (HasFP) {
577     MachineBasicBlock::iterator AfterPush = std::next(GPRCS1Push);
578     unsigned PushSize = sizeOfSPAdjustment(*GPRCS1Push);
579     emitRegPlusImmediate(!AFI->isThumbFunction(), MBB, AfterPush,
580                          dl, TII, FramePtr, ARM::SP,
581                          PushSize + FramePtrOffsetInPush,
582                          MachineInstr::FrameSetup);
583     if (FramePtrOffsetInPush + PushSize != 0) {
584       unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfa(
585           nullptr, MRI->getDwarfRegNum(FramePtr, true),
586           -(ArgRegsSaveSize - FramePtrOffsetInPush)));
587       BuildMI(MBB, AfterPush, dl, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
588           .addCFIIndex(CFIIndex)
589           .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
590     } else {
591       unsigned CFIIndex =
592           MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(
593               nullptr, MRI->getDwarfRegNum(FramePtr, true)));
594       BuildMI(MBB, AfterPush, dl, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
595           .addCFIIndex(CFIIndex)
596           .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
597     }
598   }
599
600   // Now that the prologue's actual instructions are finalised, we can insert
601   // the necessary DWARF cf instructions to describe the situation. Start by
602   // recording where each register ended up:
603   if (GPRCS1Size > 0) {
604     MachineBasicBlock::iterator Pos = std::next(GPRCS1Push);
605     int CFIIndex;
606     for (const auto &Entry : CSI) {
607       unsigned Reg = Entry.getReg();
608       int FI = Entry.getFrameIdx();
609       switch (Reg) {
610       case ARM::R8:
611       case ARM::R9:
612       case ARM::R10:
613       case ARM::R11:
614       case ARM::R12:
615         if (STI.splitFramePushPop(MF))
616           break;
617         LLVM_FALLTHROUGH;
618       case ARM::R0:
619       case ARM::R1:
620       case ARM::R2:
621       case ARM::R3:
622       case ARM::R4:
623       case ARM::R5:
624       case ARM::R6:
625       case ARM::R7:
626       case ARM::LR:
627         CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createOffset(
628             nullptr, MRI->getDwarfRegNum(Reg, true), MFI.getObjectOffset(FI)));
629         BuildMI(MBB, Pos, dl, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
630             .addCFIIndex(CFIIndex)
631             .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
632         break;
633       }
634     }
635   }
636
637   if (GPRCS2Size > 0) {
638     MachineBasicBlock::iterator Pos = std::next(GPRCS2Push);
639     for (const auto &Entry : CSI) {
640       unsigned Reg = Entry.getReg();
641       int FI = Entry.getFrameIdx();
642       switch (Reg) {
643       case ARM::R8:
644       case ARM::R9:
645       case ARM::R10:
646       case ARM::R11:
647       case ARM::R12:
648         if (STI.splitFramePushPop(MF)) {
649           unsigned DwarfReg =  MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
650           unsigned Offset = MFI.getObjectOffset(FI);
651           unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(
652               MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
653           BuildMI(MBB, Pos, dl, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
654               .addCFIIndex(CFIIndex)
655               .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
656         }
657         break;
658       }
659     }
660   }
661
662   if (DPRCSSize > 0) {
663     // Since vpush register list cannot have gaps, there may be multiple vpush
664     // instructions in the prologue.
665     MachineBasicBlock::iterator Pos = std::next(LastPush);
666     for (const auto &Entry : CSI) {
667       unsigned Reg = Entry.getReg();
668       int FI = Entry.getFrameIdx();
669       if ((Reg >= ARM::D0 && Reg <= ARM::D31) &&
670           (Reg < ARM::D8 || Reg >= ARM::D8 + AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs())) {
671         unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
672         unsigned Offset = MFI.getObjectOffset(FI);
673         unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(
674             MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
675         BuildMI(MBB, Pos, dl, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
676             .addCFIIndex(CFIIndex)
677             .setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
678       }
679     }
680   }
681
682   // Now we can emit descriptions of where the canonical frame address was
683   // throughout the process. If we have a frame pointer, it takes over the job
684   // half-way through, so only the first few .cfi_def_cfa_offset instructions
685   // actually get emitted.
686   DefCFAOffsetCandidates.emitDefCFAOffsets(MBB, dl, TII, HasFP);
687
688   if (STI.isTargetELF() && hasFP(MF))
689     MFI.setOffsetAdjustment(MFI.getOffsetAdjustment() -
690                             AFI->getFramePtrSpillOffset());
691
692   AFI->setGPRCalleeSavedArea1Size(GPRCS1Size);
693   AFI->setGPRCalleeSavedArea2Size(GPRCS2Size);
694   AFI->setDPRCalleeSavedGapSize(DPRGapSize);
695   AFI->setDPRCalleeSavedAreaSize(DPRCSSize);
696
697   // If we need dynamic stack realignment, do it here. Be paranoid and make
698   // sure if we also have VLAs, we have a base pointer for frame access.
699   // If aligned NEON registers were spilled, the stack has already been
700   // realigned.
701   if (!AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs() && RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
702     unsigned MaxAlign = MFI.getMaxAlignment();
703     assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction());
704     if (!AFI->isThumbFunction()) {
705       emitAligningInstructions(MF, AFI, TII, MBB, MBBI, dl, ARM::SP, MaxAlign,
706                                false);
707     } else {
708       // We cannot use sp as source/dest register here, thus we're using r4 to
709       // perform the calculations. We're emitting the following sequence:
710       // mov r4, sp
711       // -- use emitAligningInstructions to produce best sequence to zero
712       // -- out lower bits in r4
713       // mov sp, r4
714       // FIXME: It will be better just to find spare register here.
715       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::R4)
716           .addReg(ARM::SP, RegState::Kill)
717           .add(predOps(ARMCC::AL));
718       emitAligningInstructions(MF, AFI, TII, MBB, MBBI, dl, ARM::R4, MaxAlign,
719                                false);
720       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::SP)
721           .addReg(ARM::R4, RegState::Kill)
722           .add(predOps(ARMCC::AL));
723     }
724
725     AFI->setShouldRestoreSPFromFP(true);
726   }
727
728   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
729   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
730   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
731   // to reference locals.
732   // FIXME: Clarify FrameSetup flags here.
733   if (RegInfo->hasBasePointer(MF)) {
734     if (isARM)
735       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::MOVr), RegInfo->getBaseRegister())
736           .addReg(ARM::SP)
737           .add(predOps(ARMCC::AL))
738           .add(condCodeOp());
739     else
740       BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), RegInfo->getBaseRegister())
741           .addReg(ARM::SP)
742           .add(predOps(ARMCC::AL));
743   }
744
745   // If the frame has variable sized objects then the epilogue must restore
746   // the sp from fp. We can assume there's an FP here since hasFP already
747   // checks for hasVarSizedObjects.
748   if (MFI.hasVarSizedObjects())
749     AFI->setShouldRestoreSPFromFP(true);
750 }
751
752 void ARMFrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
753                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
754   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
755   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
756   const TargetRegisterInfo *RegInfo = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
757   const ARMBaseInstrInfo &TII =
758       *static_cast<const ARMBaseInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
759   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
760          "This emitEpilogue does not support Thumb1!");
761   bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
762
763   unsigned ArgRegsSaveSize = AFI->getArgRegsSaveSize();
764   int NumBytes = (int)MFI.getStackSize();
765   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
766
767   // All calls are tail calls in GHC calling conv, and functions have no
768   // prologue/epilogue.
769   if (MF.getFunction().getCallingConv() == CallingConv::GHC)
770     return;
771
772   // First put ourselves on the first (from top) terminator instructions.
773   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
774   DebugLoc dl = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
775
776   if (!AFI->hasStackFrame()) {
777     if (NumBytes - ArgRegsSaveSize != 0)
778       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, NumBytes - ArgRegsSaveSize);
779   } else {
780     // Unwind MBBI to point to first LDR / VLDRD.
781     const MCPhysReg *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&MF);
782     if (MBBI != MBB.begin()) {
783       do {
784         --MBBI;
785       } while (MBBI != MBB.begin() && isCSRestore(*MBBI, TII, CSRegs));
786       if (!isCSRestore(*MBBI, TII, CSRegs))
787         ++MBBI;
788     }
789
790     // Move SP to start of FP callee save spill area.
791     NumBytes -= (ArgRegsSaveSize +
792                  AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size() +
793                  AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size() +
794                  AFI->getDPRCalleeSavedGapSize() +
795                  AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize());
796
797     // Reset SP based on frame pointer only if the stack frame extends beyond
798     // frame pointer stack slot or target is ELF and the function has FP.
799     if (AFI->shouldRestoreSPFromFP()) {
800       NumBytes = AFI->getFramePtrSpillOffset() - NumBytes;
801       if (NumBytes) {
802         if (isARM)
803           emitARMRegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::SP, FramePtr, -NumBytes,
804                                   ARMCC::AL, 0, TII);
805         else {
806           // It's not possible to restore SP from FP in a single instruction.
807           // For iOS, this looks like:
808           // mov sp, r7
809           // sub sp, #24
810           // This is bad, if an interrupt is taken after the mov, sp is in an
811           // inconsistent state.
812           // Use the first callee-saved register as a scratch register.
813           assert(!MFI.getPristineRegs(MF).test(ARM::R4) &&
814                  "No scratch register to restore SP from FP!");
815           emitT2RegPlusImmediate(MBB, MBBI, dl, ARM::R4, FramePtr, -NumBytes,
816                                  ARMCC::AL, 0, TII);
817           BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::SP)
818               .addReg(ARM::R4)
819               .add(predOps(ARMCC::AL));
820         }
821       } else {
822         // Thumb2 or ARM.
823         if (isARM)
824           BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::MOVr), ARM::SP)
825               .addReg(FramePtr)
826               .add(predOps(ARMCC::AL))
827               .add(condCodeOp());
828         else
829           BuildMI(MBB, MBBI, dl, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::SP)
830               .addReg(FramePtr)
831               .add(predOps(ARMCC::AL));
832       }
833     } else if (NumBytes &&
834                !tryFoldSPUpdateIntoPushPop(STI, MF, &*MBBI, NumBytes))
835       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, NumBytes);
836
837     // Increment past our save areas.
838     if (MBBI != MBB.end() && AFI->getDPRCalleeSavedAreaSize()) {
839       MBBI++;
840       // Since vpop register list cannot have gaps, there may be multiple vpop
841       // instructions in the epilogue.
842       while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getOpcode() == ARM::VLDMDIA_UPD)
843         MBBI++;
844     }
845     if (AFI->getDPRCalleeSavedGapSize()) {
846       assert(AFI->getDPRCalleeSavedGapSize() == 4 &&
847              "unexpected DPR alignment gap");
848       emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, AFI->getDPRCalleeSavedGapSize());
849     }
850
851     if (AFI->getGPRCalleeSavedArea2Size()) MBBI++;
852     if (AFI->getGPRCalleeSavedArea1Size()) MBBI++;
853   }
854
855   if (ArgRegsSaveSize)
856     emitSPUpdate(isARM, MBB, MBBI, dl, TII, ArgRegsSaveSize);
857 }
858
859 /// getFrameIndexReference - Provide a base+offset reference to an FI slot for
860 /// debug info.  It's the same as what we use for resolving the code-gen
861 /// references for now.  FIXME: This can go wrong when references are
862 /// SP-relative and simple call frames aren't used.
863 int
864 ARMFrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
865                                          unsigned &FrameReg) const {
866   return ResolveFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg, 0);
867 }
868
869 int
870 ARMFrameLowering::ResolveFrameIndexReference(const MachineFunction &MF,
871                                              int FI, unsigned &FrameReg,
872                                              int SPAdj) const {
873   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
874   const ARMBaseRegisterInfo *RegInfo = static_cast<const ARMBaseRegisterInfo *>(
875       MF.getSubtarget().getRegisterInfo());
876   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
877   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI) + MFI.getStackSize();
878   int FPOffset = Offset - AFI->getFramePtrSpillOffset();
879   bool isFixed = MFI.isFixedObjectIndex(FI);
880
881   FrameReg = ARM::SP;
882   Offset += SPAdj;
883
884   // SP can move around if there are allocas.  We may also lose track of SP
885   // when emergency spilling inside a non-reserved call frame setup.
886   bool hasMovingSP = !hasReservedCallFrame(MF);
887
888   // When dynamically realigning the stack, use the frame pointer for
889   // parameters, and the stack/base pointer for locals.
890   if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
891     assert(hasFP(MF) && "dynamic stack realignment without a FP!");
892     if (isFixed) {
893       FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
894       Offset = FPOffset;
895     } else if (hasMovingSP) {
896       assert(RegInfo->hasBasePointer(MF) &&
897              "VLAs and dynamic stack alignment, but missing base pointer!");
898       FrameReg = RegInfo->getBaseRegister();
899     }
900     return Offset;
901   }
902
903   // If there is a frame pointer, use it when we can.
904   if (hasFP(MF) && AFI->hasStackFrame()) {
905     // Use frame pointer to reference fixed objects. Use it for locals if
906     // there are VLAs (and thus the SP isn't reliable as a base).
907     if (isFixed || (hasMovingSP && !RegInfo->hasBasePointer(MF))) {
908       FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
909       return FPOffset;
910     } else if (hasMovingSP) {
911       assert(RegInfo->hasBasePointer(MF) && "missing base pointer!");
912       if (AFI->isThumb2Function()) {
913         // Try to use the frame pointer if we can, else use the base pointer
914         // since it's available. This is handy for the emergency spill slot, in
915         // particular.
916         if (FPOffset >= -255 && FPOffset < 0) {
917           FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
918           return FPOffset;
919         }
920       }
921     } else if (AFI->isThumb2Function()) {
922       // Use  add <rd>, sp, #<imm8>
923       //      ldr <rd>, [sp, #<imm8>]
924       // if at all possible to save space.
925       if (Offset >= 0 && (Offset & 3) == 0 && Offset <= 1020)
926         return Offset;
927       // In Thumb2 mode, the negative offset is very limited. Try to avoid
928       // out of range references. ldr <rt>,[<rn>, #-<imm8>]
929       if (FPOffset >= -255 && FPOffset < 0) {
930         FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
931         return FPOffset;
932       }
933     } else if (Offset > (FPOffset < 0 ? -FPOffset : FPOffset)) {
934       // Otherwise, use SP or FP, whichever is closer to the stack slot.
935       FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
936       return FPOffset;
937     }
938   }
939   // Use the base pointer if we have one.
940   if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
941     FrameReg = RegInfo->getBaseRegister();
942   return Offset;
943 }
944
945 void ARMFrameLowering::emitPushInst(MachineBasicBlock &MBB,
946                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
947                                     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
948                                     unsigned StmOpc, unsigned StrOpc,
949                                     bool NoGap,
950                                     bool(*Func)(unsigned, bool),
951                                     unsigned NumAlignedDPRCS2Regs,
952                                     unsigned MIFlags) const {
953   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
954   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getSubtarget().getInstrInfo();
955   const TargetRegisterInfo &TRI = *STI.getRegisterInfo();
956
957   DebugLoc DL;
958
959   using RegAndKill = std::pair<unsigned, bool>;
960
961   SmallVector<RegAndKill, 4> Regs;
962   unsigned i = CSI.size();
963   while (i != 0) {
964     unsigned LastReg = 0;
965     for (; i != 0; --i) {
966       unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
967       if (!(Func)(Reg, STI.splitFramePushPop(MF))) continue;
968
969       // D-registers in the aligned area DPRCS2 are NOT spilled here.
970       if (Reg >= ARM::D8 && Reg < ARM::D8 + NumAlignedDPRCS2Regs)
971         continue;
972
973       const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
974       bool isLiveIn = MRI.isLiveIn(Reg);
975       if (!isLiveIn && !MRI.isReserved(Reg))
976         MBB.addLiveIn(Reg);
977       // If NoGap is true, push consecutive registers and then leave the rest
978       // for other instructions. e.g.
979       // vpush {d8, d10, d11} -> vpush {d8}, vpush {d10, d11}
980       if (NoGap && LastReg && LastReg != Reg-1)
981         break;
982       LastReg = Reg;
983       // Do not set a kill flag on values that are also marked as live-in. This
984       // happens with the @llvm-returnaddress intrinsic and with arguments
985       // passed in callee saved registers.
986       // Omitting the kill flags is conservatively correct even if the live-in
987       // is not used after all.
988       Regs.push_back(std::make_pair(Reg, /*isKill=*/!isLiveIn));
989     }
990
991     if (Regs.empty())
992       continue;
993
994     std::sort(Regs.begin(), Regs.end(), [&](const RegAndKill &LHS,
995                                             const RegAndKill &RHS) {
996       return TRI.getEncodingValue(LHS.first) < TRI.getEncodingValue(RHS.first);
997     });
998
999     if (Regs.size() > 1 || StrOpc== 0) {
1000       MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(StmOpc), ARM::SP)
1001                                     .addReg(ARM::SP)
1002                                     .setMIFlags(MIFlags)
1003                                     .add(predOps(ARMCC::AL));
1004       for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i < e; ++i)
1005         MIB.addReg(Regs[i].first, getKillRegState(Regs[i].second));
1006     } else if (Regs.size() == 1) {
1007       BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(StrOpc), ARM::SP)
1008           .addReg(Regs[0].first, getKillRegState(Regs[0].second))
1009           .addReg(ARM::SP)
1010           .setMIFlags(MIFlags)
1011           .addImm(-4)
1012           .add(predOps(ARMCC::AL));
1013     }
1014     Regs.clear();
1015
1016     // Put any subsequent vpush instructions before this one: they will refer to
1017     // higher register numbers so need to be pushed first in order to preserve
1018     // monotonicity.
1019     if (MI != MBB.begin())
1020       --MI;
1021   }
1022 }
1023
1024 void ARMFrameLowering::emitPopInst(MachineBasicBlock &MBB,
1025                                    MachineBasicBlock::iterator MI,
1026                                    std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1027                                    unsigned LdmOpc, unsigned LdrOpc,
1028                                    bool isVarArg, bool NoGap,
1029                                    bool(*Func)(unsigned, bool),
1030                                    unsigned NumAlignedDPRCS2Regs) const {
1031   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1032   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getSubtarget().getInstrInfo();
1033   const TargetRegisterInfo &TRI = *STI.getRegisterInfo();
1034   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1035   DebugLoc DL;
1036   bool isTailCall = false;
1037   bool isInterrupt = false;
1038   bool isTrap = false;
1039   if (MBB.end() != MI) {
1040     DL = MI->getDebugLoc();
1041     unsigned RetOpcode = MI->getOpcode();
1042     isTailCall = (RetOpcode == ARM::TCRETURNdi || RetOpcode == ARM::TCRETURNri);
1043     isInterrupt =
1044         RetOpcode == ARM::SUBS_PC_LR || RetOpcode == ARM::t2SUBS_PC_LR;
1045     isTrap =
1046         RetOpcode == ARM::TRAP || RetOpcode == ARM::TRAPNaCl ||
1047         RetOpcode == ARM::tTRAP;
1048   }
1049
1050   SmallVector<unsigned, 4> Regs;
1051   unsigned i = CSI.size();
1052   while (i != 0) {
1053     unsigned LastReg = 0;
1054     bool DeleteRet = false;
1055     for (; i != 0; --i) {
1056       CalleeSavedInfo &Info = CSI[i-1];
1057       unsigned Reg = Info.getReg();
1058       if (!(Func)(Reg, STI.splitFramePushPop(MF))) continue;
1059
1060       // The aligned reloads from area DPRCS2 are not inserted here.
1061       if (Reg >= ARM::D8 && Reg < ARM::D8 + NumAlignedDPRCS2Regs)
1062         continue;
1063
1064       if (Reg == ARM::LR && !isTailCall && !isVarArg && !isInterrupt &&
1065           !isTrap && STI.hasV5TOps()) {
1066         if (MBB.succ_empty()) {
1067           Reg = ARM::PC;
1068           DeleteRet = true;
1069           LdmOpc = AFI->isThumbFunction() ? ARM::t2LDMIA_RET : ARM::LDMIA_RET;
1070           // We 'restore' LR into PC so it is not live out of the return block:
1071           // Clear Restored bit.
1072           Info.setRestored(false);
1073         } else
1074           LdmOpc = AFI->isThumbFunction() ? ARM::t2LDMIA_UPD : ARM::LDMIA_UPD;
1075         // Fold the return instruction into the LDM.
1076       }
1077
1078       // If NoGap is true, pop consecutive registers and then leave the rest
1079       // for other instructions. e.g.
1080       // vpop {d8, d10, d11} -> vpop {d8}, vpop {d10, d11}
1081       if (NoGap && LastReg && LastReg != Reg-1)
1082         break;
1083
1084       LastReg = Reg;
1085       Regs.push_back(Reg);
1086     }
1087
1088     if (Regs.empty())
1089       continue;
1090
1091     std::sort(Regs.begin(), Regs.end(), [&](unsigned LHS, unsigned RHS) {
1092       return TRI.getEncodingValue(LHS) < TRI.getEncodingValue(RHS);
1093     });
1094
1095     if (Regs.size() > 1 || LdrOpc == 0) {
1096       MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(LdmOpc), ARM::SP)
1097                                     .addReg(ARM::SP)
1098                                     .add(predOps(ARMCC::AL));
1099       for (unsigned i = 0, e = Regs.size(); i < e; ++i)
1100         MIB.addReg(Regs[i], getDefRegState(true));
1101       if (DeleteRet) {
1102         if (MI != MBB.end()) {
1103           MIB.copyImplicitOps(*MI);
1104           MI->eraseFromParent();
1105         }
1106       }
1107       MI = MIB;
1108     } else if (Regs.size() == 1) {
1109       // If we adjusted the reg to PC from LR above, switch it back here. We
1110       // only do that for LDM.
1111       if (Regs[0] == ARM::PC)
1112         Regs[0] = ARM::LR;
1113       MachineInstrBuilder MIB =
1114         BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(LdrOpc), Regs[0])
1115           .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
1116           .addReg(ARM::SP);
1117       // ARM mode needs an extra reg0 here due to addrmode2. Will go away once
1118       // that refactoring is complete (eventually).
1119       if (LdrOpc == ARM::LDR_POST_REG || LdrOpc == ARM::LDR_POST_IMM) {
1120         MIB.addReg(0);
1121         MIB.addImm(ARM_AM::getAM2Opc(ARM_AM::add, 4, ARM_AM::no_shift));
1122       } else
1123         MIB.addImm(4);
1124       MIB.add(predOps(ARMCC::AL));
1125     }
1126     Regs.clear();
1127
1128     // Put any subsequent vpop instructions after this one: they will refer to
1129     // higher register numbers so need to be popped afterwards.
1130     if (MI != MBB.end())
1131       ++MI;
1132   }
1133 }
1134
1135 /// Emit aligned spill instructions for NumAlignedDPRCS2Regs D-registers
1136 /// starting from d8.  Also insert stack realignment code and leave the stack
1137 /// pointer pointing to the d8 spill slot.
1138 static void emitAlignedDPRCS2Spills(MachineBasicBlock &MBB,
1139                                     MachineBasicBlock::iterator MI,
1140                                     unsigned NumAlignedDPRCS2Regs,
1141                                     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1142                                     const TargetRegisterInfo *TRI) {
1143   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1144   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1145   DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc() : DebugLoc();
1146   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getSubtarget().getInstrInfo();
1147   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1148
1149   // Mark the D-register spill slots as properly aligned.  Since MFI computes
1150   // stack slot layout backwards, this can actually mean that the d-reg stack
1151   // slot offsets can be wrong. The offset for d8 will always be correct.
1152   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1153     unsigned DNum = CSI[i].getReg() - ARM::D8;
1154     if (DNum > NumAlignedDPRCS2Regs - 1)
1155       continue;
1156     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1157     // The even-numbered registers will be 16-byte aligned, the odd-numbered
1158     // registers will be 8-byte aligned.
1159     MFI.setObjectAlignment(FI, DNum % 2 ? 8 : 16);
1160
1161     // The stack slot for D8 needs to be maximally aligned because this is
1162     // actually the point where we align the stack pointer.  MachineFrameInfo
1163     // computes all offsets relative to the incoming stack pointer which is a
1164     // bit weird when realigning the stack.  Any extra padding for this
1165     // over-alignment is not realized because the code inserted below adjusts
1166     // the stack pointer by numregs * 8 before aligning the stack pointer.
1167     if (DNum == 0)
1168       MFI.setObjectAlignment(FI, MFI.getMaxAlignment());
1169   }
1170
1171   // Move the stack pointer to the d8 spill slot, and align it at the same
1172   // time. Leave the stack slot address in the scratch register r4.
1173   //
1174   //   sub r4, sp, #numregs * 8
1175   //   bic r4, r4, #align - 1
1176   //   mov sp, r4
1177   //
1178   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
1179   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() && "Can't realign stack for thumb1");
1180   AFI->setShouldRestoreSPFromFP(true);
1181
1182   // sub r4, sp, #numregs * 8
1183   // The immediate is <= 64, so it doesn't need any special encoding.
1184   unsigned Opc = isThumb ? ARM::t2SUBri : ARM::SUBri;
1185   BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), ARM::R4)
1186       .addReg(ARM::SP)
1187       .addImm(8 * NumAlignedDPRCS2Regs)
1188       .add(predOps(ARMCC::AL))
1189       .add(condCodeOp());
1190
1191   unsigned MaxAlign = MF.getFrameInfo().getMaxAlignment();
1192   // We must set parameter MustBeSingleInstruction to true, since
1193   // skipAlignedDPRCS2Spills expects exactly 3 instructions to perform
1194   // stack alignment.  Luckily, this can always be done since all ARM
1195   // architecture versions that support Neon also support the BFC
1196   // instruction.
1197   emitAligningInstructions(MF, AFI, TII, MBB, MI, DL, ARM::R4, MaxAlign, true);
1198
1199   // mov sp, r4
1200   // The stack pointer must be adjusted before spilling anything, otherwise
1201   // the stack slots could be clobbered by an interrupt handler.
1202   // Leave r4 live, it is used below.
1203   Opc = isThumb ? ARM::tMOVr : ARM::MOVr;
1204   MachineInstrBuilder MIB = BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), ARM::SP)
1205                                 .addReg(ARM::R4)
1206                                 .add(predOps(ARMCC::AL));
1207   if (!isThumb)
1208     MIB.add(condCodeOp());
1209
1210   // Now spill NumAlignedDPRCS2Regs registers starting from d8.
1211   // r4 holds the stack slot address.
1212   unsigned NextReg = ARM::D8;
1213
1214   // 16-byte aligned vst1.64 with 4 d-regs and address writeback.
1215   // The writeback is only needed when emitting two vst1.64 instructions.
1216   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 6) {
1217     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1218                                                &ARM::QQPRRegClass);
1219     MBB.addLiveIn(SupReg);
1220     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VST1d64Qwb_fixed), ARM::R4)
1221         .addReg(ARM::R4, RegState::Kill)
1222         .addImm(16)
1223         .addReg(NextReg)
1224         .addReg(SupReg, RegState::ImplicitKill)
1225         .add(predOps(ARMCC::AL));
1226     NextReg += 4;
1227     NumAlignedDPRCS2Regs -= 4;
1228   }
1229
1230   // We won't modify r4 beyond this point.  It currently points to the next
1231   // register to be spilled.
1232   unsigned R4BaseReg = NextReg;
1233
1234   // 16-byte aligned vst1.64 with 4 d-regs, no writeback.
1235   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 4) {
1236     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1237                                                &ARM::QQPRRegClass);
1238     MBB.addLiveIn(SupReg);
1239     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VST1d64Q))
1240         .addReg(ARM::R4)
1241         .addImm(16)
1242         .addReg(NextReg)
1243         .addReg(SupReg, RegState::ImplicitKill)
1244         .add(predOps(ARMCC::AL));
1245     NextReg += 4;
1246     NumAlignedDPRCS2Regs -= 4;
1247   }
1248
1249   // 16-byte aligned vst1.64 with 2 d-regs.
1250   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 2) {
1251     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1252                                                &ARM::QPRRegClass);
1253     MBB.addLiveIn(SupReg);
1254     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VST1q64))
1255         .addReg(ARM::R4)
1256         .addImm(16)
1257         .addReg(SupReg)
1258         .add(predOps(ARMCC::AL));
1259     NextReg += 2;
1260     NumAlignedDPRCS2Regs -= 2;
1261   }
1262
1263   // Finally, use a vanilla vstr.64 for the odd last register.
1264   if (NumAlignedDPRCS2Regs) {
1265     MBB.addLiveIn(NextReg);
1266     // vstr.64 uses addrmode5 which has an offset scale of 4.
1267     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VSTRD))
1268         .addReg(NextReg)
1269         .addReg(ARM::R4)
1270         .addImm((NextReg - R4BaseReg) * 2)
1271         .add(predOps(ARMCC::AL));
1272   }
1273
1274   // The last spill instruction inserted should kill the scratch register r4.
1275   std::prev(MI)->addRegisterKilled(ARM::R4, TRI);
1276 }
1277
1278 /// Skip past the code inserted by emitAlignedDPRCS2Spills, and return an
1279 /// iterator to the following instruction.
1280 static MachineBasicBlock::iterator
1281 skipAlignedDPRCS2Spills(MachineBasicBlock::iterator MI,
1282                         unsigned NumAlignedDPRCS2Regs) {
1283   //   sub r4, sp, #numregs * 8
1284   //   bic r4, r4, #align - 1
1285   //   mov sp, r4
1286   ++MI; ++MI; ++MI;
1287   assert(MI->mayStore() && "Expecting spill instruction");
1288
1289   // These switches all fall through.
1290   switch(NumAlignedDPRCS2Regs) {
1291   case 7:
1292     ++MI;
1293     assert(MI->mayStore() && "Expecting spill instruction");
1294     LLVM_FALLTHROUGH;
1295   default:
1296     ++MI;
1297     assert(MI->mayStore() && "Expecting spill instruction");
1298     LLVM_FALLTHROUGH;
1299   case 1:
1300   case 2:
1301   case 4:
1302     assert(MI->killsRegister(ARM::R4) && "Missed kill flag");
1303     ++MI;
1304   }
1305   return MI;
1306 }
1307
1308 /// Emit aligned reload instructions for NumAlignedDPRCS2Regs D-registers
1309 /// starting from d8.  These instructions are assumed to execute while the
1310 /// stack is still aligned, unlike the code inserted by emitPopInst.
1311 static void emitAlignedDPRCS2Restores(MachineBasicBlock &MBB,
1312                                       MachineBasicBlock::iterator MI,
1313                                       unsigned NumAlignedDPRCS2Regs,
1314                                       const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1315                                       const TargetRegisterInfo *TRI) {
1316   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1317   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1318   DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc() : DebugLoc();
1319   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getSubtarget().getInstrInfo();
1320
1321   // Find the frame index assigned to d8.
1322   int D8SpillFI = 0;
1323   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i)
1324     if (CSI[i].getReg() == ARM::D8) {
1325       D8SpillFI = CSI[i].getFrameIdx();
1326       break;
1327     }
1328
1329   // Materialize the address of the d8 spill slot into the scratch register r4.
1330   // This can be fairly complicated if the stack frame is large, so just use
1331   // the normal frame index elimination mechanism to do it.  This code runs as
1332   // the initial part of the epilog where the stack and base pointers haven't
1333   // been changed yet.
1334   bool isThumb = AFI->isThumbFunction();
1335   assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() && "Can't realign stack for thumb1");
1336
1337   unsigned Opc = isThumb ? ARM::t2ADDri : ARM::ADDri;
1338   BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), ARM::R4)
1339       .addFrameIndex(D8SpillFI)
1340       .addImm(0)
1341       .add(predOps(ARMCC::AL))
1342       .add(condCodeOp());
1343
1344   // Now restore NumAlignedDPRCS2Regs registers starting from d8.
1345   unsigned NextReg = ARM::D8;
1346
1347   // 16-byte aligned vld1.64 with 4 d-regs and writeback.
1348   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 6) {
1349     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1350                                                &ARM::QQPRRegClass);
1351     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VLD1d64Qwb_fixed), NextReg)
1352         .addReg(ARM::R4, RegState::Define)
1353         .addReg(ARM::R4, RegState::Kill)
1354         .addImm(16)
1355         .addReg(SupReg, RegState::ImplicitDefine)
1356         .add(predOps(ARMCC::AL));
1357     NextReg += 4;
1358     NumAlignedDPRCS2Regs -= 4;
1359   }
1360
1361   // We won't modify r4 beyond this point.  It currently points to the next
1362   // register to be spilled.
1363   unsigned R4BaseReg = NextReg;
1364
1365   // 16-byte aligned vld1.64 with 4 d-regs, no writeback.
1366   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 4) {
1367     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1368                                                &ARM::QQPRRegClass);
1369     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VLD1d64Q), NextReg)
1370         .addReg(ARM::R4)
1371         .addImm(16)
1372         .addReg(SupReg, RegState::ImplicitDefine)
1373         .add(predOps(ARMCC::AL));
1374     NextReg += 4;
1375     NumAlignedDPRCS2Regs -= 4;
1376   }
1377
1378   // 16-byte aligned vld1.64 with 2 d-regs.
1379   if (NumAlignedDPRCS2Regs >= 2) {
1380     unsigned SupReg = TRI->getMatchingSuperReg(NextReg, ARM::dsub_0,
1381                                                &ARM::QPRRegClass);
1382     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VLD1q64), SupReg)
1383         .addReg(ARM::R4)
1384         .addImm(16)
1385         .add(predOps(ARMCC::AL));
1386     NextReg += 2;
1387     NumAlignedDPRCS2Regs -= 2;
1388   }
1389
1390   // Finally, use a vanilla vldr.64 for the remaining odd register.
1391   if (NumAlignedDPRCS2Regs)
1392     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(ARM::VLDRD), NextReg)
1393         .addReg(ARM::R4)
1394         .addImm(2 * (NextReg - R4BaseReg))
1395         .add(predOps(ARMCC::AL));
1396
1397   // Last store kills r4.
1398   std::prev(MI)->addRegisterKilled(ARM::R4, TRI);
1399 }
1400
1401 bool ARMFrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1402                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
1403                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1404                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1405   if (CSI.empty())
1406     return false;
1407
1408   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1409   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1410
1411   unsigned PushOpc = AFI->isThumbFunction() ? ARM::t2STMDB_UPD : ARM::STMDB_UPD;
1412   unsigned PushOneOpc = AFI->isThumbFunction() ?
1413     ARM::t2STR_PRE : ARM::STR_PRE_IMM;
1414   unsigned FltOpc = ARM::VSTMDDB_UPD;
1415   unsigned NumAlignedDPRCS2Regs = AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs();
1416   emitPushInst(MBB, MI, CSI, PushOpc, PushOneOpc, false, &isARMArea1Register, 0,
1417                MachineInstr::FrameSetup);
1418   emitPushInst(MBB, MI, CSI, PushOpc, PushOneOpc, false, &isARMArea2Register, 0,
1419                MachineInstr::FrameSetup);
1420   emitPushInst(MBB, MI, CSI, FltOpc, 0, true, &isARMArea3Register,
1421                NumAlignedDPRCS2Regs, MachineInstr::FrameSetup);
1422
1423   // The code above does not insert spill code for the aligned DPRCS2 registers.
1424   // The stack realignment code will be inserted between the push instructions
1425   // and these spills.
1426   if (NumAlignedDPRCS2Regs)
1427     emitAlignedDPRCS2Spills(MBB, MI, NumAlignedDPRCS2Regs, CSI, TRI);
1428
1429   return true;
1430 }
1431
1432 bool ARMFrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1433                                         MachineBasicBlock::iterator MI,
1434                                         std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1435                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1436   if (CSI.empty())
1437     return false;
1438
1439   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1440   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1441   bool isVarArg = AFI->getArgRegsSaveSize() > 0;
1442   unsigned NumAlignedDPRCS2Regs = AFI->getNumAlignedDPRCS2Regs();
1443
1444   // The emitPopInst calls below do not insert reloads for the aligned DPRCS2
1445   // registers. Do that here instead.
1446   if (NumAlignedDPRCS2Regs)
1447     emitAlignedDPRCS2Restores(MBB, MI, NumAlignedDPRCS2Regs, CSI, TRI);
1448
1449   unsigned PopOpc = AFI->isThumbFunction() ? ARM::t2LDMIA_UPD : ARM::LDMIA_UPD;
1450   unsigned LdrOpc = AFI->isThumbFunction() ? ARM::t2LDR_POST :ARM::LDR_POST_IMM;
1451   unsigned FltOpc = ARM::VLDMDIA_UPD;
1452   emitPopInst(MBB, MI, CSI, FltOpc, 0, isVarArg, true, &isARMArea3Register,
1453               NumAlignedDPRCS2Regs);
1454   emitPopInst(MBB, MI, CSI, PopOpc, LdrOpc, isVarArg, false,
1455               &isARMArea2Register, 0);
1456   emitPopInst(MBB, MI, CSI, PopOpc, LdrOpc, isVarArg, false,
1457               &isARMArea1Register, 0);
1458
1459   return true;
1460 }
1461
1462 // FIXME: Make generic?
1463 static unsigned GetFunctionSizeInBytes(const MachineFunction &MF,
1464                                        const ARMBaseInstrInfo &TII) {
1465   unsigned FnSize = 0;
1466   for (auto &MBB : MF) {
1467     for (auto &MI : MBB)
1468       FnSize += TII.getInstSizeInBytes(MI);
1469   }
1470   return FnSize;
1471 }
1472
1473 /// estimateRSStackSizeLimit - Look at each instruction that references stack
1474 /// frames and return the stack size limit beyond which some of these
1475 /// instructions will require a scratch register during their expansion later.
1476 // FIXME: Move to TII?
1477 static unsigned estimateRSStackSizeLimit(MachineFunction &MF,
1478                                          const TargetFrameLowering *TFI) {
1479   const ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1480   unsigned Limit = (1 << 12) - 1;
1481   for (auto &MBB : MF) {
1482     for (auto &MI : MBB) {
1483       for (unsigned i = 0, e = MI.getNumOperands(); i != e; ++i) {
1484         if (!MI.getOperand(i).isFI())
1485           continue;
1486
1487         // When using ADDri to get the address of a stack object, 255 is the
1488         // largest offset guaranteed to fit in the immediate offset.
1489         if (MI.getOpcode() == ARM::ADDri) {
1490           Limit = std::min(Limit, (1U << 8) - 1);
1491           break;
1492         }
1493
1494         // Otherwise check the addressing mode.
1495         switch (MI.getDesc().TSFlags & ARMII::AddrModeMask) {
1496         case ARMII::AddrMode3:
1497         case ARMII::AddrModeT2_i8:
1498           Limit = std::min(Limit, (1U << 8) - 1);
1499           break;
1500         case ARMII::AddrMode5:
1501         case ARMII::AddrModeT2_i8s4:
1502           Limit = std::min(Limit, ((1U << 8) - 1) * 4);
1503           break;
1504         case ARMII::AddrModeT2_i12:
1505           // i12 supports only positive offset so these will be converted to
1506           // i8 opcodes. See llvm::rewriteT2FrameIndex.
1507           if (TFI->hasFP(MF) && AFI->hasStackFrame())
1508             Limit = std::min(Limit, (1U << 8) - 1);
1509           break;
1510         case ARMII::AddrMode4:
1511         case ARMII::AddrMode6:
1512           // Addressing modes 4 & 6 (load/store) instructions can't encode an
1513           // immediate offset for stack references.
1514           return 0;
1515         default:
1516           break;
1517         }
1518         break; // At most one FI per instruction
1519       }
1520     }
1521   }
1522
1523   return Limit;
1524 }
1525
1526 // In functions that realign the stack, it can be an advantage to spill the
1527 // callee-saved vector registers after realigning the stack. The vst1 and vld1
1528 // instructions take alignment hints that can improve performance.
1529 static void
1530 checkNumAlignedDPRCS2Regs(MachineFunction &MF, BitVector &SavedRegs) {
1531   MF.getInfo<ARMFunctionInfo>()->setNumAlignedDPRCS2Regs(0);
1532   if (!SpillAlignedNEONRegs)
1533     return;
1534
1535   // Naked functions don't spill callee-saved registers.
1536   if (MF.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::Naked))
1537     return;
1538
1539   // We are planning to use NEON instructions vst1 / vld1.
1540   if (!static_cast<const ARMSubtarget &>(MF.getSubtarget()).hasNEON())
1541     return;
1542
1543   // Don't bother if the default stack alignment is sufficiently high.
1544   if (MF.getSubtarget().getFrameLowering()->getStackAlignment() >= 8)
1545     return;
1546
1547   // Aligned spills require stack realignment.
1548   if (!static_cast<const ARMBaseRegisterInfo *>(
1549            MF.getSubtarget().getRegisterInfo())->canRealignStack(MF))
1550     return;
1551
1552   // We always spill contiguous d-registers starting from d8. Count how many
1553   // needs spilling.  The register allocator will almost always use the
1554   // callee-saved registers in order, but it can happen that there are holes in
1555   // the range.  Registers above the hole will be spilled to the standard DPRCS
1556   // area.
1557   unsigned NumSpills = 0;
1558   for (; NumSpills < 8; ++NumSpills)
1559     if (!SavedRegs.test(ARM::D8 + NumSpills))
1560       break;
1561
1562   // Don't do this for just one d-register. It's not worth it.
1563   if (NumSpills < 2)
1564     return;
1565
1566   // Spill the first NumSpills D-registers after realigning the stack.
1567   MF.getInfo<ARMFunctionInfo>()->setNumAlignedDPRCS2Regs(NumSpills);
1568
1569   // A scratch register is required for the vst1 / vld1 instructions.
1570   SavedRegs.set(ARM::R4);
1571 }
1572
1573 void ARMFrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1574                                             BitVector &SavedRegs,
1575                                             RegScavenger *RS) const {
1576   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1577   // This tells PEI to spill the FP as if it is any other callee-save register
1578   // to take advantage the eliminateFrameIndex machinery. This also ensures it
1579   // is spilled in the order specified by getCalleeSavedRegs() to make it easier
1580   // to combine multiple loads / stores.
1581   bool CanEliminateFrame = true;
1582   bool CS1Spilled = false;
1583   bool LRSpilled = false;
1584   unsigned NumGPRSpills = 0;
1585   unsigned NumFPRSpills = 0;
1586   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS1GPRs;
1587   SmallVector<unsigned, 4> UnspilledCS2GPRs;
1588   const ARMBaseRegisterInfo *RegInfo = static_cast<const ARMBaseRegisterInfo *>(
1589       MF.getSubtarget().getRegisterInfo());
1590   const ARMBaseInstrInfo &TII =
1591       *static_cast<const ARMBaseInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
1592   ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
1593   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1594   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1595   const TargetRegisterInfo *TRI = MF.getSubtarget().getRegisterInfo();
1596   (void)TRI;  // Silence unused warning in non-assert builds.
1597   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
1598
1599   // Spill R4 if Thumb2 function requires stack realignment - it will be used as
1600   // scratch register. Also spill R4 if Thumb2 function has varsized objects,
1601   // since it's not always possible to restore sp from fp in a single
1602   // instruction.
1603   // FIXME: It will be better just to find spare register here.
1604   if (AFI->isThumb2Function() &&
1605       (MFI.hasVarSizedObjects() || RegInfo->needsStackRealignment(MF)))
1606     SavedRegs.set(ARM::R4);
1607
1608   if (AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1609     // Spill LR if Thumb1 function uses variable length argument lists.
1610     if (AFI->getArgRegsSaveSize() > 0)
1611       SavedRegs.set(ARM::LR);
1612
1613     // Spill R4 if Thumb1 epilogue has to restore SP from FP or the function
1614     // requires stack alignment.  We don't know for sure what the stack size
1615     // will be, but for this, an estimate is good enough. If there anything
1616     // changes it, it'll be a spill, which implies we've used all the registers
1617     // and so R4 is already used, so not marking it here will be OK.
1618     // FIXME: It will be better just to find spare register here.
1619     if (MFI.hasVarSizedObjects() || RegInfo->needsStackRealignment(MF) ||
1620         MFI.estimateStackSize(MF) > 508)
1621       SavedRegs.set(ARM::R4);
1622   }
1623
1624   // See if we can spill vector registers to aligned stack.
1625   checkNumAlignedDPRCS2Regs(MF, SavedRegs);
1626
1627   // Spill the BasePtr if it's used.
1628   if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
1629     SavedRegs.set(RegInfo->getBaseRegister());
1630
1631   // Don't spill FP if the frame can be eliminated. This is determined
1632   // by scanning the callee-save registers to see if any is modified.
1633   const MCPhysReg *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&MF);
1634   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
1635     unsigned Reg = CSRegs[i];
1636     bool Spilled = false;
1637     if (SavedRegs.test(Reg)) {
1638       Spilled = true;
1639       CanEliminateFrame = false;
1640     }
1641
1642     if (!ARM::GPRRegClass.contains(Reg)) {
1643       if (Spilled) {
1644         if (ARM::SPRRegClass.contains(Reg))
1645           NumFPRSpills++;
1646         else if (ARM::DPRRegClass.contains(Reg))
1647           NumFPRSpills += 2;
1648         else if (ARM::QPRRegClass.contains(Reg))
1649           NumFPRSpills += 4;
1650       }
1651       continue;
1652     }
1653
1654     if (Spilled) {
1655       NumGPRSpills++;
1656
1657       if (!STI.splitFramePushPop(MF)) {
1658         if (Reg == ARM::LR)
1659           LRSpilled = true;
1660         CS1Spilled = true;
1661         continue;
1662       }
1663
1664       // Keep track if LR and any of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
1665       switch (Reg) {
1666       case ARM::LR:
1667         LRSpilled = true;
1668         LLVM_FALLTHROUGH;
1669       case ARM::R0: case ARM::R1:
1670       case ARM::R2: case ARM::R3:
1671       case ARM::R4: case ARM::R5:
1672       case ARM::R6: case ARM::R7:
1673         CS1Spilled = true;
1674         break;
1675       default:
1676         break;
1677       }
1678     } else {
1679       if (!STI.splitFramePushPop(MF)) {
1680         UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
1681         continue;
1682       }
1683
1684       switch (Reg) {
1685       case ARM::R0: case ARM::R1:
1686       case ARM::R2: case ARM::R3:
1687       case ARM::R4: case ARM::R5:
1688       case ARM::R6: case ARM::R7:
1689       case ARM::LR:
1690         UnspilledCS1GPRs.push_back(Reg);
1691         break;
1692       default:
1693         UnspilledCS2GPRs.push_back(Reg);
1694         break;
1695       }
1696     }
1697   }
1698
1699   bool ForceLRSpill = false;
1700   if (!LRSpilled && AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1701     unsigned FnSize = GetFunctionSizeInBytes(MF, TII);
1702     // Force LR to be spilled if the Thumb function size is > 2048. This enables
1703     // use of BL to implement far jump. If it turns out that it's not needed
1704     // then the branch fix up path will undo it.
1705     if (FnSize >= (1 << 11)) {
1706       CanEliminateFrame = false;
1707       ForceLRSpill = true;
1708     }
1709   }
1710
1711   // If any of the stack slot references may be out of range of an immediate
1712   // offset, make sure a register (or a spill slot) is available for the
1713   // register scavenger. Note that if we're indexing off the frame pointer, the
1714   // effective stack size is 4 bytes larger since the FP points to the stack
1715   // slot of the previous FP. Also, if we have variable sized objects in the
1716   // function, stack slot references will often be negative, and some of
1717   // our instructions are positive-offset only, so conservatively consider
1718   // that case to want a spill slot (or register) as well. Similarly, if
1719   // the function adjusts the stack pointer during execution and the
1720   // adjustments aren't already part of our stack size estimate, our offset
1721   // calculations may be off, so be conservative.
1722   // FIXME: We could add logic to be more precise about negative offsets
1723   //        and which instructions will need a scratch register for them. Is it
1724   //        worth the effort and added fragility?
1725   unsigned EstimatedStackSize =
1726       MFI.estimateStackSize(MF) + 4 * (NumGPRSpills + NumFPRSpills);
1727
1728   // Determine biggest (positive) SP offset in MachineFrameInfo.
1729   int MaxFixedOffset = 0;
1730   for (int I = MFI.getObjectIndexBegin(); I < 0; ++I) {
1731     int MaxObjectOffset = MFI.getObjectOffset(I) + MFI.getObjectSize(I);
1732     MaxFixedOffset = std::max(MaxFixedOffset, MaxObjectOffset);
1733   }
1734
1735   bool HasFP = hasFP(MF);
1736   if (HasFP) {
1737     if (AFI->hasStackFrame())
1738       EstimatedStackSize += 4;
1739   } else {
1740     // If FP is not used, SP will be used to access arguments, so count the
1741     // size of arguments into the estimation.
1742     EstimatedStackSize += MaxFixedOffset;
1743   }
1744   EstimatedStackSize += 16; // For possible paddings.
1745
1746   unsigned EstimatedRSStackSizeLimit = estimateRSStackSizeLimit(MF, this);
1747   int MaxFPOffset = getMaxFPOffset(MF.getFunction(), *AFI);
1748   bool BigFrameOffsets = EstimatedStackSize >= EstimatedRSStackSizeLimit ||
1749     MFI.hasVarSizedObjects() ||
1750     (MFI.adjustsStack() && !canSimplifyCallFramePseudos(MF)) ||
1751     // For large argument stacks fp relative addressed may overflow.
1752     (HasFP && (MaxFixedOffset - MaxFPOffset) >= (int)EstimatedRSStackSizeLimit);
1753   if (BigFrameOffsets ||
1754       !CanEliminateFrame || RegInfo->cannotEliminateFrame(MF)) {
1755     AFI->setHasStackFrame(true);
1756
1757     if (HasFP) {
1758       SavedRegs.set(FramePtr);
1759       // If the frame pointer is required by the ABI, also spill LR so that we
1760       // emit a complete frame record.
1761       if (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) && !LRSpilled) {
1762         SavedRegs.set(ARM::LR);
1763         LRSpilled = true;
1764         NumGPRSpills++;
1765         auto LRPos = llvm::find(UnspilledCS1GPRs, ARM::LR);
1766         if (LRPos != UnspilledCS1GPRs.end())
1767           UnspilledCS1GPRs.erase(LRPos);
1768       }
1769       auto FPPos = llvm::find(UnspilledCS1GPRs, FramePtr);
1770       if (FPPos != UnspilledCS1GPRs.end())
1771         UnspilledCS1GPRs.erase(FPPos);
1772       NumGPRSpills++;
1773       if (FramePtr == ARM::R7)
1774         CS1Spilled = true;
1775     }
1776
1777     // This is true when we inserted a spill for an unused register that can now
1778     // be used for register scavenging.
1779     bool ExtraCSSpill = false;
1780
1781     if (AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1782       // For Thumb1-only targets, we need some low registers when we save and
1783       // restore the high registers (which aren't allocatable, but could be
1784       // used by inline assembly) because the push/pop instructions can not
1785       // access high registers. If necessary, we might need to push more low
1786       // registers to ensure that there is at least one free that can be used
1787       // for the saving & restoring, and preferably we should ensure that as
1788       // many as are needed are available so that fewer push/pop instructions
1789       // are required.
1790
1791       // Low registers which are not currently pushed, but could be (r4-r7).
1792       SmallVector<unsigned, 4> AvailableRegs;
1793
1794       // Unused argument registers (r0-r3) can be clobbered in the prologue for
1795       // free.
1796       int EntryRegDeficit = 0;
1797       for (unsigned Reg : {ARM::R0, ARM::R1, ARM::R2, ARM::R3}) {
1798         if (!MF.getRegInfo().isLiveIn(Reg)) {
1799           --EntryRegDeficit;
1800           DEBUG(dbgs() << printReg(Reg, TRI)
1801                        << " is unused argument register, EntryRegDeficit = "
1802                        << EntryRegDeficit << "\n");
1803         }
1804       }
1805
1806       // Unused return registers can be clobbered in the epilogue for free.
1807       int ExitRegDeficit = AFI->getReturnRegsCount() - 4;
1808       DEBUG(dbgs() << AFI->getReturnRegsCount()
1809                    << " return regs used, ExitRegDeficit = " << ExitRegDeficit
1810                    << "\n");
1811
1812       int RegDeficit = std::max(EntryRegDeficit, ExitRegDeficit);
1813       DEBUG(dbgs() << "RegDeficit = " << RegDeficit << "\n");
1814
1815       // r4-r6 can be used in the prologue if they are pushed by the first push
1816       // instruction.
1817       for (unsigned Reg : {ARM::R4, ARM::R5, ARM::R6}) {
1818         if (SavedRegs.test(Reg)) {
1819           --RegDeficit;
1820           DEBUG(dbgs() << printReg(Reg, TRI)
1821                        << " is saved low register, RegDeficit = " << RegDeficit
1822                        << "\n");
1823         } else {
1824           AvailableRegs.push_back(Reg);
1825           DEBUG(dbgs()
1826                 << printReg(Reg, TRI)
1827                 << " is non-saved low register, adding to AvailableRegs\n");
1828         }
1829       }
1830
1831       // r7 can be used if it is not being used as the frame pointer.
1832       if (!HasFP) {
1833         if (SavedRegs.test(ARM::R7)) {
1834           --RegDeficit;
1835           DEBUG(dbgs() << "%r7 is saved low register, RegDeficit = "
1836                        << RegDeficit << "\n");
1837         } else {
1838           AvailableRegs.push_back(ARM::R7);
1839           DEBUG(dbgs()
1840                 << "%r7 is non-saved low register, adding to AvailableRegs\n");
1841         }
1842       }
1843
1844       // Each of r8-r11 needs to be copied to a low register, then pushed.
1845       for (unsigned Reg : {ARM::R8, ARM::R9, ARM::R10, ARM::R11}) {
1846         if (SavedRegs.test(Reg)) {
1847           ++RegDeficit;
1848           DEBUG(dbgs() << printReg(Reg, TRI)
1849                        << " is saved high register, RegDeficit = " << RegDeficit
1850                        << "\n");
1851         }
1852       }
1853
1854       // LR can only be used by PUSH, not POP, and can't be used at all if the
1855       // llvm.returnaddress intrinsic is used. This is only worth doing if we
1856       // are more limited at function entry than exit.
1857       if ((EntryRegDeficit > ExitRegDeficit) &&
1858           !(MF.getRegInfo().isLiveIn(ARM::LR) &&
1859             MF.getFrameInfo().isReturnAddressTaken())) {
1860         if (SavedRegs.test(ARM::LR)) {
1861           --RegDeficit;
1862           DEBUG(dbgs() << "%lr is saved register, RegDeficit = " << RegDeficit
1863                        << "\n");
1864         } else {
1865           AvailableRegs.push_back(ARM::LR);
1866           DEBUG(dbgs() << "%lr is not saved, adding to AvailableRegs\n");
1867         }
1868       }
1869
1870       // If there are more high registers that need pushing than low registers
1871       // available, push some more low registers so that we can use fewer push
1872       // instructions. This might not reduce RegDeficit all the way to zero,
1873       // because we can only guarantee that r4-r6 are available, but r8-r11 may
1874       // need saving.
1875       DEBUG(dbgs() << "Final RegDeficit = " << RegDeficit << "\n");
1876       for (; RegDeficit > 0 && !AvailableRegs.empty(); --RegDeficit) {
1877         unsigned Reg = AvailableRegs.pop_back_val();
1878         DEBUG(dbgs() << "Spilling " << printReg(Reg, TRI)
1879                      << " to make up reg deficit\n");
1880         SavedRegs.set(Reg);
1881         NumGPRSpills++;
1882         CS1Spilled = true;
1883         assert(!MRI.isReserved(Reg) && "Should not be reserved");
1884         if (!MRI.isPhysRegUsed(Reg))
1885           ExtraCSSpill = true;
1886         UnspilledCS1GPRs.erase(llvm::find(UnspilledCS1GPRs, Reg));
1887         if (Reg == ARM::LR)
1888           LRSpilled = true;
1889       }
1890       DEBUG(dbgs() << "After adding spills, RegDeficit = " << RegDeficit << "\n");
1891     }
1892
1893     // If LR is not spilled, but at least one of R4, R5, R6, and R7 is spilled.
1894     // Spill LR as well so we can fold BX_RET to the registers restore (LDM).
1895     if (!LRSpilled && CS1Spilled) {
1896       SavedRegs.set(ARM::LR);
1897       NumGPRSpills++;
1898       SmallVectorImpl<unsigned>::iterator LRPos;
1899       LRPos = llvm::find(UnspilledCS1GPRs, (unsigned)ARM::LR);
1900       if (LRPos != UnspilledCS1GPRs.end())
1901         UnspilledCS1GPRs.erase(LRPos);
1902
1903       ForceLRSpill = false;
1904       if (!MRI.isReserved(ARM::LR) && !MRI.isPhysRegUsed(ARM::LR))
1905         ExtraCSSpill = true;
1906     }
1907
1908     // If stack and double are 8-byte aligned and we are spilling an odd number
1909     // of GPRs, spill one extra callee save GPR so we won't have to pad between
1910     // the integer and double callee save areas.
1911     DEBUG(dbgs() << "NumGPRSpills = " << NumGPRSpills << "\n");
1912     unsigned TargetAlign = getStackAlignment();
1913     if (TargetAlign >= 8 && (NumGPRSpills & 1)) {
1914       if (CS1Spilled && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
1915         for (unsigned i = 0, e = UnspilledCS1GPRs.size(); i != e; ++i) {
1916           unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs[i];
1917           // Don't spill high register if the function is thumb.  In the case of
1918           // Windows on ARM, accept R11 (frame pointer)
1919           if (!AFI->isThumbFunction() ||
1920               (STI.isTargetWindows() && Reg == ARM::R11) ||
1921               isARMLowRegister(Reg) || Reg == ARM::LR) {
1922             SavedRegs.set(Reg);
1923             DEBUG(dbgs() << "Spilling " << printReg(Reg, TRI)
1924                          << " to make up alignment\n");
1925             if (!MRI.isReserved(Reg) && !MRI.isPhysRegUsed(Reg))
1926               ExtraCSSpill = true;
1927             break;
1928           }
1929         }
1930       } else if (!UnspilledCS2GPRs.empty() && !AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1931         unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.front();
1932         SavedRegs.set(Reg);
1933         DEBUG(dbgs() << "Spilling " << printReg(Reg, TRI)
1934                      << " to make up alignment\n");
1935         if (!MRI.isReserved(Reg) && !MRI.isPhysRegUsed(Reg))
1936           ExtraCSSpill = true;
1937       }
1938     }
1939
1940     // Estimate if we might need to scavenge a register at some point in order
1941     // to materialize a stack offset. If so, either spill one additional
1942     // callee-saved register or reserve a special spill slot to facilitate
1943     // register scavenging. Thumb1 needs a spill slot for stack pointer
1944     // adjustments also, even when the frame itself is small.
1945     if (BigFrameOffsets && !ExtraCSSpill) {
1946       // If any non-reserved CS register isn't spilled, just spill one or two
1947       // extra. That should take care of it!
1948       unsigned NumExtras = TargetAlign / 4;
1949       SmallVector<unsigned, 2> Extras;
1950       while (NumExtras && !UnspilledCS1GPRs.empty()) {
1951         unsigned Reg = UnspilledCS1GPRs.back();
1952         UnspilledCS1GPRs.pop_back();
1953         if (!MRI.isReserved(Reg) &&
1954             (!AFI->isThumb1OnlyFunction() || isARMLowRegister(Reg) ||
1955              Reg == ARM::LR)) {
1956           Extras.push_back(Reg);
1957           NumExtras--;
1958         }
1959       }
1960       // For non-Thumb1 functions, also check for hi-reg CS registers
1961       if (!AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1962         while (NumExtras && !UnspilledCS2GPRs.empty()) {
1963           unsigned Reg = UnspilledCS2GPRs.back();
1964           UnspilledCS2GPRs.pop_back();
1965           if (!MRI.isReserved(Reg)) {
1966             Extras.push_back(Reg);
1967             NumExtras--;
1968           }
1969         }
1970       }
1971       if (NumExtras == 0) {
1972         for (unsigned Reg : Extras) {
1973           SavedRegs.set(Reg);
1974           if (!MRI.isPhysRegUsed(Reg))
1975             ExtraCSSpill = true;
1976         }
1977       }
1978       if (!ExtraCSSpill && !AFI->isThumb1OnlyFunction()) {
1979         // note: Thumb1 functions spill to R12, not the stack.  Reserve a slot
1980         // closest to SP or frame pointer.
1981         assert(RS && "Register scavenging not provided");
1982         const TargetRegisterClass &RC = ARM::GPRRegClass;
1983         unsigned Size = TRI->getSpillSize(RC);
1984         unsigned Align = TRI->getSpillAlignment(RC);
1985         RS->addScavengingFrameIndex(MFI.CreateStackObject(Size, Align, false));
1986       }
1987     }
1988   }
1989
1990   if (ForceLRSpill) {
1991     SavedRegs.set(ARM::LR);
1992     AFI->setLRIsSpilledForFarJump(true);
1993   }
1994 }
1995
1996 MachineBasicBlock::iterator ARMFrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr(
1997     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1998     MachineBasicBlock::iterator I) const {
1999   const ARMBaseInstrInfo &TII =
2000       *static_cast<const ARMBaseInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
2001   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
2002     // If we have alloca, convert as follows:
2003     // ADJCALLSTACKDOWN -> sub, sp, sp, amount
2004     // ADJCALLSTACKUP   -> add, sp, sp, amount
2005     MachineInstr &Old = *I;
2006     DebugLoc dl = Old.getDebugLoc();
2007     unsigned Amount = TII.getFrameSize(Old);
2008     if (Amount != 0) {
2009       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
2010       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
2011       // alignment boundary.
2012       Amount = alignSPAdjust(Amount);
2013
2014       ARMFunctionInfo *AFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
2015       assert(!AFI->isThumb1OnlyFunction() &&
2016              "This eliminateCallFramePseudoInstr does not support Thumb1!");
2017       bool isARM = !AFI->isThumbFunction();
2018
2019       // Replace the pseudo instruction with a new instruction...
2020       unsigned Opc = Old.getOpcode();
2021       int PIdx = Old.findFirstPredOperandIdx();
2022       ARMCC::CondCodes Pred =
2023           (PIdx == -1) ? ARMCC::AL
2024                        : (ARMCC::CondCodes)Old.getOperand(PIdx).getImm();
2025       unsigned PredReg = TII.getFramePred(Old);
2026       if (Opc == ARM::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == ARM::tADJCALLSTACKDOWN) {
2027         emitSPUpdate(isARM, MBB, I, dl, TII, -Amount, MachineInstr::NoFlags,
2028                      Pred, PredReg);
2029       } else {
2030         assert(Opc == ARM::ADJCALLSTACKUP || Opc == ARM::tADJCALLSTACKUP);
2031         emitSPUpdate(isARM, MBB, I, dl, TII, Amount, MachineInstr::NoFlags,
2032                      Pred, PredReg);
2033       }
2034     }
2035   }
2036   return MBB.erase(I);
2037 }
2038
2039 /// Get the minimum constant for ARM that is greater than or equal to the
2040 /// argument. In ARM, constants can have any value that can be produced by
2041 /// rotating an 8-bit value to the right by an even number of bits within a
2042 /// 32-bit word.
2043 static uint32_t alignToARMConstant(uint32_t Value) {
2044   unsigned Shifted = 0;
2045
2046   if (Value == 0)
2047       return 0;
2048
2049   while (!(Value & 0xC0000000)) {
2050       Value = Value << 2;
2051       Shifted += 2;
2052   }
2053
2054   bool Carry = (Value & 0x00FFFFFF);
2055   Value = ((Value & 0xFF000000) >> 24) + Carry;
2056
2057   if (Value & 0x0000100)
2058       Value = Value & 0x000001FC;
2059
2060   if (Shifted > 24)
2061       Value = Value >> (Shifted - 24);
2062   else
2063       Value = Value << (24 - Shifted);
2064
2065   return Value;
2066 }
2067
2068 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual
2069 // stack limit.
2070 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
2071
2072 // Adjust the function prologue to enable split stacks. This currently only
2073 // supports android and linux.
2074 //
2075 // The ABI of the segmented stack prologue is a little arbitrarily chosen, but
2076 // must be well defined in order to allow for consistent implementations of the
2077 // __morestack helper function. The ABI is also not a normal ABI in that it
2078 // doesn't follow the normal calling conventions because this allows the
2079 // prologue of each function to be optimized further.
2080 //
2081 // Currently, the ABI looks like (when calling __morestack)
2082 //
2083 //  * r4 holds the minimum stack size requested for this function call
2084 //  * r5 holds the stack size of the arguments to the function
2085 //  * the beginning of the function is 3 instructions after the call to
2086 //    __morestack
2087 //
2088 // Implementations of __morestack should use r4 to allocate a new stack, r5 to
2089 // place the arguments on to the new stack, and the 3-instruction knowledge to
2090 // jump directly to the body of the function when working on the new stack.
2091 //
2092 // An old (and possibly no longer compatible) implementation of __morestack for
2093 // ARM can be found at [1].
2094 //
2095 // [1] - https://github.com/mozilla/rust/blob/86efd9/src/rt/arch/arm/morestack.S
2096 void ARMFrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
2097     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2098   unsigned Opcode;
2099   unsigned CFIIndex;
2100   const ARMSubtarget *ST = &MF.getSubtarget<ARMSubtarget>();
2101   bool Thumb = ST->isThumb();
2102
2103   // Sadly, this currently doesn't support varargs, platforms other than
2104   // android/linux. Note that thumb1/thumb2 are support for android/linux.
2105   if (MF.getFunction().isVarArg())
2106     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
2107   if (!ST->isTargetAndroid() && !ST->isTargetLinux())
2108     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2109
2110   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2111   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2112   MCContext &Context = MMI.getContext();
2113   const MCRegisterInfo *MRI = Context.getRegisterInfo();
2114   const ARMBaseInstrInfo &TII =
2115       *static_cast<const ARMBaseInstrInfo *>(MF.getSubtarget().getInstrInfo());
2116   ARMFunctionInfo *ARMFI = MF.getInfo<ARMFunctionInfo>();
2117   DebugLoc DL;
2118
2119   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
2120
2121   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
2122   if (StackSize == 0)
2123     return;
2124
2125   // Use R4 and R5 as scratch registers.
2126   // We save R4 and R5 before use and restore them before leaving the function.
2127   unsigned ScratchReg0 = ARM::R4;
2128   unsigned ScratchReg1 = ARM::R5;
2129   uint64_t AlignedStackSize;
2130
2131   MachineBasicBlock *PrevStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2132   MachineBasicBlock *PostStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2133   MachineBasicBlock *AllocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2134   MachineBasicBlock *GetMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2135   MachineBasicBlock *McrMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2136
2137   // Grab everything that reaches PrologueMBB to update there liveness as well.
2138   SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> BeforePrologueRegion;
2139   SmallVector<MachineBasicBlock *, 2> WalkList;
2140   WalkList.push_back(&PrologueMBB);
2141
2142   do {
2143     MachineBasicBlock *CurMBB = WalkList.pop_back_val();
2144     for (MachineBasicBlock *PredBB : CurMBB->predecessors()) {
2145       if (BeforePrologueRegion.insert(PredBB).second)
2146         WalkList.push_back(PredBB);
2147     }
2148   } while (!WalkList.empty());
2149
2150   // The order in that list is important.
2151   // The blocks will all be inserted before PrologueMBB using that order.
2152   // Therefore the block that should appear first in the CFG should appear
2153   // first in the list.
2154   MachineBasicBlock *AddedBlocks[] = {PrevStackMBB, McrMBB, GetMBB, AllocMBB,
2155                                       PostStackMBB};
2156
2157   for (MachineBasicBlock *B : AddedBlocks)
2158     BeforePrologueRegion.insert(B);
2159
2160   for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2161     for (MachineBasicBlock *PredBB : BeforePrologueRegion)
2162       PredBB->addLiveIn(LI);
2163   }
2164
2165   // Remove the newly added blocks from the list, since we know
2166   // we do not have to do the following updates for them.
2167   for (MachineBasicBlock *B : AddedBlocks) {
2168     BeforePrologueRegion.erase(B);
2169     MF.insert(PrologueMBB.getIterator(), B);
2170   }
2171
2172   for (MachineBasicBlock *MBB : BeforePrologueRegion) {
2173     // Make sure the LiveIns are still sorted and unique.
2174     MBB->sortUniqueLiveIns();
2175     // Replace the edges to PrologueMBB by edges to the sequences
2176     // we are about to add.
2177     MBB->ReplaceUsesOfBlockWith(&PrologueMBB, AddedBlocks[0]);
2178   }
2179
2180   // The required stack size that is aligned to ARM constant criterion.
2181   AlignedStackSize = alignToARMConstant(StackSize);
2182
2183   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
2184   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
2185   bool CompareStackPointer = AlignedStackSize < kSplitStackAvailable;
2186
2187   // We will use two of the callee save registers as scratch registers so we
2188   // need to save those registers onto the stack.
2189   // We will use SR0 to hold stack limit and SR1 to hold the stack size
2190   // requested and arguments for __morestack().
2191   // SR0: Scratch Register #0
2192   // SR1: Scratch Register #1
2193   // push {SR0, SR1}
2194   if (Thumb) {
2195     BuildMI(PrevStackMBB, DL, TII.get(ARM::tPUSH))
2196         .add(predOps(ARMCC::AL))
2197         .addReg(ScratchReg0)
2198         .addReg(ScratchReg1);
2199   } else {
2200     BuildMI(PrevStackMBB, DL, TII.get(ARM::STMDB_UPD))
2201         .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2202         .addReg(ARM::SP)
2203         .add(predOps(ARMCC::AL))
2204         .addReg(ScratchReg0)
2205         .addReg(ScratchReg1);
2206   }
2207
2208   // Emit the relevant DWARF information about the change in stack pointer as
2209   // well as where to find both r4 and r5 (the callee-save registers)
2210   CFIIndex =
2211       MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, -8));
2212   BuildMI(PrevStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2213       .addCFIIndex(CFIIndex);
2214   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createOffset(
2215       nullptr, MRI->getDwarfRegNum(ScratchReg1, true), -4));
2216   BuildMI(PrevStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2217       .addCFIIndex(CFIIndex);
2218   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createOffset(
2219       nullptr, MRI->getDwarfRegNum(ScratchReg0, true), -8));
2220   BuildMI(PrevStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2221       .addCFIIndex(CFIIndex);
2222
2223   // mov SR1, sp
2224   if (Thumb) {
2225     BuildMI(McrMBB, DL, TII.get(ARM::tMOVr), ScratchReg1)
2226         .addReg(ARM::SP)
2227         .add(predOps(ARMCC::AL));
2228   } else if (CompareStackPointer) {
2229     BuildMI(McrMBB, DL, TII.get(ARM::MOVr), ScratchReg1)
2230         .addReg(ARM::SP)
2231         .add(predOps(ARMCC::AL))
2232         .add(condCodeOp());
2233   }
2234
2235   // sub SR1, sp, #StackSize
2236   if (!CompareStackPointer && Thumb) {
2237     BuildMI(McrMBB, DL, TII.get(ARM::tSUBi8), ScratchReg1)
2238         .add(condCodeOp())
2239         .addReg(ScratchReg1)
2240         .addImm(AlignedStackSize)
2241         .add(predOps(ARMCC::AL));
2242   } else if (!CompareStackPointer) {
2243     BuildMI(McrMBB, DL, TII.get(ARM::SUBri), ScratchReg1)
2244         .addReg(ARM::SP)
2245         .addImm(AlignedStackSize)
2246         .add(predOps(ARMCC::AL))
2247         .add(condCodeOp());
2248   }
2249
2250   if (Thumb && ST->isThumb1Only()) {
2251     unsigned PCLabelId = ARMFI->createPICLabelUId();
2252     ARMConstantPoolValue *NewCPV = ARMConstantPoolSymbol::Create(
2253         MF.getFunction().getContext(), "__STACK_LIMIT", PCLabelId, 0);
2254     MachineConstantPool *MCP = MF.getConstantPool();
2255     unsigned CPI = MCP->getConstantPoolIndex(NewCPV, 4);
2256
2257     // ldr SR0, [pc, offset(STACK_LIMIT)]
2258     BuildMI(GetMBB, DL, TII.get(ARM::tLDRpci), ScratchReg0)
2259         .addConstantPoolIndex(CPI)
2260         .add(predOps(ARMCC::AL));
2261
2262     // ldr SR0, [SR0]
2263     BuildMI(GetMBB, DL, TII.get(ARM::tLDRi), ScratchReg0)
2264         .addReg(ScratchReg0)
2265         .addImm(0)
2266         .add(predOps(ARMCC::AL));
2267   } else {
2268     // Get TLS base address from the coprocessor
2269     // mrc p15, #0, SR0, c13, c0, #3
2270     BuildMI(McrMBB, DL, TII.get(ARM::MRC), ScratchReg0)
2271         .addImm(15)
2272         .addImm(0)
2273         .addImm(13)
2274         .addImm(0)
2275         .addImm(3)
2276         .add(predOps(ARMCC::AL));
2277
2278     // Use the last tls slot on android and a private field of the TCP on linux.
2279     assert(ST->isTargetAndroid() || ST->isTargetLinux());
2280     unsigned TlsOffset = ST->isTargetAndroid() ? 63 : 1;
2281
2282     // Get the stack limit from the right offset
2283     // ldr SR0, [sr0, #4 * TlsOffset]
2284     BuildMI(GetMBB, DL, TII.get(ARM::LDRi12), ScratchReg0)
2285         .addReg(ScratchReg0)
2286         .addImm(4 * TlsOffset)
2287         .add(predOps(ARMCC::AL));
2288   }
2289
2290   // Compare stack limit with stack size requested.
2291   // cmp SR0, SR1
2292   Opcode = Thumb ? ARM::tCMPr : ARM::CMPrr;
2293   BuildMI(GetMBB, DL, TII.get(Opcode))
2294       .addReg(ScratchReg0)
2295       .addReg(ScratchReg1)
2296       .add(predOps(ARMCC::AL));
2297
2298   // This jump is taken if StackLimit < SP - stack required.
2299   Opcode = Thumb ? ARM::tBcc : ARM::Bcc;
2300   BuildMI(GetMBB, DL, TII.get(Opcode)).addMBB(PostStackMBB)
2301        .addImm(ARMCC::LO)
2302        .addReg(ARM::CPSR);
2303
2304
2305   // Calling __morestack(StackSize, Size of stack arguments).
2306   // __morestack knows that the stack size requested is in SR0(r4)
2307   // and amount size of stack arguments is in SR1(r5).
2308
2309   // Pass first argument for the __morestack by Scratch Register #0.
2310   //   The amount size of stack required
2311   if (Thumb) {
2312     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tMOVi8), ScratchReg0)
2313         .add(condCodeOp())
2314         .addImm(AlignedStackSize)
2315         .add(predOps(ARMCC::AL));
2316   } else {
2317     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::MOVi), ScratchReg0)
2318         .addImm(AlignedStackSize)
2319         .add(predOps(ARMCC::AL))
2320         .add(condCodeOp());
2321   }
2322   // Pass second argument for the __morestack by Scratch Register #1.
2323   //   The amount size of stack consumed to save function arguments.
2324   if (Thumb) {
2325     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tMOVi8), ScratchReg1)
2326         .add(condCodeOp())
2327         .addImm(alignToARMConstant(ARMFI->getArgumentStackSize()))
2328         .add(predOps(ARMCC::AL));
2329   } else {
2330     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::MOVi), ScratchReg1)
2331         .addImm(alignToARMConstant(ARMFI->getArgumentStackSize()))
2332         .add(predOps(ARMCC::AL))
2333         .add(condCodeOp());
2334   }
2335
2336   // push {lr} - Save return address of this function.
2337   if (Thumb) {
2338     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tPUSH))
2339         .add(predOps(ARMCC::AL))
2340         .addReg(ARM::LR);
2341   } else {
2342     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::STMDB_UPD))
2343         .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2344         .addReg(ARM::SP)
2345         .add(predOps(ARMCC::AL))
2346         .addReg(ARM::LR);
2347   }
2348
2349   // Emit the DWARF info about the change in stack as well as where to find the
2350   // previous link register
2351   CFIIndex =
2352       MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, -12));
2353   BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2354       .addCFIIndex(CFIIndex);
2355   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createOffset(
2356         nullptr, MRI->getDwarfRegNum(ARM::LR, true), -12));
2357   BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2358       .addCFIIndex(CFIIndex);
2359
2360   // Call __morestack().
2361   if (Thumb) {
2362     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tBL))
2363         .add(predOps(ARMCC::AL))
2364         .addExternalSymbol("__morestack");
2365   } else {
2366     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::BL))
2367         .addExternalSymbol("__morestack");
2368   }
2369
2370   // pop {lr} - Restore return address of this original function.
2371   if (Thumb) {
2372     if (ST->isThumb1Only()) {
2373       BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tPOP))
2374           .add(predOps(ARMCC::AL))
2375           .addReg(ScratchReg0);
2376       BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tMOVr), ARM::LR)
2377           .addReg(ScratchReg0)
2378           .add(predOps(ARMCC::AL));
2379     } else {
2380       BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::t2LDR_POST))
2381           .addReg(ARM::LR, RegState::Define)
2382           .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2383           .addReg(ARM::SP)
2384           .addImm(4)
2385           .add(predOps(ARMCC::AL));
2386     }
2387   } else {
2388     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::LDMIA_UPD))
2389         .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2390         .addReg(ARM::SP)
2391         .add(predOps(ARMCC::AL))
2392         .addReg(ARM::LR);
2393   }
2394
2395   // Restore SR0 and SR1 in case of __morestack() was called.
2396   // __morestack() will skip PostStackMBB block so we need to restore
2397   // scratch registers from here.
2398   // pop {SR0, SR1}
2399   if (Thumb) {
2400     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::tPOP))
2401         .add(predOps(ARMCC::AL))
2402         .addReg(ScratchReg0)
2403         .addReg(ScratchReg1);
2404   } else {
2405     BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ARM::LDMIA_UPD))
2406         .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2407         .addReg(ARM::SP)
2408         .add(predOps(ARMCC::AL))
2409         .addReg(ScratchReg0)
2410         .addReg(ScratchReg1);
2411   }
2412
2413   // Update the CFA offset now that we've popped
2414   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 0));
2415   BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2416       .addCFIIndex(CFIIndex);
2417
2418   // Return from this function.
2419   BuildMI(AllocMBB, DL, TII.get(ST->getReturnOpcode())).add(predOps(ARMCC::AL));
2420
2421   // Restore SR0 and SR1 in case of __morestack() was not called.
2422   // pop {SR0, SR1}
2423   if (Thumb) {
2424     BuildMI(PostStackMBB, DL, TII.get(ARM::tPOP))
2425         .add(predOps(ARMCC::AL))
2426         .addReg(ScratchReg0)
2427         .addReg(ScratchReg1);
2428   } else {
2429     BuildMI(PostStackMBB, DL, TII.get(ARM::LDMIA_UPD))
2430         .addReg(ARM::SP, RegState::Define)
2431         .addReg(ARM::SP)
2432         .add(predOps(ARMCC::AL))
2433         .addReg(ScratchReg0)
2434         .addReg(ScratchReg1);
2435   }
2436
2437   // Update the CFA offset now that we've popped
2438   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 0));
2439   BuildMI(PostStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2440       .addCFIIndex(CFIIndex);
2441
2442   // Tell debuggers that r4 and r5 are now the same as they were in the
2443   // previous function, that they're the "Same Value".
2444   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createSameValue(
2445       nullptr, MRI->getDwarfRegNum(ScratchReg0, true)));
2446   BuildMI(PostStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2447       .addCFIIndex(CFIIndex);
2448   CFIIndex = MF.addFrameInst(MCCFIInstruction::createSameValue(
2449       nullptr, MRI->getDwarfRegNum(ScratchReg1, true)));
2450   BuildMI(PostStackMBB, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
2451       .addCFIIndex(CFIIndex);
2452
2453   // Organizing MBB lists
2454   PostStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2455
2456   AllocMBB->addSuccessor(PostStackMBB);
2457
2458   GetMBB->addSuccessor(PostStackMBB);
2459   GetMBB->addSuccessor(AllocMBB);
2460
2461   McrMBB->addSuccessor(GetMBB);
2462
2463   PrevStackMBB->addSuccessor(McrMBB);
2464
2465 #ifdef EXPENSIVE_CHECKS
2466   MF.verify();
2467 #endif
2468 }