]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonFrameLowering.cpp
Merge clang 7.0.1 and several follow-up changes
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / Hexagon / HexagonFrameLowering.cpp
1 //===- HexagonFrameLowering.cpp - Define frame lowering -------------------===//
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
11 #include "HexagonFrameLowering.h"
12 #include "HexagonBlockRanges.h"
13 #include "HexagonInstrInfo.h"
14 #include "HexagonMachineFunctionInfo.h"
15 #include "HexagonRegisterInfo.h"
16 #include "HexagonSubtarget.h"
17 #include "HexagonTargetMachine.h"
18 #include "MCTargetDesc/HexagonBaseInfo.h"
19 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
21 #include "llvm/ADT/None.h"
22 #include "llvm/ADT/Optional.h"
23 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
24 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
27 #include "llvm/CodeGen/LivePhysRegs.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
36 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
38 #include "llvm/CodeGen/MachinePostDominators.h"
39 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
41 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
42 #include "llvm/IR/Attributes.h"
43 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
44 #include "llvm/IR/Function.h"
45 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
46 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
47 #include "llvm/Pass.h"
48 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
49 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
50 #include "llvm/Support/Compiler.h"
51 #include "llvm/Support/Debug.h"
52 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
53 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
54 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
55 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
56 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
57 #include <algorithm>
58 #include <cassert>
59 #include <cstdint>
60 #include <iterator>
61 #include <limits>
62 #include <map>
63 #include <utility>
64 #include <vector>
65
66 #define DEBUG_TYPE "hexagon-pei"
67
68 // Hexagon stack frame layout as defined by the ABI:
69 //
70 //                                                       Incoming arguments
71 //                                                       passed via stack
72 //                                                                      |
73 //                                                                      |
74 //        SP during function's                 FP during function's     |
75 //    +-- runtime (top of stack)               runtime (bottom) --+     |
76 //    |                                                           |     |
77 // --++---------------------+------------------+-----------------++-+-------
78 //   |  parameter area for  |  variable-size   |   fixed-size    |LR|  arg
79 //   |   called functions   |  local objects   |  local objects  |FP|
80 // --+----------------------+------------------+-----------------+--+-------
81 //    <-    size known    -> <- size unknown -> <- size known  ->
82 //
83 // Low address                                                 High address
84 //
85 // <--- stack growth
86 //
87 //
88 // - In any circumstances, the outgoing function arguments are always accessi-
89 //   ble using the SP, and the incoming arguments are accessible using the FP.
90 // - If the local objects are not aligned, they can always be accessed using
91 //   the FP.
92 // - If there are no variable-sized objects, the local objects can always be
93 //   accessed using the SP, regardless whether they are aligned or not. (The
94 //   alignment padding will be at the bottom of the stack (highest address),
95 //   and so the offset with respect to the SP will be known at the compile-
96 //   -time.)
97 //
98 // The only complication occurs if there are both, local aligned objects, and
99 // dynamically allocated (variable-sized) objects. The alignment pad will be
100 // placed between the FP and the local objects, thus preventing the use of the
101 // FP to access the local objects. At the same time, the variable-sized objects
102 // will be between the SP and the local objects, thus introducing an unknown
103 // distance from the SP to the locals.
104 //
105 // To avoid this problem, a new register is created that holds the aligned
106 // address of the bottom of the stack, referred in the sources as AP (aligned
107 // pointer). The AP will be equal to "FP-p", where "p" is the smallest pad
108 // that aligns AP to the required boundary (a maximum of the alignments of
109 // all stack objects, fixed- and variable-sized). All local objects[1] will
110 // then use AP as the base pointer.
111 // [1] The exception is with "fixed" stack objects. "Fixed" stack objects get
112 // their name from being allocated at fixed locations on the stack, relative
113 // to the FP. In the presence of dynamic allocation and local alignment, such
114 // objects can only be accessed through the FP.
115 //
116 // Illustration of the AP:
117 //                                                                FP --+
118 //                                                                     |
119 // ---------------+---------------------+-----+-----------------------++-+--
120 //   Rest of the  | Local stack objects | Pad |  Fixed stack objects  |LR|
121 //   stack frame  | (aligned)           |     |  (CSR, spills, etc.)  |FP|
122 // ---------------+---------------------+-----+-----------------+-----+--+--
123 //                                      |<-- Multiple of the -->|
124 //                                           stack alignment    +-- AP
125 //
126 // The AP is set up at the beginning of the function. Since it is not a dedi-
127 // cated (reserved) register, it needs to be kept live throughout the function
128 // to be available as the base register for local object accesses.
129 // Normally, an address of a stack objects is obtained by a pseudo-instruction
130 // PS_fi. To access local objects with the AP register present, a different
131 // pseudo-instruction needs to be used: PS_fia. The PS_fia takes one extra
132 // argument compared to PS_fi: the first input register is the AP register.
133 // This keeps the register live between its definition and its uses.
134
135 // The AP register is originally set up using pseudo-instruction PS_aligna:
136 //   AP = PS_aligna A
137 // where
138 //   A  - required stack alignment
139 // The alignment value must be the maximum of all alignments required by
140 // any stack object.
141
142 // The dynamic allocation uses a pseudo-instruction PS_alloca:
143 //   Rd = PS_alloca Rs, A
144 // where
145 //   Rd - address of the allocated space
146 //   Rs - minimum size (the actual allocated can be larger to accommodate
147 //        alignment)
148 //   A  - required alignment
149
150 using namespace llvm;
151
152 static cl::opt<bool> DisableDeallocRet("disable-hexagon-dealloc-ret",
153     cl::Hidden, cl::desc("Disable Dealloc Return for Hexagon target"));
154
155 static cl::opt<unsigned> NumberScavengerSlots("number-scavenger-slots",
156     cl::Hidden, cl::desc("Set the number of scavenger slots"), cl::init(2),
157     cl::ZeroOrMore);
158
159 static cl::opt<int> SpillFuncThreshold("spill-func-threshold",
160     cl::Hidden, cl::desc("Specify O2(not Os) spill func threshold"),
161     cl::init(6), cl::ZeroOrMore);
162
163 static cl::opt<int> SpillFuncThresholdOs("spill-func-threshold-Os",
164     cl::Hidden, cl::desc("Specify Os spill func threshold"),
165     cl::init(1), cl::ZeroOrMore);
166
167 static cl::opt<bool> EnableStackOVFSanitizer("enable-stackovf-sanitizer",
168     cl::Hidden, cl::desc("Enable runtime checks for stack overflow."),
169     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
170
171 static cl::opt<bool> EnableShrinkWrapping("hexagon-shrink-frame",
172     cl::init(true), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
173     cl::desc("Enable stack frame shrink wrapping"));
174
175 static cl::opt<unsigned> ShrinkLimit("shrink-frame-limit",
176     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
177     cl::desc("Max count of stack frame shrink-wraps"));
178
179 static cl::opt<bool> EnableSaveRestoreLong("enable-save-restore-long",
180     cl::Hidden, cl::desc("Enable long calls for save-restore stubs."),
181     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
182
183 static cl::opt<bool> EliminateFramePointer("hexagon-fp-elim", cl::init(true),
184     cl::Hidden, cl::desc("Refrain from using FP whenever possible"));
185
186 static cl::opt<bool> OptimizeSpillSlots("hexagon-opt-spill", cl::Hidden,
187     cl::init(true), cl::desc("Optimize spill slots"));
188
189 #ifndef NDEBUG
190 static cl::opt<unsigned> SpillOptMax("spill-opt-max", cl::Hidden,
191     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()));
192 static unsigned SpillOptCount = 0;
193 #endif
194
195 namespace llvm {
196
197   void initializeHexagonCallFrameInformationPass(PassRegistry&);
198   FunctionPass *createHexagonCallFrameInformation();
199
200 } // end namespace llvm
201
202 namespace {
203
204   class HexagonCallFrameInformation : public MachineFunctionPass {
205   public:
206     static char ID;
207
208     HexagonCallFrameInformation() : MachineFunctionPass(ID) {
209       PassRegistry &PR = *PassRegistry::getPassRegistry();
210       initializeHexagonCallFrameInformationPass(PR);
211     }
212
213     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
214
215     MachineFunctionProperties getRequiredProperties() const override {
216       return MachineFunctionProperties().set(
217           MachineFunctionProperties::Property::NoVRegs);
218     }
219   };
220
221   char HexagonCallFrameInformation::ID = 0;
222
223 } // end anonymous namespace
224
225 bool HexagonCallFrameInformation::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
226   auto &HFI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getFrameLowering();
227   bool NeedCFI = MF.getMMI().hasDebugInfo() ||
228                  MF.getFunction().needsUnwindTableEntry();
229
230   if (!NeedCFI)
231     return false;
232   HFI.insertCFIInstructions(MF);
233   return true;
234 }
235
236 INITIALIZE_PASS(HexagonCallFrameInformation, "hexagon-cfi",
237                 "Hexagon call frame information", false, false)
238
239 FunctionPass *llvm::createHexagonCallFrameInformation() {
240   return new HexagonCallFrameInformation();
241 }
242
243 /// Map a register pair Reg to the subregister that has the greater "number",
244 /// i.e. D3 (aka R7:6) will be mapped to R7, etc.
245 static unsigned getMax32BitSubRegister(unsigned Reg,
246                                        const TargetRegisterInfo &TRI,
247                                        bool hireg = true) {
248     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15)
249       return Reg;
250
251     unsigned RegNo = 0;
252     for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, &TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
253       if (hireg) {
254         if (*SubRegs > RegNo)
255           RegNo = *SubRegs;
256       } else {
257         if (!RegNo || *SubRegs < RegNo)
258           RegNo = *SubRegs;
259       }
260     }
261     return RegNo;
262 }
263
264 /// Returns the callee saved register with the largest id in the vector.
265 static unsigned getMaxCalleeSavedReg(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
266                                      const TargetRegisterInfo &TRI) {
267     static_assert(Hexagon::R1 > 0,
268                   "Assume physical registers are encoded as positive integers");
269     if (CSI.empty())
270       return 0;
271
272     unsigned Max = getMax32BitSubRegister(CSI[0].getReg(), TRI);
273     for (unsigned I = 1, E = CSI.size(); I < E; ++I) {
274       unsigned Reg = getMax32BitSubRegister(CSI[I].getReg(), TRI);
275       if (Reg > Max)
276         Max = Reg;
277     }
278     return Max;
279 }
280
281 /// Checks if the basic block contains any instruction that needs a stack
282 /// frame to be already in place.
283 static bool needsStackFrame(const MachineBasicBlock &MBB, const BitVector &CSR,
284                             const HexagonRegisterInfo &HRI) {
285     for (auto &I : MBB) {
286       const MachineInstr *MI = &I;
287       if (MI->isCall())
288         return true;
289       unsigned Opc = MI->getOpcode();
290       switch (Opc) {
291         case Hexagon::PS_alloca:
292         case Hexagon::PS_aligna:
293           return true;
294         default:
295           break;
296       }
297       // Check individual operands.
298       for (const MachineOperand &MO : MI->operands()) {
299         // While the presence of a frame index does not prove that a stack
300         // frame will be required, all frame indexes should be within alloc-
301         // frame/deallocframe. Otherwise, the code that translates a frame
302         // index into an offset would have to be aware of the placement of
303         // the frame creation/destruction instructions.
304         if (MO.isFI())
305           return true;
306         if (MO.isReg()) {
307           unsigned R = MO.getReg();
308           // Virtual registers will need scavenging, which then may require
309           // a stack slot.
310           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(R))
311             return true;
312           for (MCSubRegIterator S(R, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
313             if (CSR[*S])
314               return true;
315           continue;
316         }
317         if (MO.isRegMask()) {
318           // A regmask would normally have all callee-saved registers marked
319           // as preserved, so this check would not be needed, but in case of
320           // ever having other regmasks (for other calling conventions),
321           // make sure they would be processed correctly.
322           const uint32_t *BM = MO.getRegMask();
323           for (int x = CSR.find_first(); x >= 0; x = CSR.find_next(x)) {
324             unsigned R = x;
325             // If this regmask does not preserve a CSR, a frame will be needed.
326             if (!(BM[R/32] & (1u << (R%32))))
327               return true;
328           }
329         }
330       }
331     }
332     return false;
333 }
334
335   /// Returns true if MBB has a machine instructions that indicates a tail call
336   /// in the block.
337 static bool hasTailCall(const MachineBasicBlock &MBB) {
338     MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
339     if (I == MBB.end())
340       return false;
341     unsigned RetOpc = I->getOpcode();
342     return RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_i || RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_r;
343 }
344
345 /// Returns true if MBB contains an instruction that returns.
346 static bool hasReturn(const MachineBasicBlock &MBB) {
347     for (auto I = MBB.getFirstTerminator(), E = MBB.end(); I != E; ++I)
348       if (I->isReturn())
349         return true;
350     return false;
351 }
352
353 /// Returns the "return" instruction from this block, or nullptr if there
354 /// isn't any.
355 static MachineInstr *getReturn(MachineBasicBlock &MBB) {
356     for (auto &I : MBB)
357       if (I.isReturn())
358         return &I;
359     return nullptr;
360 }
361
362 static bool isRestoreCall(unsigned Opc) {
363     switch (Opc) {
364       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4:
365       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC:
366       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT:
367       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC:
368       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT:
369       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC:
370       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4:
371       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC:
372         return true;
373     }
374     return false;
375 }
376
377 static inline bool isOptNone(const MachineFunction &MF) {
378     return MF.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::OptimizeNone) ||
379            MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
380 }
381
382 static inline bool isOptSize(const MachineFunction &MF) {
383     const Function &F = MF.getFunction();
384     return F.optForSize() && !F.optForMinSize();
385 }
386
387 static inline bool isMinSize(const MachineFunction &MF) {
388     return MF.getFunction().optForMinSize();
389 }
390
391 /// Implements shrink-wrapping of the stack frame. By default, stack frame
392 /// is created in the function entry block, and is cleaned up in every block
393 /// that returns. This function finds alternate blocks: one for the frame
394 /// setup (prolog) and one for the cleanup (epilog).
395 void HexagonFrameLowering::findShrunkPrologEpilog(MachineFunction &MF,
396       MachineBasicBlock *&PrologB, MachineBasicBlock *&EpilogB) const {
397   static unsigned ShrinkCounter = 0;
398
399   if (ShrinkLimit.getPosition()) {
400     if (ShrinkCounter >= ShrinkLimit)
401       return;
402     ShrinkCounter++;
403   }
404
405   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
406
407   MachineDominatorTree MDT;
408   MDT.runOnMachineFunction(MF);
409   MachinePostDominatorTree MPT;
410   MPT.runOnMachineFunction(MF);
411
412   using UnsignedMap = DenseMap<unsigned, unsigned>;
413   using RPOTType = ReversePostOrderTraversal<const MachineFunction *>;
414
415   UnsignedMap RPO;
416   RPOTType RPOT(&MF);
417   unsigned RPON = 0;
418   for (RPOTType::rpo_iterator I = RPOT.begin(), E = RPOT.end(); I != E; ++I)
419     RPO[(*I)->getNumber()] = RPON++;
420
421   // Don't process functions that have loops, at least for now. Placement
422   // of prolog and epilog must take loop structure into account. For simpli-
423   // city don't do it right now.
424   for (auto &I : MF) {
425     unsigned BN = RPO[I.getNumber()];
426     for (auto SI = I.succ_begin(), SE = I.succ_end(); SI != SE; ++SI) {
427       // If found a back-edge, return.
428       if (RPO[(*SI)->getNumber()] <= BN)
429         return;
430     }
431   }
432
433   // Collect the set of blocks that need a stack frame to execute. Scan
434   // each block for uses/defs of callee-saved registers, calls, etc.
435   SmallVector<MachineBasicBlock*,16> SFBlocks;
436   BitVector CSR(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
437   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *P; ++P)
438     for (MCSubRegIterator S(*P, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
439       CSR[*S] = true;
440
441   for (auto &I : MF)
442     if (needsStackFrame(I, CSR, HRI))
443       SFBlocks.push_back(&I);
444
445   LLVM_DEBUG({
446     dbgs() << "Blocks needing SF: {";
447     for (auto &B : SFBlocks)
448       dbgs() << " " << printMBBReference(*B);
449     dbgs() << " }\n";
450   });
451   // No frame needed?
452   if (SFBlocks.empty())
453     return;
454
455   // Pick a common dominator and a common post-dominator.
456   MachineBasicBlock *DomB = SFBlocks[0];
457   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
458     DomB = MDT.findNearestCommonDominator(DomB, SFBlocks[i]);
459     if (!DomB)
460       break;
461   }
462   MachineBasicBlock *PDomB = SFBlocks[0];
463   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
464     PDomB = MPT.findNearestCommonDominator(PDomB, SFBlocks[i]);
465     if (!PDomB)
466       break;
467   }
468   LLVM_DEBUG({
469     dbgs() << "Computed dom block: ";
470     if (DomB)
471       dbgs() << printMBBReference(*DomB);
472     else
473       dbgs() << "<null>";
474     dbgs() << ", computed pdom block: ";
475     if (PDomB)
476       dbgs() << printMBBReference(*PDomB);
477     else
478       dbgs() << "<null>";
479     dbgs() << "\n";
480   });
481   if (!DomB || !PDomB)
482     return;
483
484   // Make sure that DomB dominates PDomB and PDomB post-dominates DomB.
485   if (!MDT.dominates(DomB, PDomB)) {
486     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Dom block does not dominate pdom block\n");
487     return;
488   }
489   if (!MPT.dominates(PDomB, DomB)) {
490     LLVM_DEBUG(dbgs() << "PDom block does not post-dominate dom block\n");
491     return;
492   }
493
494   // Finally, everything seems right.
495   PrologB = DomB;
496   EpilogB = PDomB;
497 }
498
499 /// Perform most of the PEI work here:
500 /// - saving/restoring of the callee-saved registers,
501 /// - stack frame creation and destruction.
502 /// Normally, this work is distributed among various functions, but doing it
503 /// in one place allows shrink-wrapping of the stack frame.
504 void HexagonFrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
505                                         MachineBasicBlock &MBB) const {
506   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
507
508   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
509   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
510
511   MachineBasicBlock *PrologB = &MF.front(), *EpilogB = nullptr;
512   if (EnableShrinkWrapping)
513     findShrunkPrologEpilog(MF, PrologB, EpilogB);
514
515   bool PrologueStubs = false;
516   insertCSRSpillsInBlock(*PrologB, CSI, HRI, PrologueStubs);
517   insertPrologueInBlock(*PrologB, PrologueStubs);
518   updateEntryPaths(MF, *PrologB);
519
520   if (EpilogB) {
521     insertCSRRestoresInBlock(*EpilogB, CSI, HRI);
522     insertEpilogueInBlock(*EpilogB);
523   } else {
524     for (auto &B : MF)
525       if (B.isReturnBlock())
526         insertCSRRestoresInBlock(B, CSI, HRI);
527
528     for (auto &B : MF)
529       if (B.isReturnBlock())
530         insertEpilogueInBlock(B);
531
532     for (auto &B : MF) {
533       if (B.empty())
534         continue;
535       MachineInstr *RetI = getReturn(B);
536       if (!RetI || isRestoreCall(RetI->getOpcode()))
537         continue;
538       for (auto &R : CSI)
539         RetI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
540     }
541   }
542
543   if (EpilogB) {
544     // If there is an epilog block, it may not have a return instruction.
545     // In such case, we need to add the callee-saved registers as live-ins
546     // in all blocks on all paths from the epilog to any return block.
547     unsigned MaxBN = MF.getNumBlockIDs();
548     BitVector DoneT(MaxBN+1), DoneF(MaxBN+1), Path(MaxBN+1);
549     updateExitPaths(*EpilogB, *EpilogB, DoneT, DoneF, Path);
550   }
551 }
552
553 void HexagonFrameLowering::insertPrologueInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
554       bool PrologueStubs) const {
555   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
556   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
557   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
558   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
559   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
560
561   unsigned MaxAlign = std::max(MFI.getMaxAlignment(), getStackAlignment());
562
563   // Calculate the total stack frame size.
564   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
565   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
566   // Round up the max call frame size to the max alignment on the stack.
567   unsigned MaxCFA = alignTo(MFI.getMaxCallFrameSize(), MaxAlign);
568   MFI.setMaxCallFrameSize(MaxCFA);
569
570   FrameSize = MaxCFA + alignTo(FrameSize, MaxAlign);
571   MFI.setStackSize(FrameSize);
572
573   bool AlignStack = (MaxAlign > getStackAlignment());
574
575   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
576   unsigned NumBytes = MFI.getStackSize();
577   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
578   unsigned MaxCF = MFI.getMaxCallFrameSize();
579   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.begin();
580
581   SmallVector<MachineInstr *, 4> AdjustRegs;
582   for (auto &MBB : MF)
583     for (auto &MI : MBB)
584       if (MI.getOpcode() == Hexagon::PS_alloca)
585         AdjustRegs.push_back(&MI);
586
587   for (auto MI : AdjustRegs) {
588     assert((MI->getOpcode() == Hexagon::PS_alloca) && "Expected alloca");
589     expandAlloca(MI, HII, SP, MaxCF);
590     MI->eraseFromParent();
591   }
592
593   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
594
595   if (hasFP(MF)) {
596     insertAllocframe(MBB, InsertPt, NumBytes);
597     if (AlignStack) {
598       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
599           .addReg(SP)
600           .addImm(-int64_t(MaxAlign));
601     }
602     // If the stack-checking is enabled, and we spilled the callee-saved
603     // registers inline (i.e. did not use a spill function), then call
604     // the stack checker directly.
605     if (EnableStackOVFSanitizer && !PrologueStubs)
606       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::PS_call_stk))
607              .addExternalSymbol("__runtime_stack_check");
608   } else if (NumBytes > 0) {
609     assert(alignTo(NumBytes, 8) == NumBytes);
610     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
611       .addReg(SP)
612       .addImm(-int(NumBytes));
613   }
614 }
615
616 void HexagonFrameLowering::insertEpilogueInBlock(MachineBasicBlock &MBB) const {
617   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
618   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
619   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
620   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
621   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
622
623   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.getFirstTerminator();
624   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
625
626   if (!hasFP(MF)) {
627     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
628     if (unsigned NumBytes = MFI.getStackSize()) {
629       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
630         .addReg(SP)
631         .addImm(NumBytes);
632     }
633     return;
634   }
635
636   MachineInstr *RetI = getReturn(MBB);
637   unsigned RetOpc = RetI ? RetI->getOpcode() : 0;
638
639   // Handle EH_RETURN.
640   if (RetOpc == Hexagon::EH_RETURN_JMPR) {
641     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe))
642         .addDef(Hexagon::D15)
643         .addReg(Hexagon::R30);
644     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_add), SP)
645         .addReg(SP)
646         .addReg(Hexagon::R28);
647     return;
648   }
649
650   // Check for RESTORE_DEALLOC_RET* tail call. Don't emit an extra dealloc-
651   // frame instruction if we encounter it.
652   if (RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4 ||
653       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC ||
654       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT ||
655       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC) {
656     MachineBasicBlock::iterator It = RetI;
657     ++It;
658     // Delete all instructions after the RESTORE (except labels).
659     while (It != MBB.end()) {
660       if (!It->isLabel())
661         It = MBB.erase(It);
662       else
663         ++It;
664     }
665     return;
666   }
667
668   // It is possible that the restoring code is a call to a library function.
669   // All of the restore* functions include "deallocframe", so we need to make
670   // sure that we don't add an extra one.
671   bool NeedsDeallocframe = true;
672   if (!MBB.empty() && InsertPt != MBB.begin()) {
673     MachineBasicBlock::iterator PrevIt = std::prev(InsertPt);
674     unsigned COpc = PrevIt->getOpcode();
675     if (COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4 ||
676         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC ||
677         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT ||
678         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC ||
679         COpc == Hexagon::PS_call_nr || COpc == Hexagon::PS_callr_nr)
680       NeedsDeallocframe = false;
681   }
682
683   if (!NeedsDeallocframe)
684     return;
685   // If the returning instruction is PS_jmpret, replace it with dealloc_return,
686   // otherwise just add deallocframe. The function could be returning via a
687   // tail call.
688   if (RetOpc != Hexagon::PS_jmpret || DisableDeallocRet) {
689     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe))
690       .addDef(Hexagon::D15)
691       .addReg(Hexagon::R30);
692     return;
693   }
694   unsigned NewOpc = Hexagon::L4_return;
695   MachineInstr *NewI = BuildMI(MBB, RetI, dl, HII.get(NewOpc))
696       .addDef(Hexagon::D15)
697       .addReg(Hexagon::R30);
698   // Transfer the function live-out registers.
699   NewI->copyImplicitOps(MF, *RetI);
700   MBB.erase(RetI);
701 }
702
703 void HexagonFrameLowering::insertAllocframe(MachineBasicBlock &MBB,
704       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, unsigned NumBytes) const {
705   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
706   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
707   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
708   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
709
710   // Check for overflow.
711   // Hexagon_TODO: Ugh! hardcoding. Is there an API that can be used?
712   const unsigned int ALLOCFRAME_MAX = 16384;
713
714   // Create a dummy memory operand to avoid allocframe from being treated as
715   // a volatile memory reference.
716   auto *MMO = MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getStack(MF, 0),
717                                       MachineMemOperand::MOStore, 4, 4);
718
719   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
720   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
721
722   if (NumBytes >= ALLOCFRAME_MAX) {
723     // Emit allocframe(#0).
724     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
725       .addDef(SP)
726       .addReg(SP)
727       .addImm(0)
728       .addMemOperand(MMO);
729
730     // Subtract the size from the stack pointer.
731     unsigned SP = HRI.getStackRegister();
732     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
733       .addReg(SP)
734       .addImm(-int(NumBytes));
735   } else {
736     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
737       .addDef(SP)
738       .addReg(SP)
739       .addImm(NumBytes)
740       .addMemOperand(MMO);
741   }
742 }
743
744 void HexagonFrameLowering::updateEntryPaths(MachineFunction &MF,
745       MachineBasicBlock &SaveB) const {
746   SetVector<unsigned> Worklist;
747
748   MachineBasicBlock &EntryB = MF.front();
749   Worklist.insert(EntryB.getNumber());
750
751   unsigned SaveN = SaveB.getNumber();
752   auto &CSI = MF.getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
753
754   for (unsigned i = 0; i < Worklist.size(); ++i) {
755     unsigned BN = Worklist[i];
756     MachineBasicBlock &MBB = *MF.getBlockNumbered(BN);
757     for (auto &R : CSI)
758       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
759         MBB.addLiveIn(R.getReg());
760     if (BN != SaveN)
761       for (auto &SB : MBB.successors())
762         Worklist.insert(SB->getNumber());
763   }
764 }
765
766 bool HexagonFrameLowering::updateExitPaths(MachineBasicBlock &MBB,
767       MachineBasicBlock &RestoreB, BitVector &DoneT, BitVector &DoneF,
768       BitVector &Path) const {
769   assert(MBB.getNumber() >= 0);
770   unsigned BN = MBB.getNumber();
771   if (Path[BN] || DoneF[BN])
772     return false;
773   if (DoneT[BN])
774     return true;
775
776   auto &CSI = MBB.getParent()->getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
777
778   Path[BN] = true;
779   bool ReachedExit = false;
780   for (auto &SB : MBB.successors())
781     ReachedExit |= updateExitPaths(*SB, RestoreB, DoneT, DoneF, Path);
782
783   if (!MBB.empty() && MBB.back().isReturn()) {
784     // Add implicit uses of all callee-saved registers to the reached
785     // return instructions. This is to prevent the anti-dependency breaker
786     // from renaming these registers.
787     MachineInstr &RetI = MBB.back();
788     if (!isRestoreCall(RetI.getOpcode()))
789       for (auto &R : CSI)
790         RetI.addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
791     ReachedExit = true;
792   }
793
794   // We don't want to add unnecessary live-ins to the restore block: since
795   // the callee-saved registers are being defined in it, the entry of the
796   // restore block cannot be on the path from the definitions to any exit.
797   if (ReachedExit && &MBB != &RestoreB) {
798     for (auto &R : CSI)
799       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
800         MBB.addLiveIn(R.getReg());
801     DoneT[BN] = true;
802   }
803   if (!ReachedExit)
804     DoneF[BN] = true;
805
806   Path[BN] = false;
807   return ReachedExit;
808 }
809
810 static Optional<MachineBasicBlock::iterator>
811 findCFILocation(MachineBasicBlock &B) {
812     // The CFI instructions need to be inserted right after allocframe.
813     // An exception to this is a situation where allocframe is bundled
814     // with a call: then the CFI instructions need to be inserted before
815     // the packet with the allocframe+call (in case the call throws an
816     // exception).
817     auto End = B.instr_end();
818
819     for (MachineInstr &I : B) {
820       MachineBasicBlock::iterator It = I.getIterator();
821       if (!I.isBundle()) {
822         if (I.getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
823           return std::next(It);
824         continue;
825       }
826       // I is a bundle.
827       bool HasCall = false, HasAllocFrame = false;
828       auto T = It.getInstrIterator();
829       while (++T != End && T->isBundled()) {
830         if (T->getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
831           HasAllocFrame = true;
832         else if (T->isCall())
833           HasCall = true;
834       }
835       if (HasAllocFrame)
836         return HasCall ? It : std::next(It);
837     }
838     return None;
839 }
840
841 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructions(MachineFunction &MF) const {
842   for (auto &B : MF) {
843     auto At = findCFILocation(B);
844     if (At.hasValue())
845       insertCFIInstructionsAt(B, At.getValue());
846   }
847 }
848
849 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructionsAt(MachineBasicBlock &MBB,
850       MachineBasicBlock::iterator At) const {
851   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
852   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
853   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
854   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
855   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
856   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
857
858   // If CFI instructions have debug information attached, something goes
859   // wrong with the final assembly generation: the prolog_end is placed
860   // in a wrong location.
861   DebugLoc DL;
862   const MCInstrDesc &CFID = HII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION);
863
864   MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().createTempSymbol();
865   bool HasFP = hasFP(MF);
866
867   if (HasFP) {
868     unsigned DwFPReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getFrameRegister(), true);
869     unsigned DwRAReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getRARegister(), true);
870
871     // Define CFA via an offset from the value of FP.
872     //
873     //  -8   -4    0 (SP)
874     // --+----+----+---------------------
875     //   | FP | LR |          increasing addresses -->
876     // --+----+----+---------------------
877     //   |         +-- Old SP (before allocframe)
878     //   +-- New FP (after allocframe)
879     //
880     // MCCFIInstruction::createDefCfa subtracts the offset from the register.
881     // MCCFIInstruction::createOffset takes the offset without sign change.
882     auto DefCfa = MCCFIInstruction::createDefCfa(FrameLabel, DwFPReg, -8);
883     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
884         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(DefCfa));
885     // R31 (return addr) = CFA - 4
886     auto OffR31 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwRAReg, -4);
887     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
888         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR31));
889     // R30 (frame ptr) = CFA - 8
890     auto OffR30 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwFPReg, -8);
891     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
892         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR30));
893   }
894
895   static unsigned int RegsToMove[] = {
896     Hexagon::R1,  Hexagon::R0,  Hexagon::R3,  Hexagon::R2,
897     Hexagon::R17, Hexagon::R16, Hexagon::R19, Hexagon::R18,
898     Hexagon::R21, Hexagon::R20, Hexagon::R23, Hexagon::R22,
899     Hexagon::R25, Hexagon::R24, Hexagon::R27, Hexagon::R26,
900     Hexagon::D0,  Hexagon::D1,  Hexagon::D8,  Hexagon::D9,
901     Hexagon::D10, Hexagon::D11, Hexagon::D12, Hexagon::D13,
902     Hexagon::NoRegister
903   };
904
905   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
906
907   for (unsigned i = 0; RegsToMove[i] != Hexagon::NoRegister; ++i) {
908     unsigned Reg = RegsToMove[i];
909     auto IfR = [Reg] (const CalleeSavedInfo &C) -> bool {
910       return C.getReg() == Reg;
911     };
912     auto F = find_if(CSI, IfR);
913     if (F == CSI.end())
914       continue;
915
916     int64_t Offset;
917     if (HasFP) {
918       // If the function has a frame pointer (i.e. has an allocframe),
919       // then the CFA has been defined in terms of FP. Any offsets in
920       // the following CFI instructions have to be defined relative
921       // to FP, which points to the bottom of the stack frame.
922       // The function getFrameIndexReference can still choose to use SP
923       // for the offset calculation, so we cannot simply call it here.
924       // Instead, get the offset (relative to the FP) directly.
925       Offset = MFI.getObjectOffset(F->getFrameIdx());
926     } else {
927       unsigned FrameReg;
928       Offset = getFrameIndexReference(MF, F->getFrameIdx(), FrameReg);
929     }
930     // Subtract 8 to make room for R30 and R31, which are added above.
931     Offset -= 8;
932
933     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15) {
934       unsigned DwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(Reg, true);
935       auto OffReg = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwarfReg,
936                                                    Offset);
937       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
938           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffReg));
939     } else {
940       // Split the double regs into subregs, and generate appropriate
941       // cfi_offsets.
942       // The only reason, we are split double regs is, llvm-mc does not
943       // understand paired registers for cfi_offset.
944       // Eg .cfi_offset r1:0, -64
945
946       unsigned HiReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_hi);
947       unsigned LoReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_lo);
948       unsigned HiDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(HiReg, true);
949       unsigned LoDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(LoReg, true);
950       auto OffHi = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, HiDwarfReg,
951                                                   Offset+4);
952       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
953           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffHi));
954       auto OffLo = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, LoDwarfReg,
955                                                   Offset);
956       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
957           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffLo));
958     }
959   }
960 }
961
962 bool HexagonFrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
963   if (MF.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::Naked))
964     return false;
965
966   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
967   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
968   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
969   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
970
971   // Insert ALLOCFRAME if we need to or at -O0 for the debugger.  Think
972   // that this shouldn't be required, but doing so now because gcc does and
973   // gdb can't break at the start of the function without it.  Will remove if
974   // this turns out to be a gdb bug.
975   //
976   if (MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None)
977     return true;
978
979   // By default we want to use SP (since it's always there). FP requires
980   // some setup (i.e. ALLOCFRAME).
981   // Both, alloca and stack alignment modify the stack pointer by an
982   // undetermined value, so we need to save it at the entry to the function
983   // (i.e. use allocframe).
984   if (HasAlloca || HasExtraAlign)
985     return true;
986
987   if (MFI.getStackSize() > 0) {
988     // If FP-elimination is disabled, we have to use FP at this point.
989     const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
990     if (TM.Options.DisableFramePointerElim(MF) || !EliminateFramePointer)
991       return true;
992     if (EnableStackOVFSanitizer)
993       return true;
994   }
995
996   const auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
997   if (MFI.hasCalls() || HMFI.hasClobberLR())
998     return true;
999
1000   return false;
1001 }
1002
1003 enum SpillKind {
1004   SK_ToMem,
1005   SK_FromMem,
1006   SK_FromMemTailcall
1007 };
1008
1009 static const char *getSpillFunctionFor(unsigned MaxReg, SpillKind SpillType,
1010       bool Stkchk = false) {
1011   const char * V4SpillToMemoryFunctions[] = {
1012     "__save_r16_through_r17",
1013     "__save_r16_through_r19",
1014     "__save_r16_through_r21",
1015     "__save_r16_through_r23",
1016     "__save_r16_through_r25",
1017     "__save_r16_through_r27" };
1018
1019   const char * V4SpillToMemoryStkchkFunctions[] = {
1020     "__save_r16_through_r17_stkchk",
1021     "__save_r16_through_r19_stkchk",
1022     "__save_r16_through_r21_stkchk",
1023     "__save_r16_through_r23_stkchk",
1024     "__save_r16_through_r25_stkchk",
1025     "__save_r16_through_r27_stkchk" };
1026
1027   const char * V4SpillFromMemoryFunctions[] = {
1028     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe",
1029     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe",
1030     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe",
1031     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe",
1032     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe",
1033     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe" };
1034
1035   const char * V4SpillFromMemoryTailcallFunctions[] = {
1036     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe_before_tailcall",
1037     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe_before_tailcall",
1038     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe_before_tailcall",
1039     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe_before_tailcall",
1040     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe_before_tailcall",
1041     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe_before_tailcall"
1042   };
1043
1044   const char **SpillFunc = nullptr;
1045
1046   switch(SpillType) {
1047   case SK_ToMem:
1048     SpillFunc = Stkchk ? V4SpillToMemoryStkchkFunctions
1049                        : V4SpillToMemoryFunctions;
1050     break;
1051   case SK_FromMem:
1052     SpillFunc = V4SpillFromMemoryFunctions;
1053     break;
1054   case SK_FromMemTailcall:
1055     SpillFunc = V4SpillFromMemoryTailcallFunctions;
1056     break;
1057   }
1058   assert(SpillFunc && "Unknown spill kind");
1059
1060   // Spill all callee-saved registers up to the highest register used.
1061   switch (MaxReg) {
1062   case Hexagon::R17:
1063     return SpillFunc[0];
1064   case Hexagon::R19:
1065     return SpillFunc[1];
1066   case Hexagon::R21:
1067     return SpillFunc[2];
1068   case Hexagon::R23:
1069     return SpillFunc[3];
1070   case Hexagon::R25:
1071     return SpillFunc[4];
1072   case Hexagon::R27:
1073     return SpillFunc[5];
1074   default:
1075     llvm_unreachable("Unhandled maximum callee save register");
1076   }
1077   return nullptr;
1078 }
1079
1080 int HexagonFrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF,
1081       int FI, unsigned &FrameReg) const {
1082   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1083   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1084
1085   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI);
1086   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1087   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
1088   bool NoOpt = MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
1089
1090   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1091   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
1092   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
1093   unsigned FP = HRI.getFrameRegister();
1094   unsigned AP = HMFI.getStackAlignBasePhysReg();
1095   // It may happen that AP will be absent even HasAlloca && HasExtraAlign
1096   // is true. HasExtraAlign may be set because of vector spills, without
1097   // aligned locals or aligned outgoing function arguments. Since vector
1098   // spills will ultimately be "unaligned", it is safe to use FP as the
1099   // base register.
1100   // In fact, in such a scenario the stack is actually not required to be
1101   // aligned, although it may end up being aligned anyway, since this
1102   // particular case is not easily detectable. The alignment will be
1103   // unnecessary, but not incorrect.
1104   // Unfortunately there is no quick way to verify that the above is
1105   // indeed the case (and that it's not a result of an error), so just
1106   // assume that missing AP will be replaced by FP.
1107   // (A better fix would be to rematerialize AP from FP and always align
1108   // vector spills.)
1109   if (AP == 0)
1110     AP = FP;
1111
1112   bool UseFP = false, UseAP = false;  // Default: use SP (except at -O0).
1113   // Use FP at -O0, except when there are objects with extra alignment.
1114   // That additional alignment requirement may cause a pad to be inserted,
1115   // which will make it impossible to use FP to access objects located
1116   // past the pad.
1117   if (NoOpt && !HasExtraAlign)
1118     UseFP = true;
1119   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI) || MFI.isObjectPreAllocated(FI)) {
1120     // Fixed and preallocated objects will be located before any padding
1121     // so FP must be used to access them.
1122     UseFP |= (HasAlloca || HasExtraAlign);
1123   } else {
1124     if (HasAlloca) {
1125       if (HasExtraAlign)
1126         UseAP = true;
1127       else
1128         UseFP = true;
1129     }
1130   }
1131
1132   // If FP was picked, then there had better be FP.
1133   bool HasFP = hasFP(MF);
1134   assert((HasFP || !UseFP) && "This function must have frame pointer");
1135
1136   // Having FP implies allocframe. Allocframe will store extra 8 bytes:
1137   // FP/LR. If the base register is used to access an object across these
1138   // 8 bytes, then the offset will need to be adjusted by 8.
1139   //
1140   // After allocframe:
1141   //                    HexagonISelLowering adds 8 to ---+
1142   //                    the offsets of all stack-based   |
1143   //                    arguments (*)                    |
1144   //                                                     |
1145   //   getObjectOffset < 0   0     8  getObjectOffset >= 8
1146   // ------------------------+-----+------------------------> increasing
1147   //     <local objects>     |FP/LR|    <input arguments>     addresses
1148   // -----------------+------+-----+------------------------>
1149   //                  |      |
1150   //    SP/AP point --+      +-- FP points here (**)
1151   //    somewhere on
1152   //    this side of FP/LR
1153   //
1154   // (*) See LowerFormalArguments. The FP/LR is assumed to be present.
1155   // (**) *FP == old-FP. FP+0..7 are the bytes of FP/LR.
1156
1157   // The lowering assumes that FP/LR is present, and so the offsets of
1158   // the formal arguments start at 8. If FP/LR is not there we need to
1159   // reduce the offset by 8.
1160   if (Offset > 0 && !HasFP)
1161     Offset -= 8;
1162
1163   if (UseFP)
1164     FrameReg = FP;
1165   else if (UseAP)
1166     FrameReg = AP;
1167   else
1168     FrameReg = SP;
1169
1170   // Calculate the actual offset in the instruction. If there is no FP
1171   // (in other words, no allocframe), then SP will not be adjusted (i.e.
1172   // there will be no SP -= FrameSize), so the frame size should not be
1173   // added to the calculated offset.
1174   int RealOffset = Offset;
1175   if (!UseFP && !UseAP)
1176     RealOffset = FrameSize+Offset;
1177   return RealOffset;
1178 }
1179
1180 bool HexagonFrameLowering::insertCSRSpillsInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1181       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI,
1182       bool &PrologueStubs) const {
1183   if (CSI.empty())
1184     return true;
1185
1186   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.begin();
1187   PrologueStubs = false;
1188   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1189   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1190   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1191
1192   if (useSpillFunction(MF, CSI)) {
1193     PrologueStubs = true;
1194     unsigned MaxReg = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1195     bool StkOvrFlowEnabled = EnableStackOVFSanitizer;
1196     const char *SpillFun = getSpillFunctionFor(MaxReg, SK_ToMem,
1197                                                StkOvrFlowEnabled);
1198     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1199     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1200     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1201
1202     // Call spill function.
1203     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc() : DebugLoc();
1204     unsigned SpillOpc;
1205     if (StkOvrFlowEnabled) {
1206       if (LongCalls)
1207         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT_PIC
1208                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT;
1209       else
1210         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_PIC
1211                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK;
1212     } else {
1213       if (LongCalls)
1214         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT_PIC
1215                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT;
1216       else
1217         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_PIC
1218                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4;
1219     }
1220
1221     MachineInstr *SaveRegsCall =
1222         BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(SpillOpc))
1223           .addExternalSymbol(SpillFun);
1224
1225     // Add callee-saved registers as use.
1226     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(SaveRegsCall, CSI, false, true);
1227     // Add live in registers.
1228     for (unsigned I = 0; I < CSI.size(); ++I)
1229       MBB.addLiveIn(CSI[I].getReg());
1230     return true;
1231   }
1232
1233   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1234     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1235     // Add live in registers. We treat eh_return callee saved register r0 - r3
1236     // specially. They are not really callee saved registers as they are not
1237     // supposed to be killed.
1238     bool IsKill = !HRI.isEHReturnCalleeSaveReg(Reg);
1239     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1240     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1241     HII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, IsKill, FI, RC, &HRI);
1242     if (IsKill)
1243       MBB.addLiveIn(Reg);
1244   }
1245   return true;
1246 }
1247
1248 bool HexagonFrameLowering::insertCSRRestoresInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1249       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI) const {
1250   if (CSI.empty())
1251     return false;
1252
1253   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
1254   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1255   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1256   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1257
1258   if (useRestoreFunction(MF, CSI)) {
1259     bool HasTC = hasTailCall(MBB) || !hasReturn(MBB);
1260     unsigned MaxR = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1261     SpillKind Kind = HasTC ? SK_FromMemTailcall : SK_FromMem;
1262     const char *RestoreFn = getSpillFunctionFor(MaxR, Kind);
1263     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1264     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1265     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1266
1267     // Call spill function.
1268     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc()
1269                                   : MBB.getLastNonDebugInstr()->getDebugLoc();
1270     MachineInstr *DeallocCall = nullptr;
1271
1272     if (HasTC) {
1273       unsigned RetOpc;
1274       if (LongCalls)
1275         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC
1276                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT;
1277       else
1278         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC
1279                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4;
1280       DeallocCall = BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(RetOpc))
1281           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1282     } else {
1283       // The block has a return.
1284       MachineBasicBlock::iterator It = MBB.getFirstTerminator();
1285       assert(It->isReturn() && std::next(It) == MBB.end());
1286       unsigned RetOpc;
1287       if (LongCalls)
1288         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC
1289                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT;
1290       else
1291         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC
1292                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4;
1293       DeallocCall = BuildMI(MBB, It, DL, HII.get(RetOpc))
1294           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1295       // Transfer the function live-out registers.
1296       DeallocCall->copyImplicitOps(MF, *It);
1297     }
1298     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(DeallocCall, CSI, true, false);
1299     return true;
1300   }
1301
1302   for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1303     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1304     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1305     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1306     HII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, FI, RC, &HRI);
1307   }
1308
1309   return true;
1310 }
1311
1312 MachineBasicBlock::iterator HexagonFrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr(
1313     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1314     MachineBasicBlock::iterator I) const {
1315   MachineInstr &MI = *I;
1316   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1317   (void)Opc; // Silence compiler warning.
1318   assert((Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKUP) &&
1319          "Cannot handle this call frame pseudo instruction");
1320   return MBB.erase(I);
1321 }
1322
1323 void HexagonFrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(
1324     MachineFunction &MF, RegScavenger *RS) const {
1325   // If this function has uses aligned stack and also has variable sized stack
1326   // objects, then we need to map all spill slots to fixed positions, so that
1327   // they can be accessed through FP. Otherwise they would have to be accessed
1328   // via AP, which may not be available at the particular place in the program.
1329   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1330   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1331   bool NeedsAlign = (MFI.getMaxAlignment() > getStackAlignment());
1332
1333   if (!HasAlloca || !NeedsAlign)
1334     return;
1335
1336   unsigned LFS = MFI.getLocalFrameSize();
1337   for (int i = 0, e = MFI.getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
1338     if (!MFI.isSpillSlotObjectIndex(i) || MFI.isDeadObjectIndex(i))
1339       continue;
1340     unsigned S = MFI.getObjectSize(i);
1341     // Reduce the alignment to at most 8. This will require unaligned vector
1342     // stores if they happen here.
1343     unsigned A = std::max(MFI.getObjectAlignment(i), 8U);
1344     MFI.setObjectAlignment(i, 8);
1345     LFS = alignTo(LFS+S, A);
1346     MFI.mapLocalFrameObject(i, -LFS);
1347   }
1348
1349   MFI.setLocalFrameSize(LFS);
1350   unsigned A = MFI.getLocalFrameMaxAlign();
1351   assert(A <= 8 && "Unexpected local frame alignment");
1352   if (A == 0)
1353     MFI.setLocalFrameMaxAlign(8);
1354   MFI.setUseLocalStackAllocationBlock(true);
1355
1356   // Set the physical aligned-stack base address register.
1357   unsigned AP = 0;
1358   if (const MachineInstr *AI = getAlignaInstr(MF))
1359     AP = AI->getOperand(0).getReg();
1360   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1361   HMFI.setStackAlignBasePhysReg(AP);
1362 }
1363
1364 /// Returns true if there are no caller-saved registers available in class RC.
1365 static bool needToReserveScavengingSpillSlots(MachineFunction &MF,
1366       const HexagonRegisterInfo &HRI, const TargetRegisterClass *RC) {
1367   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1368
1369   auto IsUsed = [&HRI,&MRI] (unsigned Reg) -> bool {
1370     for (MCRegAliasIterator AI(Reg, &HRI, true); AI.isValid(); ++AI)
1371       if (MRI.isPhysRegUsed(*AI))
1372         return true;
1373     return false;
1374   };
1375
1376   // Check for an unused caller-saved register. Callee-saved registers
1377   // have become pristine by now.
1378   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCallerSavedRegs(&MF, RC); *P; ++P)
1379     if (!IsUsed(*P))
1380       return false;
1381
1382   // All caller-saved registers are used.
1383   return true;
1384 }
1385
1386 #ifndef NDEBUG
1387 static void dump_registers(BitVector &Regs, const TargetRegisterInfo &TRI) {
1388   dbgs() << '{';
1389   for (int x = Regs.find_first(); x >= 0; x = Regs.find_next(x)) {
1390     unsigned R = x;
1391     dbgs() << ' ' << printReg(R, &TRI);
1392   }
1393   dbgs() << " }";
1394 }
1395 #endif
1396
1397 bool HexagonFrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(MachineFunction &MF,
1398       const TargetRegisterInfo *TRI, std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1399   LLVM_DEBUG(dbgs() << __func__ << " on " << MF.getName() << '\n');
1400   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1401   BitVector SRegs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1402
1403   // Generate a set of unique, callee-saved registers (SRegs), where each
1404   // register in the set is maximal in terms of sub-/super-register relation,
1405   // i.e. for each R in SRegs, no proper super-register of R is also in SRegs.
1406
1407   // (1) For each callee-saved register, add that register and all of its
1408   // sub-registers to SRegs.
1409   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Initial CS registers: {");
1410   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1411     unsigned R = CSI[i].getReg();
1412     LLVM_DEBUG(dbgs() << ' ' << printReg(R, TRI));
1413     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1414       SRegs[*SR] = true;
1415   }
1416   LLVM_DEBUG(dbgs() << " }\n");
1417   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.1: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1418              dbgs() << "\n");
1419
1420   // (2) For each reserved register, remove that register and all of its
1421   // sub- and super-registers from SRegs.
1422   BitVector Reserved = TRI->getReservedRegs(MF);
1423   for (int x = Reserved.find_first(); x >= 0; x = Reserved.find_next(x)) {
1424     unsigned R = x;
1425     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1426       SRegs[*SR] = false;
1427   }
1428   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Res:     "; dump_registers(Reserved, *TRI);
1429              dbgs() << "\n");
1430   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.2: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1431              dbgs() << "\n");
1432
1433   // (3) Collect all registers that have at least one sub-register in SRegs,
1434   // and also have no sub-registers that are reserved. These will be the can-
1435   // didates for saving as a whole instead of their individual sub-registers.
1436   // (Saving R17:16 instead of R16 is fine, but only if R17 was not reserved.)
1437   BitVector TmpSup(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1438   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1439     unsigned R = x;
1440     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR)
1441       TmpSup[*SR] = true;
1442   }
1443   for (int x = TmpSup.find_first(); x >= 0; x = TmpSup.find_next(x)) {
1444     unsigned R = x;
1445     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR) {
1446       if (!Reserved[*SR])
1447         continue;
1448       TmpSup[R] = false;
1449       break;
1450     }
1451   }
1452   LLVM_DEBUG(dbgs() << "TmpSup:  "; dump_registers(TmpSup, *TRI);
1453              dbgs() << "\n");
1454
1455   // (4) Include all super-registers found in (3) into SRegs.
1456   SRegs |= TmpSup;
1457   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.4: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1458              dbgs() << "\n");
1459
1460   // (5) For each register R in SRegs, if any super-register of R is in SRegs,
1461   // remove R from SRegs.
1462   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1463     unsigned R = x;
1464     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR) {
1465       if (!SRegs[*SR])
1466         continue;
1467       SRegs[R] = false;
1468       break;
1469     }
1470   }
1471   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.5: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1472              dbgs() << "\n");
1473
1474   // Now, for each register that has a fixed stack slot, create the stack
1475   // object for it.
1476   CSI.clear();
1477
1478   using SpillSlot = TargetFrameLowering::SpillSlot;
1479
1480   unsigned NumFixed;
1481   int MinOffset = 0;  // CS offsets are negative.
1482   const SpillSlot *FixedSlots = getCalleeSavedSpillSlots(NumFixed);
1483   for (const SpillSlot *S = FixedSlots; S != FixedSlots+NumFixed; ++S) {
1484     if (!SRegs[S->Reg])
1485       continue;
1486     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(S->Reg);
1487     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(TRI->getSpillSize(*RC), S->Offset);
1488     MinOffset = std::min(MinOffset, S->Offset);
1489     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(S->Reg, FI));
1490     SRegs[S->Reg] = false;
1491   }
1492
1493   // There can be some registers that don't have fixed slots. For example,
1494   // we need to store R0-R3 in functions with exception handling. For each
1495   // such register, create a non-fixed stack object.
1496   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1497     unsigned R = x;
1498     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(R);
1499     unsigned Size = TRI->getSpillSize(*RC);
1500     int Off = MinOffset - Size;
1501     unsigned Align = std::min(TRI->getSpillAlignment(*RC), getStackAlignment());
1502     assert(isPowerOf2_32(Align));
1503     Off &= -Align;
1504     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(Size, Off);
1505     MinOffset = std::min(MinOffset, Off);
1506     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(R, FI));
1507     SRegs[R] = false;
1508   }
1509
1510   LLVM_DEBUG({
1511     dbgs() << "CS information: {";
1512     for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1513       int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1514       int Off = MFI.getObjectOffset(FI);
1515       dbgs() << ' ' << printReg(CSI[i].getReg(), TRI) << ":fi#" << FI << ":sp";
1516       if (Off >= 0)
1517         dbgs() << '+';
1518       dbgs() << Off;
1519     }
1520     dbgs() << " }\n";
1521   });
1522
1523 #ifndef NDEBUG
1524   // Verify that all registers were handled.
1525   bool MissedReg = false;
1526   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1527     unsigned R = x;
1528     dbgs() << printReg(R, TRI) << ' ';
1529     MissedReg = true;
1530   }
1531   if (MissedReg)
1532     llvm_unreachable("...there are unhandled callee-saved registers!");
1533 #endif
1534
1535   return true;
1536 }
1537
1538 bool HexagonFrameLowering::expandCopy(MachineBasicBlock &B,
1539       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1540       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1541   MachineInstr *MI = &*It;
1542   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1543   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1544   unsigned SrcR = MI->getOperand(1).getReg();
1545   if (!Hexagon::ModRegsRegClass.contains(DstR) ||
1546       !Hexagon::ModRegsRegClass.contains(SrcR))
1547     return false;
1548
1549   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1550   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), TmpR).add(MI->getOperand(1));
1551   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), DstR)
1552     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1553
1554   NewRegs.push_back(TmpR);
1555   B.erase(It);
1556   return true;
1557 }
1558
1559 bool HexagonFrameLowering::expandStoreInt(MachineBasicBlock &B,
1560       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1561       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1562   MachineInstr *MI = &*It;
1563   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1564     return false;
1565
1566   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1567   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1568   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1569   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1570   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1571
1572   // TmpR = C2_tfrpr SrcR   if SrcR is a predicate register
1573   // TmpR = A2_tfrcrr SrcR  if SrcR is a modifier register
1574   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1575   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::STriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrpr
1576                                                  : Hexagon::A2_tfrcrr;
1577   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), TmpR)
1578     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill));
1579
1580   // S2_storeri_io FI, 0, TmpR
1581   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::S2_storeri_io))
1582     .addFrameIndex(FI)
1583     .addImm(0)
1584     .addReg(TmpR, RegState::Kill)
1585     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1586
1587   NewRegs.push_back(TmpR);
1588   B.erase(It);
1589   return true;
1590 }
1591
1592 bool HexagonFrameLowering::expandLoadInt(MachineBasicBlock &B,
1593       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1594       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1595   MachineInstr *MI = &*It;
1596   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1597     return false;
1598
1599   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1600   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1601   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1602   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1603
1604   // TmpR = L2_loadri_io FI, 0
1605   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1606   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::L2_loadri_io), TmpR)
1607     .addFrameIndex(FI)
1608     .addImm(0)
1609     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1610
1611   // DstR = C2_tfrrp TmpR   if DstR is a predicate register
1612   // DstR = A2_tfrrcr TmpR  if DstR is a modifier register
1613   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::LDriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrrp
1614                                                  : Hexagon::A2_tfrrcr;
1615   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), DstR)
1616     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1617
1618   NewRegs.push_back(TmpR);
1619   B.erase(It);
1620   return true;
1621 }
1622
1623 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVecPred(MachineBasicBlock &B,
1624       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1625       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1626   MachineInstr *MI = &*It;
1627   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1628     return false;
1629
1630   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1631   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1632   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1633   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1634   auto *RC = &Hexagon::HvxVRRegClass;
1635
1636   // Insert transfer to general vector register.
1637   //   TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1638   //   TmpR1 = V6_vandqrt Qx, TmpR0
1639   //   store FI, 0, TmpR1
1640   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1641   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1642
1643   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1644     .addImm(0x01010101);
1645
1646   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::V6_vandqrt), TmpR1)
1647     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1648     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1649
1650   auto *HRI = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1651   HII.storeRegToStackSlot(B, It, TmpR1, true, FI, RC, HRI);
1652   expandStoreVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1653
1654   NewRegs.push_back(TmpR0);
1655   NewRegs.push_back(TmpR1);
1656   B.erase(It);
1657   return true;
1658 }
1659
1660 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVecPred(MachineBasicBlock &B,
1661       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1662       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1663   MachineInstr *MI = &*It;
1664   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1665     return false;
1666
1667   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1668   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1669   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1670   auto *RC = &Hexagon::HvxVRRegClass;
1671
1672   // TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1673   // TmpR1 = load FI, 0
1674   // DstR = V6_vandvrt TmpR1, TmpR0
1675   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1676   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1677
1678   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1679     .addImm(0x01010101);
1680   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1681   auto *HRI = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1682   HII.loadRegFromStackSlot(B, It, TmpR1, FI, RC, HRI);
1683   expandLoadVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1684
1685   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::V6_vandvrt), DstR)
1686     .addReg(TmpR1, RegState::Kill)
1687     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1688
1689   NewRegs.push_back(TmpR0);
1690   NewRegs.push_back(TmpR1);
1691   B.erase(It);
1692   return true;
1693 }
1694
1695 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec2(MachineBasicBlock &B,
1696       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1697       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1698   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1699   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1700   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1701   MachineInstr *MI = &*It;
1702   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1703     return false;
1704
1705   // It is possible that the double vector being stored is only partially
1706   // defined. From the point of view of the liveness tracking, it is ok to
1707   // store it as a whole, but if we break it up we may end up storing a
1708   // register that is entirely undefined.
1709   LivePhysRegs LPR(HRI);
1710   LPR.addLiveIns(B);
1711   SmallVector<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>,2> Clobbers;
1712   for (auto R = B.begin(); R != It; ++R) {
1713     Clobbers.clear();
1714     LPR.stepForward(*R, Clobbers);
1715   }
1716
1717   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1718   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1719   unsigned SrcLo = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_lo);
1720   unsigned SrcHi = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_hi);
1721   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1722   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1723
1724   unsigned Size = HRI.getSpillSize(Hexagon::HvxVRRegClass);
1725   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1726   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1727   unsigned StoreOpc;
1728
1729   // Store low part.
1730   if (LPR.contains(SrcLo)) {
1731     StoreOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1732                                      : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1733     BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1734       .addFrameIndex(FI)
1735       .addImm(0)
1736       .addReg(SrcLo, getKillRegState(IsKill))
1737       .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1738   }
1739
1740   // Store high part.
1741   if (LPR.contains(SrcHi)) {
1742     StoreOpc = NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size) ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1743                                                      : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1744     BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1745       .addFrameIndex(FI)
1746       .addImm(Size)
1747       .addReg(SrcHi, getKillRegState(IsKill))
1748       .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1749   }
1750
1751   B.erase(It);
1752   return true;
1753 }
1754
1755 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVec2(MachineBasicBlock &B,
1756       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1757       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1758   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1759   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1760   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1761   MachineInstr *MI = &*It;
1762   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1763     return false;
1764
1765   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1766   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1767   unsigned DstHi = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_hi);
1768   unsigned DstLo = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_lo);
1769   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1770
1771   unsigned Size = HRI.getSpillSize(Hexagon::HvxVRRegClass);
1772   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1773   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1774   unsigned LoadOpc;
1775
1776   // Load low part.
1777   LoadOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1778                                   : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1779   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstLo)
1780     .addFrameIndex(FI)
1781     .addImm(0)
1782     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1783
1784   // Load high part.
1785   LoadOpc = NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size) ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1786                                                   : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1787   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstHi)
1788     .addFrameIndex(FI)
1789     .addImm(Size)
1790     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1791
1792   B.erase(It);
1793   return true;
1794 }
1795
1796 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec(MachineBasicBlock &B,
1797       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1798       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1799   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1800   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1801   MachineInstr *MI = &*It;
1802   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1803     return false;
1804
1805   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1806   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1807   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1808   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1809   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1810
1811   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1812   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1813   unsigned StoreOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1814                                             : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1815   BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1816     .addFrameIndex(FI)
1817     .addImm(0)
1818     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1819     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1820
1821   B.erase(It);
1822   return true;
1823 }
1824
1825 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVec(MachineBasicBlock &B,
1826       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1827       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1828   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1829   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1830   MachineInstr *MI = &*It;
1831   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1832     return false;
1833
1834   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1835   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1836   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1837   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1838
1839   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1840   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1841   unsigned LoadOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1842                                            : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1843   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstR)
1844     .addFrameIndex(FI)
1845     .addImm(0)
1846     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1847
1848   B.erase(It);
1849   return true;
1850 }
1851
1852 bool HexagonFrameLowering::expandSpillMacros(MachineFunction &MF,
1853       SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1854   auto &HII = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getInstrInfo();
1855   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1856   bool Changed = false;
1857
1858   for (auto &B : MF) {
1859     // Traverse the basic block.
1860     MachineBasicBlock::iterator NextI;
1861     for (auto I = B.begin(), E = B.end(); I != E; I = NextI) {
1862       MachineInstr *MI = &*I;
1863       NextI = std::next(I);
1864       unsigned Opc = MI->getOpcode();
1865
1866       switch (Opc) {
1867         case TargetOpcode::COPY:
1868           Changed |= expandCopy(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1869           break;
1870         case Hexagon::STriw_pred:
1871         case Hexagon::STriw_ctr:
1872           Changed |= expandStoreInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1873           break;
1874         case Hexagon::LDriw_pred:
1875         case Hexagon::LDriw_ctr:
1876           Changed |= expandLoadInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1877           break;
1878         case Hexagon::PS_vstorerq_ai:
1879           Changed |= expandStoreVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1880           break;
1881         case Hexagon::PS_vloadrq_ai:
1882           Changed |= expandLoadVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1883           break;
1884         case Hexagon::PS_vloadrw_ai:
1885         case Hexagon::PS_vloadrwu_ai:
1886           Changed |= expandLoadVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1887           break;
1888         case Hexagon::PS_vstorerw_ai:
1889         case Hexagon::PS_vstorerwu_ai:
1890           Changed |= expandStoreVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1891           break;
1892       }
1893     }
1894   }
1895
1896   return Changed;
1897 }
1898
1899 void HexagonFrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1900                                                 BitVector &SavedRegs,
1901                                                 RegScavenger *RS) const {
1902   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1903
1904   SavedRegs.resize(HRI.getNumRegs());
1905
1906   // If we have a function containing __builtin_eh_return we want to spill and
1907   // restore all callee saved registers. Pretend that they are used.
1908   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
1909     for (const MCPhysReg *R = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *R; ++R)
1910       SavedRegs.set(*R);
1911
1912   // Replace predicate register pseudo spill code.
1913   SmallVector<unsigned,8> NewRegs;
1914   expandSpillMacros(MF, NewRegs);
1915   if (OptimizeSpillSlots && !isOptNone(MF))
1916     optimizeSpillSlots(MF, NewRegs);
1917
1918   // We need to reserve a spill slot if scavenging could potentially require
1919   // spilling a scavenged register.
1920   if (!NewRegs.empty() || mayOverflowFrameOffset(MF)) {
1921     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1922     MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1923     SetVector<const TargetRegisterClass*> SpillRCs;
1924     // Reserve an int register in any case, because it could be used to hold
1925     // the stack offset in case it does not fit into a spill instruction.
1926     SpillRCs.insert(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1927
1928     for (unsigned VR : NewRegs)
1929       SpillRCs.insert(MRI.getRegClass(VR));
1930
1931     for (auto *RC : SpillRCs) {
1932       if (!needToReserveScavengingSpillSlots(MF, HRI, RC))
1933         continue;
1934       unsigned Num = RC == &Hexagon::IntRegsRegClass ? NumberScavengerSlots : 1;
1935       unsigned S = HRI.getSpillSize(*RC), A = HRI.getSpillAlignment(*RC);
1936       for (unsigned i = 0; i < Num; i++) {
1937         int NewFI = MFI.CreateSpillStackObject(S, A);
1938         RS->addScavengingFrameIndex(NewFI);
1939       }
1940     }
1941   }
1942
1943   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1944 }
1945
1946 unsigned HexagonFrameLowering::findPhysReg(MachineFunction &MF,
1947       HexagonBlockRanges::IndexRange &FIR,
1948       HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IndexMap,
1949       HexagonBlockRanges::RegToRangeMap &DeadMap,
1950       const TargetRegisterClass *RC) const {
1951   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1952   auto &MRI = MF.getRegInfo();
1953
1954   auto isDead = [&FIR,&DeadMap] (unsigned Reg) -> bool {
1955     auto F = DeadMap.find({Reg,0});
1956     if (F == DeadMap.end())
1957       return false;
1958     for (auto &DR : F->second)
1959       if (DR.contains(FIR))
1960         return true;
1961     return false;
1962   };
1963
1964   for (unsigned Reg : RC->getRawAllocationOrder(MF)) {
1965     bool Dead = true;
1966     for (auto R : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs({Reg,0}, MRI, HRI)) {
1967       if (isDead(R.Reg))
1968         continue;
1969       Dead = false;
1970       break;
1971     }
1972     if (Dead)
1973       return Reg;
1974   }
1975   return 0;
1976 }
1977
1978 void HexagonFrameLowering::optimizeSpillSlots(MachineFunction &MF,
1979       SmallVectorImpl<unsigned> &VRegs) const {
1980   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1981   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1982   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
1983   auto &MRI = MF.getRegInfo();
1984   HexagonBlockRanges HBR(MF);
1985
1986   using BlockIndexMap =
1987       std::map<MachineBasicBlock *, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap>;
1988   using BlockRangeMap =
1989       std::map<MachineBasicBlock *, HexagonBlockRanges::RangeList>;
1990   using IndexType = HexagonBlockRanges::IndexType;
1991
1992   struct SlotInfo {
1993     BlockRangeMap Map;
1994     unsigned Size = 0;
1995     const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
1996
1997     SlotInfo() = default;
1998   };
1999
2000   BlockIndexMap BlockIndexes;
2001   SmallSet<int,4> BadFIs;
2002   std::map<int,SlotInfo> FIRangeMap;
2003
2004   // Accumulate register classes: get a common class for a pre-existing
2005   // class HaveRC and a new class NewRC. Return nullptr if a common class
2006   // cannot be found, otherwise return the resulting class. If HaveRC is
2007   // nullptr, assume that it is still unset.
2008   auto getCommonRC =
2009       [](const TargetRegisterClass *HaveRC,
2010          const TargetRegisterClass *NewRC) -> const TargetRegisterClass * {
2011     if (HaveRC == nullptr || HaveRC == NewRC)
2012       return NewRC;
2013     // Different classes, both non-null. Pick the more general one.
2014     if (HaveRC->hasSubClassEq(NewRC))
2015       return HaveRC;
2016     if (NewRC->hasSubClassEq(HaveRC))
2017       return NewRC;
2018     return nullptr;
2019   };
2020
2021   // Scan all blocks in the function. Check all occurrences of frame indexes,
2022   // and collect relevant information.
2023   for (auto &B : MF) {
2024     std::map<int,IndexType> LastStore, LastLoad;
2025     // Emplace appears not to be supported in gcc 4.7.2-4.
2026     //auto P = BlockIndexes.emplace(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B));
2027     auto P = BlockIndexes.insert(
2028                 std::make_pair(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B)));
2029     auto &IndexMap = P.first->second;
2030     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Index map for " << printMBBReference(B) << "\n"
2031                       << IndexMap << '\n');
2032
2033     for (auto &In : B) {
2034       int LFI, SFI;
2035       bool Load = HII.isLoadFromStackSlot(In, LFI) && !HII.isPredicated(In);
2036       bool Store = HII.isStoreToStackSlot(In, SFI) && !HII.isPredicated(In);
2037       if (Load && Store) {
2038         // If it's both a load and a store, then we won't handle it.
2039         BadFIs.insert(LFI);
2040         BadFIs.insert(SFI);
2041         continue;
2042       }
2043       // Check for register classes of the register used as the source for
2044       // the store, and the register used as the destination for the load.
2045       // Also, only accept base+imm_offset addressing modes. Other addressing
2046       // modes can have side-effects (post-increments, etc.). For stack
2047       // slots they are very unlikely, so there is not much loss due to
2048       // this restriction.
2049       if (Load || Store) {
2050         int TFI = Load ? LFI : SFI;
2051         unsigned AM = HII.getAddrMode(In);
2052         SlotInfo &SI = FIRangeMap[TFI];
2053         bool Bad = (AM != HexagonII::BaseImmOffset);
2054         if (!Bad) {
2055           // If the addressing mode is ok, check the register class.
2056           unsigned OpNum = Load ? 0 : 2;
2057           auto *RC = HII.getRegClass(In.getDesc(), OpNum, &HRI, MF);
2058           RC = getCommonRC(SI.RC, RC);
2059           if (RC == nullptr)
2060             Bad = true;
2061           else
2062             SI.RC = RC;
2063         }
2064         if (!Bad) {
2065           // Check sizes.
2066           unsigned S = HII.getMemAccessSize(In);
2067           if (SI.Size != 0 && SI.Size != S)
2068             Bad = true;
2069           else
2070             SI.Size = S;
2071         }
2072         if (!Bad) {
2073           for (auto *Mo : In.memoperands()) {
2074             if (!Mo->isVolatile())
2075               continue;
2076             Bad = true;
2077             break;
2078           }
2079         }
2080         if (Bad)
2081           BadFIs.insert(TFI);
2082       }
2083
2084       // Locate uses of frame indices.
2085       for (unsigned i = 0, n = In.getNumOperands(); i < n; ++i) {
2086         const MachineOperand &Op = In.getOperand(i);
2087         if (!Op.isFI())
2088           continue;
2089         int FI = Op.getIndex();
2090         // Make sure that the following operand is an immediate and that
2091         // it is 0. This is the offset in the stack object.
2092         if (i+1 >= n || !In.getOperand(i+1).isImm() ||
2093             In.getOperand(i+1).getImm() != 0)
2094           BadFIs.insert(FI);
2095         if (BadFIs.count(FI))
2096           continue;
2097
2098         IndexType Index = IndexMap.getIndex(&In);
2099         if (Load) {
2100           if (LastStore[FI] == IndexType::None)
2101             LastStore[FI] = IndexType::Entry;
2102           LastLoad[FI] = Index;
2103         } else if (Store) {
2104           HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2105           if (LastStore[FI] != IndexType::None)
2106             RL.add(LastStore[FI], LastLoad[FI], false, false);
2107           else if (LastLoad[FI] != IndexType::None)
2108             RL.add(IndexType::Entry, LastLoad[FI], false, false);
2109           LastLoad[FI] = IndexType::None;
2110           LastStore[FI] = Index;
2111         } else {
2112           BadFIs.insert(FI);
2113         }
2114       }
2115     }
2116
2117     for (auto &I : LastLoad) {
2118       IndexType LL = I.second;
2119       if (LL == IndexType::None)
2120         continue;
2121       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2122       IndexType &LS = LastStore[I.first];
2123       if (LS != IndexType::None)
2124         RL.add(LS, LL, false, false);
2125       else
2126         RL.add(IndexType::Entry, LL, false, false);
2127       LS = IndexType::None;
2128     }
2129     for (auto &I : LastStore) {
2130       IndexType LS = I.second;
2131       if (LS == IndexType::None)
2132         continue;
2133       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2134       RL.add(LS, IndexType::None, false, false);
2135     }
2136   }
2137
2138   LLVM_DEBUG({
2139     for (auto &P : FIRangeMap) {
2140       dbgs() << "fi#" << P.first;
2141       if (BadFIs.count(P.first))
2142         dbgs() << " (bad)";
2143       dbgs() << "  RC: ";
2144       if (P.second.RC != nullptr)
2145         dbgs() << HRI.getRegClassName(P.second.RC) << '\n';
2146       else
2147         dbgs() << "<null>\n";
2148       for (auto &R : P.second.Map)
2149         dbgs() << "  " << printMBBReference(*R.first) << " { " << R.second
2150                << "}\n";
2151     }
2152   });
2153
2154   // When a slot is loaded from in a block without being stored to in the
2155   // same block, it is live-on-entry to this block. To avoid CFG analysis,
2156   // consider this slot to be live-on-exit from all blocks.
2157   SmallSet<int,4> LoxFIs;
2158
2159   std::map<MachineBasicBlock*,std::vector<int>> BlockFIMap;
2160
2161   for (auto &P : FIRangeMap) {
2162     // P = pair(FI, map: BB->RangeList)
2163     if (BadFIs.count(P.first))
2164       continue;
2165     for (auto &B : MF) {
2166       auto F = P.second.Map.find(&B);
2167       // F = pair(BB, RangeList)
2168       if (F == P.second.Map.end() || F->second.empty())
2169         continue;
2170       HexagonBlockRanges::IndexRange &IR = F->second.front();
2171       if (IR.start() == IndexType::Entry)
2172         LoxFIs.insert(P.first);
2173       BlockFIMap[&B].push_back(P.first);
2174     }
2175   }
2176
2177   LLVM_DEBUG({
2178     dbgs() << "Block-to-FI map (* -- live-on-exit):\n";
2179     for (auto &P : BlockFIMap) {
2180       auto &FIs = P.second;
2181       if (FIs.empty())
2182         continue;
2183       dbgs() << "  " << printMBBReference(*P.first) << ": {";
2184       for (auto I : FIs) {
2185         dbgs() << " fi#" << I;
2186         if (LoxFIs.count(I))
2187           dbgs() << '*';
2188       }
2189       dbgs() << " }\n";
2190     }
2191   });
2192
2193 #ifndef NDEBUG
2194   bool HasOptLimit = SpillOptMax.getPosition();
2195 #endif
2196
2197   // eliminate loads, when all loads eliminated, eliminate all stores.
2198   for (auto &B : MF) {
2199     auto F = BlockIndexes.find(&B);
2200     assert(F != BlockIndexes.end());
2201     HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IM = F->second;
2202     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap LM = HBR.computeLiveMap(IM);
2203     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap DM = HBR.computeDeadMap(IM, LM);
2204     LLVM_DEBUG(dbgs() << printMBBReference(B) << " dead map\n"
2205                       << HexagonBlockRanges::PrintRangeMap(DM, HRI));
2206
2207     for (auto FI : BlockFIMap[&B]) {
2208       if (BadFIs.count(FI))
2209         continue;
2210       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Working on fi#" << FI << '\n');
2211       HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2212       for (auto &Range : RL) {
2213         LLVM_DEBUG(dbgs() << "--Examining range:" << RL << '\n');
2214         if (!IndexType::isInstr(Range.start()) ||
2215             !IndexType::isInstr(Range.end()))
2216           continue;
2217         MachineInstr &SI = *IM.getInstr(Range.start());
2218         MachineInstr &EI = *IM.getInstr(Range.end());
2219         assert(SI.mayStore() && "Unexpected start instruction");
2220         assert(EI.mayLoad() && "Unexpected end instruction");
2221         MachineOperand &SrcOp = SI.getOperand(2);
2222
2223         HexagonBlockRanges::RegisterRef SrcRR = { SrcOp.getReg(),
2224                                                   SrcOp.getSubReg() };
2225         auto *RC = HII.getRegClass(SI.getDesc(), 2, &HRI, MF);
2226         // The this-> is needed to unconfuse MSVC.
2227         unsigned FoundR = this->findPhysReg(MF, Range, IM, DM, RC);
2228         LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replacement reg:" << printReg(FoundR, &HRI)
2229                           << '\n');
2230         if (FoundR == 0)
2231           continue;
2232 #ifndef NDEBUG
2233         if (HasOptLimit) {
2234           if (SpillOptCount >= SpillOptMax)
2235             return;
2236           SpillOptCount++;
2237         }
2238 #endif
2239
2240         // Generate the copy-in: "FoundR = COPY SrcR" at the store location.
2241         MachineBasicBlock::iterator StartIt = SI.getIterator(), NextIt;
2242         MachineInstr *CopyIn = nullptr;
2243         if (SrcRR.Reg != FoundR || SrcRR.Sub != 0) {
2244           const DebugLoc &DL = SI.getDebugLoc();
2245           CopyIn = BuildMI(B, StartIt, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), FoundR)
2246                        .add(SrcOp);
2247         }
2248
2249         ++StartIt;
2250         // Check if this is a last store and the FI is live-on-exit.
2251         if (LoxFIs.count(FI) && (&Range == &RL.back())) {
2252           // Update store's source register.
2253           if (unsigned SR = SrcOp.getSubReg())
2254             SrcOp.setReg(HRI.getSubReg(FoundR, SR));
2255           else
2256             SrcOp.setReg(FoundR);
2257           SrcOp.setSubReg(0);
2258           // We are keeping this register live.
2259           SrcOp.setIsKill(false);
2260         } else {
2261           B.erase(&SI);
2262           IM.replaceInstr(&SI, CopyIn);
2263         }
2264
2265         auto EndIt = std::next(EI.getIterator());
2266         for (auto It = StartIt; It != EndIt; It = NextIt) {
2267           MachineInstr &MI = *It;
2268           NextIt = std::next(It);
2269           int TFI;
2270           if (!HII.isLoadFromStackSlot(MI, TFI) || TFI != FI)
2271             continue;
2272           unsigned DstR = MI.getOperand(0).getReg();
2273           assert(MI.getOperand(0).getSubReg() == 0);
2274           MachineInstr *CopyOut = nullptr;
2275           if (DstR != FoundR) {
2276             DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
2277             unsigned MemSize = HII.getMemAccessSize(MI);
2278             assert(HII.getAddrMode(MI) == HexagonII::BaseImmOffset);
2279             unsigned CopyOpc = TargetOpcode::COPY;
2280             if (HII.isSignExtendingLoad(MI))
2281               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_sxtb : Hexagon::A2_sxth;
2282             else if (HII.isZeroExtendingLoad(MI))
2283               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_zxtb : Hexagon::A2_zxth;
2284             CopyOut = BuildMI(B, It, DL, HII.get(CopyOpc), DstR)
2285                         .addReg(FoundR, getKillRegState(&MI == &EI));
2286           }
2287           IM.replaceInstr(&MI, CopyOut);
2288           B.erase(It);
2289         }
2290
2291         // Update the dead map.
2292         HexagonBlockRanges::RegisterRef FoundRR = { FoundR, 0 };
2293         for (auto RR : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs(FoundRR, MRI, HRI))
2294           DM[RR].subtract(Range);
2295       } // for Range in range list
2296     }
2297   }
2298 }
2299
2300 void HexagonFrameLowering::expandAlloca(MachineInstr *AI,
2301       const HexagonInstrInfo &HII, unsigned SP, unsigned CF) const {
2302   MachineBasicBlock &MB = *AI->getParent();
2303   DebugLoc DL = AI->getDebugLoc();
2304   unsigned A = AI->getOperand(2).getImm();
2305
2306   // Have
2307   //    Rd  = alloca Rs, #A
2308   //
2309   // If Rs and Rd are different registers, use this sequence:
2310   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2311   //    r29 = sub(r29, Rs)
2312   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2313   //    r29 = and(r29, #-A)   ; if necessary
2314   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2315   // otherwise, do
2316   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2317   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2318   //    r29 = Rd
2319   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2320
2321   MachineOperand &RdOp = AI->getOperand(0);
2322   MachineOperand &RsOp = AI->getOperand(1);
2323   unsigned Rd = RdOp.getReg(), Rs = RsOp.getReg();
2324
2325   // Rd = sub(r29, Rs)
2326   BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), Rd)
2327       .addReg(SP)
2328       .addReg(Rs);
2329   if (Rs != Rd) {
2330     // r29 = sub(r29, Rs)
2331     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), SP)
2332         .addReg(SP)
2333         .addReg(Rs);
2334   }
2335   if (A > 8) {
2336     // Rd  = and(Rd, #-A)
2337     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), Rd)
2338         .addReg(Rd)
2339         .addImm(-int64_t(A));
2340     if (Rs != Rd)
2341       BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
2342           .addReg(SP)
2343           .addImm(-int64_t(A));
2344   }
2345   if (Rs == Rd) {
2346     // r29 = Rd
2347     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), SP)
2348         .addReg(Rd);
2349   }
2350   if (CF > 0) {
2351     // Rd = add(Rd, #CF)
2352     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_addi), Rd)
2353         .addReg(Rd)
2354         .addImm(CF);
2355   }
2356 }
2357
2358 bool HexagonFrameLowering::needsAligna(const MachineFunction &MF) const {
2359   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2360   if (!MFI.hasVarSizedObjects())
2361     return false;
2362   unsigned MaxA = MFI.getMaxAlignment();
2363   if (MaxA <= getStackAlignment())
2364     return false;
2365   return true;
2366 }
2367
2368 const MachineInstr *HexagonFrameLowering::getAlignaInstr(
2369       const MachineFunction &MF) const {
2370   for (auto &B : MF)
2371     for (auto &I : B)
2372       if (I.getOpcode() == Hexagon::PS_aligna)
2373         return &I;
2374   return nullptr;
2375 }
2376
2377 /// Adds all callee-saved registers as implicit uses or defs to the
2378 /// instruction.
2379 void HexagonFrameLowering::addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(MachineInstr *MI,
2380       const CSIVect &CSI, bool IsDef, bool IsKill) const {
2381   // Add the callee-saved registers as implicit uses.
2382   for (auto &R : CSI)
2383     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), IsDef, true, IsKill));
2384 }
2385
2386 /// Determine whether the callee-saved register saves and restores should
2387 /// be generated via inline code. If this function returns "true", inline
2388 /// code will be generated. If this function returns "false", additional
2389 /// checks are performed, which may still lead to the inline code.
2390 bool HexagonFrameLowering::shouldInlineCSR(const MachineFunction &MF,
2391       const CSIVect &CSI) const {
2392   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
2393     return true;
2394   if (!hasFP(MF))
2395     return true;
2396   if (!isOptSize(MF) && !isMinSize(MF))
2397     if (MF.getTarget().getOptLevel() > CodeGenOpt::Default)
2398       return true;
2399
2400   // Check if CSI only has double registers, and if the registers form
2401   // a contiguous block starting from D8.
2402   BitVector Regs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
2403   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
2404     unsigned R = CSI[i].getReg();
2405     if (!Hexagon::DoubleRegsRegClass.contains(R))
2406       return true;
2407     Regs[R] = true;
2408   }
2409   int F = Regs.find_first();
2410   if (F != Hexagon::D8)
2411     return true;
2412   while (F >= 0) {
2413     int N = Regs.find_next(F);
2414     if (N >= 0 && N != F+1)
2415       return true;
2416     F = N;
2417   }
2418
2419   return false;
2420 }
2421
2422 bool HexagonFrameLowering::useSpillFunction(const MachineFunction &MF,
2423       const CSIVect &CSI) const {
2424   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2425     return false;
2426   unsigned NumCSI = CSI.size();
2427   if (NumCSI <= 1)
2428     return false;
2429
2430   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs
2431                                      : SpillFuncThreshold;
2432   return Threshold < NumCSI;
2433 }
2434
2435 bool HexagonFrameLowering::useRestoreFunction(const MachineFunction &MF,
2436       const CSIVect &CSI) const {
2437   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2438     return false;
2439   // The restore functions do a bit more than just restoring registers.
2440   // The non-returning versions will go back directly to the caller's
2441   // caller, others will clean up the stack frame in preparation for
2442   // a tail call. Using them can still save code size even if only one
2443   // register is getting restores. Make the decision based on -Oz:
2444   // using -Os will use inline restore for a single register.
2445   if (isMinSize(MF))
2446     return true;
2447   unsigned NumCSI = CSI.size();
2448   if (NumCSI <= 1)
2449     return false;
2450
2451   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs-1
2452                                      : SpillFuncThreshold;
2453   return Threshold < NumCSI;
2454 }
2455
2456 bool HexagonFrameLowering::mayOverflowFrameOffset(MachineFunction &MF) const {
2457   unsigned StackSize = MF.getFrameInfo().estimateStackSize(MF);
2458   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
2459   // A fairly simplistic guess as to whether a potential load/store to a
2460   // stack location could require an extra register.
2461   if (HST.useHVXOps() && StackSize > 256)
2462     return true;
2463
2464   // Check if the function has store-immediate instructions that access
2465   // the stack. Since the offset field is not extendable, if the stack
2466   // size exceeds the offset limit (6 bits, shifted), the stores will
2467   // require a new base register.
2468   bool HasImmStack = false;
2469   unsigned MinLS = ~0u;   // Log_2 of the memory access size.
2470
2471   for (const MachineBasicBlock &B : MF) {
2472     for (const MachineInstr &MI : B) {
2473       unsigned LS = 0;
2474       switch (MI.getOpcode()) {
2475         case Hexagon::S4_storeirit_io:
2476         case Hexagon::S4_storeirif_io:
2477         case Hexagon::S4_storeiri_io:
2478           ++LS;
2479           LLVM_FALLTHROUGH;
2480         case Hexagon::S4_storeirht_io:
2481         case Hexagon::S4_storeirhf_io:
2482         case Hexagon::S4_storeirh_io:
2483           ++LS;
2484           LLVM_FALLTHROUGH;
2485         case Hexagon::S4_storeirbt_io:
2486         case Hexagon::S4_storeirbf_io:
2487         case Hexagon::S4_storeirb_io:
2488           if (MI.getOperand(0).isFI())
2489             HasImmStack = true;
2490           MinLS = std::min(MinLS, LS);
2491           break;
2492       }
2493     }
2494   }
2495
2496   if (HasImmStack)
2497     return !isUInt<6>(StackSize >> MinLS);
2498
2499   return false;
2500 }