]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonFrameLowering.cpp
MFV r323794: 8605 zfs channel programs: zfs.exists undocumented and non-working
[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/IR/DebugLoc.h"
42 #include "llvm/IR/Function.h"
43 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
44 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
45 #include "llvm/Pass.h"
46 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
47 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
48 #include "llvm/Support/Debug.h"
49 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
50 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
51 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
52 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
53 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
54 #include <algorithm>
55 #include <cassert>
56 #include <cstdint>
57 #include <iterator>
58 #include <limits>
59 #include <map>
60 #include <new>
61 #include <utility>
62 #include <vector>
63
64 #define DEBUG_TYPE "hexagon-pei"
65
66 // Hexagon stack frame layout as defined by the ABI:
67 //
68 //                                                       Incoming arguments
69 //                                                       passed via stack
70 //                                                                      |
71 //                                                                      |
72 //        SP during function's                 FP during function's     |
73 //    +-- runtime (top of stack)               runtime (bottom) --+     |
74 //    |                                                           |     |
75 // --++---------------------+------------------+-----------------++-+-------
76 //   |  parameter area for  |  variable-size   |   fixed-size    |LR|  arg
77 //   |   called functions   |  local objects   |  local objects  |FP|
78 // --+----------------------+------------------+-----------------+--+-------
79 //    <-    size known    -> <- size unknown -> <- size known  ->
80 //
81 // Low address                                                 High address
82 //
83 // <--- stack growth
84 //
85 //
86 // - In any circumstances, the outgoing function arguments are always accessi-
87 //   ble using the SP, and the incoming arguments are accessible using the FP.
88 // - If the local objects are not aligned, they can always be accessed using
89 //   the FP.
90 // - If there are no variable-sized objects, the local objects can always be
91 //   accessed using the SP, regardless whether they are aligned or not. (The
92 //   alignment padding will be at the bottom of the stack (highest address),
93 //   and so the offset with respect to the SP will be known at the compile-
94 //   -time.)
95 //
96 // The only complication occurs if there are both, local aligned objects, and
97 // dynamically allocated (variable-sized) objects. The alignment pad will be
98 // placed between the FP and the local objects, thus preventing the use of the
99 // FP to access the local objects. At the same time, the variable-sized objects
100 // will be between the SP and the local objects, thus introducing an unknown
101 // distance from the SP to the locals.
102 //
103 // To avoid this problem, a new register is created that holds the aligned
104 // address of the bottom of the stack, referred in the sources as AP (aligned
105 // pointer). The AP will be equal to "FP-p", where "p" is the smallest pad
106 // that aligns AP to the required boundary (a maximum of the alignments of
107 // all stack objects, fixed- and variable-sized). All local objects[1] will
108 // then use AP as the base pointer.
109 // [1] The exception is with "fixed" stack objects. "Fixed" stack objects get
110 // their name from being allocated at fixed locations on the stack, relative
111 // to the FP. In the presence of dynamic allocation and local alignment, such
112 // objects can only be accessed through the FP.
113 //
114 // Illustration of the AP:
115 //                                                                FP --+
116 //                                                                     |
117 // ---------------+---------------------+-----+-----------------------++-+--
118 //   Rest of the  | Local stack objects | Pad |  Fixed stack objects  |LR|
119 //   stack frame  | (aligned)           |     |  (CSR, spills, etc.)  |FP|
120 // ---------------+---------------------+-----+-----------------+-----+--+--
121 //                                      |<-- Multiple of the -->|
122 //                                           stack alignment    +-- AP
123 //
124 // The AP is set up at the beginning of the function. Since it is not a dedi-
125 // cated (reserved) register, it needs to be kept live throughout the function
126 // to be available as the base register for local object accesses.
127 // Normally, an address of a stack objects is obtained by a pseudo-instruction
128 // PS_fi. To access local objects with the AP register present, a different
129 // pseudo-instruction needs to be used: PS_fia. The PS_fia takes one extra
130 // argument compared to PS_fi: the first input register is the AP register.
131 // This keeps the register live between its definition and its uses.
132
133 // The AP register is originally set up using pseudo-instruction PS_aligna:
134 //   AP = PS_aligna A
135 // where
136 //   A  - required stack alignment
137 // The alignment value must be the maximum of all alignments required by
138 // any stack object.
139
140 // The dynamic allocation uses a pseudo-instruction PS_alloca:
141 //   Rd = PS_alloca Rs, A
142 // where
143 //   Rd - address of the allocated space
144 //   Rs - minimum size (the actual allocated can be larger to accommodate
145 //        alignment)
146 //   A  - required alignment
147
148 using namespace llvm;
149
150 static cl::opt<bool> DisableDeallocRet("disable-hexagon-dealloc-ret",
151     cl::Hidden, cl::desc("Disable Dealloc Return for Hexagon target"));
152
153 static cl::opt<unsigned> NumberScavengerSlots("number-scavenger-slots",
154     cl::Hidden, cl::desc("Set the number of scavenger slots"), cl::init(2),
155     cl::ZeroOrMore);
156
157 static cl::opt<int> SpillFuncThreshold("spill-func-threshold",
158     cl::Hidden, cl::desc("Specify O2(not Os) spill func threshold"),
159     cl::init(6), cl::ZeroOrMore);
160
161 static cl::opt<int> SpillFuncThresholdOs("spill-func-threshold-Os",
162     cl::Hidden, cl::desc("Specify Os spill func threshold"),
163     cl::init(1), cl::ZeroOrMore);
164
165 static cl::opt<bool> EnableStackOVFSanitizer("enable-stackovf-sanitizer",
166     cl::Hidden, cl::desc("Enable runtime checks for stack overflow."),
167     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
168
169 static cl::opt<bool> EnableShrinkWrapping("hexagon-shrink-frame",
170     cl::init(true), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
171     cl::desc("Enable stack frame shrink wrapping"));
172
173 static cl::opt<unsigned> ShrinkLimit("shrink-frame-limit",
174     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
175     cl::desc("Max count of stack frame shrink-wraps"));
176
177 static cl::opt<bool> EnableSaveRestoreLong("enable-save-restore-long",
178     cl::Hidden, cl::desc("Enable long calls for save-restore stubs."),
179     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
180
181 static cl::opt<bool> EliminateFramePointer("hexagon-fp-elim", cl::init(true),
182     cl::Hidden, cl::desc("Refrain from using FP whenever possible"));
183
184 static cl::opt<bool> OptimizeSpillSlots("hexagon-opt-spill", cl::Hidden,
185     cl::init(true), cl::desc("Optimize spill slots"));
186
187 #ifndef NDEBUG
188 static cl::opt<unsigned> SpillOptMax("spill-opt-max", cl::Hidden,
189     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()));
190 static unsigned SpillOptCount = 0;
191 #endif
192
193 namespace llvm {
194
195   void initializeHexagonCallFrameInformationPass(PassRegistry&);
196   FunctionPass *createHexagonCallFrameInformation();
197
198 } // end namespace llvm
199
200 namespace {
201
202   class HexagonCallFrameInformation : public MachineFunctionPass {
203   public:
204     static char ID;
205
206     HexagonCallFrameInformation() : MachineFunctionPass(ID) {
207       PassRegistry &PR = *PassRegistry::getPassRegistry();
208       initializeHexagonCallFrameInformationPass(PR);
209     }
210
211     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
212
213     MachineFunctionProperties getRequiredProperties() const override {
214       return MachineFunctionProperties().set(
215           MachineFunctionProperties::Property::NoVRegs);
216     }
217   };
218
219   char HexagonCallFrameInformation::ID = 0;
220
221 } // end anonymous namespace
222
223 bool HexagonCallFrameInformation::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
224   auto &HFI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getFrameLowering();
225   bool NeedCFI = MF.getMMI().hasDebugInfo() ||
226                  MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
227
228   if (!NeedCFI)
229     return false;
230   HFI.insertCFIInstructions(MF);
231   return true;
232 }
233
234 INITIALIZE_PASS(HexagonCallFrameInformation, "hexagon-cfi",
235                 "Hexagon call frame information", false, false)
236
237 FunctionPass *llvm::createHexagonCallFrameInformation() {
238   return new HexagonCallFrameInformation();
239 }
240
241 /// Map a register pair Reg to the subregister that has the greater "number",
242 /// i.e. D3 (aka R7:6) will be mapped to R7, etc.
243 static unsigned getMax32BitSubRegister(unsigned Reg,
244                                        const TargetRegisterInfo &TRI,
245                                        bool hireg = true) {
246     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15)
247       return Reg;
248
249     unsigned RegNo = 0;
250     for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, &TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
251       if (hireg) {
252         if (*SubRegs > RegNo)
253           RegNo = *SubRegs;
254       } else {
255         if (!RegNo || *SubRegs < RegNo)
256           RegNo = *SubRegs;
257       }
258     }
259     return RegNo;
260 }
261
262 /// Returns the callee saved register with the largest id in the vector.
263 static unsigned getMaxCalleeSavedReg(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
264                                      const TargetRegisterInfo &TRI) {
265     static_assert(Hexagon::R1 > 0,
266                   "Assume physical registers are encoded as positive integers");
267     if (CSI.empty())
268       return 0;
269
270     unsigned Max = getMax32BitSubRegister(CSI[0].getReg(), TRI);
271     for (unsigned I = 1, E = CSI.size(); I < E; ++I) {
272       unsigned Reg = getMax32BitSubRegister(CSI[I].getReg(), TRI);
273       if (Reg > Max)
274         Max = Reg;
275     }
276     return Max;
277 }
278
279 /// Checks if the basic block contains any instruction that needs a stack
280 /// frame to be already in place.
281 static bool needsStackFrame(const MachineBasicBlock &MBB, const BitVector &CSR,
282                             const HexagonRegisterInfo &HRI) {
283     for (auto &I : MBB) {
284       const MachineInstr *MI = &I;
285       if (MI->isCall())
286         return true;
287       unsigned Opc = MI->getOpcode();
288       switch (Opc) {
289         case Hexagon::PS_alloca:
290         case Hexagon::PS_aligna:
291           return true;
292         default:
293           break;
294       }
295       // Check individual operands.
296       for (const MachineOperand &MO : MI->operands()) {
297         // While the presence of a frame index does not prove that a stack
298         // frame will be required, all frame indexes should be within alloc-
299         // frame/deallocframe. Otherwise, the code that translates a frame
300         // index into an offset would have to be aware of the placement of
301         // the frame creation/destruction instructions.
302         if (MO.isFI())
303           return true;
304         if (MO.isReg()) {
305           unsigned R = MO.getReg();
306           // Virtual registers will need scavenging, which then may require
307           // a stack slot.
308           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(R))
309             return true;
310           for (MCSubRegIterator S(R, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
311             if (CSR[*S])
312               return true;
313           continue;
314         }
315         if (MO.isRegMask()) {
316           // A regmask would normally have all callee-saved registers marked
317           // as preserved, so this check would not be needed, but in case of
318           // ever having other regmasks (for other calling conventions),
319           // make sure they would be processed correctly.
320           const uint32_t *BM = MO.getRegMask();
321           for (int x = CSR.find_first(); x >= 0; x = CSR.find_next(x)) {
322             unsigned R = x;
323             // If this regmask does not preserve a CSR, a frame will be needed.
324             if (!(BM[R/32] & (1u << (R%32))))
325               return true;
326           }
327         }
328       }
329     }
330     return false;
331 }
332
333   /// Returns true if MBB has a machine instructions that indicates a tail call
334   /// in the block.
335 static bool hasTailCall(const MachineBasicBlock &MBB) {
336     MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
337     unsigned RetOpc = I->getOpcode();
338     return RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_i || RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_r;
339 }
340
341 /// Returns true if MBB contains an instruction that returns.
342 static bool hasReturn(const MachineBasicBlock &MBB) {
343     for (auto I = MBB.getFirstTerminator(), E = MBB.end(); I != E; ++I)
344       if (I->isReturn())
345         return true;
346     return false;
347 }
348
349 /// Returns the "return" instruction from this block, or nullptr if there
350 /// isn't any.
351 static MachineInstr *getReturn(MachineBasicBlock &MBB) {
352     for (auto &I : MBB)
353       if (I.isReturn())
354         return &I;
355     return nullptr;
356 }
357
358 static bool isRestoreCall(unsigned Opc) {
359     switch (Opc) {
360       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4:
361       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC:
362       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT:
363       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC:
364       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT:
365       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC:
366       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4:
367       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC:
368         return true;
369     }
370     return false;
371 }
372
373 static inline bool isOptNone(const MachineFunction &MF) {
374     return MF.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::OptimizeNone) ||
375            MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
376 }
377
378 static inline bool isOptSize(const MachineFunction &MF) {
379     const Function &F = *MF.getFunction();
380     return F.optForSize() && !F.optForMinSize();
381 }
382
383 static inline bool isMinSize(const MachineFunction &MF) {
384     return MF.getFunction()->optForMinSize();
385 }
386
387 /// Implements shrink-wrapping of the stack frame. By default, stack frame
388 /// is created in the function entry block, and is cleaned up in every block
389 /// that returns. This function finds alternate blocks: one for the frame
390 /// setup (prolog) and one for the cleanup (epilog).
391 void HexagonFrameLowering::findShrunkPrologEpilog(MachineFunction &MF,
392       MachineBasicBlock *&PrologB, MachineBasicBlock *&EpilogB) const {
393   static unsigned ShrinkCounter = 0;
394
395   if (ShrinkLimit.getPosition()) {
396     if (ShrinkCounter >= ShrinkLimit)
397       return;
398     ShrinkCounter++;
399   }
400
401   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
402   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
403
404   MachineDominatorTree MDT;
405   MDT.runOnMachineFunction(MF);
406   MachinePostDominatorTree MPT;
407   MPT.runOnMachineFunction(MF);
408
409   typedef DenseMap<unsigned,unsigned> UnsignedMap;
410   UnsignedMap RPO;
411   typedef ReversePostOrderTraversal<const MachineFunction*> RPOTType;
412   RPOTType RPOT(&MF);
413   unsigned RPON = 0;
414   for (RPOTType::rpo_iterator I = RPOT.begin(), E = RPOT.end(); I != E; ++I)
415     RPO[(*I)->getNumber()] = RPON++;
416
417   // Don't process functions that have loops, at least for now. Placement
418   // of prolog and epilog must take loop structure into account. For simpli-
419   // city don't do it right now.
420   for (auto &I : MF) {
421     unsigned BN = RPO[I.getNumber()];
422     for (auto SI = I.succ_begin(), SE = I.succ_end(); SI != SE; ++SI) {
423       // If found a back-edge, return.
424       if (RPO[(*SI)->getNumber()] <= BN)
425         return;
426     }
427   }
428
429   // Collect the set of blocks that need a stack frame to execute. Scan
430   // each block for uses/defs of callee-saved registers, calls, etc.
431   SmallVector<MachineBasicBlock*,16> SFBlocks;
432   BitVector CSR(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
433   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *P; ++P)
434     for (MCSubRegIterator S(*P, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
435       CSR[*S] = true;
436
437   for (auto &I : MF)
438     if (needsStackFrame(I, CSR, HRI))
439       SFBlocks.push_back(&I);
440
441   DEBUG({
442     dbgs() << "Blocks needing SF: {";
443     for (auto &B : SFBlocks)
444       dbgs() << " BB#" << B->getNumber();
445     dbgs() << " }\n";
446   });
447   // No frame needed?
448   if (SFBlocks.empty())
449     return;
450
451   // Pick a common dominator and a common post-dominator.
452   MachineBasicBlock *DomB = SFBlocks[0];
453   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
454     DomB = MDT.findNearestCommonDominator(DomB, SFBlocks[i]);
455     if (!DomB)
456       break;
457   }
458   MachineBasicBlock *PDomB = SFBlocks[0];
459   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
460     PDomB = MPT.findNearestCommonDominator(PDomB, SFBlocks[i]);
461     if (!PDomB)
462       break;
463   }
464   DEBUG({
465     dbgs() << "Computed dom block: BB#";
466     if (DomB) dbgs() << DomB->getNumber();
467     else      dbgs() << "<null>";
468     dbgs() << ", computed pdom block: BB#";
469     if (PDomB) dbgs() << PDomB->getNumber();
470     else       dbgs() << "<null>";
471     dbgs() << "\n";
472   });
473   if (!DomB || !PDomB)
474     return;
475
476   // Make sure that DomB dominates PDomB and PDomB post-dominates DomB.
477   if (!MDT.dominates(DomB, PDomB)) {
478     DEBUG(dbgs() << "Dom block does not dominate pdom block\n");
479     return;
480   }
481   if (!MPT.dominates(PDomB, DomB)) {
482     DEBUG(dbgs() << "PDom block does not post-dominate dom block\n");
483     return;
484   }
485
486   // Finally, everything seems right.
487   PrologB = DomB;
488   EpilogB = PDomB;
489 }
490
491 /// Perform most of the PEI work here:
492 /// - saving/restoring of the callee-saved registers,
493 /// - stack frame creation and destruction.
494 /// Normally, this work is distributed among various functions, but doing it
495 /// in one place allows shrink-wrapping of the stack frame.
496 void HexagonFrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
497                                         MachineBasicBlock &MBB) const {
498   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
499   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
500
501   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
502   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
503
504   MachineBasicBlock *PrologB = &MF.front(), *EpilogB = nullptr;
505   if (EnableShrinkWrapping)
506     findShrunkPrologEpilog(MF, PrologB, EpilogB);
507
508   bool PrologueStubs = false;
509   insertCSRSpillsInBlock(*PrologB, CSI, HRI, PrologueStubs);
510   insertPrologueInBlock(*PrologB, PrologueStubs);
511   updateEntryPaths(MF, *PrologB);
512
513   if (EpilogB) {
514     insertCSRRestoresInBlock(*EpilogB, CSI, HRI);
515     insertEpilogueInBlock(*EpilogB);
516   } else {
517     for (auto &B : MF)
518       if (B.isReturnBlock())
519         insertCSRRestoresInBlock(B, CSI, HRI);
520
521     for (auto &B : MF)
522       if (B.isReturnBlock())
523         insertEpilogueInBlock(B);
524
525     for (auto &B : MF) {
526       if (B.empty())
527         continue;
528       MachineInstr *RetI = getReturn(B);
529       if (!RetI || isRestoreCall(RetI->getOpcode()))
530         continue;
531       for (auto &R : CSI)
532         RetI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
533     }
534   }
535
536   if (EpilogB) {
537     // If there is an epilog block, it may not have a return instruction.
538     // In such case, we need to add the callee-saved registers as live-ins
539     // in all blocks on all paths from the epilog to any return block.
540     unsigned MaxBN = MF.getNumBlockIDs();
541     BitVector DoneT(MaxBN+1), DoneF(MaxBN+1), Path(MaxBN+1);
542     updateExitPaths(*EpilogB, *EpilogB, DoneT, DoneF, Path);
543   }
544 }
545
546 void HexagonFrameLowering::insertPrologueInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
547       bool PrologueStubs) const {
548   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
549   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
550   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
551   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
552   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
553
554   unsigned MaxAlign = std::max(MFI.getMaxAlignment(), getStackAlignment());
555
556   // Calculate the total stack frame size.
557   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
558   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
559   // Round up the max call frame size to the max alignment on the stack.
560   unsigned MaxCFA = alignTo(MFI.getMaxCallFrameSize(), MaxAlign);
561   MFI.setMaxCallFrameSize(MaxCFA);
562
563   FrameSize = MaxCFA + alignTo(FrameSize, MaxAlign);
564   MFI.setStackSize(FrameSize);
565
566   bool AlignStack = (MaxAlign > getStackAlignment());
567
568   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
569   unsigned NumBytes = MFI.getStackSize();
570   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
571   unsigned MaxCF = MFI.getMaxCallFrameSize();
572   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.begin();
573
574   SmallVector<MachineInstr *, 4> AdjustRegs;
575   for (auto &MBB : MF)
576     for (auto &MI : MBB)
577       if (MI.getOpcode() == Hexagon::PS_alloca)
578         AdjustRegs.push_back(&MI);
579
580   for (auto MI : AdjustRegs) {
581     assert((MI->getOpcode() == Hexagon::PS_alloca) && "Expected alloca");
582     expandAlloca(MI, HII, SP, MaxCF);
583     MI->eraseFromParent();
584   }
585
586   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
587
588   if (hasFP(MF)) {
589     insertAllocframe(MBB, InsertPt, NumBytes);
590     if (AlignStack) {
591       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
592           .addReg(SP)
593           .addImm(-int64_t(MaxAlign));
594     }
595     // If the stack-checking is enabled, and we spilled the callee-saved
596     // registers inline (i.e. did not use a spill function), then call
597     // the stack checker directly.
598     if (EnableStackOVFSanitizer && !PrologueStubs)
599       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::PS_call_stk))
600              .addExternalSymbol("__runtime_stack_check");
601   } else if (NumBytes > 0) {
602     assert(alignTo(NumBytes, 8) == NumBytes);
603     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
604       .addReg(SP)
605       .addImm(-int(NumBytes));
606   }
607 }
608
609 void HexagonFrameLowering::insertEpilogueInBlock(MachineBasicBlock &MBB) const {
610   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
611   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
612   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
613   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
614   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
615
616   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.getFirstTerminator();
617   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
618
619   if (!hasFP(MF)) {
620     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
621     if (unsigned NumBytes = MFI.getStackSize()) {
622       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
623         .addReg(SP)
624         .addImm(NumBytes);
625     }
626     return;
627   }
628
629   MachineInstr *RetI = getReturn(MBB);
630   unsigned RetOpc = RetI ? RetI->getOpcode() : 0;
631
632   // Handle EH_RETURN.
633   if (RetOpc == Hexagon::EH_RETURN_JMPR) {
634     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe));
635     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_add), SP)
636         .addReg(SP)
637         .addReg(Hexagon::R28);
638     return;
639   }
640
641   // Check for RESTORE_DEALLOC_RET* tail call. Don't emit an extra dealloc-
642   // frame instruction if we encounter it.
643   if (RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4 ||
644       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC ||
645       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT ||
646       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC) {
647     MachineBasicBlock::iterator It = RetI;
648     ++It;
649     // Delete all instructions after the RESTORE (except labels).
650     while (It != MBB.end()) {
651       if (!It->isLabel())
652         It = MBB.erase(It);
653       else
654         ++It;
655     }
656     return;
657   }
658
659   // It is possible that the restoring code is a call to a library function.
660   // All of the restore* functions include "deallocframe", so we need to make
661   // sure that we don't add an extra one.
662   bool NeedsDeallocframe = true;
663   if (!MBB.empty() && InsertPt != MBB.begin()) {
664     MachineBasicBlock::iterator PrevIt = std::prev(InsertPt);
665     unsigned COpc = PrevIt->getOpcode();
666     if (COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4 ||
667         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC ||
668         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT ||
669         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC ||
670         COpc == Hexagon::PS_call_nr || COpc == Hexagon::PS_callr_nr)
671       NeedsDeallocframe = false;
672   }
673
674   if (!NeedsDeallocframe)
675     return;
676   // If the returning instruction is PS_jmpret, replace it with dealloc_return,
677   // otherwise just add deallocframe. The function could be returning via a
678   // tail call.
679   if (RetOpc != Hexagon::PS_jmpret || DisableDeallocRet) {
680     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe));
681     return;
682   }
683   unsigned NewOpc = Hexagon::L4_return;
684   MachineInstr *NewI = BuildMI(MBB, RetI, dl, HII.get(NewOpc));
685   // Transfer the function live-out registers.
686   NewI->copyImplicitOps(MF, *RetI);
687   MBB.erase(RetI);
688 }
689
690 void HexagonFrameLowering::insertAllocframe(MachineBasicBlock &MBB,
691       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, unsigned NumBytes) const {
692   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
693   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
694   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
695   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
696
697   // Check for overflow.
698   // Hexagon_TODO: Ugh! hardcoding. Is there an API that can be used?
699   const unsigned int ALLOCFRAME_MAX = 16384;
700
701   // Create a dummy memory operand to avoid allocframe from being treated as
702   // a volatile memory reference.
703   auto *MMO = MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getStack(MF, 0),
704                                       MachineMemOperand::MOStore, 4, 4);
705
706   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
707
708   if (NumBytes >= ALLOCFRAME_MAX) {
709     // Emit allocframe(#0).
710     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
711       .addImm(0)
712       .addMemOperand(MMO);
713
714     // Subtract the size from the stack pointer.
715     unsigned SP = HRI.getStackRegister();
716     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
717       .addReg(SP)
718       .addImm(-int(NumBytes));
719   } else {
720     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
721       .addImm(NumBytes)
722       .addMemOperand(MMO);
723   }
724 }
725
726 void HexagonFrameLowering::updateEntryPaths(MachineFunction &MF,
727       MachineBasicBlock &SaveB) const {
728   SetVector<unsigned> Worklist;
729
730   MachineBasicBlock &EntryB = MF.front();
731   Worklist.insert(EntryB.getNumber());
732
733   unsigned SaveN = SaveB.getNumber();
734   auto &CSI = MF.getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
735
736   for (unsigned i = 0; i < Worklist.size(); ++i) {
737     unsigned BN = Worklist[i];
738     MachineBasicBlock &MBB = *MF.getBlockNumbered(BN);
739     for (auto &R : CSI)
740       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
741         MBB.addLiveIn(R.getReg());
742     if (BN != SaveN)
743       for (auto &SB : MBB.successors())
744         Worklist.insert(SB->getNumber());
745   }
746 }
747
748 bool HexagonFrameLowering::updateExitPaths(MachineBasicBlock &MBB,
749       MachineBasicBlock &RestoreB, BitVector &DoneT, BitVector &DoneF,
750       BitVector &Path) const {
751   assert(MBB.getNumber() >= 0);
752   unsigned BN = MBB.getNumber();
753   if (Path[BN] || DoneF[BN])
754     return false;
755   if (DoneT[BN])
756     return true;
757
758   auto &CSI = MBB.getParent()->getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
759
760   Path[BN] = true;
761   bool ReachedExit = false;
762   for (auto &SB : MBB.successors())
763     ReachedExit |= updateExitPaths(*SB, RestoreB, DoneT, DoneF, Path);
764
765   if (!MBB.empty() && MBB.back().isReturn()) {
766     // Add implicit uses of all callee-saved registers to the reached
767     // return instructions. This is to prevent the anti-dependency breaker
768     // from renaming these registers.
769     MachineInstr &RetI = MBB.back();
770     if (!isRestoreCall(RetI.getOpcode()))
771       for (auto &R : CSI)
772         RetI.addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
773     ReachedExit = true;
774   }
775
776   // We don't want to add unnecessary live-ins to the restore block: since
777   // the callee-saved registers are being defined in it, the entry of the
778   // restore block cannot be on the path from the definitions to any exit.
779   if (ReachedExit && &MBB != &RestoreB) {
780     for (auto &R : CSI)
781       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
782         MBB.addLiveIn(R.getReg());
783     DoneT[BN] = true;
784   }
785   if (!ReachedExit)
786     DoneF[BN] = true;
787
788   Path[BN] = false;
789   return ReachedExit;
790 }
791
792 static Optional<MachineBasicBlock::iterator>
793 findCFILocation(MachineBasicBlock &B) {
794     // The CFI instructions need to be inserted right after allocframe.
795     // An exception to this is a situation where allocframe is bundled
796     // with a call: then the CFI instructions need to be inserted before
797     // the packet with the allocframe+call (in case the call throws an
798     // exception).
799     auto End = B.instr_end();
800
801     for (MachineInstr &I : B) {
802       MachineBasicBlock::iterator It = I.getIterator();
803       if (!I.isBundle()) {
804         if (I.getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
805           return std::next(It);
806         continue;
807       }
808       // I is a bundle.
809       bool HasCall = false, HasAllocFrame = false;
810       auto T = It.getInstrIterator();
811       while (++T != End && T->isBundled()) {
812         if (T->getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
813           HasAllocFrame = true;
814         else if (T->isCall())
815           HasCall = true;
816       }
817       if (HasAllocFrame)
818         return HasCall ? It : std::next(It);
819     }
820     return None;
821 }
822
823 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructions(MachineFunction &MF) const {
824   for (auto &B : MF) {
825     auto At = findCFILocation(B);
826     if (At.hasValue())
827       insertCFIInstructionsAt(B, At.getValue());
828   }
829 }
830
831 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructionsAt(MachineBasicBlock &MBB,
832       MachineBasicBlock::iterator At) const {
833   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
834   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
835   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
836   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
837   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
838   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
839
840   // If CFI instructions have debug information attached, something goes
841   // wrong with the final assembly generation: the prolog_end is placed
842   // in a wrong location.
843   DebugLoc DL;
844   const MCInstrDesc &CFID = HII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION);
845
846   MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().createTempSymbol();
847   bool HasFP = hasFP(MF);
848
849   if (HasFP) {
850     unsigned DwFPReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getFrameRegister(), true);
851     unsigned DwRAReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getRARegister(), true);
852
853     // Define CFA via an offset from the value of FP.
854     //
855     //  -8   -4    0 (SP)
856     // --+----+----+---------------------
857     //   | FP | LR |          increasing addresses -->
858     // --+----+----+---------------------
859     //   |         +-- Old SP (before allocframe)
860     //   +-- New FP (after allocframe)
861     //
862     // MCCFIInstruction::createDefCfa subtracts the offset from the register.
863     // MCCFIInstruction::createOffset takes the offset without sign change.
864     auto DefCfa = MCCFIInstruction::createDefCfa(FrameLabel, DwFPReg, -8);
865     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
866         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(DefCfa));
867     // R31 (return addr) = CFA - 4
868     auto OffR31 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwRAReg, -4);
869     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
870         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR31));
871     // R30 (frame ptr) = CFA - 8
872     auto OffR30 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwFPReg, -8);
873     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
874         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR30));
875   }
876
877   static unsigned int RegsToMove[] = {
878     Hexagon::R1,  Hexagon::R0,  Hexagon::R3,  Hexagon::R2,
879     Hexagon::R17, Hexagon::R16, Hexagon::R19, Hexagon::R18,
880     Hexagon::R21, Hexagon::R20, Hexagon::R23, Hexagon::R22,
881     Hexagon::R25, Hexagon::R24, Hexagon::R27, Hexagon::R26,
882     Hexagon::D0,  Hexagon::D1,  Hexagon::D8,  Hexagon::D9,
883     Hexagon::D10, Hexagon::D11, Hexagon::D12, Hexagon::D13,
884     Hexagon::NoRegister
885   };
886
887   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
888
889   for (unsigned i = 0; RegsToMove[i] != Hexagon::NoRegister; ++i) {
890     unsigned Reg = RegsToMove[i];
891     auto IfR = [Reg] (const CalleeSavedInfo &C) -> bool {
892       return C.getReg() == Reg;
893     };
894     auto F = find_if(CSI, IfR);
895     if (F == CSI.end())
896       continue;
897
898     int64_t Offset;
899     if (HasFP) {
900       // If the function has a frame pointer (i.e. has an allocframe),
901       // then the CFA has been defined in terms of FP. Any offsets in
902       // the following CFI instructions have to be defined relative
903       // to FP, which points to the bottom of the stack frame.
904       // The function getFrameIndexReference can still choose to use SP
905       // for the offset calculation, so we cannot simply call it here.
906       // Instead, get the offset (relative to the FP) directly.
907       Offset = MFI.getObjectOffset(F->getFrameIdx());
908     } else {
909       unsigned FrameReg;
910       Offset = getFrameIndexReference(MF, F->getFrameIdx(), FrameReg);
911     }
912     // Subtract 8 to make room for R30 and R31, which are added above.
913     Offset -= 8;
914
915     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15) {
916       unsigned DwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(Reg, true);
917       auto OffReg = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwarfReg,
918                                                    Offset);
919       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
920           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffReg));
921     } else {
922       // Split the double regs into subregs, and generate appropriate
923       // cfi_offsets.
924       // The only reason, we are split double regs is, llvm-mc does not
925       // understand paired registers for cfi_offset.
926       // Eg .cfi_offset r1:0, -64
927
928       unsigned HiReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_hi);
929       unsigned LoReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_lo);
930       unsigned HiDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(HiReg, true);
931       unsigned LoDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(LoReg, true);
932       auto OffHi = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, HiDwarfReg,
933                                                   Offset+4);
934       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
935           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffHi));
936       auto OffLo = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, LoDwarfReg,
937                                                   Offset);
938       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
939           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffLo));
940     }
941   }
942 }
943
944 bool HexagonFrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
945   if (MF.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::Naked))
946     return false;
947
948   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
949   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
950   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
951   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
952
953   // Insert ALLOCFRAME if we need to or at -O0 for the debugger.  Think
954   // that this shouldn't be required, but doing so now because gcc does and
955   // gdb can't break at the start of the function without it.  Will remove if
956   // this turns out to be a gdb bug.
957   //
958   if (MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None)
959     return true;
960
961   // By default we want to use SP (since it's always there). FP requires
962   // some setup (i.e. ALLOCFRAME).
963   // Both, alloca and stack alignment modify the stack pointer by an
964   // undetermined value, so we need to save it at the entry to the function
965   // (i.e. use allocframe).
966   if (HasAlloca || HasExtraAlign)
967     return true;
968
969   if (MFI.getStackSize() > 0) {
970     // If FP-elimination is disabled, we have to use FP at this point.
971     const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
972     if (TM.Options.DisableFramePointerElim(MF) || !EliminateFramePointer)
973       return true;
974     if (EnableStackOVFSanitizer)
975       return true;
976   }
977
978   const auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
979   if (MFI.hasCalls() || HMFI.hasClobberLR())
980     return true;
981
982   return false;
983 }
984
985 enum SpillKind {
986   SK_ToMem,
987   SK_FromMem,
988   SK_FromMemTailcall
989 };
990
991 static const char *getSpillFunctionFor(unsigned MaxReg, SpillKind SpillType,
992       bool Stkchk = false) {
993   const char * V4SpillToMemoryFunctions[] = {
994     "__save_r16_through_r17",
995     "__save_r16_through_r19",
996     "__save_r16_through_r21",
997     "__save_r16_through_r23",
998     "__save_r16_through_r25",
999     "__save_r16_through_r27" };
1000
1001   const char * V4SpillToMemoryStkchkFunctions[] = {
1002     "__save_r16_through_r17_stkchk",
1003     "__save_r16_through_r19_stkchk",
1004     "__save_r16_through_r21_stkchk",
1005     "__save_r16_through_r23_stkchk",
1006     "__save_r16_through_r25_stkchk",
1007     "__save_r16_through_r27_stkchk" };
1008
1009   const char * V4SpillFromMemoryFunctions[] = {
1010     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe",
1011     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe",
1012     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe",
1013     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe",
1014     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe",
1015     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe" };
1016
1017   const char * V4SpillFromMemoryTailcallFunctions[] = {
1018     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe_before_tailcall",
1019     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe_before_tailcall",
1020     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe_before_tailcall",
1021     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe_before_tailcall",
1022     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe_before_tailcall",
1023     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe_before_tailcall"
1024   };
1025
1026   const char **SpillFunc = nullptr;
1027
1028   switch(SpillType) {
1029   case SK_ToMem:
1030     SpillFunc = Stkchk ? V4SpillToMemoryStkchkFunctions
1031                        : V4SpillToMemoryFunctions;
1032     break;
1033   case SK_FromMem:
1034     SpillFunc = V4SpillFromMemoryFunctions;
1035     break;
1036   case SK_FromMemTailcall:
1037     SpillFunc = V4SpillFromMemoryTailcallFunctions;
1038     break;
1039   }
1040   assert(SpillFunc && "Unknown spill kind");
1041
1042   // Spill all callee-saved registers up to the highest register used.
1043   switch (MaxReg) {
1044   case Hexagon::R17:
1045     return SpillFunc[0];
1046   case Hexagon::R19:
1047     return SpillFunc[1];
1048   case Hexagon::R21:
1049     return SpillFunc[2];
1050   case Hexagon::R23:
1051     return SpillFunc[3];
1052   case Hexagon::R25:
1053     return SpillFunc[4];
1054   case Hexagon::R27:
1055     return SpillFunc[5];
1056   default:
1057     llvm_unreachable("Unhandled maximum callee save register");
1058   }
1059   return nullptr;
1060 }
1061
1062 int HexagonFrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF,
1063       int FI, unsigned &FrameReg) const {
1064   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1065   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1066
1067   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI);
1068   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1069   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
1070   bool NoOpt = MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
1071
1072   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1073   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
1074   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
1075   unsigned FP = HRI.getFrameRegister();
1076   unsigned AP = HMFI.getStackAlignBasePhysReg();
1077   // It may happen that AP will be absent even HasAlloca && HasExtraAlign
1078   // is true. HasExtraAlign may be set because of vector spills, without
1079   // aligned locals or aligned outgoing function arguments. Since vector
1080   // spills will ultimately be "unaligned", it is safe to use FP as the
1081   // base register.
1082   // In fact, in such a scenario the stack is actually not required to be
1083   // aligned, although it may end up being aligned anyway, since this
1084   // particular case is not easily detectable. The alignment will be
1085   // unnecessary, but not incorrect.
1086   // Unfortunately there is no quick way to verify that the above is
1087   // indeed the case (and that it's not a result of an error), so just
1088   // assume that missing AP will be replaced by FP.
1089   // (A better fix would be to rematerialize AP from FP and always align
1090   // vector spills.)
1091   if (AP == 0)
1092     AP = FP;
1093
1094   bool UseFP = false, UseAP = false;  // Default: use SP (except at -O0).
1095   // Use FP at -O0, except when there are objects with extra alignment.
1096   // That additional alignment requirement may cause a pad to be inserted,
1097   // which will make it impossible to use FP to access objects located
1098   // past the pad.
1099   if (NoOpt && !HasExtraAlign)
1100     UseFP = true;
1101   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI) || MFI.isObjectPreAllocated(FI)) {
1102     // Fixed and preallocated objects will be located before any padding
1103     // so FP must be used to access them.
1104     UseFP |= (HasAlloca || HasExtraAlign);
1105   } else {
1106     if (HasAlloca) {
1107       if (HasExtraAlign)
1108         UseAP = true;
1109       else
1110         UseFP = true;
1111     }
1112   }
1113
1114   // If FP was picked, then there had better be FP.
1115   bool HasFP = hasFP(MF);
1116   assert((HasFP || !UseFP) && "This function must have frame pointer");
1117
1118   // Having FP implies allocframe. Allocframe will store extra 8 bytes:
1119   // FP/LR. If the base register is used to access an object across these
1120   // 8 bytes, then the offset will need to be adjusted by 8.
1121   //
1122   // After allocframe:
1123   //                    HexagonISelLowering adds 8 to ---+
1124   //                    the offsets of all stack-based   |
1125   //                    arguments (*)                    |
1126   //                                                     |
1127   //   getObjectOffset < 0   0     8  getObjectOffset >= 8
1128   // ------------------------+-----+------------------------> increasing
1129   //     <local objects>     |FP/LR|    <input arguments>     addresses
1130   // -----------------+------+-----+------------------------>
1131   //                  |      |
1132   //    SP/AP point --+      +-- FP points here (**)
1133   //    somewhere on
1134   //    this side of FP/LR
1135   //
1136   // (*) See LowerFormalArguments. The FP/LR is assumed to be present.
1137   // (**) *FP == old-FP. FP+0..7 are the bytes of FP/LR.
1138
1139   // The lowering assumes that FP/LR is present, and so the offsets of
1140   // the formal arguments start at 8. If FP/LR is not there we need to
1141   // reduce the offset by 8.
1142   if (Offset > 0 && !HasFP)
1143     Offset -= 8;
1144
1145   if (UseFP)
1146     FrameReg = FP;
1147   else if (UseAP)
1148     FrameReg = AP;
1149   else
1150     FrameReg = SP;
1151
1152   // Calculate the actual offset in the instruction. If there is no FP
1153   // (in other words, no allocframe), then SP will not be adjusted (i.e.
1154   // there will be no SP -= FrameSize), so the frame size should not be
1155   // added to the calculated offset.
1156   int RealOffset = Offset;
1157   if (!UseFP && !UseAP)
1158     RealOffset = FrameSize+Offset;
1159   return RealOffset;
1160 }
1161
1162 bool HexagonFrameLowering::insertCSRSpillsInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1163       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI,
1164       bool &PrologueStubs) const {
1165   if (CSI.empty())
1166     return true;
1167
1168   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.begin();
1169   PrologueStubs = false;
1170   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1171   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1172   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1173
1174   if (useSpillFunction(MF, CSI)) {
1175     PrologueStubs = true;
1176     unsigned MaxReg = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1177     bool StkOvrFlowEnabled = EnableStackOVFSanitizer;
1178     const char *SpillFun = getSpillFunctionFor(MaxReg, SK_ToMem,
1179                                                StkOvrFlowEnabled);
1180     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1181     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1182     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1183
1184     // Call spill function.
1185     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc() : DebugLoc();
1186     unsigned SpillOpc;
1187     if (StkOvrFlowEnabled) {
1188       if (LongCalls)
1189         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT_PIC
1190                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT;
1191       else
1192         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_PIC
1193                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK;
1194     } else {
1195       if (LongCalls)
1196         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT_PIC
1197                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT;
1198       else
1199         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_PIC
1200                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4;
1201     }
1202
1203     MachineInstr *SaveRegsCall =
1204         BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(SpillOpc))
1205           .addExternalSymbol(SpillFun);
1206
1207     // Add callee-saved registers as use.
1208     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(SaveRegsCall, CSI, false, true);
1209     // Add live in registers.
1210     for (unsigned I = 0; I < CSI.size(); ++I)
1211       MBB.addLiveIn(CSI[I].getReg());
1212     return true;
1213   }
1214
1215   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1216     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1217     // Add live in registers. We treat eh_return callee saved register r0 - r3
1218     // specially. They are not really callee saved registers as they are not
1219     // supposed to be killed.
1220     bool IsKill = !HRI.isEHReturnCalleeSaveReg(Reg);
1221     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1222     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1223     HII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, IsKill, FI, RC, &HRI);
1224     if (IsKill)
1225       MBB.addLiveIn(Reg);
1226   }
1227   return true;
1228 }
1229
1230 bool HexagonFrameLowering::insertCSRRestoresInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1231       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI) const {
1232   if (CSI.empty())
1233     return false;
1234
1235   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
1236   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1237   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1238   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1239
1240   if (useRestoreFunction(MF, CSI)) {
1241     bool HasTC = hasTailCall(MBB) || !hasReturn(MBB);
1242     unsigned MaxR = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1243     SpillKind Kind = HasTC ? SK_FromMemTailcall : SK_FromMem;
1244     const char *RestoreFn = getSpillFunctionFor(MaxR, Kind);
1245     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1246     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1247     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1248
1249     // Call spill function.
1250     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc()
1251                                   : MBB.getLastNonDebugInstr()->getDebugLoc();
1252     MachineInstr *DeallocCall = nullptr;
1253
1254     if (HasTC) {
1255       unsigned RetOpc;
1256       if (LongCalls)
1257         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC
1258                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT;
1259       else
1260         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC
1261                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4;
1262       DeallocCall = BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(RetOpc))
1263           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1264     } else {
1265       // The block has a return.
1266       MachineBasicBlock::iterator It = MBB.getFirstTerminator();
1267       assert(It->isReturn() && std::next(It) == MBB.end());
1268       unsigned RetOpc;
1269       if (LongCalls)
1270         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC
1271                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT;
1272       else
1273         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC
1274                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4;
1275       DeallocCall = BuildMI(MBB, It, DL, HII.get(RetOpc))
1276           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1277       // Transfer the function live-out registers.
1278       DeallocCall->copyImplicitOps(MF, *It);
1279     }
1280     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(DeallocCall, CSI, true, false);
1281     return true;
1282   }
1283
1284   for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1285     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1286     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1287     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1288     HII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, FI, RC, &HRI);
1289   }
1290
1291   return true;
1292 }
1293
1294 MachineBasicBlock::iterator HexagonFrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr(
1295     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1296     MachineBasicBlock::iterator I) const {
1297   MachineInstr &MI = *I;
1298   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1299   (void)Opc; // Silence compiler warning.
1300   assert((Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKUP) &&
1301          "Cannot handle this call frame pseudo instruction");
1302   return MBB.erase(I);
1303 }
1304
1305 void HexagonFrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(
1306     MachineFunction &MF, RegScavenger *RS) const {
1307   // If this function has uses aligned stack and also has variable sized stack
1308   // objects, then we need to map all spill slots to fixed positions, so that
1309   // they can be accessed through FP. Otherwise they would have to be accessed
1310   // via AP, which may not be available at the particular place in the program.
1311   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1312   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1313   bool NeedsAlign = (MFI.getMaxAlignment() > getStackAlignment());
1314
1315   if (!HasAlloca || !NeedsAlign)
1316     return;
1317
1318   unsigned LFS = MFI.getLocalFrameSize();
1319   for (int i = 0, e = MFI.getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
1320     if (!MFI.isSpillSlotObjectIndex(i) || MFI.isDeadObjectIndex(i))
1321       continue;
1322     unsigned S = MFI.getObjectSize(i);
1323     // Reduce the alignment to at most 8. This will require unaligned vector
1324     // stores if they happen here.
1325     unsigned A = std::max(MFI.getObjectAlignment(i), 8U);
1326     MFI.setObjectAlignment(i, 8);
1327     LFS = alignTo(LFS+S, A);
1328     MFI.mapLocalFrameObject(i, -LFS);
1329   }
1330
1331   MFI.setLocalFrameSize(LFS);
1332   unsigned A = MFI.getLocalFrameMaxAlign();
1333   assert(A <= 8 && "Unexpected local frame alignment");
1334   if (A == 0)
1335     MFI.setLocalFrameMaxAlign(8);
1336   MFI.setUseLocalStackAllocationBlock(true);
1337
1338   // Set the physical aligned-stack base address register.
1339   unsigned AP = 0;
1340   if (const MachineInstr *AI = getAlignaInstr(MF))
1341     AP = AI->getOperand(0).getReg();
1342   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1343   HMFI.setStackAlignBasePhysReg(AP);
1344 }
1345
1346 /// Returns true if there are no caller-saved registers available in class RC.
1347 static bool needToReserveScavengingSpillSlots(MachineFunction &MF,
1348       const HexagonRegisterInfo &HRI, const TargetRegisterClass *RC) {
1349   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1350
1351   auto IsUsed = [&HRI,&MRI] (unsigned Reg) -> bool {
1352     for (MCRegAliasIterator AI(Reg, &HRI, true); AI.isValid(); ++AI)
1353       if (MRI.isPhysRegUsed(*AI))
1354         return true;
1355     return false;
1356   };
1357
1358   // Check for an unused caller-saved register. Callee-saved registers
1359   // have become pristine by now.
1360   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCallerSavedRegs(&MF, RC); *P; ++P)
1361     if (!IsUsed(*P))
1362       return false;
1363
1364   // All caller-saved registers are used.
1365   return true;
1366 }
1367
1368 #ifndef NDEBUG
1369 static void dump_registers(BitVector &Regs, const TargetRegisterInfo &TRI) {
1370   dbgs() << '{';
1371   for (int x = Regs.find_first(); x >= 0; x = Regs.find_next(x)) {
1372     unsigned R = x;
1373     dbgs() << ' ' << PrintReg(R, &TRI);
1374   }
1375   dbgs() << " }";
1376 }
1377 #endif
1378
1379 bool HexagonFrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(MachineFunction &MF,
1380       const TargetRegisterInfo *TRI, std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1381   DEBUG(dbgs() << __func__ << " on "
1382                << MF.getFunction()->getName() << '\n');
1383   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1384   BitVector SRegs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1385
1386   // Generate a set of unique, callee-saved registers (SRegs), where each
1387   // register in the set is maximal in terms of sub-/super-register relation,
1388   // i.e. for each R in SRegs, no proper super-register of R is also in SRegs.
1389
1390   // (1) For each callee-saved register, add that register and all of its
1391   // sub-registers to SRegs.
1392   DEBUG(dbgs() << "Initial CS registers: {");
1393   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1394     unsigned R = CSI[i].getReg();
1395     DEBUG(dbgs() << ' ' << PrintReg(R, TRI));
1396     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1397       SRegs[*SR] = true;
1398   }
1399   DEBUG(dbgs() << " }\n");
1400   DEBUG(dbgs() << "SRegs.1: "; dump_registers(SRegs, *TRI); dbgs() << "\n");
1401
1402   // (2) For each reserved register, remove that register and all of its
1403   // sub- and super-registers from SRegs.
1404   BitVector Reserved = TRI->getReservedRegs(MF);
1405   for (int x = Reserved.find_first(); x >= 0; x = Reserved.find_next(x)) {
1406     unsigned R = x;
1407     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1408       SRegs[*SR] = false;
1409   }
1410   DEBUG(dbgs() << "Res:     "; dump_registers(Reserved, *TRI); dbgs() << "\n");
1411   DEBUG(dbgs() << "SRegs.2: "; dump_registers(SRegs, *TRI); dbgs() << "\n");
1412
1413   // (3) Collect all registers that have at least one sub-register in SRegs,
1414   // and also have no sub-registers that are reserved. These will be the can-
1415   // didates for saving as a whole instead of their individual sub-registers.
1416   // (Saving R17:16 instead of R16 is fine, but only if R17 was not reserved.)
1417   BitVector TmpSup(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1418   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1419     unsigned R = x;
1420     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR)
1421       TmpSup[*SR] = true;
1422   }
1423   for (int x = TmpSup.find_first(); x >= 0; x = TmpSup.find_next(x)) {
1424     unsigned R = x;
1425     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR) {
1426       if (!Reserved[*SR])
1427         continue;
1428       TmpSup[R] = false;
1429       break;
1430     }
1431   }
1432   DEBUG(dbgs() << "TmpSup:  "; dump_registers(TmpSup, *TRI); dbgs() << "\n");
1433
1434   // (4) Include all super-registers found in (3) into SRegs.
1435   SRegs |= TmpSup;
1436   DEBUG(dbgs() << "SRegs.4: "; dump_registers(SRegs, *TRI); dbgs() << "\n");
1437
1438   // (5) For each register R in SRegs, if any super-register of R is in SRegs,
1439   // remove R from SRegs.
1440   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1441     unsigned R = x;
1442     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR) {
1443       if (!SRegs[*SR])
1444         continue;
1445       SRegs[R] = false;
1446       break;
1447     }
1448   }
1449   DEBUG(dbgs() << "SRegs.5: "; dump_registers(SRegs, *TRI); dbgs() << "\n");
1450
1451   // Now, for each register that has a fixed stack slot, create the stack
1452   // object for it.
1453   CSI.clear();
1454
1455   typedef TargetFrameLowering::SpillSlot SpillSlot;
1456   unsigned NumFixed;
1457   int MinOffset = 0;  // CS offsets are negative.
1458   const SpillSlot *FixedSlots = getCalleeSavedSpillSlots(NumFixed);
1459   for (const SpillSlot *S = FixedSlots; S != FixedSlots+NumFixed; ++S) {
1460     if (!SRegs[S->Reg])
1461       continue;
1462     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(S->Reg);
1463     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(TRI->getSpillSize(*RC), S->Offset);
1464     MinOffset = std::min(MinOffset, S->Offset);
1465     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(S->Reg, FI));
1466     SRegs[S->Reg] = false;
1467   }
1468
1469   // There can be some registers that don't have fixed slots. For example,
1470   // we need to store R0-R3 in functions with exception handling. For each
1471   // such register, create a non-fixed stack object.
1472   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1473     unsigned R = x;
1474     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(R);
1475     unsigned Size = TRI->getSpillSize(*RC);
1476     int Off = MinOffset - Size;
1477     unsigned Align = std::min(TRI->getSpillAlignment(*RC), getStackAlignment());
1478     assert(isPowerOf2_32(Align));
1479     Off &= -Align;
1480     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(Size, Off);
1481     MinOffset = std::min(MinOffset, Off);
1482     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(R, FI));
1483     SRegs[R] = false;
1484   }
1485
1486   DEBUG({
1487     dbgs() << "CS information: {";
1488     for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1489       int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1490       int Off = MFI.getObjectOffset(FI);
1491       dbgs() << ' ' << PrintReg(CSI[i].getReg(), TRI) << ":fi#" << FI << ":sp";
1492       if (Off >= 0)
1493         dbgs() << '+';
1494       dbgs() << Off;
1495     }
1496     dbgs() << " }\n";
1497   });
1498
1499 #ifndef NDEBUG
1500   // Verify that all registers were handled.
1501   bool MissedReg = false;
1502   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1503     unsigned R = x;
1504     dbgs() << PrintReg(R, TRI) << ' ';
1505     MissedReg = true;
1506   }
1507   if (MissedReg)
1508     llvm_unreachable("...there are unhandled callee-saved registers!");
1509 #endif
1510
1511   return true;
1512 }
1513
1514 bool HexagonFrameLowering::expandCopy(MachineBasicBlock &B,
1515       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1516       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1517   MachineInstr *MI = &*It;
1518   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1519   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1520   unsigned SrcR = MI->getOperand(1).getReg();
1521   if (!Hexagon::ModRegsRegClass.contains(DstR) ||
1522       !Hexagon::ModRegsRegClass.contains(SrcR))
1523     return false;
1524
1525   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1526   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), TmpR).add(MI->getOperand(1));
1527   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), DstR)
1528     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1529
1530   NewRegs.push_back(TmpR);
1531   B.erase(It);
1532   return true;
1533 }
1534
1535 bool HexagonFrameLowering::expandStoreInt(MachineBasicBlock &B,
1536       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1537       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1538   MachineInstr *MI = &*It;
1539   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1540     return false;
1541
1542   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1543   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1544   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1545   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1546   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1547
1548   // TmpR = C2_tfrpr SrcR   if SrcR is a predicate register
1549   // TmpR = A2_tfrcrr SrcR  if SrcR is a modifier register
1550   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1551   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::STriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrpr
1552                                                  : Hexagon::A2_tfrcrr;
1553   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), TmpR)
1554     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill));
1555
1556   // S2_storeri_io FI, 0, TmpR
1557   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::S2_storeri_io))
1558     .addFrameIndex(FI)
1559     .addImm(0)
1560     .addReg(TmpR, RegState::Kill)
1561     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1562
1563   NewRegs.push_back(TmpR);
1564   B.erase(It);
1565   return true;
1566 }
1567
1568 bool HexagonFrameLowering::expandLoadInt(MachineBasicBlock &B,
1569       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1570       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1571   MachineInstr *MI = &*It;
1572   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1573     return false;
1574
1575   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1576   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1577   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1578   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1579
1580   // TmpR = L2_loadri_io FI, 0
1581   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1582   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::L2_loadri_io), TmpR)
1583     .addFrameIndex(FI)
1584     .addImm(0)
1585     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1586
1587   // DstR = C2_tfrrp TmpR   if DstR is a predicate register
1588   // DstR = A2_tfrrcr TmpR  if DstR is a modifier register
1589   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::LDriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrrp
1590                                                  : Hexagon::A2_tfrrcr;
1591   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), DstR)
1592     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1593
1594   NewRegs.push_back(TmpR);
1595   B.erase(It);
1596   return true;
1597 }
1598
1599 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVecPred(MachineBasicBlock &B,
1600       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1601       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1602   auto &HST = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1603   MachineInstr *MI = &*It;
1604   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1605     return false;
1606
1607   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1608   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1609   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1610   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1611
1612   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1613   auto *RC = !Is128B ? &Hexagon::VectorRegsRegClass
1614                      : &Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1615
1616   // Insert transfer to general vector register.
1617   //   TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1618   //   TmpR1 = V6_vandqrt Qx, TmpR0
1619   //   store FI, 0, TmpR1
1620   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1621   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1622
1623   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1624     .addImm(0x01010101);
1625
1626   unsigned VandOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vandqrt : Hexagon::V6_vandqrt_128B;
1627   BuildMI(B, It, DL, HII.get(VandOpc), TmpR1)
1628     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1629     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1630
1631   auto *HRI = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1632   HII.storeRegToStackSlot(B, It, TmpR1, true, FI, RC, HRI);
1633   expandStoreVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1634
1635   NewRegs.push_back(TmpR0);
1636   NewRegs.push_back(TmpR1);
1637   B.erase(It);
1638   return true;
1639 }
1640
1641 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVecPred(MachineBasicBlock &B,
1642       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1643       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1644   auto &HST = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1645   MachineInstr *MI = &*It;
1646   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1647     return false;
1648
1649   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1650   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1651   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1652
1653   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1654   auto *RC = !Is128B ? &Hexagon::VectorRegsRegClass
1655                      : &Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1656
1657   // TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1658   // TmpR1 = load FI, 0
1659   // DstR = V6_vandvrt TmpR1, TmpR0
1660   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1661   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1662
1663   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1664     .addImm(0x01010101);
1665   auto *HRI = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1666   HII.loadRegFromStackSlot(B, It, TmpR1, FI, RC, HRI);
1667   expandLoadVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1668
1669   unsigned VandOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vandvrt : Hexagon::V6_vandvrt_128B;
1670   BuildMI(B, It, DL, HII.get(VandOpc), DstR)
1671     .addReg(TmpR1, RegState::Kill)
1672     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1673
1674   NewRegs.push_back(TmpR0);
1675   NewRegs.push_back(TmpR1);
1676   B.erase(It);
1677   return true;
1678 }
1679
1680 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec2(MachineBasicBlock &B,
1681       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1682       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1683   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1684   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1685   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1686   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1687   MachineInstr *MI = &*It;
1688   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1689     return false;
1690
1691   // It is possible that the double vector being stored is only partially
1692   // defined. From the point of view of the liveness tracking, it is ok to
1693   // store it as a whole, but if we break it up we may end up storing a
1694   // register that is entirely undefined.
1695   LivePhysRegs LPR(HRI);
1696   LPR.addLiveIns(B);
1697   SmallVector<std::pair<unsigned, const MachineOperand*>,2> Clobbers;
1698   for (auto R = B.begin(); R != It; ++R) {
1699     Clobbers.clear();
1700     LPR.stepForward(*R, Clobbers);
1701     // Dead defs are recorded in Clobbers, but are not automatically removed
1702     // from the live set.
1703     for (auto &C : Clobbers)
1704       if (C.second->isReg() && C.second->isDead())
1705         LPR.removeReg(C.first);
1706   }
1707
1708   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1709   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1710   unsigned SrcLo = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_lo);
1711   unsigned SrcHi = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_hi);
1712   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1713   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1714
1715   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1716   const auto &RC = !Is128B ? Hexagon::VectorRegsRegClass
1717                            : Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1718   unsigned Size = HRI.getSpillSize(RC);
1719   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(RC);
1720   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1721   unsigned StoreOpc;
1722
1723   // Store low part.
1724   if (LPR.contains(SrcLo)) {
1725     if (NeedAlign <= HasAlign)
1726       StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32b_ai  : Hexagon::V6_vS32b_ai_128B;
1727     else
1728       StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32Ub_ai : Hexagon::V6_vS32Ub_ai_128B;
1729
1730     BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1731       .addFrameIndex(FI)
1732       .addImm(0)
1733       .addReg(SrcLo, getKillRegState(IsKill))
1734       .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1735   }
1736
1737   // Store high part.
1738   if (LPR.contains(SrcHi)) {
1739     if (NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size))
1740       StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32b_ai  : Hexagon::V6_vS32b_ai_128B;
1741     else
1742       StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32Ub_ai : Hexagon::V6_vS32Ub_ai_128B;
1743
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 &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1760   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1761   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1762   MachineInstr *MI = &*It;
1763   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1764     return false;
1765
1766   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1767   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1768   unsigned DstHi = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_hi);
1769   unsigned DstLo = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_lo);
1770   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1771
1772   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1773   const auto &RC = !Is128B ? Hexagon::VectorRegsRegClass
1774                            : Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1775   unsigned Size = HRI.getSpillSize(RC);
1776   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(RC);
1777   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1778   unsigned LoadOpc;
1779
1780   // Load low part.
1781   if (NeedAlign <= HasAlign)
1782     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32b_ai  : Hexagon::V6_vL32b_ai_128B;
1783   else
1784     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32Ub_ai : Hexagon::V6_vL32Ub_ai_128B;
1785
1786   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstLo)
1787     .addFrameIndex(FI)
1788     .addImm(0)
1789     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1790
1791   // Load high part.
1792   if (NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size))
1793     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32b_ai  : Hexagon::V6_vL32b_ai_128B;
1794   else
1795     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32Ub_ai : Hexagon::V6_vL32Ub_ai_128B;
1796
1797   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstHi)
1798     .addFrameIndex(FI)
1799     .addImm(Size)
1800     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1801
1802   B.erase(It);
1803   return true;
1804 }
1805
1806 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec(MachineBasicBlock &B,
1807       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1808       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1809   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1810   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1811   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1812   MachineInstr *MI = &*It;
1813   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1814     return false;
1815
1816   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
1817   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1818   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1819   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1820   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1821
1822   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1823   const auto &RC = !Is128B ? Hexagon::VectorRegsRegClass
1824                            : Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1825   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(RC);
1826   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1827   unsigned StoreOpc;
1828
1829   if (NeedAlign <= HasAlign)
1830     StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32b_ai : Hexagon::V6_vS32b_ai_128B;
1831   else
1832     StoreOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vS32Ub_ai : Hexagon::V6_vS32Ub_ai_128B;
1833
1834   BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1835     .addFrameIndex(FI)
1836     .addImm(0)
1837     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1838     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1839
1840   B.erase(It);
1841   return true;
1842 }
1843
1844 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVec(MachineBasicBlock &B,
1845       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1846       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1847   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1848   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1849   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1850   MachineInstr *MI = &*It;
1851   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1852     return false;
1853
1854   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
1855   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1856   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1857   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1858
1859   bool Is128B = HST.useHVXDblOps();
1860   const auto &RC = !Is128B ? Hexagon::VectorRegsRegClass
1861                            : Hexagon::VectorRegs128BRegClass;
1862   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(RC);
1863   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1864   unsigned LoadOpc;
1865
1866   if (NeedAlign <= HasAlign)
1867     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32b_ai : Hexagon::V6_vL32b_ai_128B;
1868   else
1869     LoadOpc = !Is128B ? Hexagon::V6_vL32Ub_ai : Hexagon::V6_vL32Ub_ai_128B;
1870
1871   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstR)
1872     .addFrameIndex(FI)
1873     .addImm(0)
1874     .setMemRefs(MI->memoperands_begin(), MI->memoperands_end());
1875
1876   B.erase(It);
1877   return true;
1878 }
1879
1880 bool HexagonFrameLowering::expandSpillMacros(MachineFunction &MF,
1881       SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1882   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1883   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1884   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1885   bool Changed = false;
1886
1887   for (auto &B : MF) {
1888     // Traverse the basic block.
1889     MachineBasicBlock::iterator NextI;
1890     for (auto I = B.begin(), E = B.end(); I != E; I = NextI) {
1891       MachineInstr *MI = &*I;
1892       NextI = std::next(I);
1893       unsigned Opc = MI->getOpcode();
1894
1895       switch (Opc) {
1896         case TargetOpcode::COPY:
1897           Changed |= expandCopy(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1898           break;
1899         case Hexagon::STriw_pred:
1900         case Hexagon::STriw_mod:
1901           Changed |= expandStoreInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1902           break;
1903         case Hexagon::LDriw_pred:
1904         case Hexagon::LDriw_mod:
1905           Changed |= expandLoadInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1906           break;
1907         case Hexagon::PS_vstorerq_ai:
1908         case Hexagon::PS_vstorerq_ai_128B:
1909           Changed |= expandStoreVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1910           break;
1911         case Hexagon::PS_vloadrq_ai:
1912         case Hexagon::PS_vloadrq_ai_128B:
1913           Changed |= expandLoadVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1914           break;
1915         case Hexagon::PS_vloadrw_ai:
1916         case Hexagon::PS_vloadrwu_ai:
1917         case Hexagon::PS_vloadrw_ai_128B:
1918         case Hexagon::PS_vloadrwu_ai_128B:
1919           Changed |= expandLoadVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1920           break;
1921         case Hexagon::PS_vstorerw_ai:
1922         case Hexagon::PS_vstorerwu_ai:
1923         case Hexagon::PS_vstorerw_ai_128B:
1924         case Hexagon::PS_vstorerwu_ai_128B:
1925           Changed |= expandStoreVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1926           break;
1927       }
1928     }
1929   }
1930
1931   return Changed;
1932 }
1933
1934 void HexagonFrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1935                                                 BitVector &SavedRegs,
1936                                                 RegScavenger *RS) const {
1937   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1938   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
1939
1940   SavedRegs.resize(HRI.getNumRegs());
1941
1942   // If we have a function containing __builtin_eh_return we want to spill and
1943   // restore all callee saved registers. Pretend that they are used.
1944   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
1945     for (const MCPhysReg *R = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *R; ++R)
1946       SavedRegs.set(*R);
1947
1948   // Replace predicate register pseudo spill code.
1949   SmallVector<unsigned,8> NewRegs;
1950   expandSpillMacros(MF, NewRegs);
1951   if (OptimizeSpillSlots && !isOptNone(MF))
1952     optimizeSpillSlots(MF, NewRegs);
1953
1954   // We need to reserve a a spill slot if scavenging could potentially require
1955   // spilling a scavenged register.
1956   if (!NewRegs.empty() || mayOverflowFrameOffset(MF)) {
1957     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1958     MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1959     SetVector<const TargetRegisterClass*> SpillRCs;
1960     // Reserve an int register in any case, because it could be used to hold
1961     // the stack offset in case it does not fit into a spill instruction.
1962     SpillRCs.insert(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1963
1964     for (unsigned VR : NewRegs)
1965       SpillRCs.insert(MRI.getRegClass(VR));
1966
1967     for (auto *RC : SpillRCs) {
1968       if (!needToReserveScavengingSpillSlots(MF, HRI, RC))
1969         continue;
1970       unsigned Num = RC == &Hexagon::IntRegsRegClass ? NumberScavengerSlots : 1;
1971       unsigned S = HRI.getSpillSize(*RC), A = HRI.getSpillAlignment(*RC);
1972       for (unsigned i = 0; i < Num; i++) {
1973         int NewFI = MFI.CreateSpillStackObject(S, A);
1974         RS->addScavengingFrameIndex(NewFI);
1975       }
1976     }
1977   }
1978
1979   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1980 }
1981
1982 unsigned HexagonFrameLowering::findPhysReg(MachineFunction &MF,
1983       HexagonBlockRanges::IndexRange &FIR,
1984       HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IndexMap,
1985       HexagonBlockRanges::RegToRangeMap &DeadMap,
1986       const TargetRegisterClass *RC) const {
1987   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1988   auto &MRI = MF.getRegInfo();
1989
1990   auto isDead = [&FIR,&DeadMap] (unsigned Reg) -> bool {
1991     auto F = DeadMap.find({Reg,0});
1992     if (F == DeadMap.end())
1993       return false;
1994     for (auto &DR : F->second)
1995       if (DR.contains(FIR))
1996         return true;
1997     return false;
1998   };
1999
2000   for (unsigned Reg : RC->getRawAllocationOrder(MF)) {
2001     bool Dead = true;
2002     for (auto R : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs({Reg,0}, MRI, HRI)) {
2003       if (isDead(R.Reg))
2004         continue;
2005       Dead = false;
2006       break;
2007     }
2008     if (Dead)
2009       return Reg;
2010   }
2011   return 0;
2012 }
2013
2014 void HexagonFrameLowering::optimizeSpillSlots(MachineFunction &MF,
2015       SmallVectorImpl<unsigned> &VRegs) const {
2016   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
2017   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
2018   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
2019   auto &MRI = MF.getRegInfo();
2020   HexagonBlockRanges HBR(MF);
2021
2022   typedef std::map<MachineBasicBlock*,HexagonBlockRanges::InstrIndexMap>
2023       BlockIndexMap;
2024   typedef std::map<MachineBasicBlock*,HexagonBlockRanges::RangeList>
2025       BlockRangeMap;
2026   typedef HexagonBlockRanges::IndexType IndexType;
2027
2028   struct SlotInfo {
2029     BlockRangeMap Map;
2030     unsigned Size = 0;
2031     const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
2032
2033     SlotInfo() = default;
2034   };
2035
2036   BlockIndexMap BlockIndexes;
2037   SmallSet<int,4> BadFIs;
2038   std::map<int,SlotInfo> FIRangeMap;
2039
2040   // Accumulate register classes: get a common class for a pre-existing
2041   // class HaveRC and a new class NewRC. Return nullptr if a common class
2042   // cannot be found, otherwise return the resulting class. If HaveRC is
2043   // nullptr, assume that it is still unset.
2044   auto getCommonRC =
2045       [](const TargetRegisterClass *HaveRC,
2046          const TargetRegisterClass *NewRC) -> const TargetRegisterClass * {
2047     if (HaveRC == nullptr || HaveRC == NewRC)
2048       return NewRC;
2049     // Different classes, both non-null. Pick the more general one.
2050     if (HaveRC->hasSubClassEq(NewRC))
2051       return HaveRC;
2052     if (NewRC->hasSubClassEq(HaveRC))
2053       return NewRC;
2054     return nullptr;
2055   };
2056
2057   // Scan all blocks in the function. Check all occurrences of frame indexes,
2058   // and collect relevant information.
2059   for (auto &B : MF) {
2060     std::map<int,IndexType> LastStore, LastLoad;
2061     // Emplace appears not to be supported in gcc 4.7.2-4.
2062     //auto P = BlockIndexes.emplace(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B));
2063     auto P = BlockIndexes.insert(
2064                 std::make_pair(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B)));
2065     auto &IndexMap = P.first->second;
2066     DEBUG(dbgs() << "Index map for BB#" << B.getNumber() << "\n"
2067                  << IndexMap << '\n');
2068
2069     for (auto &In : B) {
2070       int LFI, SFI;
2071       bool Load = HII.isLoadFromStackSlot(In, LFI) && !HII.isPredicated(In);
2072       bool Store = HII.isStoreToStackSlot(In, SFI) && !HII.isPredicated(In);
2073       if (Load && Store) {
2074         // If it's both a load and a store, then we won't handle it.
2075         BadFIs.insert(LFI);
2076         BadFIs.insert(SFI);
2077         continue;
2078       }
2079       // Check for register classes of the register used as the source for
2080       // the store, and the register used as the destination for the load.
2081       // Also, only accept base+imm_offset addressing modes. Other addressing
2082       // modes can have side-effects (post-increments, etc.). For stack
2083       // slots they are very unlikely, so there is not much loss due to
2084       // this restriction.
2085       if (Load || Store) {
2086         int TFI = Load ? LFI : SFI;
2087         unsigned AM = HII.getAddrMode(In);
2088         SlotInfo &SI = FIRangeMap[TFI];
2089         bool Bad = (AM != HexagonII::BaseImmOffset);
2090         if (!Bad) {
2091           // If the addressing mode is ok, check the register class.
2092           unsigned OpNum = Load ? 0 : 2;
2093           auto *RC = HII.getRegClass(In.getDesc(), OpNum, &HRI, MF);
2094           RC = getCommonRC(SI.RC, RC);
2095           if (RC == nullptr)
2096             Bad = true;
2097           else
2098             SI.RC = RC;
2099         }
2100         if (!Bad) {
2101           // Check sizes.
2102           unsigned S = (1U << (HII.getMemAccessSize(In) - 1));
2103           if (SI.Size != 0 && SI.Size != S)
2104             Bad = true;
2105           else
2106             SI.Size = S;
2107         }
2108         if (!Bad) {
2109           for (auto *Mo : In.memoperands()) {
2110             if (!Mo->isVolatile())
2111               continue;
2112             Bad = true;
2113             break;
2114           }
2115         }
2116         if (Bad)
2117           BadFIs.insert(TFI);
2118       }
2119
2120       // Locate uses of frame indices.
2121       for (unsigned i = 0, n = In.getNumOperands(); i < n; ++i) {
2122         const MachineOperand &Op = In.getOperand(i);
2123         if (!Op.isFI())
2124           continue;
2125         int FI = Op.getIndex();
2126         // Make sure that the following operand is an immediate and that
2127         // it is 0. This is the offset in the stack object.
2128         if (i+1 >= n || !In.getOperand(i+1).isImm() ||
2129             In.getOperand(i+1).getImm() != 0)
2130           BadFIs.insert(FI);
2131         if (BadFIs.count(FI))
2132           continue;
2133
2134         IndexType Index = IndexMap.getIndex(&In);
2135         if (Load) {
2136           if (LastStore[FI] == IndexType::None)
2137             LastStore[FI] = IndexType::Entry;
2138           LastLoad[FI] = Index;
2139         } else if (Store) {
2140           HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2141           if (LastStore[FI] != IndexType::None)
2142             RL.add(LastStore[FI], LastLoad[FI], false, false);
2143           else if (LastLoad[FI] != IndexType::None)
2144             RL.add(IndexType::Entry, LastLoad[FI], false, false);
2145           LastLoad[FI] = IndexType::None;
2146           LastStore[FI] = Index;
2147         } else {
2148           BadFIs.insert(FI);
2149         }
2150       }
2151     }
2152
2153     for (auto &I : LastLoad) {
2154       IndexType LL = I.second;
2155       if (LL == IndexType::None)
2156         continue;
2157       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2158       IndexType &LS = LastStore[I.first];
2159       if (LS != IndexType::None)
2160         RL.add(LS, LL, false, false);
2161       else
2162         RL.add(IndexType::Entry, LL, false, false);
2163       LS = IndexType::None;
2164     }
2165     for (auto &I : LastStore) {
2166       IndexType LS = I.second;
2167       if (LS == IndexType::None)
2168         continue;
2169       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2170       RL.add(LS, IndexType::None, false, false);
2171     }
2172   }
2173
2174   DEBUG({
2175     for (auto &P : FIRangeMap) {
2176       dbgs() << "fi#" << P.first;
2177       if (BadFIs.count(P.first))
2178         dbgs() << " (bad)";
2179       dbgs() << "  RC: ";
2180       if (P.second.RC != nullptr)
2181         dbgs() << HRI.getRegClassName(P.second.RC) << '\n';
2182       else
2183         dbgs() << "<null>\n";
2184       for (auto &R : P.second.Map)
2185         dbgs() << "  BB#" << R.first->getNumber() << " { " << R.second << "}\n";
2186     }
2187   });
2188
2189   // When a slot is loaded from in a block without being stored to in the
2190   // same block, it is live-on-entry to this block. To avoid CFG analysis,
2191   // consider this slot to be live-on-exit from all blocks.
2192   SmallSet<int,4> LoxFIs;
2193
2194   std::map<MachineBasicBlock*,std::vector<int>> BlockFIMap;
2195
2196   for (auto &P : FIRangeMap) {
2197     // P = pair(FI, map: BB->RangeList)
2198     if (BadFIs.count(P.first))
2199       continue;
2200     for (auto &B : MF) {
2201       auto F = P.second.Map.find(&B);
2202       // F = pair(BB, RangeList)
2203       if (F == P.second.Map.end() || F->second.empty())
2204         continue;
2205       HexagonBlockRanges::IndexRange &IR = F->second.front();
2206       if (IR.start() == IndexType::Entry)
2207         LoxFIs.insert(P.first);
2208       BlockFIMap[&B].push_back(P.first);
2209     }
2210   }
2211
2212   DEBUG({
2213     dbgs() << "Block-to-FI map (* -- live-on-exit):\n";
2214     for (auto &P : BlockFIMap) {
2215       auto &FIs = P.second;
2216       if (FIs.empty())
2217         continue;
2218       dbgs() << "  BB#" << P.first->getNumber() << ": {";
2219       for (auto I : FIs) {
2220         dbgs() << " fi#" << I;
2221         if (LoxFIs.count(I))
2222           dbgs() << '*';
2223       }
2224       dbgs() << " }\n";
2225     }
2226   });
2227
2228 #ifndef NDEBUG
2229   bool HasOptLimit = SpillOptMax.getPosition();
2230 #endif
2231
2232   // eliminate loads, when all loads eliminated, eliminate all stores.
2233   for (auto &B : MF) {
2234     auto F = BlockIndexes.find(&B);
2235     assert(F != BlockIndexes.end());
2236     HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IM = F->second;
2237     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap LM = HBR.computeLiveMap(IM);
2238     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap DM = HBR.computeDeadMap(IM, LM);
2239     DEBUG(dbgs() << "BB#" << B.getNumber() << " dead map\n"
2240                  << HexagonBlockRanges::PrintRangeMap(DM, HRI));
2241
2242     for (auto FI : BlockFIMap[&B]) {
2243       if (BadFIs.count(FI))
2244         continue;
2245       DEBUG(dbgs() << "Working on fi#" << FI << '\n');
2246       HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2247       for (auto &Range : RL) {
2248         DEBUG(dbgs() << "--Examining range:" << RL << '\n');
2249         if (!IndexType::isInstr(Range.start()) ||
2250             !IndexType::isInstr(Range.end()))
2251           continue;
2252         MachineInstr &SI = *IM.getInstr(Range.start());
2253         MachineInstr &EI = *IM.getInstr(Range.end());
2254         assert(SI.mayStore() && "Unexpected start instruction");
2255         assert(EI.mayLoad() && "Unexpected end instruction");
2256         MachineOperand &SrcOp = SI.getOperand(2);
2257
2258         HexagonBlockRanges::RegisterRef SrcRR = { SrcOp.getReg(),
2259                                                   SrcOp.getSubReg() };
2260         auto *RC = HII.getRegClass(SI.getDesc(), 2, &HRI, MF);
2261         // The this-> is needed to unconfuse MSVC.
2262         unsigned FoundR = this->findPhysReg(MF, Range, IM, DM, RC);
2263         DEBUG(dbgs() << "Replacement reg:" << PrintReg(FoundR, &HRI) << '\n');
2264         if (FoundR == 0)
2265           continue;
2266 #ifndef NDEBUG
2267         if (HasOptLimit) {
2268           if (SpillOptCount >= SpillOptMax)
2269             return;
2270           SpillOptCount++;
2271         }
2272 #endif
2273
2274         // Generate the copy-in: "FoundR = COPY SrcR" at the store location.
2275         MachineBasicBlock::iterator StartIt = SI.getIterator(), NextIt;
2276         MachineInstr *CopyIn = nullptr;
2277         if (SrcRR.Reg != FoundR || SrcRR.Sub != 0) {
2278           const DebugLoc &DL = SI.getDebugLoc();
2279           CopyIn = BuildMI(B, StartIt, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), FoundR)
2280                        .add(SrcOp);
2281         }
2282
2283         ++StartIt;
2284         // Check if this is a last store and the FI is live-on-exit.
2285         if (LoxFIs.count(FI) && (&Range == &RL.back())) {
2286           // Update store's source register.
2287           if (unsigned SR = SrcOp.getSubReg())
2288             SrcOp.setReg(HRI.getSubReg(FoundR, SR));
2289           else
2290             SrcOp.setReg(FoundR);
2291           SrcOp.setSubReg(0);
2292           // We are keeping this register live.
2293           SrcOp.setIsKill(false);
2294         } else {
2295           B.erase(&SI);
2296           IM.replaceInstr(&SI, CopyIn);
2297         }
2298
2299         auto EndIt = std::next(EI.getIterator());
2300         for (auto It = StartIt; It != EndIt; It = NextIt) {
2301           MachineInstr &MI = *It;
2302           NextIt = std::next(It);
2303           int TFI;
2304           if (!HII.isLoadFromStackSlot(MI, TFI) || TFI != FI)
2305             continue;
2306           unsigned DstR = MI.getOperand(0).getReg();
2307           assert(MI.getOperand(0).getSubReg() == 0);
2308           MachineInstr *CopyOut = nullptr;
2309           if (DstR != FoundR) {
2310             DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
2311             unsigned MemSize = (1U << (HII.getMemAccessSize(MI) - 1));
2312             assert(HII.getAddrMode(MI) == HexagonII::BaseImmOffset);
2313             unsigned CopyOpc = TargetOpcode::COPY;
2314             if (HII.isSignExtendingLoad(MI))
2315               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_sxtb : Hexagon::A2_sxth;
2316             else if (HII.isZeroExtendingLoad(MI))
2317               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_zxtb : Hexagon::A2_zxth;
2318             CopyOut = BuildMI(B, It, DL, HII.get(CopyOpc), DstR)
2319                         .addReg(FoundR, getKillRegState(&MI == &EI));
2320           }
2321           IM.replaceInstr(&MI, CopyOut);
2322           B.erase(It);
2323         }
2324
2325         // Update the dead map.
2326         HexagonBlockRanges::RegisterRef FoundRR = { FoundR, 0 };
2327         for (auto RR : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs(FoundRR, MRI, HRI))
2328           DM[RR].subtract(Range);
2329       } // for Range in range list
2330     }
2331   }
2332 }
2333
2334 void HexagonFrameLowering::expandAlloca(MachineInstr *AI,
2335       const HexagonInstrInfo &HII, unsigned SP, unsigned CF) const {
2336   MachineBasicBlock &MB = *AI->getParent();
2337   DebugLoc DL = AI->getDebugLoc();
2338   unsigned A = AI->getOperand(2).getImm();
2339
2340   // Have
2341   //    Rd  = alloca Rs, #A
2342   //
2343   // If Rs and Rd are different registers, use this sequence:
2344   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2345   //    r29 = sub(r29, Rs)
2346   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2347   //    r29 = and(r29, #-A)   ; if necessary
2348   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2349   // otherwise, do
2350   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2351   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2352   //    r29 = Rd
2353   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2354
2355   MachineOperand &RdOp = AI->getOperand(0);
2356   MachineOperand &RsOp = AI->getOperand(1);
2357   unsigned Rd = RdOp.getReg(), Rs = RsOp.getReg();
2358
2359   // Rd = sub(r29, Rs)
2360   BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), Rd)
2361       .addReg(SP)
2362       .addReg(Rs);
2363   if (Rs != Rd) {
2364     // r29 = sub(r29, Rs)
2365     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), SP)
2366         .addReg(SP)
2367         .addReg(Rs);
2368   }
2369   if (A > 8) {
2370     // Rd  = and(Rd, #-A)
2371     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), Rd)
2372         .addReg(Rd)
2373         .addImm(-int64_t(A));
2374     if (Rs != Rd)
2375       BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
2376           .addReg(SP)
2377           .addImm(-int64_t(A));
2378   }
2379   if (Rs == Rd) {
2380     // r29 = Rd
2381     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), SP)
2382         .addReg(Rd);
2383   }
2384   if (CF > 0) {
2385     // Rd = add(Rd, #CF)
2386     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_addi), Rd)
2387         .addReg(Rd)
2388         .addImm(CF);
2389   }
2390 }
2391
2392 bool HexagonFrameLowering::needsAligna(const MachineFunction &MF) const {
2393   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2394   if (!MFI.hasVarSizedObjects())
2395     return false;
2396   unsigned MaxA = MFI.getMaxAlignment();
2397   if (MaxA <= getStackAlignment())
2398     return false;
2399   return true;
2400 }
2401
2402 const MachineInstr *HexagonFrameLowering::getAlignaInstr(
2403       const MachineFunction &MF) const {
2404   for (auto &B : MF)
2405     for (auto &I : B)
2406       if (I.getOpcode() == Hexagon::PS_aligna)
2407         return &I;
2408   return nullptr;
2409 }
2410
2411 /// Adds all callee-saved registers as implicit uses or defs to the
2412 /// instruction.
2413 void HexagonFrameLowering::addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(MachineInstr *MI,
2414       const CSIVect &CSI, bool IsDef, bool IsKill) const {
2415   // Add the callee-saved registers as implicit uses.
2416   for (auto &R : CSI)
2417     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), IsDef, true, IsKill));
2418 }
2419
2420 /// Determine whether the callee-saved register saves and restores should
2421 /// be generated via inline code. If this function returns "true", inline
2422 /// code will be generated. If this function returns "false", additional
2423 /// checks are performed, which may still lead to the inline code.
2424 bool HexagonFrameLowering::shouldInlineCSR(const MachineFunction &MF,
2425       const CSIVect &CSI) const {
2426   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
2427     return true;
2428   if (!hasFP(MF))
2429     return true;
2430   if (!isOptSize(MF) && !isMinSize(MF))
2431     if (MF.getTarget().getOptLevel() > CodeGenOpt::Default)
2432       return true;
2433
2434   // Check if CSI only has double registers, and if the registers form
2435   // a contiguous block starting from D8.
2436   BitVector Regs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
2437   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
2438     unsigned R = CSI[i].getReg();
2439     if (!Hexagon::DoubleRegsRegClass.contains(R))
2440       return true;
2441     Regs[R] = true;
2442   }
2443   int F = Regs.find_first();
2444   if (F != Hexagon::D8)
2445     return true;
2446   while (F >= 0) {
2447     int N = Regs.find_next(F);
2448     if (N >= 0 && N != F+1)
2449       return true;
2450     F = N;
2451   }
2452
2453   return false;
2454 }
2455
2456 bool HexagonFrameLowering::useSpillFunction(const MachineFunction &MF,
2457       const CSIVect &CSI) const {
2458   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2459     return false;
2460   unsigned NumCSI = CSI.size();
2461   if (NumCSI <= 1)
2462     return false;
2463
2464   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs
2465                                      : SpillFuncThreshold;
2466   return Threshold < NumCSI;
2467 }
2468
2469 bool HexagonFrameLowering::useRestoreFunction(const MachineFunction &MF,
2470       const CSIVect &CSI) const {
2471   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2472     return false;
2473   // The restore functions do a bit more than just restoring registers.
2474   // The non-returning versions will go back directly to the caller's
2475   // caller, others will clean up the stack frame in preparation for
2476   // a tail call. Using them can still save code size even if only one
2477   // register is getting restores. Make the decision based on -Oz:
2478   // using -Os will use inline restore for a single register.
2479   if (isMinSize(MF))
2480     return true;
2481   unsigned NumCSI = CSI.size();
2482   if (NumCSI <= 1)
2483     return false;
2484
2485   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs-1
2486                                      : SpillFuncThreshold;
2487   return Threshold < NumCSI;
2488 }
2489
2490 bool HexagonFrameLowering::mayOverflowFrameOffset(MachineFunction &MF) const {
2491   unsigned StackSize = MF.getFrameInfo().estimateStackSize(MF);
2492   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
2493   // A fairly simplistic guess as to whether a potential load/store to a
2494   // stack location could require an extra register.
2495   if (HST.useHVXOps() && StackSize > 256)
2496     return true;
2497
2498   // Check if the function has store-immediate instructions that access
2499   // the stack. Since the offset field is not extendable, if the stack
2500   // size exceeds the offset limit (6 bits, shifted), the stores will
2501   // require a new base register.
2502   bool HasImmStack = false;
2503   unsigned MinLS = ~0u;   // Log_2 of the memory access size.
2504
2505   for (const MachineBasicBlock &B : MF) {
2506     for (const MachineInstr &MI : B) {
2507       unsigned LS = 0;
2508       switch (MI.getOpcode()) {
2509         case Hexagon::S4_storeirit_io:
2510         case Hexagon::S4_storeirif_io:
2511         case Hexagon::S4_storeiri_io:
2512           ++LS;
2513           LLVM_FALLTHROUGH;
2514         case Hexagon::S4_storeirht_io:
2515         case Hexagon::S4_storeirhf_io:
2516         case Hexagon::S4_storeirh_io:
2517           ++LS;
2518           LLVM_FALLTHROUGH;
2519         case Hexagon::S4_storeirbt_io:
2520         case Hexagon::S4_storeirbf_io:
2521         case Hexagon::S4_storeirb_io:
2522           if (MI.getOperand(0).isFI())
2523             HasImmStack = true;
2524           MinLS = std::min(MinLS, LS);
2525           break;
2526       }
2527     }
2528   }
2529
2530   if (HasImmStack)
2531     return !isUInt<6>(StackSize >> MinLS);
2532
2533   return false;
2534 }