]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/Hexagon/HexagonFrameLowering.cpp
Merge llvm, clang, compiler-rt, libc++, libunwind, lld, lldb and openmp
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / Hexagon / HexagonFrameLowering.cpp
1 //===- HexagonFrameLowering.cpp - Define frame lowering -------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //
9 //===----------------------------------------------------------------------===//
10
11 #include "HexagonFrameLowering.h"
12 #include "HexagonBlockRanges.h"
13 #include "HexagonInstrInfo.h"
14 #include "HexagonMachineFunctionInfo.h"
15 #include "HexagonRegisterInfo.h"
16 #include "HexagonSubtarget.h"
17 #include "HexagonTargetMachine.h"
18 #include "MCTargetDesc/HexagonBaseInfo.h"
19 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
20 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
21 #include "llvm/ADT/None.h"
22 #include "llvm/ADT/Optional.h"
23 #include "llvm/ADT/PostOrderIterator.h"
24 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
26 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
27 #include "llvm/CodeGen/LivePhysRegs.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineBasicBlock.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
33 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
34 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
35 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
36 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
37 #include "llvm/CodeGen/MachineOperand.h"
38 #include "llvm/CodeGen/MachinePostDominators.h"
39 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
40 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
41 #include "llvm/CodeGen/TargetRegisterInfo.h"
42 #include "llvm/IR/Attributes.h"
43 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
44 #include "llvm/IR/Function.h"
45 #include "llvm/MC/MCDwarf.h"
46 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
47 #include "llvm/Pass.h"
48 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
49 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
50 #include "llvm/Support/Compiler.h"
51 #include "llvm/Support/Debug.h"
52 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
53 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
54 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
55 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
56 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
57 #include <algorithm>
58 #include <cassert>
59 #include <cstdint>
60 #include <iterator>
61 #include <limits>
62 #include <map>
63 #include <utility>
64 #include <vector>
65
66 #define DEBUG_TYPE "hexagon-pei"
67
68 // Hexagon stack frame layout as defined by the ABI:
69 //
70 //                                                       Incoming arguments
71 //                                                       passed via stack
72 //                                                                      |
73 //                                                                      |
74 //        SP during function's                 FP during function's     |
75 //    +-- runtime (top of stack)               runtime (bottom) --+     |
76 //    |                                                           |     |
77 // --++---------------------+------------------+-----------------++-+-------
78 //   |  parameter area for  |  variable-size   |   fixed-size    |LR|  arg
79 //   |   called functions   |  local objects   |  local objects  |FP|
80 // --+----------------------+------------------+-----------------+--+-------
81 //    <-    size known    -> <- size unknown -> <- size known  ->
82 //
83 // Low address                                                 High address
84 //
85 // <--- stack growth
86 //
87 //
88 // - In any circumstances, the outgoing function arguments are always accessi-
89 //   ble using the SP, and the incoming arguments are accessible using the FP.
90 // - If the local objects are not aligned, they can always be accessed using
91 //   the FP.
92 // - If there are no variable-sized objects, the local objects can always be
93 //   accessed using the SP, regardless whether they are aligned or not. (The
94 //   alignment padding will be at the bottom of the stack (highest address),
95 //   and so the offset with respect to the SP will be known at the compile-
96 //   -time.)
97 //
98 // The only complication occurs if there are both, local aligned objects, and
99 // dynamically allocated (variable-sized) objects. The alignment pad will be
100 // placed between the FP and the local objects, thus preventing the use of the
101 // FP to access the local objects. At the same time, the variable-sized objects
102 // will be between the SP and the local objects, thus introducing an unknown
103 // distance from the SP to the locals.
104 //
105 // To avoid this problem, a new register is created that holds the aligned
106 // address of the bottom of the stack, referred in the sources as AP (aligned
107 // pointer). The AP will be equal to "FP-p", where "p" is the smallest pad
108 // that aligns AP to the required boundary (a maximum of the alignments of
109 // all stack objects, fixed- and variable-sized). All local objects[1] will
110 // then use AP as the base pointer.
111 // [1] The exception is with "fixed" stack objects. "Fixed" stack objects get
112 // their name from being allocated at fixed locations on the stack, relative
113 // to the FP. In the presence of dynamic allocation and local alignment, such
114 // objects can only be accessed through the FP.
115 //
116 // Illustration of the AP:
117 //                                                                FP --+
118 //                                                                     |
119 // ---------------+---------------------+-----+-----------------------++-+--
120 //   Rest of the  | Local stack objects | Pad |  Fixed stack objects  |LR|
121 //   stack frame  | (aligned)           |     |  (CSR, spills, etc.)  |FP|
122 // ---------------+---------------------+-----+-----------------+-----+--+--
123 //                                      |<-- Multiple of the -->|
124 //                                           stack alignment    +-- AP
125 //
126 // The AP is set up at the beginning of the function. Since it is not a dedi-
127 // cated (reserved) register, it needs to be kept live throughout the function
128 // to be available as the base register for local object accesses.
129 // Normally, an address of a stack objects is obtained by a pseudo-instruction
130 // PS_fi. To access local objects with the AP register present, a different
131 // pseudo-instruction needs to be used: PS_fia. The PS_fia takes one extra
132 // argument compared to PS_fi: the first input register is the AP register.
133 // This keeps the register live between its definition and its uses.
134
135 // The AP register is originally set up using pseudo-instruction PS_aligna:
136 //   AP = PS_aligna A
137 // where
138 //   A  - required stack alignment
139 // The alignment value must be the maximum of all alignments required by
140 // any stack object.
141
142 // The dynamic allocation uses a pseudo-instruction PS_alloca:
143 //   Rd = PS_alloca Rs, A
144 // where
145 //   Rd - address of the allocated space
146 //   Rs - minimum size (the actual allocated can be larger to accommodate
147 //        alignment)
148 //   A  - required alignment
149
150 using namespace llvm;
151
152 static cl::opt<bool> DisableDeallocRet("disable-hexagon-dealloc-ret",
153     cl::Hidden, cl::desc("Disable Dealloc Return for Hexagon target"));
154
155 static cl::opt<unsigned> NumberScavengerSlots("number-scavenger-slots",
156     cl::Hidden, cl::desc("Set the number of scavenger slots"), cl::init(2),
157     cl::ZeroOrMore);
158
159 static cl::opt<int> SpillFuncThreshold("spill-func-threshold",
160     cl::Hidden, cl::desc("Specify O2(not Os) spill func threshold"),
161     cl::init(6), cl::ZeroOrMore);
162
163 static cl::opt<int> SpillFuncThresholdOs("spill-func-threshold-Os",
164     cl::Hidden, cl::desc("Specify Os spill func threshold"),
165     cl::init(1), cl::ZeroOrMore);
166
167 static cl::opt<bool> EnableStackOVFSanitizer("enable-stackovf-sanitizer",
168     cl::Hidden, cl::desc("Enable runtime checks for stack overflow."),
169     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
170
171 static cl::opt<bool> EnableShrinkWrapping("hexagon-shrink-frame",
172     cl::init(true), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
173     cl::desc("Enable stack frame shrink wrapping"));
174
175 static cl::opt<unsigned> ShrinkLimit("shrink-frame-limit",
176     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()), cl::Hidden, cl::ZeroOrMore,
177     cl::desc("Max count of stack frame shrink-wraps"));
178
179 static cl::opt<bool> EnableSaveRestoreLong("enable-save-restore-long",
180     cl::Hidden, cl::desc("Enable long calls for save-restore stubs."),
181     cl::init(false), cl::ZeroOrMore);
182
183 static cl::opt<bool> EliminateFramePointer("hexagon-fp-elim", cl::init(true),
184     cl::Hidden, cl::desc("Refrain from using FP whenever possible"));
185
186 static cl::opt<bool> OptimizeSpillSlots("hexagon-opt-spill", cl::Hidden,
187     cl::init(true), cl::desc("Optimize spill slots"));
188
189 #ifndef NDEBUG
190 static cl::opt<unsigned> SpillOptMax("spill-opt-max", cl::Hidden,
191     cl::init(std::numeric_limits<unsigned>::max()));
192 static unsigned SpillOptCount = 0;
193 #endif
194
195 namespace llvm {
196
197   void initializeHexagonCallFrameInformationPass(PassRegistry&);
198   FunctionPass *createHexagonCallFrameInformation();
199
200 } // end namespace llvm
201
202 namespace {
203
204   class HexagonCallFrameInformation : public MachineFunctionPass {
205   public:
206     static char ID;
207
208     HexagonCallFrameInformation() : MachineFunctionPass(ID) {
209       PassRegistry &PR = *PassRegistry::getPassRegistry();
210       initializeHexagonCallFrameInformationPass(PR);
211     }
212
213     bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) override;
214
215     MachineFunctionProperties getRequiredProperties() const override {
216       return MachineFunctionProperties().set(
217           MachineFunctionProperties::Property::NoVRegs);
218     }
219   };
220
221   char HexagonCallFrameInformation::ID = 0;
222
223 } // end anonymous namespace
224
225 bool HexagonCallFrameInformation::runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
226   auto &HFI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getFrameLowering();
227   bool NeedCFI = MF.getMMI().hasDebugInfo() ||
228                  MF.getFunction().needsUnwindTableEntry();
229
230   if (!NeedCFI)
231     return false;
232   HFI.insertCFIInstructions(MF);
233   return true;
234 }
235
236 INITIALIZE_PASS(HexagonCallFrameInformation, "hexagon-cfi",
237                 "Hexagon call frame information", false, false)
238
239 FunctionPass *llvm::createHexagonCallFrameInformation() {
240   return new HexagonCallFrameInformation();
241 }
242
243 /// Map a register pair Reg to the subregister that has the greater "number",
244 /// i.e. D3 (aka R7:6) will be mapped to R7, etc.
245 static unsigned getMax32BitSubRegister(unsigned Reg,
246                                        const TargetRegisterInfo &TRI,
247                                        bool hireg = true) {
248     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15)
249       return Reg;
250
251     unsigned RegNo = 0;
252     for (MCSubRegIterator SubRegs(Reg, &TRI); SubRegs.isValid(); ++SubRegs) {
253       if (hireg) {
254         if (*SubRegs > RegNo)
255           RegNo = *SubRegs;
256       } else {
257         if (!RegNo || *SubRegs < RegNo)
258           RegNo = *SubRegs;
259       }
260     }
261     return RegNo;
262 }
263
264 /// Returns the callee saved register with the largest id in the vector.
265 static unsigned getMaxCalleeSavedReg(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
266                                      const TargetRegisterInfo &TRI) {
267     static_assert(Hexagon::R1 > 0,
268                   "Assume physical registers are encoded as positive integers");
269     if (CSI.empty())
270       return 0;
271
272     unsigned Max = getMax32BitSubRegister(CSI[0].getReg(), TRI);
273     for (unsigned I = 1, E = CSI.size(); I < E; ++I) {
274       unsigned Reg = getMax32BitSubRegister(CSI[I].getReg(), TRI);
275       if (Reg > Max)
276         Max = Reg;
277     }
278     return Max;
279 }
280
281 /// Checks if the basic block contains any instruction that needs a stack
282 /// frame to be already in place.
283 static bool needsStackFrame(const MachineBasicBlock &MBB, const BitVector &CSR,
284                             const HexagonRegisterInfo &HRI) {
285     for (auto &I : MBB) {
286       const MachineInstr *MI = &I;
287       if (MI->isCall())
288         return true;
289       unsigned Opc = MI->getOpcode();
290       switch (Opc) {
291         case Hexagon::PS_alloca:
292         case Hexagon::PS_aligna:
293           return true;
294         default:
295           break;
296       }
297       // Check individual operands.
298       for (const MachineOperand &MO : MI->operands()) {
299         // While the presence of a frame index does not prove that a stack
300         // frame will be required, all frame indexes should be within alloc-
301         // frame/deallocframe. Otherwise, the code that translates a frame
302         // index into an offset would have to be aware of the placement of
303         // the frame creation/destruction instructions.
304         if (MO.isFI())
305           return true;
306         if (MO.isReg()) {
307           unsigned R = MO.getReg();
308           // Virtual registers will need scavenging, which then may require
309           // a stack slot.
310           if (TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(R))
311             return true;
312           for (MCSubRegIterator S(R, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
313             if (CSR[*S])
314               return true;
315           continue;
316         }
317         if (MO.isRegMask()) {
318           // A regmask would normally have all callee-saved registers marked
319           // as preserved, so this check would not be needed, but in case of
320           // ever having other regmasks (for other calling conventions),
321           // make sure they would be processed correctly.
322           const uint32_t *BM = MO.getRegMask();
323           for (int x = CSR.find_first(); x >= 0; x = CSR.find_next(x)) {
324             unsigned R = x;
325             // If this regmask does not preserve a CSR, a frame will be needed.
326             if (!(BM[R/32] & (1u << (R%32))))
327               return true;
328           }
329         }
330       }
331     }
332     return false;
333 }
334
335   /// Returns true if MBB has a machine instructions that indicates a tail call
336   /// in the block.
337 static bool hasTailCall(const MachineBasicBlock &MBB) {
338     MachineBasicBlock::const_iterator I = MBB.getLastNonDebugInstr();
339     if (I == MBB.end())
340       return false;
341     unsigned RetOpc = I->getOpcode();
342     return RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_i || RetOpc == Hexagon::PS_tailcall_r;
343 }
344
345 /// Returns true if MBB contains an instruction that returns.
346 static bool hasReturn(const MachineBasicBlock &MBB) {
347     for (auto I = MBB.getFirstTerminator(), E = MBB.end(); I != E; ++I)
348       if (I->isReturn())
349         return true;
350     return false;
351 }
352
353 /// Returns the "return" instruction from this block, or nullptr if there
354 /// isn't any.
355 static MachineInstr *getReturn(MachineBasicBlock &MBB) {
356     for (auto &I : MBB)
357       if (I.isReturn())
358         return &I;
359     return nullptr;
360 }
361
362 static bool isRestoreCall(unsigned Opc) {
363     switch (Opc) {
364       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4:
365       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC:
366       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT:
367       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC:
368       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT:
369       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC:
370       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4:
371       case Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC:
372         return true;
373     }
374     return false;
375 }
376
377 static inline bool isOptNone(const MachineFunction &MF) {
378     return MF.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::OptimizeNone) ||
379            MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
380 }
381
382 static inline bool isOptSize(const MachineFunction &MF) {
383     const Function &F = MF.getFunction();
384     return F.optForSize() && !F.optForMinSize();
385 }
386
387 static inline bool isMinSize(const MachineFunction &MF) {
388     return MF.getFunction().optForMinSize();
389 }
390
391 /// Implements shrink-wrapping of the stack frame. By default, stack frame
392 /// is created in the function entry block, and is cleaned up in every block
393 /// that returns. This function finds alternate blocks: one for the frame
394 /// setup (prolog) and one for the cleanup (epilog).
395 void HexagonFrameLowering::findShrunkPrologEpilog(MachineFunction &MF,
396       MachineBasicBlock *&PrologB, MachineBasicBlock *&EpilogB) const {
397   static unsigned ShrinkCounter = 0;
398
399   if (ShrinkLimit.getPosition()) {
400     if (ShrinkCounter >= ShrinkLimit)
401       return;
402     ShrinkCounter++;
403   }
404
405   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
406
407   MachineDominatorTree MDT;
408   MDT.runOnMachineFunction(MF);
409   MachinePostDominatorTree MPT;
410   MPT.runOnMachineFunction(MF);
411
412   using UnsignedMap = DenseMap<unsigned, unsigned>;
413   using RPOTType = ReversePostOrderTraversal<const MachineFunction *>;
414
415   UnsignedMap RPO;
416   RPOTType RPOT(&MF);
417   unsigned RPON = 0;
418   for (RPOTType::rpo_iterator I = RPOT.begin(), E = RPOT.end(); I != E; ++I)
419     RPO[(*I)->getNumber()] = RPON++;
420
421   // Don't process functions that have loops, at least for now. Placement
422   // of prolog and epilog must take loop structure into account. For simpli-
423   // city don't do it right now.
424   for (auto &I : MF) {
425     unsigned BN = RPO[I.getNumber()];
426     for (auto SI = I.succ_begin(), SE = I.succ_end(); SI != SE; ++SI) {
427       // If found a back-edge, return.
428       if (RPO[(*SI)->getNumber()] <= BN)
429         return;
430     }
431   }
432
433   // Collect the set of blocks that need a stack frame to execute. Scan
434   // each block for uses/defs of callee-saved registers, calls, etc.
435   SmallVector<MachineBasicBlock*,16> SFBlocks;
436   BitVector CSR(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
437   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *P; ++P)
438     for (MCSubRegIterator S(*P, &HRI, true); S.isValid(); ++S)
439       CSR[*S] = true;
440
441   for (auto &I : MF)
442     if (needsStackFrame(I, CSR, HRI))
443       SFBlocks.push_back(&I);
444
445   LLVM_DEBUG({
446     dbgs() << "Blocks needing SF: {";
447     for (auto &B : SFBlocks)
448       dbgs() << " " << printMBBReference(*B);
449     dbgs() << " }\n";
450   });
451   // No frame needed?
452   if (SFBlocks.empty())
453     return;
454
455   // Pick a common dominator and a common post-dominator.
456   MachineBasicBlock *DomB = SFBlocks[0];
457   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
458     DomB = MDT.findNearestCommonDominator(DomB, SFBlocks[i]);
459     if (!DomB)
460       break;
461   }
462   MachineBasicBlock *PDomB = SFBlocks[0];
463   for (unsigned i = 1, n = SFBlocks.size(); i < n; ++i) {
464     PDomB = MPT.findNearestCommonDominator(PDomB, SFBlocks[i]);
465     if (!PDomB)
466       break;
467   }
468   LLVM_DEBUG({
469     dbgs() << "Computed dom block: ";
470     if (DomB)
471       dbgs() << printMBBReference(*DomB);
472     else
473       dbgs() << "<null>";
474     dbgs() << ", computed pdom block: ";
475     if (PDomB)
476       dbgs() << printMBBReference(*PDomB);
477     else
478       dbgs() << "<null>";
479     dbgs() << "\n";
480   });
481   if (!DomB || !PDomB)
482     return;
483
484   // Make sure that DomB dominates PDomB and PDomB post-dominates DomB.
485   if (!MDT.dominates(DomB, PDomB)) {
486     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Dom block does not dominate pdom block\n");
487     return;
488   }
489   if (!MPT.dominates(PDomB, DomB)) {
490     LLVM_DEBUG(dbgs() << "PDom block does not post-dominate dom block\n");
491     return;
492   }
493
494   // Finally, everything seems right.
495   PrologB = DomB;
496   EpilogB = PDomB;
497 }
498
499 /// Perform most of the PEI work here:
500 /// - saving/restoring of the callee-saved registers,
501 /// - stack frame creation and destruction.
502 /// Normally, this work is distributed among various functions, but doing it
503 /// in one place allows shrink-wrapping of the stack frame.
504 void HexagonFrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
505                                         MachineBasicBlock &MBB) const {
506   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
507
508   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
509   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
510
511   MachineBasicBlock *PrologB = &MF.front(), *EpilogB = nullptr;
512   if (EnableShrinkWrapping)
513     findShrunkPrologEpilog(MF, PrologB, EpilogB);
514
515   bool PrologueStubs = false;
516   insertCSRSpillsInBlock(*PrologB, CSI, HRI, PrologueStubs);
517   insertPrologueInBlock(*PrologB, PrologueStubs);
518   updateEntryPaths(MF, *PrologB);
519
520   if (EpilogB) {
521     insertCSRRestoresInBlock(*EpilogB, CSI, HRI);
522     insertEpilogueInBlock(*EpilogB);
523   } else {
524     for (auto &B : MF)
525       if (B.isReturnBlock())
526         insertCSRRestoresInBlock(B, CSI, HRI);
527
528     for (auto &B : MF)
529       if (B.isReturnBlock())
530         insertEpilogueInBlock(B);
531
532     for (auto &B : MF) {
533       if (B.empty())
534         continue;
535       MachineInstr *RetI = getReturn(B);
536       if (!RetI || isRestoreCall(RetI->getOpcode()))
537         continue;
538       for (auto &R : CSI)
539         RetI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
540     }
541   }
542
543   if (EpilogB) {
544     // If there is an epilog block, it may not have a return instruction.
545     // In such case, we need to add the callee-saved registers as live-ins
546     // in all blocks on all paths from the epilog to any return block.
547     unsigned MaxBN = MF.getNumBlockIDs();
548     BitVector DoneT(MaxBN+1), DoneF(MaxBN+1), Path(MaxBN+1);
549     updateExitPaths(*EpilogB, *EpilogB, DoneT, DoneF, Path);
550   }
551 }
552
553 /// Returns true if the target can safely skip saving callee-saved registers
554 /// for noreturn nounwind functions.
555 bool HexagonFrameLowering::enableCalleeSaveSkip(
556     const MachineFunction &MF) const {
557   const auto &F = MF.getFunction();
558   assert(F.hasFnAttribute(Attribute::NoReturn) &&
559          F.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::NoUnwind) &&
560          !F.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::UWTable));
561   (void)F;
562
563   // No need to save callee saved registers if the function does not return.
564   return MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().noreturnStackElim();
565 }
566
567 // Helper function used to determine when to eliminate the stack frame for
568 // functions marked as noreturn and when the noreturn-stack-elim options are
569 // specified. When both these conditions are true, then a FP may not be needed
570 // if the function makes a call. It is very similar to enableCalleeSaveSkip,
571 // but it used to check if the allocframe can be eliminated as well.
572 static bool enableAllocFrameElim(const MachineFunction &MF) {
573   const auto &F = MF.getFunction();
574   const auto &MFI = MF.getFrameInfo();
575   const auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
576   assert(!MFI.hasVarSizedObjects() &&
577          !HST.getRegisterInfo()->needsStackRealignment(MF));
578   return F.hasFnAttribute(Attribute::NoReturn) &&
579     F.hasFnAttribute(Attribute::NoUnwind) &&
580     !F.hasFnAttribute(Attribute::UWTable) && HST.noreturnStackElim() &&
581     MFI.getStackSize() == 0;
582 }
583
584 void HexagonFrameLowering::insertPrologueInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
585       bool PrologueStubs) const {
586   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
587   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
588   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
589   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
590   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
591
592   unsigned MaxAlign = std::max(MFI.getMaxAlignment(), getStackAlignment());
593
594   // Calculate the total stack frame size.
595   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
596   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
597   // Round up the max call frame size to the max alignment on the stack.
598   unsigned MaxCFA = alignTo(MFI.getMaxCallFrameSize(), MaxAlign);
599   MFI.setMaxCallFrameSize(MaxCFA);
600
601   FrameSize = MaxCFA + alignTo(FrameSize, MaxAlign);
602   MFI.setStackSize(FrameSize);
603
604   bool AlignStack = (MaxAlign > getStackAlignment());
605
606   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
607   unsigned NumBytes = MFI.getStackSize();
608   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
609   unsigned MaxCF = MFI.getMaxCallFrameSize();
610   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.begin();
611
612   SmallVector<MachineInstr *, 4> AdjustRegs;
613   for (auto &MBB : MF)
614     for (auto &MI : MBB)
615       if (MI.getOpcode() == Hexagon::PS_alloca)
616         AdjustRegs.push_back(&MI);
617
618   for (auto MI : AdjustRegs) {
619     assert((MI->getOpcode() == Hexagon::PS_alloca) && "Expected alloca");
620     expandAlloca(MI, HII, SP, MaxCF);
621     MI->eraseFromParent();
622   }
623
624   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
625
626   if (hasFP(MF)) {
627     insertAllocframe(MBB, InsertPt, NumBytes);
628     if (AlignStack) {
629       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
630           .addReg(SP)
631           .addImm(-int64_t(MaxAlign));
632     }
633     // If the stack-checking is enabled, and we spilled the callee-saved
634     // registers inline (i.e. did not use a spill function), then call
635     // the stack checker directly.
636     if (EnableStackOVFSanitizer && !PrologueStubs)
637       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::PS_call_stk))
638              .addExternalSymbol("__runtime_stack_check");
639   } else if (NumBytes > 0) {
640     assert(alignTo(NumBytes, 8) == NumBytes);
641     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
642       .addReg(SP)
643       .addImm(-int(NumBytes));
644   }
645 }
646
647 void HexagonFrameLowering::insertEpilogueInBlock(MachineBasicBlock &MBB) const {
648   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
649   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
650   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
651   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
652   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
653
654   MachineBasicBlock::iterator InsertPt = MBB.getFirstTerminator();
655   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
656
657   if (!hasFP(MF)) {
658     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
659     if (unsigned NumBytes = MFI.getStackSize()) {
660       BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
661         .addReg(SP)
662         .addImm(NumBytes);
663     }
664     return;
665   }
666
667   MachineInstr *RetI = getReturn(MBB);
668   unsigned RetOpc = RetI ? RetI->getOpcode() : 0;
669
670   // Handle EH_RETURN.
671   if (RetOpc == Hexagon::EH_RETURN_JMPR) {
672     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe))
673         .addDef(Hexagon::D15)
674         .addReg(Hexagon::R30);
675     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_add), SP)
676         .addReg(SP)
677         .addReg(Hexagon::R28);
678     return;
679   }
680
681   // Check for RESTORE_DEALLOC_RET* tail call. Don't emit an extra dealloc-
682   // frame instruction if we encounter it.
683   if (RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4 ||
684       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC ||
685       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT ||
686       RetOpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC) {
687     MachineBasicBlock::iterator It = RetI;
688     ++It;
689     // Delete all instructions after the RESTORE (except labels).
690     while (It != MBB.end()) {
691       if (!It->isLabel())
692         It = MBB.erase(It);
693       else
694         ++It;
695     }
696     return;
697   }
698
699   // It is possible that the restoring code is a call to a library function.
700   // All of the restore* functions include "deallocframe", so we need to make
701   // sure that we don't add an extra one.
702   bool NeedsDeallocframe = true;
703   if (!MBB.empty() && InsertPt != MBB.begin()) {
704     MachineBasicBlock::iterator PrevIt = std::prev(InsertPt);
705     unsigned COpc = PrevIt->getOpcode();
706     if (COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4 ||
707         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC ||
708         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT ||
709         COpc == Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC ||
710         COpc == Hexagon::PS_call_nr || COpc == Hexagon::PS_callr_nr)
711       NeedsDeallocframe = false;
712   }
713
714   if (!NeedsDeallocframe)
715     return;
716   // If the returning instruction is PS_jmpret, replace it with dealloc_return,
717   // otherwise just add deallocframe. The function could be returning via a
718   // tail call.
719   if (RetOpc != Hexagon::PS_jmpret || DisableDeallocRet) {
720     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::L2_deallocframe))
721       .addDef(Hexagon::D15)
722       .addReg(Hexagon::R30);
723     return;
724   }
725   unsigned NewOpc = Hexagon::L4_return;
726   MachineInstr *NewI = BuildMI(MBB, RetI, dl, HII.get(NewOpc))
727       .addDef(Hexagon::D15)
728       .addReg(Hexagon::R30);
729   // Transfer the function live-out registers.
730   NewI->copyImplicitOps(MF, *RetI);
731   MBB.erase(RetI);
732 }
733
734 void HexagonFrameLowering::insertAllocframe(MachineBasicBlock &MBB,
735       MachineBasicBlock::iterator InsertPt, unsigned NumBytes) const {
736   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
737   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
738   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
739   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
740
741   // Check for overflow.
742   // Hexagon_TODO: Ugh! hardcoding. Is there an API that can be used?
743   const unsigned int ALLOCFRAME_MAX = 16384;
744
745   // Create a dummy memory operand to avoid allocframe from being treated as
746   // a volatile memory reference.
747   auto *MMO = MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getStack(MF, 0),
748                                       MachineMemOperand::MOStore, 4, 4);
749
750   DebugLoc dl = MBB.findDebugLoc(InsertPt);
751   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
752
753   if (NumBytes >= ALLOCFRAME_MAX) {
754     // Emit allocframe(#0).
755     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
756       .addDef(SP)
757       .addReg(SP)
758       .addImm(0)
759       .addMemOperand(MMO);
760
761     // Subtract the size from the stack pointer.
762     unsigned SP = HRI.getStackRegister();
763     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::A2_addi), SP)
764       .addReg(SP)
765       .addImm(-int(NumBytes));
766   } else {
767     BuildMI(MBB, InsertPt, dl, HII.get(Hexagon::S2_allocframe))
768       .addDef(SP)
769       .addReg(SP)
770       .addImm(NumBytes)
771       .addMemOperand(MMO);
772   }
773 }
774
775 void HexagonFrameLowering::updateEntryPaths(MachineFunction &MF,
776       MachineBasicBlock &SaveB) const {
777   SetVector<unsigned> Worklist;
778
779   MachineBasicBlock &EntryB = MF.front();
780   Worklist.insert(EntryB.getNumber());
781
782   unsigned SaveN = SaveB.getNumber();
783   auto &CSI = MF.getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
784
785   for (unsigned i = 0; i < Worklist.size(); ++i) {
786     unsigned BN = Worklist[i];
787     MachineBasicBlock &MBB = *MF.getBlockNumbered(BN);
788     for (auto &R : CSI)
789       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
790         MBB.addLiveIn(R.getReg());
791     if (BN != SaveN)
792       for (auto &SB : MBB.successors())
793         Worklist.insert(SB->getNumber());
794   }
795 }
796
797 bool HexagonFrameLowering::updateExitPaths(MachineBasicBlock &MBB,
798       MachineBasicBlock &RestoreB, BitVector &DoneT, BitVector &DoneF,
799       BitVector &Path) const {
800   assert(MBB.getNumber() >= 0);
801   unsigned BN = MBB.getNumber();
802   if (Path[BN] || DoneF[BN])
803     return false;
804   if (DoneT[BN])
805     return true;
806
807   auto &CSI = MBB.getParent()->getFrameInfo().getCalleeSavedInfo();
808
809   Path[BN] = true;
810   bool ReachedExit = false;
811   for (auto &SB : MBB.successors())
812     ReachedExit |= updateExitPaths(*SB, RestoreB, DoneT, DoneF, Path);
813
814   if (!MBB.empty() && MBB.back().isReturn()) {
815     // Add implicit uses of all callee-saved registers to the reached
816     // return instructions. This is to prevent the anti-dependency breaker
817     // from renaming these registers.
818     MachineInstr &RetI = MBB.back();
819     if (!isRestoreCall(RetI.getOpcode()))
820       for (auto &R : CSI)
821         RetI.addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), false, true));
822     ReachedExit = true;
823   }
824
825   // We don't want to add unnecessary live-ins to the restore block: since
826   // the callee-saved registers are being defined in it, the entry of the
827   // restore block cannot be on the path from the definitions to any exit.
828   if (ReachedExit && &MBB != &RestoreB) {
829     for (auto &R : CSI)
830       if (!MBB.isLiveIn(R.getReg()))
831         MBB.addLiveIn(R.getReg());
832     DoneT[BN] = true;
833   }
834   if (!ReachedExit)
835     DoneF[BN] = true;
836
837   Path[BN] = false;
838   return ReachedExit;
839 }
840
841 static Optional<MachineBasicBlock::iterator>
842 findCFILocation(MachineBasicBlock &B) {
843     // The CFI instructions need to be inserted right after allocframe.
844     // An exception to this is a situation where allocframe is bundled
845     // with a call: then the CFI instructions need to be inserted before
846     // the packet with the allocframe+call (in case the call throws an
847     // exception).
848     auto End = B.instr_end();
849
850     for (MachineInstr &I : B) {
851       MachineBasicBlock::iterator It = I.getIterator();
852       if (!I.isBundle()) {
853         if (I.getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
854           return std::next(It);
855         continue;
856       }
857       // I is a bundle.
858       bool HasCall = false, HasAllocFrame = false;
859       auto T = It.getInstrIterator();
860       while (++T != End && T->isBundled()) {
861         if (T->getOpcode() == Hexagon::S2_allocframe)
862           HasAllocFrame = true;
863         else if (T->isCall())
864           HasCall = true;
865       }
866       if (HasAllocFrame)
867         return HasCall ? It : std::next(It);
868     }
869     return None;
870 }
871
872 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructions(MachineFunction &MF) const {
873   for (auto &B : MF) {
874     auto At = findCFILocation(B);
875     if (At.hasValue())
876       insertCFIInstructionsAt(B, At.getValue());
877   }
878 }
879
880 void HexagonFrameLowering::insertCFIInstructionsAt(MachineBasicBlock &MBB,
881       MachineBasicBlock::iterator At) const {
882   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
883   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
884   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
885   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
886   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
887   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
888
889   // If CFI instructions have debug information attached, something goes
890   // wrong with the final assembly generation: the prolog_end is placed
891   // in a wrong location.
892   DebugLoc DL;
893   const MCInstrDesc &CFID = HII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION);
894
895   MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().createTempSymbol();
896   bool HasFP = hasFP(MF);
897
898   if (HasFP) {
899     unsigned DwFPReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getFrameRegister(), true);
900     unsigned DwRAReg = HRI.getDwarfRegNum(HRI.getRARegister(), true);
901
902     // Define CFA via an offset from the value of FP.
903     //
904     //  -8   -4    0 (SP)
905     // --+----+----+---------------------
906     //   | FP | LR |          increasing addresses -->
907     // --+----+----+---------------------
908     //   |         +-- Old SP (before allocframe)
909     //   +-- New FP (after allocframe)
910     //
911     // MCCFIInstruction::createDefCfa subtracts the offset from the register.
912     // MCCFIInstruction::createOffset takes the offset without sign change.
913     auto DefCfa = MCCFIInstruction::createDefCfa(FrameLabel, DwFPReg, -8);
914     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
915         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(DefCfa));
916     // R31 (return addr) = CFA - 4
917     auto OffR31 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwRAReg, -4);
918     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
919         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR31));
920     // R30 (frame ptr) = CFA - 8
921     auto OffR30 = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwFPReg, -8);
922     BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
923         .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffR30));
924   }
925
926   static unsigned int RegsToMove[] = {
927     Hexagon::R1,  Hexagon::R0,  Hexagon::R3,  Hexagon::R2,
928     Hexagon::R17, Hexagon::R16, Hexagon::R19, Hexagon::R18,
929     Hexagon::R21, Hexagon::R20, Hexagon::R23, Hexagon::R22,
930     Hexagon::R25, Hexagon::R24, Hexagon::R27, Hexagon::R26,
931     Hexagon::D0,  Hexagon::D1,  Hexagon::D8,  Hexagon::D9,
932     Hexagon::D10, Hexagon::D11, Hexagon::D12, Hexagon::D13,
933     Hexagon::NoRegister
934   };
935
936   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
937
938   for (unsigned i = 0; RegsToMove[i] != Hexagon::NoRegister; ++i) {
939     unsigned Reg = RegsToMove[i];
940     auto IfR = [Reg] (const CalleeSavedInfo &C) -> bool {
941       return C.getReg() == Reg;
942     };
943     auto F = find_if(CSI, IfR);
944     if (F == CSI.end())
945       continue;
946
947     int64_t Offset;
948     if (HasFP) {
949       // If the function has a frame pointer (i.e. has an allocframe),
950       // then the CFA has been defined in terms of FP. Any offsets in
951       // the following CFI instructions have to be defined relative
952       // to FP, which points to the bottom of the stack frame.
953       // The function getFrameIndexReference can still choose to use SP
954       // for the offset calculation, so we cannot simply call it here.
955       // Instead, get the offset (relative to the FP) directly.
956       Offset = MFI.getObjectOffset(F->getFrameIdx());
957     } else {
958       unsigned FrameReg;
959       Offset = getFrameIndexReference(MF, F->getFrameIdx(), FrameReg);
960     }
961     // Subtract 8 to make room for R30 and R31, which are added above.
962     Offset -= 8;
963
964     if (Reg < Hexagon::D0 || Reg > Hexagon::D15) {
965       unsigned DwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(Reg, true);
966       auto OffReg = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, DwarfReg,
967                                                    Offset);
968       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
969           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffReg));
970     } else {
971       // Split the double regs into subregs, and generate appropriate
972       // cfi_offsets.
973       // The only reason, we are split double regs is, llvm-mc does not
974       // understand paired registers for cfi_offset.
975       // Eg .cfi_offset r1:0, -64
976
977       unsigned HiReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_hi);
978       unsigned LoReg = HRI.getSubReg(Reg, Hexagon::isub_lo);
979       unsigned HiDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(HiReg, true);
980       unsigned LoDwarfReg = HRI.getDwarfRegNum(LoReg, true);
981       auto OffHi = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, HiDwarfReg,
982                                                   Offset+4);
983       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
984           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffHi));
985       auto OffLo = MCCFIInstruction::createOffset(FrameLabel, LoDwarfReg,
986                                                   Offset);
987       BuildMI(MBB, At, DL, CFID)
988           .addCFIIndex(MF.addFrameInst(OffLo));
989     }
990   }
991 }
992
993 bool HexagonFrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
994   if (MF.getFunction().hasFnAttribute(Attribute::Naked))
995     return false;
996
997   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
998   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
999   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
1000   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1001
1002   // Insert ALLOCFRAME if we need to or at -O0 for the debugger.  Think
1003   // that this shouldn't be required, but doing so now because gcc does and
1004   // gdb can't break at the start of the function without it.  Will remove if
1005   // this turns out to be a gdb bug.
1006   //
1007   if (MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None)
1008     return true;
1009
1010   // By default we want to use SP (since it's always there). FP requires
1011   // some setup (i.e. ALLOCFRAME).
1012   // Both, alloca and stack alignment modify the stack pointer by an
1013   // undetermined value, so we need to save it at the entry to the function
1014   // (i.e. use allocframe).
1015   if (HasAlloca || HasExtraAlign)
1016     return true;
1017
1018   if (MFI.getStackSize() > 0) {
1019     // If FP-elimination is disabled, we have to use FP at this point.
1020     const TargetMachine &TM = MF.getTarget();
1021     if (TM.Options.DisableFramePointerElim(MF) || !EliminateFramePointer)
1022       return true;
1023     if (EnableStackOVFSanitizer)
1024       return true;
1025   }
1026
1027   const auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1028   if ((MFI.hasCalls() && !enableAllocFrameElim(MF)) || HMFI.hasClobberLR())
1029     return true;
1030
1031   return false;
1032 }
1033
1034 enum SpillKind {
1035   SK_ToMem,
1036   SK_FromMem,
1037   SK_FromMemTailcall
1038 };
1039
1040 static const char *getSpillFunctionFor(unsigned MaxReg, SpillKind SpillType,
1041       bool Stkchk = false) {
1042   const char * V4SpillToMemoryFunctions[] = {
1043     "__save_r16_through_r17",
1044     "__save_r16_through_r19",
1045     "__save_r16_through_r21",
1046     "__save_r16_through_r23",
1047     "__save_r16_through_r25",
1048     "__save_r16_through_r27" };
1049
1050   const char * V4SpillToMemoryStkchkFunctions[] = {
1051     "__save_r16_through_r17_stkchk",
1052     "__save_r16_through_r19_stkchk",
1053     "__save_r16_through_r21_stkchk",
1054     "__save_r16_through_r23_stkchk",
1055     "__save_r16_through_r25_stkchk",
1056     "__save_r16_through_r27_stkchk" };
1057
1058   const char * V4SpillFromMemoryFunctions[] = {
1059     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe",
1060     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe",
1061     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe",
1062     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe",
1063     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe",
1064     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe" };
1065
1066   const char * V4SpillFromMemoryTailcallFunctions[] = {
1067     "__restore_r16_through_r17_and_deallocframe_before_tailcall",
1068     "__restore_r16_through_r19_and_deallocframe_before_tailcall",
1069     "__restore_r16_through_r21_and_deallocframe_before_tailcall",
1070     "__restore_r16_through_r23_and_deallocframe_before_tailcall",
1071     "__restore_r16_through_r25_and_deallocframe_before_tailcall",
1072     "__restore_r16_through_r27_and_deallocframe_before_tailcall"
1073   };
1074
1075   const char **SpillFunc = nullptr;
1076
1077   switch(SpillType) {
1078   case SK_ToMem:
1079     SpillFunc = Stkchk ? V4SpillToMemoryStkchkFunctions
1080                        : V4SpillToMemoryFunctions;
1081     break;
1082   case SK_FromMem:
1083     SpillFunc = V4SpillFromMemoryFunctions;
1084     break;
1085   case SK_FromMemTailcall:
1086     SpillFunc = V4SpillFromMemoryTailcallFunctions;
1087     break;
1088   }
1089   assert(SpillFunc && "Unknown spill kind");
1090
1091   // Spill all callee-saved registers up to the highest register used.
1092   switch (MaxReg) {
1093   case Hexagon::R17:
1094     return SpillFunc[0];
1095   case Hexagon::R19:
1096     return SpillFunc[1];
1097   case Hexagon::R21:
1098     return SpillFunc[2];
1099   case Hexagon::R23:
1100     return SpillFunc[3];
1101   case Hexagon::R25:
1102     return SpillFunc[4];
1103   case Hexagon::R27:
1104     return SpillFunc[5];
1105   default:
1106     llvm_unreachable("Unhandled maximum callee save register");
1107   }
1108   return nullptr;
1109 }
1110
1111 int HexagonFrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF,
1112       int FI, unsigned &FrameReg) const {
1113   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1114   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1115
1116   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI);
1117   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1118   bool HasExtraAlign = HRI.needsStackRealignment(MF);
1119   bool NoOpt = MF.getTarget().getOptLevel() == CodeGenOpt::None;
1120
1121   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1122   unsigned FrameSize = MFI.getStackSize();
1123   unsigned SP = HRI.getStackRegister();
1124   unsigned FP = HRI.getFrameRegister();
1125   unsigned AP = HMFI.getStackAlignBasePhysReg();
1126   // It may happen that AP will be absent even HasAlloca && HasExtraAlign
1127   // is true. HasExtraAlign may be set because of vector spills, without
1128   // aligned locals or aligned outgoing function arguments. Since vector
1129   // spills will ultimately be "unaligned", it is safe to use FP as the
1130   // base register.
1131   // In fact, in such a scenario the stack is actually not required to be
1132   // aligned, although it may end up being aligned anyway, since this
1133   // particular case is not easily detectable. The alignment will be
1134   // unnecessary, but not incorrect.
1135   // Unfortunately there is no quick way to verify that the above is
1136   // indeed the case (and that it's not a result of an error), so just
1137   // assume that missing AP will be replaced by FP.
1138   // (A better fix would be to rematerialize AP from FP and always align
1139   // vector spills.)
1140   if (AP == 0)
1141     AP = FP;
1142
1143   bool UseFP = false, UseAP = false;  // Default: use SP (except at -O0).
1144   // Use FP at -O0, except when there are objects with extra alignment.
1145   // That additional alignment requirement may cause a pad to be inserted,
1146   // which will make it impossible to use FP to access objects located
1147   // past the pad.
1148   if (NoOpt && !HasExtraAlign)
1149     UseFP = true;
1150   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI) || MFI.isObjectPreAllocated(FI)) {
1151     // Fixed and preallocated objects will be located before any padding
1152     // so FP must be used to access them.
1153     UseFP |= (HasAlloca || HasExtraAlign);
1154   } else {
1155     if (HasAlloca) {
1156       if (HasExtraAlign)
1157         UseAP = true;
1158       else
1159         UseFP = true;
1160     }
1161   }
1162
1163   // If FP was picked, then there had better be FP.
1164   bool HasFP = hasFP(MF);
1165   assert((HasFP || !UseFP) && "This function must have frame pointer");
1166
1167   // Having FP implies allocframe. Allocframe will store extra 8 bytes:
1168   // FP/LR. If the base register is used to access an object across these
1169   // 8 bytes, then the offset will need to be adjusted by 8.
1170   //
1171   // After allocframe:
1172   //                    HexagonISelLowering adds 8 to ---+
1173   //                    the offsets of all stack-based   |
1174   //                    arguments (*)                    |
1175   //                                                     |
1176   //   getObjectOffset < 0   0     8  getObjectOffset >= 8
1177   // ------------------------+-----+------------------------> increasing
1178   //     <local objects>     |FP/LR|    <input arguments>     addresses
1179   // -----------------+------+-----+------------------------>
1180   //                  |      |
1181   //    SP/AP point --+      +-- FP points here (**)
1182   //    somewhere on
1183   //    this side of FP/LR
1184   //
1185   // (*) See LowerFormalArguments. The FP/LR is assumed to be present.
1186   // (**) *FP == old-FP. FP+0..7 are the bytes of FP/LR.
1187
1188   // The lowering assumes that FP/LR is present, and so the offsets of
1189   // the formal arguments start at 8. If FP/LR is not there we need to
1190   // reduce the offset by 8.
1191   if (Offset > 0 && !HasFP)
1192     Offset -= 8;
1193
1194   if (UseFP)
1195     FrameReg = FP;
1196   else if (UseAP)
1197     FrameReg = AP;
1198   else
1199     FrameReg = SP;
1200
1201   // Calculate the actual offset in the instruction. If there is no FP
1202   // (in other words, no allocframe), then SP will not be adjusted (i.e.
1203   // there will be no SP -= FrameSize), so the frame size should not be
1204   // added to the calculated offset.
1205   int RealOffset = Offset;
1206   if (!UseFP && !UseAP)
1207     RealOffset = FrameSize+Offset;
1208   return RealOffset;
1209 }
1210
1211 bool HexagonFrameLowering::insertCSRSpillsInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1212       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI,
1213       bool &PrologueStubs) const {
1214   if (CSI.empty())
1215     return true;
1216
1217   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.begin();
1218   PrologueStubs = false;
1219   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1220   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1221   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1222
1223   if (useSpillFunction(MF, CSI)) {
1224     PrologueStubs = true;
1225     unsigned MaxReg = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1226     bool StkOvrFlowEnabled = EnableStackOVFSanitizer;
1227     const char *SpillFun = getSpillFunctionFor(MaxReg, SK_ToMem,
1228                                                StkOvrFlowEnabled);
1229     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1230     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1231     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1232
1233     // Call spill function.
1234     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc() : DebugLoc();
1235     unsigned SpillOpc;
1236     if (StkOvrFlowEnabled) {
1237       if (LongCalls)
1238         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT_PIC
1239                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_EXT;
1240       else
1241         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK_PIC
1242                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4STK;
1243     } else {
1244       if (LongCalls)
1245         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT_PIC
1246                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_EXT;
1247       else
1248         SpillOpc = IsPIC ? Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4_PIC
1249                          : Hexagon::SAVE_REGISTERS_CALL_V4;
1250     }
1251
1252     MachineInstr *SaveRegsCall =
1253         BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(SpillOpc))
1254           .addExternalSymbol(SpillFun);
1255
1256     // Add callee-saved registers as use.
1257     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(SaveRegsCall, CSI, false, true);
1258     // Add live in registers.
1259     for (unsigned I = 0; I < CSI.size(); ++I)
1260       MBB.addLiveIn(CSI[I].getReg());
1261     return true;
1262   }
1263
1264   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1265     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1266     // Add live in registers. We treat eh_return callee saved register r0 - r3
1267     // specially. They are not really callee saved registers as they are not
1268     // supposed to be killed.
1269     bool IsKill = !HRI.isEHReturnCalleeSaveReg(Reg);
1270     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1271     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1272     HII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, IsKill, FI, RC, &HRI);
1273     if (IsKill)
1274       MBB.addLiveIn(Reg);
1275   }
1276   return true;
1277 }
1278
1279 bool HexagonFrameLowering::insertCSRRestoresInBlock(MachineBasicBlock &MBB,
1280       const CSIVect &CSI, const HexagonRegisterInfo &HRI) const {
1281   if (CSI.empty())
1282     return false;
1283
1284   MachineBasicBlock::iterator MI = MBB.getFirstTerminator();
1285   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1286   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
1287   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
1288
1289   if (useRestoreFunction(MF, CSI)) {
1290     bool HasTC = hasTailCall(MBB) || !hasReturn(MBB);
1291     unsigned MaxR = getMaxCalleeSavedReg(CSI, HRI);
1292     SpillKind Kind = HasTC ? SK_FromMemTailcall : SK_FromMem;
1293     const char *RestoreFn = getSpillFunctionFor(MaxR, Kind);
1294     auto &HTM = static_cast<const HexagonTargetMachine&>(MF.getTarget());
1295     bool IsPIC = HTM.isPositionIndependent();
1296     bool LongCalls = HST.useLongCalls() || EnableSaveRestoreLong;
1297
1298     // Call spill function.
1299     DebugLoc DL = MI != MBB.end() ? MI->getDebugLoc()
1300                                   : MBB.findDebugLoc(MBB.end());
1301     MachineInstr *DeallocCall = nullptr;
1302
1303     if (HasTC) {
1304       unsigned RetOpc;
1305       if (LongCalls)
1306         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT_PIC
1307                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_EXT;
1308       else
1309         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4_PIC
1310                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_BEFORE_TAILCALL_V4;
1311       DeallocCall = BuildMI(MBB, MI, DL, HII.get(RetOpc))
1312           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1313     } else {
1314       // The block has a return.
1315       MachineBasicBlock::iterator It = MBB.getFirstTerminator();
1316       assert(It->isReturn() && std::next(It) == MBB.end());
1317       unsigned RetOpc;
1318       if (LongCalls)
1319         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT_PIC
1320                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_EXT;
1321       else
1322         RetOpc = IsPIC ? Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4_PIC
1323                        : Hexagon::RESTORE_DEALLOC_RET_JMP_V4;
1324       DeallocCall = BuildMI(MBB, It, DL, HII.get(RetOpc))
1325           .addExternalSymbol(RestoreFn);
1326       // Transfer the function live-out registers.
1327       DeallocCall->copyImplicitOps(MF, *It);
1328     }
1329     addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(DeallocCall, CSI, true, false);
1330     return true;
1331   }
1332
1333   for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1334     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1335     const TargetRegisterClass *RC = HRI.getMinimalPhysRegClass(Reg);
1336     int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1337     HII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, FI, RC, &HRI);
1338   }
1339
1340   return true;
1341 }
1342
1343 MachineBasicBlock::iterator HexagonFrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr(
1344     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1345     MachineBasicBlock::iterator I) const {
1346   MachineInstr &MI = *I;
1347   unsigned Opc = MI.getOpcode();
1348   (void)Opc; // Silence compiler warning.
1349   assert((Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKDOWN || Opc == Hexagon::ADJCALLSTACKUP) &&
1350          "Cannot handle this call frame pseudo instruction");
1351   return MBB.erase(I);
1352 }
1353
1354 void HexagonFrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(
1355     MachineFunction &MF, RegScavenger *RS) const {
1356   // If this function has uses aligned stack and also has variable sized stack
1357   // objects, then we need to map all spill slots to fixed positions, so that
1358   // they can be accessed through FP. Otherwise they would have to be accessed
1359   // via AP, which may not be available at the particular place in the program.
1360   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1361   bool HasAlloca = MFI.hasVarSizedObjects();
1362   bool NeedsAlign = (MFI.getMaxAlignment() > getStackAlignment());
1363
1364   if (!HasAlloca || !NeedsAlign)
1365     return;
1366
1367   unsigned LFS = MFI.getLocalFrameSize();
1368   for (int i = 0, e = MFI.getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
1369     if (!MFI.isSpillSlotObjectIndex(i) || MFI.isDeadObjectIndex(i))
1370       continue;
1371     unsigned S = MFI.getObjectSize(i);
1372     // Reduce the alignment to at most 8. This will require unaligned vector
1373     // stores if they happen here.
1374     unsigned A = std::max(MFI.getObjectAlignment(i), 8U);
1375     MFI.setObjectAlignment(i, 8);
1376     LFS = alignTo(LFS+S, A);
1377     MFI.mapLocalFrameObject(i, -LFS);
1378   }
1379
1380   MFI.setLocalFrameSize(LFS);
1381   unsigned A = MFI.getLocalFrameMaxAlign();
1382   assert(A <= 8 && "Unexpected local frame alignment");
1383   if (A == 0)
1384     MFI.setLocalFrameMaxAlign(8);
1385   MFI.setUseLocalStackAllocationBlock(true);
1386
1387   // Set the physical aligned-stack base address register.
1388   unsigned AP = 0;
1389   if (const MachineInstr *AI = getAlignaInstr(MF))
1390     AP = AI->getOperand(0).getReg();
1391   auto &HMFI = *MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>();
1392   HMFI.setStackAlignBasePhysReg(AP);
1393 }
1394
1395 /// Returns true if there are no caller-saved registers available in class RC.
1396 static bool needToReserveScavengingSpillSlots(MachineFunction &MF,
1397       const HexagonRegisterInfo &HRI, const TargetRegisterClass *RC) {
1398   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1399
1400   auto IsUsed = [&HRI,&MRI] (unsigned Reg) -> bool {
1401     for (MCRegAliasIterator AI(Reg, &HRI, true); AI.isValid(); ++AI)
1402       if (MRI.isPhysRegUsed(*AI))
1403         return true;
1404     return false;
1405   };
1406
1407   // Check for an unused caller-saved register. Callee-saved registers
1408   // have become pristine by now.
1409   for (const MCPhysReg *P = HRI.getCallerSavedRegs(&MF, RC); *P; ++P)
1410     if (!IsUsed(*P))
1411       return false;
1412
1413   // All caller-saved registers are used.
1414   return true;
1415 }
1416
1417 #ifndef NDEBUG
1418 static void dump_registers(BitVector &Regs, const TargetRegisterInfo &TRI) {
1419   dbgs() << '{';
1420   for (int x = Regs.find_first(); x >= 0; x = Regs.find_next(x)) {
1421     unsigned R = x;
1422     dbgs() << ' ' << printReg(R, &TRI);
1423   }
1424   dbgs() << " }";
1425 }
1426 #endif
1427
1428 bool HexagonFrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(MachineFunction &MF,
1429       const TargetRegisterInfo *TRI, std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1430   LLVM_DEBUG(dbgs() << __func__ << " on " << MF.getName() << '\n');
1431   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1432   BitVector SRegs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1433
1434   // Generate a set of unique, callee-saved registers (SRegs), where each
1435   // register in the set is maximal in terms of sub-/super-register relation,
1436   // i.e. for each R in SRegs, no proper super-register of R is also in SRegs.
1437
1438   // (1) For each callee-saved register, add that register and all of its
1439   // sub-registers to SRegs.
1440   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Initial CS registers: {");
1441   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1442     unsigned R = CSI[i].getReg();
1443     LLVM_DEBUG(dbgs() << ' ' << printReg(R, TRI));
1444     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1445       SRegs[*SR] = true;
1446   }
1447   LLVM_DEBUG(dbgs() << " }\n");
1448   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.1: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1449              dbgs() << "\n");
1450
1451   // (2) For each reserved register, remove that register and all of its
1452   // sub- and super-registers from SRegs.
1453   BitVector Reserved = TRI->getReservedRegs(MF);
1454   for (int x = Reserved.find_first(); x >= 0; x = Reserved.find_next(x)) {
1455     unsigned R = x;
1456     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR)
1457       SRegs[*SR] = false;
1458   }
1459   LLVM_DEBUG(dbgs() << "Res:     "; dump_registers(Reserved, *TRI);
1460              dbgs() << "\n");
1461   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.2: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1462              dbgs() << "\n");
1463
1464   // (3) Collect all registers that have at least one sub-register in SRegs,
1465   // and also have no sub-registers that are reserved. These will be the can-
1466   // didates for saving as a whole instead of their individual sub-registers.
1467   // (Saving R17:16 instead of R16 is fine, but only if R17 was not reserved.)
1468   BitVector TmpSup(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
1469   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1470     unsigned R = x;
1471     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR)
1472       TmpSup[*SR] = true;
1473   }
1474   for (int x = TmpSup.find_first(); x >= 0; x = TmpSup.find_next(x)) {
1475     unsigned R = x;
1476     for (MCSubRegIterator SR(R, TRI, true); SR.isValid(); ++SR) {
1477       if (!Reserved[*SR])
1478         continue;
1479       TmpSup[R] = false;
1480       break;
1481     }
1482   }
1483   LLVM_DEBUG(dbgs() << "TmpSup:  "; dump_registers(TmpSup, *TRI);
1484              dbgs() << "\n");
1485
1486   // (4) Include all super-registers found in (3) into SRegs.
1487   SRegs |= TmpSup;
1488   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.4: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1489              dbgs() << "\n");
1490
1491   // (5) For each register R in SRegs, if any super-register of R is in SRegs,
1492   // remove R from SRegs.
1493   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1494     unsigned R = x;
1495     for (MCSuperRegIterator SR(R, TRI); SR.isValid(); ++SR) {
1496       if (!SRegs[*SR])
1497         continue;
1498       SRegs[R] = false;
1499       break;
1500     }
1501   }
1502   LLVM_DEBUG(dbgs() << "SRegs.5: "; dump_registers(SRegs, *TRI);
1503              dbgs() << "\n");
1504
1505   // Now, for each register that has a fixed stack slot, create the stack
1506   // object for it.
1507   CSI.clear();
1508
1509   using SpillSlot = TargetFrameLowering::SpillSlot;
1510
1511   unsigned NumFixed;
1512   int MinOffset = 0;  // CS offsets are negative.
1513   const SpillSlot *FixedSlots = getCalleeSavedSpillSlots(NumFixed);
1514   for (const SpillSlot *S = FixedSlots; S != FixedSlots+NumFixed; ++S) {
1515     if (!SRegs[S->Reg])
1516       continue;
1517     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(S->Reg);
1518     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(TRI->getSpillSize(*RC), S->Offset);
1519     MinOffset = std::min(MinOffset, S->Offset);
1520     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(S->Reg, FI));
1521     SRegs[S->Reg] = false;
1522   }
1523
1524   // There can be some registers that don't have fixed slots. For example,
1525   // we need to store R0-R3 in functions with exception handling. For each
1526   // such register, create a non-fixed stack object.
1527   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1528     unsigned R = x;
1529     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(R);
1530     unsigned Size = TRI->getSpillSize(*RC);
1531     int Off = MinOffset - Size;
1532     unsigned Align = std::min(TRI->getSpillAlignment(*RC), getStackAlignment());
1533     assert(isPowerOf2_32(Align));
1534     Off &= -Align;
1535     int FI = MFI.CreateFixedSpillStackObject(Size, Off);
1536     MinOffset = std::min(MinOffset, Off);
1537     CSI.push_back(CalleeSavedInfo(R, FI));
1538     SRegs[R] = false;
1539   }
1540
1541   LLVM_DEBUG({
1542     dbgs() << "CS information: {";
1543     for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
1544       int FI = CSI[i].getFrameIdx();
1545       int Off = MFI.getObjectOffset(FI);
1546       dbgs() << ' ' << printReg(CSI[i].getReg(), TRI) << ":fi#" << FI << ":sp";
1547       if (Off >= 0)
1548         dbgs() << '+';
1549       dbgs() << Off;
1550     }
1551     dbgs() << " }\n";
1552   });
1553
1554 #ifndef NDEBUG
1555   // Verify that all registers were handled.
1556   bool MissedReg = false;
1557   for (int x = SRegs.find_first(); x >= 0; x = SRegs.find_next(x)) {
1558     unsigned R = x;
1559     dbgs() << printReg(R, TRI) << ' ';
1560     MissedReg = true;
1561   }
1562   if (MissedReg)
1563     llvm_unreachable("...there are unhandled callee-saved registers!");
1564 #endif
1565
1566   return true;
1567 }
1568
1569 bool HexagonFrameLowering::expandCopy(MachineBasicBlock &B,
1570       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1571       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1572   MachineInstr *MI = &*It;
1573   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1574   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1575   unsigned SrcR = MI->getOperand(1).getReg();
1576   if (!Hexagon::ModRegsRegClass.contains(DstR) ||
1577       !Hexagon::ModRegsRegClass.contains(SrcR))
1578     return false;
1579
1580   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1581   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), TmpR).add(MI->getOperand(1));
1582   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), DstR)
1583     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1584
1585   NewRegs.push_back(TmpR);
1586   B.erase(It);
1587   return true;
1588 }
1589
1590 bool HexagonFrameLowering::expandStoreInt(MachineBasicBlock &B,
1591       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1592       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1593   MachineInstr *MI = &*It;
1594   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1595     return false;
1596
1597   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1598   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1599   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1600   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1601   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1602
1603   // TmpR = C2_tfrpr SrcR   if SrcR is a predicate register
1604   // TmpR = A2_tfrcrr SrcR  if SrcR is a modifier register
1605   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1606   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::STriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrpr
1607                                                  : Hexagon::A2_tfrcrr;
1608   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), TmpR)
1609     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill));
1610
1611   // S2_storeri_io FI, 0, TmpR
1612   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::S2_storeri_io))
1613       .addFrameIndex(FI)
1614       .addImm(0)
1615       .addReg(TmpR, RegState::Kill)
1616       .cloneMemRefs(*MI);
1617
1618   NewRegs.push_back(TmpR);
1619   B.erase(It);
1620   return true;
1621 }
1622
1623 bool HexagonFrameLowering::expandLoadInt(MachineBasicBlock &B,
1624       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1625       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1626   MachineInstr *MI = &*It;
1627   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1628     return false;
1629
1630   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1631   unsigned Opc = MI->getOpcode();
1632   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1633   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1634
1635   // TmpR = L2_loadri_io FI, 0
1636   unsigned TmpR = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1637   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::L2_loadri_io), TmpR)
1638       .addFrameIndex(FI)
1639       .addImm(0)
1640       .cloneMemRefs(*MI);
1641
1642   // DstR = C2_tfrrp TmpR   if DstR is a predicate register
1643   // DstR = A2_tfrrcr TmpR  if DstR is a modifier register
1644   unsigned TfrOpc = (Opc == Hexagon::LDriw_pred) ? Hexagon::C2_tfrrp
1645                                                  : Hexagon::A2_tfrrcr;
1646   BuildMI(B, It, DL, HII.get(TfrOpc), DstR)
1647     .addReg(TmpR, RegState::Kill);
1648
1649   NewRegs.push_back(TmpR);
1650   B.erase(It);
1651   return true;
1652 }
1653
1654 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVecPred(MachineBasicBlock &B,
1655       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1656       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1657   MachineInstr *MI = &*It;
1658   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1659     return false;
1660
1661   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1662   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1663   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1664   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1665   auto *RC = &Hexagon::HvxVRRegClass;
1666
1667   // Insert transfer to general vector register.
1668   //   TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1669   //   TmpR1 = V6_vandqrt Qx, TmpR0
1670   //   store FI, 0, TmpR1
1671   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1672   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1673
1674   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1675     .addImm(0x01010101);
1676
1677   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::V6_vandqrt), TmpR1)
1678     .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1679     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1680
1681   auto *HRI = B.getParent()->getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1682   HII.storeRegToStackSlot(B, It, TmpR1, true, FI, RC, HRI);
1683   expandStoreVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1684
1685   NewRegs.push_back(TmpR0);
1686   NewRegs.push_back(TmpR1);
1687   B.erase(It);
1688   return true;
1689 }
1690
1691 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVecPred(MachineBasicBlock &B,
1692       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1693       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1694   MachineInstr *MI = &*It;
1695   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1696     return false;
1697
1698   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1699   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1700   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1701   auto *RC = &Hexagon::HvxVRRegClass;
1702
1703   // TmpR0 = A2_tfrsi 0x01010101
1704   // TmpR1 = load FI, 0
1705   // DstR = V6_vandvrt TmpR1, TmpR0
1706   unsigned TmpR0 = MRI.createVirtualRegister(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1707   unsigned TmpR1 = MRI.createVirtualRegister(RC);
1708
1709   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::A2_tfrsi), TmpR0)
1710     .addImm(0x01010101);
1711   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1712   auto *HRI = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1713   HII.loadRegFromStackSlot(B, It, TmpR1, FI, RC, HRI);
1714   expandLoadVec(B, std::prev(It), MRI, HII, NewRegs);
1715
1716   BuildMI(B, It, DL, HII.get(Hexagon::V6_vandvrt), DstR)
1717     .addReg(TmpR1, RegState::Kill)
1718     .addReg(TmpR0, RegState::Kill);
1719
1720   NewRegs.push_back(TmpR0);
1721   NewRegs.push_back(TmpR1);
1722   B.erase(It);
1723   return true;
1724 }
1725
1726 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec2(MachineBasicBlock &B,
1727       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1728       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1729   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1730   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1731   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1732   MachineInstr *MI = &*It;
1733   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1734     return false;
1735
1736   // It is possible that the double vector being stored is only partially
1737   // defined. From the point of view of the liveness tracking, it is ok to
1738   // store it as a whole, but if we break it up we may end up storing a
1739   // register that is entirely undefined.
1740   LivePhysRegs LPR(HRI);
1741   LPR.addLiveIns(B);
1742   SmallVector<std::pair<MCPhysReg, const MachineOperand*>,2> Clobbers;
1743   for (auto R = B.begin(); R != It; ++R) {
1744     Clobbers.clear();
1745     LPR.stepForward(*R, Clobbers);
1746   }
1747
1748   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1749   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1750   unsigned SrcLo = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_lo);
1751   unsigned SrcHi = HRI.getSubReg(SrcR, Hexagon::vsub_hi);
1752   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1753   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1754
1755   unsigned Size = HRI.getSpillSize(Hexagon::HvxVRRegClass);
1756   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1757   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1758   unsigned StoreOpc;
1759
1760   // Store low part.
1761   if (LPR.contains(SrcLo)) {
1762     StoreOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1763                                      : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1764     BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1765         .addFrameIndex(FI)
1766         .addImm(0)
1767         .addReg(SrcLo, getKillRegState(IsKill))
1768         .cloneMemRefs(*MI);
1769   }
1770
1771   // Store high part.
1772   if (LPR.contains(SrcHi)) {
1773     StoreOpc = NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size) ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1774                                                      : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1775     BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1776         .addFrameIndex(FI)
1777         .addImm(Size)
1778         .addReg(SrcHi, getKillRegState(IsKill))
1779         .cloneMemRefs(*MI);
1780   }
1781
1782   B.erase(It);
1783   return true;
1784 }
1785
1786 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVec2(MachineBasicBlock &B,
1787       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1788       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1789   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1790   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1791   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1792   MachineInstr *MI = &*It;
1793   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1794     return false;
1795
1796   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1797   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1798   unsigned DstHi = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_hi);
1799   unsigned DstLo = HRI.getSubReg(DstR, Hexagon::vsub_lo);
1800   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1801
1802   unsigned Size = HRI.getSpillSize(Hexagon::HvxVRRegClass);
1803   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1804   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1805   unsigned LoadOpc;
1806
1807   // Load low part.
1808   LoadOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1809                                   : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1810   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstLo)
1811       .addFrameIndex(FI)
1812       .addImm(0)
1813       .cloneMemRefs(*MI);
1814
1815   // Load high part.
1816   LoadOpc = NeedAlign <= MinAlign(HasAlign, Size) ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1817                                                   : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1818   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstHi)
1819       .addFrameIndex(FI)
1820       .addImm(Size)
1821       .cloneMemRefs(*MI);
1822
1823   B.erase(It);
1824   return true;
1825 }
1826
1827 bool HexagonFrameLowering::expandStoreVec(MachineBasicBlock &B,
1828       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1829       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1830   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1831   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1832   MachineInstr *MI = &*It;
1833   if (!MI->getOperand(0).isFI())
1834     return false;
1835
1836   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1837   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1838   unsigned SrcR = MI->getOperand(2).getReg();
1839   bool IsKill = MI->getOperand(2).isKill();
1840   int FI = MI->getOperand(0).getIndex();
1841
1842   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1843   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1844   unsigned StoreOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vS32b_ai
1845                                             : Hexagon::V6_vS32Ub_ai;
1846   BuildMI(B, It, DL, HII.get(StoreOpc))
1847       .addFrameIndex(FI)
1848       .addImm(0)
1849       .addReg(SrcR, getKillRegState(IsKill))
1850       .cloneMemRefs(*MI);
1851
1852   B.erase(It);
1853   return true;
1854 }
1855
1856 bool HexagonFrameLowering::expandLoadVec(MachineBasicBlock &B,
1857       MachineBasicBlock::iterator It, MachineRegisterInfo &MRI,
1858       const HexagonInstrInfo &HII, SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1859   MachineFunction &MF = *B.getParent();
1860   auto &MFI = MF.getFrameInfo();
1861   MachineInstr *MI = &*It;
1862   if (!MI->getOperand(1).isFI())
1863     return false;
1864
1865   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1866   DebugLoc DL = MI->getDebugLoc();
1867   unsigned DstR = MI->getOperand(0).getReg();
1868   int FI = MI->getOperand(1).getIndex();
1869
1870   unsigned NeedAlign = HRI.getSpillAlignment(Hexagon::HvxVRRegClass);
1871   unsigned HasAlign = MFI.getObjectAlignment(FI);
1872   unsigned LoadOpc = NeedAlign <= HasAlign ? Hexagon::V6_vL32b_ai
1873                                            : Hexagon::V6_vL32Ub_ai;
1874   BuildMI(B, It, DL, HII.get(LoadOpc), DstR)
1875       .addFrameIndex(FI)
1876       .addImm(0)
1877       .cloneMemRefs(*MI);
1878
1879   B.erase(It);
1880   return true;
1881 }
1882
1883 bool HexagonFrameLowering::expandSpillMacros(MachineFunction &MF,
1884       SmallVectorImpl<unsigned> &NewRegs) const {
1885   auto &HII = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getInstrInfo();
1886   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1887   bool Changed = false;
1888
1889   for (auto &B : MF) {
1890     // Traverse the basic block.
1891     MachineBasicBlock::iterator NextI;
1892     for (auto I = B.begin(), E = B.end(); I != E; I = NextI) {
1893       MachineInstr *MI = &*I;
1894       NextI = std::next(I);
1895       unsigned Opc = MI->getOpcode();
1896
1897       switch (Opc) {
1898         case TargetOpcode::COPY:
1899           Changed |= expandCopy(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1900           break;
1901         case Hexagon::STriw_pred:
1902         case Hexagon::STriw_ctr:
1903           Changed |= expandStoreInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1904           break;
1905         case Hexagon::LDriw_pred:
1906         case Hexagon::LDriw_ctr:
1907           Changed |= expandLoadInt(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1908           break;
1909         case Hexagon::PS_vstorerq_ai:
1910           Changed |= expandStoreVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1911           break;
1912         case Hexagon::PS_vloadrq_ai:
1913           Changed |= expandLoadVecPred(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1914           break;
1915         case Hexagon::PS_vloadrw_ai:
1916         case Hexagon::PS_vloadrwu_ai:
1917           Changed |= expandLoadVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1918           break;
1919         case Hexagon::PS_vstorerw_ai:
1920         case Hexagon::PS_vstorerwu_ai:
1921           Changed |= expandStoreVec2(B, I, MRI, HII, NewRegs);
1922           break;
1923       }
1924     }
1925   }
1926
1927   return Changed;
1928 }
1929
1930 void HexagonFrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1931                                                 BitVector &SavedRegs,
1932                                                 RegScavenger *RS) const {
1933   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1934
1935   SavedRegs.resize(HRI.getNumRegs());
1936
1937   // If we have a function containing __builtin_eh_return we want to spill and
1938   // restore all callee saved registers. Pretend that they are used.
1939   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
1940     for (const MCPhysReg *R = HRI.getCalleeSavedRegs(&MF); *R; ++R)
1941       SavedRegs.set(*R);
1942
1943   // Replace predicate register pseudo spill code.
1944   SmallVector<unsigned,8> NewRegs;
1945   expandSpillMacros(MF, NewRegs);
1946   if (OptimizeSpillSlots && !isOptNone(MF))
1947     optimizeSpillSlots(MF, NewRegs);
1948
1949   // We need to reserve a spill slot if scavenging could potentially require
1950   // spilling a scavenged register.
1951   if (!NewRegs.empty() || mayOverflowFrameOffset(MF)) {
1952     MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1953     MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1954     SetVector<const TargetRegisterClass*> SpillRCs;
1955     // Reserve an int register in any case, because it could be used to hold
1956     // the stack offset in case it does not fit into a spill instruction.
1957     SpillRCs.insert(&Hexagon::IntRegsRegClass);
1958
1959     for (unsigned VR : NewRegs)
1960       SpillRCs.insert(MRI.getRegClass(VR));
1961
1962     for (auto *RC : SpillRCs) {
1963       if (!needToReserveScavengingSpillSlots(MF, HRI, RC))
1964         continue;
1965       unsigned Num = RC == &Hexagon::IntRegsRegClass ? NumberScavengerSlots : 1;
1966       unsigned S = HRI.getSpillSize(*RC), A = HRI.getSpillAlignment(*RC);
1967       for (unsigned i = 0; i < Num; i++) {
1968         int NewFI = MFI.CreateSpillStackObject(S, A);
1969         RS->addScavengingFrameIndex(NewFI);
1970       }
1971     }
1972   }
1973
1974   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1975 }
1976
1977 unsigned HexagonFrameLowering::findPhysReg(MachineFunction &MF,
1978       HexagonBlockRanges::IndexRange &FIR,
1979       HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IndexMap,
1980       HexagonBlockRanges::RegToRangeMap &DeadMap,
1981       const TargetRegisterClass *RC) const {
1982   auto &HRI = *MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>().getRegisterInfo();
1983   auto &MRI = MF.getRegInfo();
1984
1985   auto isDead = [&FIR,&DeadMap] (unsigned Reg) -> bool {
1986     auto F = DeadMap.find({Reg,0});
1987     if (F == DeadMap.end())
1988       return false;
1989     for (auto &DR : F->second)
1990       if (DR.contains(FIR))
1991         return true;
1992     return false;
1993   };
1994
1995   for (unsigned Reg : RC->getRawAllocationOrder(MF)) {
1996     bool Dead = true;
1997     for (auto R : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs({Reg,0}, MRI, HRI)) {
1998       if (isDead(R.Reg))
1999         continue;
2000       Dead = false;
2001       break;
2002     }
2003     if (Dead)
2004       return Reg;
2005   }
2006   return 0;
2007 }
2008
2009 void HexagonFrameLowering::optimizeSpillSlots(MachineFunction &MF,
2010       SmallVectorImpl<unsigned> &VRegs) const {
2011   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
2012   auto &HII = *HST.getInstrInfo();
2013   auto &HRI = *HST.getRegisterInfo();
2014   auto &MRI = MF.getRegInfo();
2015   HexagonBlockRanges HBR(MF);
2016
2017   using BlockIndexMap =
2018       std::map<MachineBasicBlock *, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap>;
2019   using BlockRangeMap =
2020       std::map<MachineBasicBlock *, HexagonBlockRanges::RangeList>;
2021   using IndexType = HexagonBlockRanges::IndexType;
2022
2023   struct SlotInfo {
2024     BlockRangeMap Map;
2025     unsigned Size = 0;
2026     const TargetRegisterClass *RC = nullptr;
2027
2028     SlotInfo() = default;
2029   };
2030
2031   BlockIndexMap BlockIndexes;
2032   SmallSet<int,4> BadFIs;
2033   std::map<int,SlotInfo> FIRangeMap;
2034
2035   // Accumulate register classes: get a common class for a pre-existing
2036   // class HaveRC and a new class NewRC. Return nullptr if a common class
2037   // cannot be found, otherwise return the resulting class. If HaveRC is
2038   // nullptr, assume that it is still unset.
2039   auto getCommonRC =
2040       [](const TargetRegisterClass *HaveRC,
2041          const TargetRegisterClass *NewRC) -> const TargetRegisterClass * {
2042     if (HaveRC == nullptr || HaveRC == NewRC)
2043       return NewRC;
2044     // Different classes, both non-null. Pick the more general one.
2045     if (HaveRC->hasSubClassEq(NewRC))
2046       return HaveRC;
2047     if (NewRC->hasSubClassEq(HaveRC))
2048       return NewRC;
2049     return nullptr;
2050   };
2051
2052   // Scan all blocks in the function. Check all occurrences of frame indexes,
2053   // and collect relevant information.
2054   for (auto &B : MF) {
2055     std::map<int,IndexType> LastStore, LastLoad;
2056     // Emplace appears not to be supported in gcc 4.7.2-4.
2057     //auto P = BlockIndexes.emplace(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B));
2058     auto P = BlockIndexes.insert(
2059                 std::make_pair(&B, HexagonBlockRanges::InstrIndexMap(B)));
2060     auto &IndexMap = P.first->second;
2061     LLVM_DEBUG(dbgs() << "Index map for " << printMBBReference(B) << "\n"
2062                       << IndexMap << '\n');
2063
2064     for (auto &In : B) {
2065       int LFI, SFI;
2066       bool Load = HII.isLoadFromStackSlot(In, LFI) && !HII.isPredicated(In);
2067       bool Store = HII.isStoreToStackSlot(In, SFI) && !HII.isPredicated(In);
2068       if (Load && Store) {
2069         // If it's both a load and a store, then we won't handle it.
2070         BadFIs.insert(LFI);
2071         BadFIs.insert(SFI);
2072         continue;
2073       }
2074       // Check for register classes of the register used as the source for
2075       // the store, and the register used as the destination for the load.
2076       // Also, only accept base+imm_offset addressing modes. Other addressing
2077       // modes can have side-effects (post-increments, etc.). For stack
2078       // slots they are very unlikely, so there is not much loss due to
2079       // this restriction.
2080       if (Load || Store) {
2081         int TFI = Load ? LFI : SFI;
2082         unsigned AM = HII.getAddrMode(In);
2083         SlotInfo &SI = FIRangeMap[TFI];
2084         bool Bad = (AM != HexagonII::BaseImmOffset);
2085         if (!Bad) {
2086           // If the addressing mode is ok, check the register class.
2087           unsigned OpNum = Load ? 0 : 2;
2088           auto *RC = HII.getRegClass(In.getDesc(), OpNum, &HRI, MF);
2089           RC = getCommonRC(SI.RC, RC);
2090           if (RC == nullptr)
2091             Bad = true;
2092           else
2093             SI.RC = RC;
2094         }
2095         if (!Bad) {
2096           // Check sizes.
2097           unsigned S = HII.getMemAccessSize(In);
2098           if (SI.Size != 0 && SI.Size != S)
2099             Bad = true;
2100           else
2101             SI.Size = S;
2102         }
2103         if (!Bad) {
2104           for (auto *Mo : In.memoperands()) {
2105             if (!Mo->isVolatile())
2106               continue;
2107             Bad = true;
2108             break;
2109           }
2110         }
2111         if (Bad)
2112           BadFIs.insert(TFI);
2113       }
2114
2115       // Locate uses of frame indices.
2116       for (unsigned i = 0, n = In.getNumOperands(); i < n; ++i) {
2117         const MachineOperand &Op = In.getOperand(i);
2118         if (!Op.isFI())
2119           continue;
2120         int FI = Op.getIndex();
2121         // Make sure that the following operand is an immediate and that
2122         // it is 0. This is the offset in the stack object.
2123         if (i+1 >= n || !In.getOperand(i+1).isImm() ||
2124             In.getOperand(i+1).getImm() != 0)
2125           BadFIs.insert(FI);
2126         if (BadFIs.count(FI))
2127           continue;
2128
2129         IndexType Index = IndexMap.getIndex(&In);
2130         if (Load) {
2131           if (LastStore[FI] == IndexType::None)
2132             LastStore[FI] = IndexType::Entry;
2133           LastLoad[FI] = Index;
2134         } else if (Store) {
2135           HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2136           if (LastStore[FI] != IndexType::None)
2137             RL.add(LastStore[FI], LastLoad[FI], false, false);
2138           else if (LastLoad[FI] != IndexType::None)
2139             RL.add(IndexType::Entry, LastLoad[FI], false, false);
2140           LastLoad[FI] = IndexType::None;
2141           LastStore[FI] = Index;
2142         } else {
2143           BadFIs.insert(FI);
2144         }
2145       }
2146     }
2147
2148     for (auto &I : LastLoad) {
2149       IndexType LL = I.second;
2150       if (LL == IndexType::None)
2151         continue;
2152       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2153       IndexType &LS = LastStore[I.first];
2154       if (LS != IndexType::None)
2155         RL.add(LS, LL, false, false);
2156       else
2157         RL.add(IndexType::Entry, LL, false, false);
2158       LS = IndexType::None;
2159     }
2160     for (auto &I : LastStore) {
2161       IndexType LS = I.second;
2162       if (LS == IndexType::None)
2163         continue;
2164       auto &RL = FIRangeMap[I.first].Map[&B];
2165       RL.add(LS, IndexType::None, false, false);
2166     }
2167   }
2168
2169   LLVM_DEBUG({
2170     for (auto &P : FIRangeMap) {
2171       dbgs() << "fi#" << P.first;
2172       if (BadFIs.count(P.first))
2173         dbgs() << " (bad)";
2174       dbgs() << "  RC: ";
2175       if (P.second.RC != nullptr)
2176         dbgs() << HRI.getRegClassName(P.second.RC) << '\n';
2177       else
2178         dbgs() << "<null>\n";
2179       for (auto &R : P.second.Map)
2180         dbgs() << "  " << printMBBReference(*R.first) << " { " << R.second
2181                << "}\n";
2182     }
2183   });
2184
2185   // When a slot is loaded from in a block without being stored to in the
2186   // same block, it is live-on-entry to this block. To avoid CFG analysis,
2187   // consider this slot to be live-on-exit from all blocks.
2188   SmallSet<int,4> LoxFIs;
2189
2190   std::map<MachineBasicBlock*,std::vector<int>> BlockFIMap;
2191
2192   for (auto &P : FIRangeMap) {
2193     // P = pair(FI, map: BB->RangeList)
2194     if (BadFIs.count(P.first))
2195       continue;
2196     for (auto &B : MF) {
2197       auto F = P.second.Map.find(&B);
2198       // F = pair(BB, RangeList)
2199       if (F == P.second.Map.end() || F->second.empty())
2200         continue;
2201       HexagonBlockRanges::IndexRange &IR = F->second.front();
2202       if (IR.start() == IndexType::Entry)
2203         LoxFIs.insert(P.first);
2204       BlockFIMap[&B].push_back(P.first);
2205     }
2206   }
2207
2208   LLVM_DEBUG({
2209     dbgs() << "Block-to-FI map (* -- live-on-exit):\n";
2210     for (auto &P : BlockFIMap) {
2211       auto &FIs = P.second;
2212       if (FIs.empty())
2213         continue;
2214       dbgs() << "  " << printMBBReference(*P.first) << ": {";
2215       for (auto I : FIs) {
2216         dbgs() << " fi#" << I;
2217         if (LoxFIs.count(I))
2218           dbgs() << '*';
2219       }
2220       dbgs() << " }\n";
2221     }
2222   });
2223
2224 #ifndef NDEBUG
2225   bool HasOptLimit = SpillOptMax.getPosition();
2226 #endif
2227
2228   // eliminate loads, when all loads eliminated, eliminate all stores.
2229   for (auto &B : MF) {
2230     auto F = BlockIndexes.find(&B);
2231     assert(F != BlockIndexes.end());
2232     HexagonBlockRanges::InstrIndexMap &IM = F->second;
2233     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap LM = HBR.computeLiveMap(IM);
2234     HexagonBlockRanges::RegToRangeMap DM = HBR.computeDeadMap(IM, LM);
2235     LLVM_DEBUG(dbgs() << printMBBReference(B) << " dead map\n"
2236                       << HexagonBlockRanges::PrintRangeMap(DM, HRI));
2237
2238     for (auto FI : BlockFIMap[&B]) {
2239       if (BadFIs.count(FI))
2240         continue;
2241       LLVM_DEBUG(dbgs() << "Working on fi#" << FI << '\n');
2242       HexagonBlockRanges::RangeList &RL = FIRangeMap[FI].Map[&B];
2243       for (auto &Range : RL) {
2244         LLVM_DEBUG(dbgs() << "--Examining range:" << RL << '\n');
2245         if (!IndexType::isInstr(Range.start()) ||
2246             !IndexType::isInstr(Range.end()))
2247           continue;
2248         MachineInstr &SI = *IM.getInstr(Range.start());
2249         MachineInstr &EI = *IM.getInstr(Range.end());
2250         assert(SI.mayStore() && "Unexpected start instruction");
2251         assert(EI.mayLoad() && "Unexpected end instruction");
2252         MachineOperand &SrcOp = SI.getOperand(2);
2253
2254         HexagonBlockRanges::RegisterRef SrcRR = { SrcOp.getReg(),
2255                                                   SrcOp.getSubReg() };
2256         auto *RC = HII.getRegClass(SI.getDesc(), 2, &HRI, MF);
2257         // The this-> is needed to unconfuse MSVC.
2258         unsigned FoundR = this->findPhysReg(MF, Range, IM, DM, RC);
2259         LLVM_DEBUG(dbgs() << "Replacement reg:" << printReg(FoundR, &HRI)
2260                           << '\n');
2261         if (FoundR == 0)
2262           continue;
2263 #ifndef NDEBUG
2264         if (HasOptLimit) {
2265           if (SpillOptCount >= SpillOptMax)
2266             return;
2267           SpillOptCount++;
2268         }
2269 #endif
2270
2271         // Generate the copy-in: "FoundR = COPY SrcR" at the store location.
2272         MachineBasicBlock::iterator StartIt = SI.getIterator(), NextIt;
2273         MachineInstr *CopyIn = nullptr;
2274         if (SrcRR.Reg != FoundR || SrcRR.Sub != 0) {
2275           const DebugLoc &DL = SI.getDebugLoc();
2276           CopyIn = BuildMI(B, StartIt, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), FoundR)
2277                        .add(SrcOp);
2278         }
2279
2280         ++StartIt;
2281         // Check if this is a last store and the FI is live-on-exit.
2282         if (LoxFIs.count(FI) && (&Range == &RL.back())) {
2283           // Update store's source register.
2284           if (unsigned SR = SrcOp.getSubReg())
2285             SrcOp.setReg(HRI.getSubReg(FoundR, SR));
2286           else
2287             SrcOp.setReg(FoundR);
2288           SrcOp.setSubReg(0);
2289           // We are keeping this register live.
2290           SrcOp.setIsKill(false);
2291         } else {
2292           B.erase(&SI);
2293           IM.replaceInstr(&SI, CopyIn);
2294         }
2295
2296         auto EndIt = std::next(EI.getIterator());
2297         for (auto It = StartIt; It != EndIt; It = NextIt) {
2298           MachineInstr &MI = *It;
2299           NextIt = std::next(It);
2300           int TFI;
2301           if (!HII.isLoadFromStackSlot(MI, TFI) || TFI != FI)
2302             continue;
2303           unsigned DstR = MI.getOperand(0).getReg();
2304           assert(MI.getOperand(0).getSubReg() == 0);
2305           MachineInstr *CopyOut = nullptr;
2306           if (DstR != FoundR) {
2307             DebugLoc DL = MI.getDebugLoc();
2308             unsigned MemSize = HII.getMemAccessSize(MI);
2309             assert(HII.getAddrMode(MI) == HexagonII::BaseImmOffset);
2310             unsigned CopyOpc = TargetOpcode::COPY;
2311             if (HII.isSignExtendingLoad(MI))
2312               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_sxtb : Hexagon::A2_sxth;
2313             else if (HII.isZeroExtendingLoad(MI))
2314               CopyOpc = (MemSize == 1) ? Hexagon::A2_zxtb : Hexagon::A2_zxth;
2315             CopyOut = BuildMI(B, It, DL, HII.get(CopyOpc), DstR)
2316                         .addReg(FoundR, getKillRegState(&MI == &EI));
2317           }
2318           IM.replaceInstr(&MI, CopyOut);
2319           B.erase(It);
2320         }
2321
2322         // Update the dead map.
2323         HexagonBlockRanges::RegisterRef FoundRR = { FoundR, 0 };
2324         for (auto RR : HexagonBlockRanges::expandToSubRegs(FoundRR, MRI, HRI))
2325           DM[RR].subtract(Range);
2326       } // for Range in range list
2327     }
2328   }
2329 }
2330
2331 void HexagonFrameLowering::expandAlloca(MachineInstr *AI,
2332       const HexagonInstrInfo &HII, unsigned SP, unsigned CF) const {
2333   MachineBasicBlock &MB = *AI->getParent();
2334   DebugLoc DL = AI->getDebugLoc();
2335   unsigned A = AI->getOperand(2).getImm();
2336
2337   // Have
2338   //    Rd  = alloca Rs, #A
2339   //
2340   // If Rs and Rd are different registers, use this sequence:
2341   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2342   //    r29 = sub(r29, Rs)
2343   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2344   //    r29 = and(r29, #-A)   ; if necessary
2345   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2346   // otherwise, do
2347   //    Rd  = sub(r29, Rs)
2348   //    Rd  = and(Rd, #-A)    ; if necessary
2349   //    r29 = Rd
2350   //    Rd  = add(Rd, #CF)    ; CF size aligned to at most A
2351
2352   MachineOperand &RdOp = AI->getOperand(0);
2353   MachineOperand &RsOp = AI->getOperand(1);
2354   unsigned Rd = RdOp.getReg(), Rs = RsOp.getReg();
2355
2356   // Rd = sub(r29, Rs)
2357   BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), Rd)
2358       .addReg(SP)
2359       .addReg(Rs);
2360   if (Rs != Rd) {
2361     // r29 = sub(r29, Rs)
2362     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_sub), SP)
2363         .addReg(SP)
2364         .addReg(Rs);
2365   }
2366   if (A > 8) {
2367     // Rd  = and(Rd, #-A)
2368     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), Rd)
2369         .addReg(Rd)
2370         .addImm(-int64_t(A));
2371     if (Rs != Rd)
2372       BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_andir), SP)
2373           .addReg(SP)
2374           .addImm(-int64_t(A));
2375   }
2376   if (Rs == Rd) {
2377     // r29 = Rd
2378     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(TargetOpcode::COPY), SP)
2379         .addReg(Rd);
2380   }
2381   if (CF > 0) {
2382     // Rd = add(Rd, #CF)
2383     BuildMI(MB, AI, DL, HII.get(Hexagon::A2_addi), Rd)
2384         .addReg(Rd)
2385         .addImm(CF);
2386   }
2387 }
2388
2389 bool HexagonFrameLowering::needsAligna(const MachineFunction &MF) const {
2390   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2391   if (!MFI.hasVarSizedObjects())
2392     return false;
2393   unsigned MaxA = MFI.getMaxAlignment();
2394   if (MaxA <= getStackAlignment())
2395     return false;
2396   return true;
2397 }
2398
2399 const MachineInstr *HexagonFrameLowering::getAlignaInstr(
2400       const MachineFunction &MF) const {
2401   for (auto &B : MF)
2402     for (auto &I : B)
2403       if (I.getOpcode() == Hexagon::PS_aligna)
2404         return &I;
2405   return nullptr;
2406 }
2407
2408 /// Adds all callee-saved registers as implicit uses or defs to the
2409 /// instruction.
2410 void HexagonFrameLowering::addCalleeSaveRegistersAsImpOperand(MachineInstr *MI,
2411       const CSIVect &CSI, bool IsDef, bool IsKill) const {
2412   // Add the callee-saved registers as implicit uses.
2413   for (auto &R : CSI)
2414     MI->addOperand(MachineOperand::CreateReg(R.getReg(), IsDef, true, IsKill));
2415 }
2416
2417 /// Determine whether the callee-saved register saves and restores should
2418 /// be generated via inline code. If this function returns "true", inline
2419 /// code will be generated. If this function returns "false", additional
2420 /// checks are performed, which may still lead to the inline code.
2421 bool HexagonFrameLowering::shouldInlineCSR(const MachineFunction &MF,
2422       const CSIVect &CSI) const {
2423   if (MF.getInfo<HexagonMachineFunctionInfo>()->hasEHReturn())
2424     return true;
2425   if (!hasFP(MF))
2426     return true;
2427   if (!isOptSize(MF) && !isMinSize(MF))
2428     if (MF.getTarget().getOptLevel() > CodeGenOpt::Default)
2429       return true;
2430
2431   // Check if CSI only has double registers, and if the registers form
2432   // a contiguous block starting from D8.
2433   BitVector Regs(Hexagon::NUM_TARGET_REGS);
2434   for (unsigned i = 0, n = CSI.size(); i < n; ++i) {
2435     unsigned R = CSI[i].getReg();
2436     if (!Hexagon::DoubleRegsRegClass.contains(R))
2437       return true;
2438     Regs[R] = true;
2439   }
2440   int F = Regs.find_first();
2441   if (F != Hexagon::D8)
2442     return true;
2443   while (F >= 0) {
2444     int N = Regs.find_next(F);
2445     if (N >= 0 && N != F+1)
2446       return true;
2447     F = N;
2448   }
2449
2450   return false;
2451 }
2452
2453 bool HexagonFrameLowering::useSpillFunction(const MachineFunction &MF,
2454       const CSIVect &CSI) const {
2455   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2456     return false;
2457   unsigned NumCSI = CSI.size();
2458   if (NumCSI <= 1)
2459     return false;
2460
2461   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs
2462                                      : SpillFuncThreshold;
2463   return Threshold < NumCSI;
2464 }
2465
2466 bool HexagonFrameLowering::useRestoreFunction(const MachineFunction &MF,
2467       const CSIVect &CSI) const {
2468   if (shouldInlineCSR(MF, CSI))
2469     return false;
2470   // The restore functions do a bit more than just restoring registers.
2471   // The non-returning versions will go back directly to the caller's
2472   // caller, others will clean up the stack frame in preparation for
2473   // a tail call. Using them can still save code size even if only one
2474   // register is getting restores. Make the decision based on -Oz:
2475   // using -Os will use inline restore for a single register.
2476   if (isMinSize(MF))
2477     return true;
2478   unsigned NumCSI = CSI.size();
2479   if (NumCSI <= 1)
2480     return false;
2481
2482   unsigned Threshold = isOptSize(MF) ? SpillFuncThresholdOs-1
2483                                      : SpillFuncThreshold;
2484   return Threshold < NumCSI;
2485 }
2486
2487 bool HexagonFrameLowering::mayOverflowFrameOffset(MachineFunction &MF) const {
2488   unsigned StackSize = MF.getFrameInfo().estimateStackSize(MF);
2489   auto &HST = MF.getSubtarget<HexagonSubtarget>();
2490   // A fairly simplistic guess as to whether a potential load/store to a
2491   // stack location could require an extra register.
2492   if (HST.useHVXOps() && StackSize > 256)
2493     return true;
2494
2495   // Check if the function has store-immediate instructions that access
2496   // the stack. Since the offset field is not extendable, if the stack
2497   // size exceeds the offset limit (6 bits, shifted), the stores will
2498   // require a new base register.
2499   bool HasImmStack = false;
2500   unsigned MinLS = ~0u;   // Log_2 of the memory access size.
2501
2502   for (const MachineBasicBlock &B : MF) {
2503     for (const MachineInstr &MI : B) {
2504       unsigned LS = 0;
2505       switch (MI.getOpcode()) {
2506         case Hexagon::S4_storeirit_io:
2507         case Hexagon::S4_storeirif_io:
2508         case Hexagon::S4_storeiri_io:
2509           ++LS;
2510           LLVM_FALLTHROUGH;
2511         case Hexagon::S4_storeirht_io:
2512         case Hexagon::S4_storeirhf_io:
2513         case Hexagon::S4_storeirh_io:
2514           ++LS;
2515           LLVM_FALLTHROUGH;
2516         case Hexagon::S4_storeirbt_io:
2517         case Hexagon::S4_storeirbf_io:
2518         case Hexagon::S4_storeirb_io:
2519           if (MI.getOperand(0).isFI())
2520             HasImmStack = true;
2521           MinLS = std::min(MinLS, LS);
2522           break;
2523       }
2524     }
2525   }
2526
2527   if (HasImmStack)
2528     return !isUInt<6>(StackSize >> MinLS);
2529
2530   return false;
2531 }