]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/X86/X86FrameLowering.cpp
MFV r318931: 8063 verify that we do not attempt to access inactive txg
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Target / X86 / X86FrameLowering.cpp
1 //===-- X86FrameLowering.cpp - X86 Frame Information ----------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains the X86 implementation of TargetFrameLowering class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "X86FrameLowering.h"
15 #include "X86InstrBuilder.h"
16 #include "X86InstrInfo.h"
17 #include "X86MachineFunctionInfo.h"
18 #include "X86Subtarget.h"
19 #include "X86TargetMachine.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/Analysis/EHPersonalities.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/WinEHFuncInfo.h"
28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
29 #include "llvm/IR/Function.h"
30 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
31 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
32 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include <cstdlib>
35
36 using namespace llvm;
37
38 X86FrameLowering::X86FrameLowering(const X86Subtarget &STI,
39                                    unsigned StackAlignOverride)
40     : TargetFrameLowering(StackGrowsDown, StackAlignOverride,
41                           STI.is64Bit() ? -8 : -4),
42       STI(STI), TII(*STI.getInstrInfo()), TRI(STI.getRegisterInfo()) {
43   // Cache a bunch of frame-related predicates for this subtarget.
44   SlotSize = TRI->getSlotSize();
45   Is64Bit = STI.is64Bit();
46   IsLP64 = STI.isTarget64BitLP64();
47   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
48   Uses64BitFramePtr = STI.isTarget64BitLP64() || STI.isTargetNaCl64();
49   StackPtr = TRI->getStackRegister();
50 }
51
52 bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
53   return !MF.getFrameInfo().hasVarSizedObjects() &&
54          !MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
55 }
56
57 /// canSimplifyCallFramePseudos - If there is a reserved call frame, the
58 /// call frame pseudos can be simplified.  Having a FP, as in the default
59 /// implementation, is not sufficient here since we can't always use it.
60 /// Use a more nuanced condition.
61 bool
62 X86FrameLowering::canSimplifyCallFramePseudos(const MachineFunction &MF) const {
63   return hasReservedCallFrame(MF) ||
64          (hasFP(MF) && !TRI->needsStackRealignment(MF)) ||
65          TRI->hasBasePointer(MF);
66 }
67
68 // needsFrameIndexResolution - Do we need to perform FI resolution for
69 // this function. Normally, this is required only when the function
70 // has any stack objects. However, FI resolution actually has another job,
71 // not apparent from the title - it resolves callframesetup/destroy 
72 // that were not simplified earlier.
73 // So, this is required for x86 functions that have push sequences even
74 // when there are no stack objects.
75 bool
76 X86FrameLowering::needsFrameIndexResolution(const MachineFunction &MF) const {
77   return MF.getFrameInfo().hasStackObjects() ||
78          MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
79 }
80
81 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
82 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
83 /// or if frame pointer elimination is disabled.
84 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
85   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
86   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
87           TRI->needsStackRealignment(MF) ||
88           MFI.hasVarSizedObjects() ||
89           MFI.isFrameAddressTaken() || MFI.hasOpaqueSPAdjustment() ||
90           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
91           MF.callsUnwindInit() || MF.hasEHFunclets() || MF.callsEHReturn() ||
92           MFI.hasStackMap() || MFI.hasPatchPoint() ||
93           MFI.hasCopyImplyingStackAdjustment());
94 }
95
96 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
97   if (IsLP64) {
98     if (isInt<8>(Imm))
99       return X86::SUB64ri8;
100     return X86::SUB64ri32;
101   } else {
102     if (isInt<8>(Imm))
103       return X86::SUB32ri8;
104     return X86::SUB32ri;
105   }
106 }
107
108 static unsigned getADDriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
109   if (IsLP64) {
110     if (isInt<8>(Imm))
111       return X86::ADD64ri8;
112     return X86::ADD64ri32;
113   } else {
114     if (isInt<8>(Imm))
115       return X86::ADD32ri8;
116     return X86::ADD32ri;
117   }
118 }
119
120 static unsigned getSUBrrOpcode(unsigned isLP64) {
121   return isLP64 ? X86::SUB64rr : X86::SUB32rr;
122 }
123
124 static unsigned getADDrrOpcode(unsigned isLP64) {
125   return isLP64 ? X86::ADD64rr : X86::ADD32rr;
126 }
127
128 static unsigned getANDriOpcode(bool IsLP64, int64_t Imm) {
129   if (IsLP64) {
130     if (isInt<8>(Imm))
131       return X86::AND64ri8;
132     return X86::AND64ri32;
133   }
134   if (isInt<8>(Imm))
135     return X86::AND32ri8;
136   return X86::AND32ri;
137 }
138
139 static unsigned getLEArOpcode(unsigned IsLP64) {
140   return IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
141 }
142
143 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
144 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
145 /// to this register without worry about clobbering it.
146 static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
147                                        MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
148                                        const X86RegisterInfo *TRI,
149                                        bool Is64Bit) {
150   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
151   const Function *F = MF->getFunction();
152   if (!F || MF->callsEHReturn())
153     return 0;
154
155   const TargetRegisterClass &AvailableRegs = *TRI->getGPRsForTailCall(*MF);
156
157   if (MBBI == MBB.end())
158     return 0;
159
160   switch (MBBI->getOpcode()) {
161   default: return 0;
162   case TargetOpcode::PATCHABLE_RET:
163   case X86::RET:
164   case X86::RETL:
165   case X86::RETQ:
166   case X86::RETIL:
167   case X86::RETIQ:
168   case X86::TCRETURNdi:
169   case X86::TCRETURNri:
170   case X86::TCRETURNmi:
171   case X86::TCRETURNdi64:
172   case X86::TCRETURNri64:
173   case X86::TCRETURNmi64:
174   case X86::EH_RETURN:
175   case X86::EH_RETURN64: {
176     SmallSet<uint16_t, 8> Uses;
177     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
178       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
179       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
180         continue;
181       unsigned Reg = MO.getReg();
182       if (!Reg)
183         continue;
184       for (MCRegAliasIterator AI(Reg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI)
185         Uses.insert(*AI);
186     }
187
188     for (auto CS : AvailableRegs)
189       if (!Uses.count(CS) && CS != X86::RIP)
190         return CS;
191   }
192   }
193
194   return 0;
195 }
196
197 static bool isEAXLiveIn(MachineBasicBlock &MBB) {
198   for (MachineBasicBlock::RegisterMaskPair RegMask : MBB.liveins()) {
199     unsigned Reg = RegMask.PhysReg;
200
201     if (Reg == X86::RAX || Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
202         Reg == X86::AH || Reg == X86::AL)
203       return true;
204   }
205
206   return false;
207 }
208
209 /// Check if the flags need to be preserved before the terminators.
210 /// This would be the case, if the eflags is live-in of the region
211 /// composed by the terminators or live-out of that region, without
212 /// being defined by a terminator.
213 static bool
214 flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(const MachineBasicBlock &MBB) {
215   for (const MachineInstr &MI : MBB.terminators()) {
216     bool BreakNext = false;
217     for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
218       if (!MO.isReg())
219         continue;
220       unsigned Reg = MO.getReg();
221       if (Reg != X86::EFLAGS)
222         continue;
223
224       // This terminator needs an eflags that is not defined
225       // by a previous another terminator:
226       // EFLAGS is live-in of the region composed by the terminators.
227       if (!MO.isDef())
228         return true;
229       // This terminator defines the eflags, i.e., we don't need to preserve it.
230       // However, we still need to check this specific terminator does not
231       // read a live-in value.
232       BreakNext = true;
233     }
234     // We found a definition of the eflags, no need to preserve them.
235     if (BreakNext)
236       return false;
237   }
238
239   // None of the terminators use or define the eflags.
240   // Check if they are live-out, that would imply we need to preserve them.
241   for (const MachineBasicBlock *Succ : MBB.successors())
242     if (Succ->isLiveIn(X86::EFLAGS))
243       return true;
244
245   return false;
246 }
247
248 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
249 /// stack pointer by a constant value.
250 void X86FrameLowering::emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB,
251                                     MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
252                                     int64_t NumBytes, bool InEpilogue) const {
253   bool isSub = NumBytes < 0;
254   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
255
256   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
257   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
258
259   while (Offset) {
260     if (Offset > Chunk) {
261       // Rather than emit a long series of instructions for large offsets,
262       // load the offset into a register and do one sub/add
263       unsigned Reg = 0;
264
265       if (isSub && !isEAXLiveIn(MBB))
266         Reg = (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX);
267       else
268         Reg = findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
269
270       if (Reg) {
271         unsigned Opc = Is64Bit ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
272         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), Reg)
273           .addImm(Offset);
274         Opc = isSub
275           ? getSUBrrOpcode(Is64Bit)
276           : getADDrrOpcode(Is64Bit);
277         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
278           .addReg(StackPtr)
279           .addReg(Reg);
280         MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
281         Offset = 0;
282         continue;
283       }
284     }
285
286     uint64_t ThisVal = std::min(Offset, Chunk);
287     if (ThisVal == (Is64Bit ? 8 : 4)) {
288       // Use push / pop instead.
289       unsigned Reg = isSub
290         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
291         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
292       if (Reg) {
293         unsigned Opc = isSub
294           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
295           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
296         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
297           .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub));
298         if (isSub)
299           MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
300         else
301           MI->setFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
302         Offset -= ThisVal;
303         continue;
304       }
305     }
306
307     MachineInstrBuilder MI = BuildStackAdjustment(
308         MBB, MBBI, DL, isSub ? -ThisVal : ThisVal, InEpilogue);
309     if (isSub)
310       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
311     else
312       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
313
314     Offset -= ThisVal;
315   }
316 }
317
318 MachineInstrBuilder X86FrameLowering::BuildStackAdjustment(
319     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
320     const DebugLoc &DL, int64_t Offset, bool InEpilogue) const {
321   assert(Offset != 0 && "zero offset stack adjustment requested");
322
323   // On Atom, using LEA to adjust SP is preferred, but using it in the epilogue
324   // is tricky.
325   bool UseLEA;
326   if (!InEpilogue) {
327     // Check if inserting the prologue at the beginning
328     // of MBB would require to use LEA operations.
329     // We need to use LEA operations if EFLAGS is live in, because
330     // it means an instruction will read it before it gets defined.
331     UseLEA = STI.useLeaForSP() || MBB.isLiveIn(X86::EFLAGS);
332   } else {
333     // If we can use LEA for SP but we shouldn't, check that none
334     // of the terminators uses the eflags. Otherwise we will insert
335     // a ADD that will redefine the eflags and break the condition.
336     // Alternatively, we could move the ADD, but this may not be possible
337     // and is an optimization anyway.
338     UseLEA = canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent());
339     if (UseLEA && !STI.useLeaForSP())
340       UseLEA = flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB);
341     // If that assert breaks, that means we do not do the right thing
342     // in canUseAsEpilogue.
343     assert((UseLEA || !flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB)) &&
344            "We shouldn't have allowed this insertion point");
345   }
346
347   MachineInstrBuilder MI;
348   if (UseLEA) {
349     MI = addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL,
350                               TII.get(getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr)),
351                               StackPtr),
352                       StackPtr, false, Offset);
353   } else {
354     bool IsSub = Offset < 0;
355     uint64_t AbsOffset = IsSub ? -Offset : Offset;
356     unsigned Opc = IsSub ? getSUBriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset)
357                          : getADDriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset);
358     MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
359              .addReg(StackPtr)
360              .addImm(AbsOffset);
361     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
362   }
363   return MI;
364 }
365
366 int X86FrameLowering::mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
367                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
368                                      bool doMergeWithPrevious) const {
369   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
370       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
371     return 0;
372
373   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? std::prev(MBBI) : MBBI;
374   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? nullptr
375                                                        : std::next(MBBI);
376   PI = skipDebugInstructionsBackward(PI, MBB.begin());
377   if (NI != nullptr)
378     NI = skipDebugInstructionsForward(NI, MBB.end());
379
380   unsigned Opc = PI->getOpcode();
381   int Offset = 0;
382
383   if (!doMergeWithPrevious && NI != MBB.end() &&
384       NI->getOpcode() == TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION) {
385     // Don't merge with the next instruction if it has CFI.
386     return Offset;
387   }
388
389   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
390        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
391       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
392     assert(PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr);
393     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
394     MBB.erase(PI);
395     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
396   } else if ((Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
397              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr &&
398              PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr &&
399              PI->getOperand(2).getImm() == 1 &&
400              PI->getOperand(3).getReg() == X86::NoRegister &&
401              PI->getOperand(5).getReg() == X86::NoRegister) {
402     // For LEAs we have: def = lea SP, FI, noreg, Offset, noreg.
403     Offset += PI->getOperand(4).getImm();
404     MBB.erase(PI);
405     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
406   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
407               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
408              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
409     assert(PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr);
410     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
411     MBB.erase(PI);
412     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
413   }
414
415   return Offset;
416 }
417
418 void X86FrameLowering::BuildCFI(MachineBasicBlock &MBB,
419                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI,
420                                 const DebugLoc &DL,
421                                 const MCCFIInstruction &CFIInst) const {
422   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
423   unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(CFIInst);
424   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
425       .addCFIIndex(CFIIndex);
426 }
427
428 void X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(
429     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
430     const DebugLoc &DL) const {
431   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
432   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
433   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
434   const MCRegisterInfo *MRI = MMI.getContext().getRegisterInfo();
435
436   // Add callee saved registers to move list.
437   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
438   if (CSI.empty()) return;
439
440   // Calculate offsets.
441   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
442          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
443     int64_t Offset = MFI.getObjectOffset(I->getFrameIdx());
444     unsigned Reg = I->getReg();
445
446     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
447     BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
448              MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
449   }
450 }
451
452 void X86FrameLowering::emitStackProbe(MachineFunction &MF,
453                                       MachineBasicBlock &MBB,
454                                       MachineBasicBlock::iterator MBBI,
455                                       const DebugLoc &DL, bool InProlog) const {
456   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
457   if (STI.isTargetWindowsCoreCLR()) {
458     if (InProlog) {
459       emitStackProbeInlineStub(MF, MBB, MBBI, DL, true);
460     } else {
461       emitStackProbeInline(MF, MBB, MBBI, DL, false);
462     }
463   } else {
464     emitStackProbeCall(MF, MBB, MBBI, DL, InProlog);
465   }
466 }
467
468 void X86FrameLowering::inlineStackProbe(MachineFunction &MF,
469                                         MachineBasicBlock &PrologMBB) const {
470   const StringRef ChkStkStubSymbol = "__chkstk_stub";
471   MachineInstr *ChkStkStub = nullptr;
472
473   for (MachineInstr &MI : PrologMBB) {
474     if (MI.isCall() && MI.getOperand(0).isSymbol() &&
475         ChkStkStubSymbol == MI.getOperand(0).getSymbolName()) {
476       ChkStkStub = &MI;
477       break;
478     }
479   }
480
481   if (ChkStkStub != nullptr) {
482     assert(!ChkStkStub->isBundled() &&
483            "Not expecting bundled instructions here");
484     MachineBasicBlock::iterator MBBI = std::next(ChkStkStub->getIterator());
485     assert(std::prev(MBBI) == ChkStkStub &&
486            "MBBI expected after __chkstk_stub.");
487     DebugLoc DL = PrologMBB.findDebugLoc(MBBI);
488     emitStackProbeInline(MF, PrologMBB, MBBI, DL, true);
489     ChkStkStub->eraseFromParent();
490   }
491 }
492
493 void X86FrameLowering::emitStackProbeInline(MachineFunction &MF,
494                                             MachineBasicBlock &MBB,
495                                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
496                                             const DebugLoc &DL,
497                                             bool InProlog) const {
498   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
499   assert(STI.is64Bit() && "different expansion needed for 32 bit");
500   assert(STI.isTargetWindowsCoreCLR() && "custom expansion expects CoreCLR");
501   const TargetInstrInfo &TII = *STI.getInstrInfo();
502   const BasicBlock *LLVM_BB = MBB.getBasicBlock();
503
504   // RAX contains the number of bytes of desired stack adjustment.
505   // The handling here assumes this value has already been updated so as to
506   // maintain stack alignment.
507   //
508   // We need to exit with RSP modified by this amount and execute suitable
509   // page touches to notify the OS that we're growing the stack responsibly.
510   // All stack probing must be done without modifying RSP.
511   //
512   // MBB:
513   //    SizeReg = RAX;
514   //    ZeroReg = 0
515   //    CopyReg = RSP
516   //    Flags, TestReg = CopyReg - SizeReg
517   //    FinalReg = !Flags.Ovf ? TestReg : ZeroReg
518   //    LimitReg = gs magic thread env access
519   //    if FinalReg >= LimitReg goto ContinueMBB
520   // RoundBB:
521   //    RoundReg = page address of FinalReg
522   // LoopMBB:
523   //    LoopReg = PHI(LimitReg,ProbeReg)
524   //    ProbeReg = LoopReg - PageSize
525   //    [ProbeReg] = 0
526   //    if (ProbeReg > RoundReg) goto LoopMBB
527   // ContinueMBB:
528   //    RSP = RSP - RAX
529   //    [rest of original MBB]
530
531   // Set up the new basic blocks
532   MachineBasicBlock *RoundMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
533   MachineBasicBlock *LoopMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
534   MachineBasicBlock *ContinueMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
535
536   MachineFunction::iterator MBBIter = std::next(MBB.getIterator());
537   MF.insert(MBBIter, RoundMBB);
538   MF.insert(MBBIter, LoopMBB);
539   MF.insert(MBBIter, ContinueMBB);
540
541   // Split MBB and move the tail portion down to ContinueMBB.
542   MachineBasicBlock::iterator BeforeMBBI = std::prev(MBBI);
543   ContinueMBB->splice(ContinueMBB->begin(), &MBB, MBBI, MBB.end());
544   ContinueMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(&MBB);
545
546   // Some useful constants
547   const int64_t ThreadEnvironmentStackLimit = 0x10;
548   const int64_t PageSize = 0x1000;
549   const int64_t PageMask = ~(PageSize - 1);
550
551   // Registers we need. For the normal case we use virtual
552   // registers. For the prolog expansion we use RAX, RCX and RDX.
553   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
554   const TargetRegisterClass *RegClass = &X86::GR64RegClass;
555   const unsigned SizeReg = InProlog ? (unsigned)X86::RAX
556                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
557                  ZeroReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
558                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
559                  CopyReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
560                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
561                  TestReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
562                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
563                  FinalReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
564                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
565                  RoundedReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
566                                        : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
567                  LimitReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
568                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
569                  JoinReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
570                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
571                  ProbeReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
572                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass);
573
574   // SP-relative offsets where we can save RCX and RDX.
575   int64_t RCXShadowSlot = 0;
576   int64_t RDXShadowSlot = 0;
577
578   // If inlining in the prolog, save RCX and RDX.     
579   // Future optimization: don't save or restore if not live in.
580   if (InProlog) {
581     // Compute the offsets. We need to account for things already
582     // pushed onto the stack at this point: return address, frame
583     // pointer (if used), and callee saves.
584     X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
585     const int64_t CalleeSaveSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
586     const bool HasFP = hasFP(MF);
587     RCXShadowSlot = 8 + CalleeSaveSize + (HasFP ? 8 : 0);
588     RDXShadowSlot = RCXShadowSlot + 8;
589     // Emit the saves.
590     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
591                  RCXShadowSlot)
592         .addReg(X86::RCX);
593     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
594                  RDXShadowSlot)
595         .addReg(X86::RDX);
596   } else {
597     // Not in the prolog. Copy RAX to a virtual reg.
598     BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), SizeReg).addReg(X86::RAX);
599   }
600
601   // Add code to MBB to check for overflow and set the new target stack pointer
602   // to zero if so.
603   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::XOR64rr), ZeroReg)
604       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef)
605       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef);
606   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), CopyReg).addReg(X86::RSP);
607   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::SUB64rr), TestReg)
608       .addReg(CopyReg)
609       .addReg(SizeReg);
610   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMOVB64rr), FinalReg)
611       .addReg(TestReg)
612       .addReg(ZeroReg);
613
614   // FinalReg now holds final stack pointer value, or zero if
615   // allocation would overflow. Compare against the current stack
616   // limit from the thread environment block. Note this limit is the
617   // lowest touched page on the stack, not the point at which the OS
618   // will cause an overflow exception, so this is just an optimization
619   // to avoid unnecessarily touching pages that are below the current
620   // SP but already committed to the stack by the OS.
621   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rm), LimitReg)
622       .addReg(0)
623       .addImm(1)
624       .addReg(0)
625       .addImm(ThreadEnvironmentStackLimit)
626       .addReg(X86::GS);
627   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr)).addReg(FinalReg).addReg(LimitReg);
628   // Jump if the desired stack pointer is at or above the stack limit.
629   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(ContinueMBB);
630
631   // Add code to roundMBB to round the final stack pointer to a page boundary.
632   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::AND64ri32), RoundedReg)
633       .addReg(FinalReg)
634       .addImm(PageMask);
635   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::JMP_1)).addMBB(LoopMBB);
636
637   // LimitReg now holds the current stack limit, RoundedReg page-rounded
638   // final RSP value. Add code to loopMBB to decrement LimitReg page-by-page
639   // and probe until we reach RoundedReg.
640   if (!InProlog) {
641     BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::PHI), JoinReg)
642         .addReg(LimitReg)
643         .addMBB(RoundMBB)
644         .addReg(ProbeReg)
645         .addMBB(LoopMBB);
646   }
647
648   addRegOffset(BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ProbeReg), JoinReg,
649                false, -PageSize);
650
651   // Probe by storing a byte onto the stack.
652   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::MOV8mi))
653       .addReg(ProbeReg)
654       .addImm(1)
655       .addReg(0)
656       .addImm(0)
657       .addReg(0)
658       .addImm(0);
659   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr))
660       .addReg(RoundedReg)
661       .addReg(ProbeReg);
662   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::JNE_1)).addMBB(LoopMBB);
663
664   MachineBasicBlock::iterator ContinueMBBI = ContinueMBB->getFirstNonPHI();
665
666   // If in prolog, restore RDX and RCX.
667   if (InProlog) {
668     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
669                          X86::RCX),
670                  X86::RSP, false, RCXShadowSlot);
671     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
672                          X86::RDX),
673                  X86::RSP, false, RDXShadowSlot);
674   }
675
676   // Now that the probing is done, add code to continueMBB to update
677   // the stack pointer for real.
678   BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
679       .addReg(X86::RSP)
680       .addReg(SizeReg);
681
682   // Add the control flow edges we need.
683   MBB.addSuccessor(ContinueMBB);
684   MBB.addSuccessor(RoundMBB);
685   RoundMBB->addSuccessor(LoopMBB);
686   LoopMBB->addSuccessor(ContinueMBB);
687   LoopMBB->addSuccessor(LoopMBB);
688
689   // Mark all the instructions added to the prolog as frame setup.
690   if (InProlog) {
691     for (++BeforeMBBI; BeforeMBBI != MBB.end(); ++BeforeMBBI) {
692       BeforeMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
693     }
694     for (MachineInstr &MI : *RoundMBB) {
695       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
696     }
697     for (MachineInstr &MI : *LoopMBB) {
698       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
699     }
700     for (MachineBasicBlock::iterator CMBBI = ContinueMBB->begin();
701          CMBBI != ContinueMBBI; ++CMBBI) {
702       CMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
703     }
704   }
705
706   // Possible TODO: physreg liveness for InProlog case.
707 }
708
709 void X86FrameLowering::emitStackProbeCall(MachineFunction &MF,
710                                           MachineBasicBlock &MBB,
711                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
712                                           const DebugLoc &DL,
713                                           bool InProlog) const {
714   bool IsLargeCodeModel = MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large;
715
716   unsigned CallOp;
717   if (Is64Bit)
718     CallOp = IsLargeCodeModel ? X86::CALL64r : X86::CALL64pcrel32;
719   else
720     CallOp = X86::CALLpcrel32;
721
722   const char *Symbol;
723   if (Is64Bit) {
724     if (STI.isTargetCygMing()) {
725       Symbol = "___chkstk_ms";
726     } else {
727       Symbol = "__chkstk";
728     }
729   } else if (STI.isTargetCygMing())
730     Symbol = "_alloca";
731   else
732     Symbol = "_chkstk";
733
734   MachineInstrBuilder CI;
735   MachineBasicBlock::iterator ExpansionMBBI = std::prev(MBBI);
736
737   // All current stack probes take AX and SP as input, clobber flags, and
738   // preserve all registers. x86_64 probes leave RSP unmodified.
739   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
740     // For the large code model, we have to call through a register. Use R11,
741     // as it is scratch in all supported calling conventions.
742     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
743         .addExternalSymbol(Symbol);
744     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addReg(X86::R11);
745   } else {
746     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addExternalSymbol(Symbol);
747   }
748
749   unsigned AX = Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX;
750   unsigned SP = Is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP;
751   CI.addReg(AX, RegState::Implicit)
752       .addReg(SP, RegState::Implicit)
753       .addReg(AX, RegState::Define | RegState::Implicit)
754       .addReg(SP, RegState::Define | RegState::Implicit)
755       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit);
756
757   if (Is64Bit) {
758     // MSVC x64's __chkstk and cygwin/mingw's ___chkstk_ms do not adjust %rsp
759     // themselves. It also does not clobber %rax so we can reuse it when
760     // adjusting %rsp.
761     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
762         .addReg(X86::RSP)
763         .addReg(X86::RAX);
764   }
765
766   if (InProlog) {
767     // Apply the frame setup flag to all inserted instrs.
768     for (++ExpansionMBBI; ExpansionMBBI != MBBI; ++ExpansionMBBI)
769       ExpansionMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
770   }
771 }
772
773 void X86FrameLowering::emitStackProbeInlineStub(
774     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
775     MachineBasicBlock::iterator MBBI, const DebugLoc &DL, bool InProlog) const {
776
777   assert(InProlog && "ChkStkStub called outside prolog!");
778
779   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
780       .addExternalSymbol("__chkstk_stub");
781 }
782
783 static unsigned calculateSetFPREG(uint64_t SPAdjust) {
784   // Win64 ABI has a less restrictive limitation of 240; 128 works equally well
785   // and might require smaller successive adjustments.
786   const uint64_t Win64MaxSEHOffset = 128;
787   uint64_t SEHFrameOffset = std::min(SPAdjust, Win64MaxSEHOffset);
788   // Win64 ABI requires 16-byte alignment for the UWOP_SET_FPREG opcode.
789   return SEHFrameOffset & -16;
790 }
791
792 // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
793 // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
794 // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
795 // go with the minimum SlotSize.
796 uint64_t X86FrameLowering::calculateMaxStackAlign(const MachineFunction &MF) const {
797   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
798   uint64_t MaxAlign = MFI.getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
799   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
800   if (MF.getFunction()->hasFnAttribute("stackrealign")) {
801     if (MFI.hasCalls())
802       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
803     else if (MaxAlign < SlotSize)
804       MaxAlign = SlotSize;
805   }
806   return MaxAlign;
807 }
808
809 void X86FrameLowering::BuildStackAlignAND(MachineBasicBlock &MBB,
810                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
811                                           const DebugLoc &DL, unsigned Reg,
812                                           uint64_t MaxAlign) const {
813   uint64_t Val = -MaxAlign;
814   unsigned AndOp = getANDriOpcode(Uses64BitFramePtr, Val);
815   MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AndOp), Reg)
816                          .addReg(Reg)
817                          .addImm(Val)
818                          .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
819
820   // The EFLAGS implicit def is dead.
821   MI->getOperand(3).setIsDead();
822 }
823
824 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
825 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
826 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
827 /// generate the exception handling frames.
828
829 /*
830   Here's a gist of what gets emitted:
831
832   ; Establish frame pointer, if needed
833   [if needs FP]
834       push  %rbp
835       .cfi_def_cfa_offset 16
836       .cfi_offset %rbp, -16
837       .seh_pushreg %rpb
838       mov  %rsp, %rbp
839       .cfi_def_cfa_register %rbp
840
841   ; Spill general-purpose registers
842   [for all callee-saved GPRs]
843       pushq %<reg>
844       [if not needs FP]
845          .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
846       .seh_pushreg %<reg>
847
848   ; If the required stack alignment > default stack alignment
849   ; rsp needs to be re-aligned.  This creates a "re-alignment gap"
850   ; of unknown size in the stack frame.
851   [if stack needs re-alignment]
852       and  $MASK, %rsp
853
854   ; Allocate space for locals
855   [if target is Windows and allocated space > 4096 bytes]
856       ; Windows needs special care for allocations larger
857       ; than one page.
858       mov $NNN, %rax
859       call ___chkstk_ms/___chkstk
860       sub  %rax, %rsp
861   [else]
862       sub  $NNN, %rsp
863
864   [if needs FP]
865       .seh_stackalloc (size of XMM spill slots)
866       .seh_setframe %rbp, SEHFrameOffset ; = size of all spill slots
867   [else]
868       .seh_stackalloc NNN
869
870   ; Spill XMMs
871   ; Note, that while only Windows 64 ABI specifies XMMs as callee-preserved,
872   ; they may get spilled on any platform, if the current function
873   ; calls @llvm.eh.unwind.init
874   [if needs FP]
875       [for all callee-saved XMM registers]
876           movaps  %<xmm reg>, -MMM(%rbp)
877       [for all callee-saved XMM registers]
878           .seh_savexmm %<xmm reg>, (-MMM + SEHFrameOffset)
879               ; i.e. the offset relative to (%rbp - SEHFrameOffset)
880   [else]
881       [for all callee-saved XMM registers]
882           movaps  %<xmm reg>, KKK(%rsp)
883       [for all callee-saved XMM registers]
884           .seh_savexmm %<xmm reg>, KKK
885
886   .seh_endprologue
887
888   [if needs base pointer]
889       mov  %rsp, %rbx
890       [if needs to restore base pointer]
891           mov %rsp, -MMM(%rbp)
892
893   ; Emit CFI info
894   [if needs FP]
895       [for all callee-saved registers]
896           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rbp)
897   [else]
898        .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
899       [for all callee-saved registers]
900           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rsp)
901
902   Notes:
903   - .seh directives are emitted only for Windows 64 ABI
904   - .cfi directives are emitted for all other ABIs
905   - for 32-bit code, substitute %e?? registers for %r??
906 */
907
908 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
909                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
910   assert(&STI == &MF.getSubtarget<X86Subtarget>() &&
911          "MF used frame lowering for wrong subtarget");
912   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
913   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
914   const Function *Fn = MF.getFunction();
915   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
916   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
917   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF); // Desired stack alignment.
918   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
919   bool IsFunclet = MBB.isEHFuncletEntry();
920   EHPersonality Personality = EHPersonality::Unknown;
921   if (Fn->hasPersonalityFn())
922     Personality = classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn());
923   bool FnHasClrFunclet =
924       MF.hasEHFunclets() && Personality == EHPersonality::CoreCLR;
925   bool IsClrFunclet = IsFunclet && FnHasClrFunclet;
926   bool HasFP = hasFP(MF);
927   bool IsWin64CC = STI.isCallingConvWin64(Fn->getCallingConv());
928   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
929   bool NeedsWinCFI = IsWin64Prologue && Fn->needsUnwindTableEntry();
930   bool NeedsDwarfCFI =
931       !IsWin64Prologue && (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
932   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
933   const unsigned MachineFramePtr =
934       STI.isTarget64BitILP32()
935           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, 64) : FramePtr;
936   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
937   bool HasWinCFI = false;
938   
939   // Debug location must be unknown since the first debug location is used
940   // to determine the end of the prologue.
941   DebugLoc DL;
942
943   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
944   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
945   if (TailCallReturnAddrDelta && IsWin64Prologue)
946     report_fatal_error("Can't handle guaranteed tail call under win64 yet");
947
948   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
949     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
950       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
951
952   bool UseStackProbe = (STI.isOSWindows() && !STI.isTargetMachO());
953
954   // The default stack probe size is 4096 if the function has no stackprobesize
955   // attribute.
956   unsigned StackProbeSize = 4096;
957   if (Fn->hasFnAttribute("stack-probe-size"))
958     Fn->getFnAttribute("stack-probe-size")
959         .getValueAsString()
960         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
961
962   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
963   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
964   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
965   // stack pointer (we fit in the Red Zone). We also check that we don't
966   // push and pop from the stack.
967   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
968       !TRI->needsStackRealignment(MF) &&
969       !MFI.hasVarSizedObjects() &&             // No dynamic alloca.
970       !MFI.adjustsStack() &&                   // No calls.
971       !IsWin64CC &&                            // Win64 has no Red Zone
972       !MFI.hasCopyImplyingStackAdjustment() && // Don't push and pop.
973       !MF.shouldSplitStack()) {                // Regular stack
974     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
975     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
976     X86FI->setUsesRedZone(MinSize > 0 || StackSize > 0);
977     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
978     MFI.setStackSize(StackSize);
979   }
980
981   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
982   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
983   // size is bigger than the callers.
984   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
985     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, TailCallReturnAddrDelta,
986                          /*InEpilogue=*/false)
987         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
988   }
989
990   // Mapping for machine moves:
991   //
992   //   DST: VirtualFP AND
993   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
994   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
995   //
996   //   SRC: VirtualFP AND
997   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
998   //
999   //   ELSE
1000   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
1001   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
1002   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
1003
1004   uint64_t NumBytes = 0;
1005   int stackGrowth = -SlotSize;
1006
1007   // Find the funclet establisher parameter
1008   unsigned Establisher = X86::NoRegister;
1009   if (IsClrFunclet)
1010     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RCX : X86::ECX;
1011   else if (IsFunclet)
1012     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RDX : X86::EDX;
1013
1014   if (IsWin64Prologue && IsFunclet && !IsClrFunclet) {
1015     // Immediately spill establisher into the home slot.
1016     // The runtime cares about this.
1017     // MOV64mr %rdx, 16(%rsp)
1018     unsigned MOVmr = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1019     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MOVmr)), StackPtr, true, 16)
1020         .addReg(Establisher)
1021         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1022     MBB.addLiveIn(Establisher);
1023   }
1024
1025   if (HasFP) {
1026     // Calculate required stack adjustment.
1027     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1028     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1029     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1030       FrameSize += SlotSize;
1031
1032     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1033
1034     // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack is realigned.
1035     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1036       NumBytes = alignTo(NumBytes, MaxAlign);
1037
1038     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
1039     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
1040     // Update the frame offset adjustment.
1041     if (!IsFunclet)
1042       MFI.setOffsetAdjustment(-NumBytes);
1043     else
1044       assert(MFI.getOffsetAdjustment() == -(int)NumBytes &&
1045              "should calculate same local variable offset for funclets");
1046
1047     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
1048     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
1049       .addReg(MachineFramePtr, RegState::Kill)
1050       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1051
1052     if (NeedsDwarfCFI) {
1053       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
1054       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1055       assert(StackSize);
1056       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1057                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 2 * stackGrowth));
1058
1059       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
1060       unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1061       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createOffset(
1062                                   nullptr, DwarfFramePtr, 2 * stackGrowth));
1063     }
1064
1065     if (NeedsWinCFI) {
1066       HasWinCFI = true;
1067       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg))
1068           .addImm(FramePtr)
1069           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1070     }
1071
1072     if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet) {
1073       // Update EBP with the new base value.
1074       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1075               TII.get(Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1076               FramePtr)
1077           .addReg(StackPtr)
1078           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1079
1080       if (NeedsDwarfCFI) {
1081         // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
1082         // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
1083         unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1084         BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(
1085                                     nullptr, DwarfFramePtr));
1086       }
1087     }
1088
1089     // Mark the FramePtr as live-in in every block. Don't do this again for
1090     // funclet prologues.
1091     if (!IsFunclet) {
1092       for (MachineBasicBlock &EveryMBB : MF)
1093         EveryMBB.addLiveIn(MachineFramePtr);
1094     }
1095   } else {
1096     assert(!IsFunclet && "funclets without FPs not yet implemented");
1097     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1098   }
1099
1100   // For EH funclets, only allocate enough space for outgoing calls. Save the
1101   // NumBytes value that we would've used for the parent frame.
1102   unsigned ParentFrameNumBytes = NumBytes;
1103   if (IsFunclet)
1104     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1105
1106   // Skip the callee-saved push instructions.
1107   bool PushedRegs = false;
1108   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
1109
1110   while (MBBI != MBB.end() &&
1111          MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup) &&
1112          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
1113           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
1114     PushedRegs = true;
1115     unsigned Reg = MBBI->getOperand(0).getReg();
1116     ++MBBI;
1117
1118     if (!HasFP && NeedsDwarfCFI) {
1119       // Mark callee-saved push instruction.
1120       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1121       assert(StackSize);
1122       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1123                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, StackOffset));
1124       StackOffset += stackGrowth;
1125     }
1126
1127     if (NeedsWinCFI) {
1128       HasWinCFI = true;
1129       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg)).addImm(Reg).setMIFlag(
1130           MachineInstr::FrameSetup);
1131     }
1132   }
1133
1134   // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
1135   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1136   // Don't do this for Win64, it needs to realign the stack after the prologue.
1137   if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1138     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1139     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, StackPtr, MaxAlign);
1140   }
1141
1142   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
1143   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
1144   // the callee has more arguments then the caller.
1145   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1146
1147   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
1148
1149   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
1150   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
1151   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
1152   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
1153   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
1154   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
1155   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
1156   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
1157   uint64_t AlignedNumBytes = NumBytes;
1158   if (IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF))
1159     AlignedNumBytes = alignTo(AlignedNumBytes, MaxAlign);
1160   if (AlignedNumBytes >= StackProbeSize && UseStackProbe) {
1161     // Check whether EAX is livein for this block.
1162     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MBB);
1163
1164     if (isEAXAlive) {
1165       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
1166       // It should not be, so throw an assert.
1167       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
1168
1169       // Save EAX
1170       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1171         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
1172         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1173     }
1174
1175     if (Is64Bit) {
1176       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
1177       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
1178       if (isUInt<32>(NumBytes)) {
1179         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1180             .addImm(NumBytes)
1181             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1182       } else if (isInt<32>(NumBytes)) {
1183         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri32), X86::RAX)
1184             .addImm(NumBytes)
1185             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1186       } else {
1187         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
1188             .addImm(NumBytes)
1189             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1190       }
1191     } else {
1192       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
1193       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
1194       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1195           .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
1196           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1197     }
1198
1199     // Call __chkstk, __chkstk_ms, or __alloca.
1200     emitStackProbe(MF, MBB, MBBI, DL, true);
1201
1202     if (isEAXAlive) {
1203       // Restore EAX
1204       MachineInstr *MI =
1205           addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::EAX),
1206                        StackPtr, false, NumBytes - 4);
1207       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1208       MBB.insert(MBBI, MI);
1209     }
1210   } else if (NumBytes) {
1211     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, /*InEpilogue=*/false);
1212   }
1213
1214   if (NeedsWinCFI && NumBytes) {
1215     HasWinCFI = true;
1216     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_StackAlloc))
1217         .addImm(NumBytes)
1218         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1219   }
1220
1221   int SEHFrameOffset = 0;
1222   unsigned SPOrEstablisher;
1223   if (IsFunclet) {
1224     if (IsClrFunclet) {
1225       // The establisher parameter passed to a CLR funclet is actually a pointer
1226       // to the (mostly empty) frame of its nearest enclosing funclet; we have
1227       // to find the root function establisher frame by loading the PSPSym from
1228       // the intermediate frame.
1229       unsigned PSPSlotOffset = getPSPSlotOffsetFromSP(MF);
1230       MachinePointerInfo NoInfo;
1231       MBB.addLiveIn(Establisher);
1232       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm), Establisher),
1233                    Establisher, false, PSPSlotOffset)
1234           .addMemOperand(MF.getMachineMemOperand(
1235               NoInfo, MachineMemOperand::MOLoad, SlotSize, SlotSize));
1236       ;
1237       // Save the root establisher back into the current funclet's (mostly
1238       // empty) frame, in case a sub-funclet or the GC needs it.
1239       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), StackPtr,
1240                    false, PSPSlotOffset)
1241           .addReg(Establisher)
1242           .addMemOperand(
1243               MF.getMachineMemOperand(NoInfo, MachineMemOperand::MOStore |
1244                                                   MachineMemOperand::MOVolatile,
1245                                       SlotSize, SlotSize));
1246     }
1247     SPOrEstablisher = Establisher;
1248   } else {
1249     SPOrEstablisher = StackPtr;
1250   }
1251
1252   if (IsWin64Prologue && HasFP) {
1253     // Set RBP to a small fixed offset from RSP. In the funclet case, we base
1254     // this calculation on the incoming establisher, which holds the value of
1255     // RSP from the parent frame at the end of the prologue.
1256     SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(ParentFrameNumBytes);
1257     if (SEHFrameOffset)
1258       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA64r), FramePtr),
1259                    SPOrEstablisher, false, SEHFrameOffset);
1260     else
1261       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rr), FramePtr)
1262           .addReg(SPOrEstablisher);
1263
1264     // If this is not a funclet, emit the CFI describing our frame pointer.
1265     if (NeedsWinCFI && !IsFunclet) {
1266       HasWinCFI = true;
1267       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SetFrame))
1268           .addImm(FramePtr)
1269           .addImm(SEHFrameOffset)
1270           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1271       if (isAsynchronousEHPersonality(Personality))
1272         MF.getWinEHFuncInfo()->SEHSetFrameOffset = SEHFrameOffset;
1273     }
1274   } else if (IsFunclet && STI.is32Bit()) {
1275     // Reset EBP / ESI to something good for funclets.
1276     MBBI = restoreWin32EHStackPointers(MBB, MBBI, DL);
1277     // If we're a catch funclet, we can be returned to via catchret. Save ESP
1278     // into the registration node so that the runtime will restore it for us.
1279     if (!MBB.isCleanupFuncletEntry()) {
1280       assert(Personality == EHPersonality::MSVC_CXX);
1281       unsigned FrameReg;
1282       int FI = MF.getWinEHFuncInfo()->EHRegNodeFrameIndex;
1283       int64_t EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1284       // ESP is the first field, so no extra displacement is needed.
1285       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32mr)), FrameReg,
1286                    false, EHRegOffset)
1287           .addReg(X86::ESP);
1288     }
1289   }
1290
1291   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) {
1292     const MachineInstr &FrameInstr = *MBBI;
1293     ++MBBI;
1294
1295     if (NeedsWinCFI) {
1296       int FI;
1297       if (unsigned Reg = TII.isStoreToStackSlot(FrameInstr, FI)) {
1298         if (X86::FR64RegClass.contains(Reg)) {
1299           unsigned IgnoredFrameReg;
1300           int Offset = getFrameIndexReference(MF, FI, IgnoredFrameReg);
1301           Offset += SEHFrameOffset;
1302
1303           HasWinCFI = true;
1304           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SaveXMM))
1305               .addImm(Reg)
1306               .addImm(Offset)
1307               .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1308         }
1309       }
1310     }
1311   }
1312
1313   if (NeedsWinCFI && HasWinCFI)
1314     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_EndPrologue))
1315         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1316
1317   if (FnHasClrFunclet && !IsFunclet) {
1318     // Save the so-called Initial-SP (i.e. the value of the stack pointer
1319     // immediately after the prolog)  into the PSPSlot so that funclets
1320     // and the GC can recover it.
1321     unsigned PSPSlotOffset = getPSPSlotOffsetFromSP(MF);
1322     auto PSPInfo = MachinePointerInfo::getFixedStack(
1323         MF, MF.getWinEHFuncInfo()->PSPSymFrameIdx);
1324     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), StackPtr, false,
1325                  PSPSlotOffset)
1326         .addReg(StackPtr)
1327         .addMemOperand(MF.getMachineMemOperand(
1328             PSPInfo, MachineMemOperand::MOStore | MachineMemOperand::MOVolatile,
1329             SlotSize, SlotSize));
1330   }
1331
1332   // Realign stack after we spilled callee-saved registers (so that we'll be
1333   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1334   // Win64 requires aligning the stack after the prologue.
1335   if (IsWin64Prologue && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1336     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1337     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, SPOrEstablisher, MaxAlign);
1338   }
1339
1340   // We already dealt with stack realignment and funclets above.
1341   if (IsFunclet && STI.is32Bit())
1342     return;
1343
1344   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
1345   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
1346   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
1347   // to reference locals.
1348   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1349     // Update the base pointer with the current stack pointer.
1350     unsigned Opc = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1351     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
1352       .addReg(SPOrEstablisher)
1353       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1354     if (X86FI->getRestoreBasePointer()) {
1355       // Stash value of base pointer.  Saving RSP instead of EBP shortens
1356       // dependence chain. Used by SjLj EH.
1357       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1358       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
1359                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
1360         .addReg(SPOrEstablisher)
1361         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1362     }
1363
1364     if (X86FI->getHasSEHFramePtrSave() && !IsFunclet) {
1365       // Stash the value of the frame pointer relative to the base pointer for
1366       // Win32 EH. This supports Win32 EH, which does the inverse of the above:
1367       // it recovers the frame pointer from the base pointer rather than the
1368       // other way around.
1369       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1370       unsigned UsedReg;
1371       int Offset =
1372           getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
1373       assert(UsedReg == BasePtr);
1374       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)), UsedReg, true, Offset)
1375           .addReg(FramePtr)
1376           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1377     }
1378   }
1379
1380   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
1381     // Mark end of stack pointer adjustment.
1382     if (!HasFP && NumBytes) {
1383       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1384       assert(StackSize);
1385       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
1386                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
1387     }
1388
1389     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1390     if (PushedRegs)
1391       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
1392   }
1393
1394   // X86 Interrupt handling function cannot assume anything about the direction
1395   // flag (DF in EFLAGS register). Clear this flag by creating "cld" instruction
1396   // in each prologue of interrupt handler function.
1397   //
1398   // FIXME: Create "cld" instruction only in these cases:
1399   // 1. The interrupt handling function uses any of the "rep" instructions.
1400   // 2. Interrupt handling function calls another function.
1401   //
1402   if (Fn->getCallingConv() == CallingConv::X86_INTR)
1403     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CLD))
1404         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1405
1406   // At this point we know if the function has WinCFI or not.
1407   MF.setHasWinCFI(HasWinCFI);
1408 }
1409
1410 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
1411     const MachineFunction &MF) const {
1412   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if we don't
1413   // have a frame pointer in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used
1414   // to deallocate the stack.
1415   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1416   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1417   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1418   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1419 }
1420
1421 static bool isFuncletReturnInstr(MachineInstr &MI) {
1422   switch (MI.getOpcode()) {
1423   case X86::CATCHRET:
1424   case X86::CLEANUPRET:
1425     return true;
1426   default:
1427     return false;
1428   }
1429   llvm_unreachable("impossible");
1430 }
1431
1432 // CLR funclets use a special "Previous Stack Pointer Symbol" slot on the
1433 // stack. It holds a pointer to the bottom of the root function frame.  The
1434 // establisher frame pointer passed to a nested funclet may point to the
1435 // (mostly empty) frame of its parent funclet, but it will need to find
1436 // the frame of the root function to access locals.  To facilitate this,
1437 // every funclet copies the pointer to the bottom of the root function
1438 // frame into a PSPSym slot in its own (mostly empty) stack frame. Using the
1439 // same offset for the PSPSym in the root function frame that's used in the
1440 // funclets' frames allows each funclet to dynamically accept any ancestor
1441 // frame as its establisher argument (the runtime doesn't guarantee the
1442 // immediate parent for some reason lost to history), and also allows the GC,
1443 // which uses the PSPSym for some bookkeeping, to find it in any funclet's
1444 // frame with only a single offset reported for the entire method.
1445 unsigned
1446 X86FrameLowering::getPSPSlotOffsetFromSP(const MachineFunction &MF) const {
1447   const WinEHFuncInfo &Info = *MF.getWinEHFuncInfo();
1448   unsigned SPReg;
1449   int Offset = getFrameIndexReferencePreferSP(MF, Info.PSPSymFrameIdx, SPReg,
1450                                               /*IgnoreSPUpdates*/ true);
1451   assert(Offset >= 0 && SPReg == TRI->getStackRegister());
1452   return static_cast<unsigned>(Offset);
1453 }
1454
1455 unsigned
1456 X86FrameLowering::getWinEHFuncletFrameSize(const MachineFunction &MF) const {
1457   // This is the size of the pushed CSRs.
1458   unsigned CSSize =
1459       MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
1460   // This is the amount of stack a funclet needs to allocate.
1461   unsigned UsedSize;
1462   EHPersonality Personality =
1463       classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn());
1464   if (Personality == EHPersonality::CoreCLR) {
1465     // CLR funclets need to hold enough space to include the PSPSym, at the
1466     // same offset from the stack pointer (immediately after the prolog) as it
1467     // resides at in the main function.
1468     UsedSize = getPSPSlotOffsetFromSP(MF) + SlotSize;
1469   } else {
1470     // Other funclets just need enough stack for outgoing call arguments.
1471     UsedSize = MF.getFrameInfo().getMaxCallFrameSize();
1472   }
1473   // RBP is not included in the callee saved register block. After pushing RBP,
1474   // everything is 16 byte aligned. Everything we allocate before an outgoing
1475   // call must also be 16 byte aligned.
1476   unsigned FrameSizeMinusRBP = alignTo(CSSize + UsedSize, getStackAlignment());
1477   // Subtract out the size of the callee saved registers. This is how much stack
1478   // each funclet will allocate.
1479   return FrameSizeMinusRBP - CSSize;
1480 }
1481
1482 static bool isTailCallOpcode(unsigned Opc) {
1483     return Opc == X86::TCRETURNri || Opc == X86::TCRETURNdi ||
1484         Opc == X86::TCRETURNmi ||
1485         Opc == X86::TCRETURNri64 || Opc == X86::TCRETURNdi64 ||
1486         Opc == X86::TCRETURNmi64;
1487 }
1488
1489 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1490                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1491   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1492   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1493   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1494   Optional<unsigned> RetOpcode;
1495   if (MBBI != MBB.end())
1496     RetOpcode = MBBI->getOpcode();
1497   DebugLoc DL;
1498   if (MBBI != MBB.end())
1499     DL = MBBI->getDebugLoc();
1500   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1501   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1502   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
1503   unsigned MachineFramePtr =
1504       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, 64) : FramePtr;
1505
1506   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1507   bool NeedsWinCFI =
1508       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1509   bool IsFunclet = MBBI == MBB.end() ? false : isFuncletReturnInstr(*MBBI);
1510   MachineBasicBlock *TargetMBB = nullptr;
1511
1512   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1513   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1514   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1515   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1516   uint64_t NumBytes = 0;
1517
1518   if (RetOpcode && *RetOpcode == X86::CATCHRET) {
1519     // SEH shouldn't use catchret.
1520     assert(!isAsynchronousEHPersonality(
1521                classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn())) &&
1522            "SEH should not use CATCHRET");
1523
1524     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1525     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1526     TargetMBB = MBBI->getOperand(0).getMBB();
1527
1528     // Pop EBP.
1529     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1530             MachineFramePtr)
1531         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1532   } else if (RetOpcode && *RetOpcode == X86::CLEANUPRET) {
1533     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1534     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1535     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1536             MachineFramePtr)
1537         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1538   } else if (hasFP(MF)) {
1539     // Calculate required stack adjustment.
1540     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1541     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1542
1543     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1544     // realigned.
1545     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1546       NumBytes = alignTo(FrameSize, MaxAlign);
1547
1548     // Pop EBP.
1549     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1550             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr)
1551         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1552   } else {
1553     NumBytes = StackSize - CSSize;
1554   }
1555   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1556
1557   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1558   // Skip the callee-saved pop instructions.
1559   while (MBBI != MBB.begin()) {
1560     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1561     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1562
1563     if (Opc != X86::DBG_VALUE && !PI->isTerminator()) {
1564       if ((Opc != X86::POP32r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1565           (Opc != X86::POP64r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)))
1566         break;
1567       FirstCSPop = PI;
1568     }
1569
1570     --MBBI;
1571   }
1572   MBBI = FirstCSPop;
1573
1574   if (TargetMBB) {
1575     // Fill EAX/RAX with the address of the target block.
1576     unsigned ReturnReg = STI.is64Bit() ? X86::RAX : X86::EAX;
1577     if (STI.is64Bit()) {
1578       // LEA64r TargetMBB(%rip), %rax
1579       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::LEA64r), ReturnReg)
1580           .addReg(X86::RIP)
1581           .addImm(0)
1582           .addReg(0)
1583           .addMBB(TargetMBB)
1584           .addReg(0);
1585     } else {
1586       // MOV32ri $TargetMBB, %eax
1587       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ReturnReg)
1588           .addMBB(TargetMBB);
1589     }
1590     // Record that we've taken the address of TargetMBB and no longer just
1591     // reference it in a terminator.
1592     TargetMBB->setHasAddressTaken();
1593   }
1594
1595   if (MBBI != MBB.end())
1596     DL = MBBI->getDebugLoc();
1597
1598   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1599   // instruction, merge the two instructions.
1600   if (NumBytes || MFI.hasVarSizedObjects())
1601     NumBytes += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1602
1603   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1604   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1605   // realigned. Don't do this if this was a funclet epilogue, since the funclets
1606   // will not do realignment or dynamic stack allocation.
1607   if ((TRI->needsStackRealignment(MF) || MFI.hasVarSizedObjects()) &&
1608       !IsFunclet) {
1609     if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1610       MBBI = FirstCSPop;
1611     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1612     uint64_t LEAAmount =
1613         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1614
1615     // There are only two legal forms of epilogue:
1616     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1617     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1618     //
1619     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1620     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1621     // effects of the prologue can safely be undone.
1622     if (LEAAmount != 0) {
1623       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1624       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1625                    FramePtr, false, LEAAmount);
1626       --MBBI;
1627     } else {
1628       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1629       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1630         .addReg(FramePtr);
1631       --MBBI;
1632     }
1633   } else if (NumBytes) {
1634     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1635     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1636     --MBBI;
1637   }
1638
1639   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1640   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1641   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1642   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1643   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1644   // final emitted code.
1645   if (NeedsWinCFI && MF.hasWinCFI())
1646     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1647
1648   if (!RetOpcode || !isTailCallOpcode(*RetOpcode)) {
1649     // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1650     int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1651     assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1652     if (Offset) {
1653       MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1654
1655       // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1656       Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1657       emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1658     }
1659   }
1660 }
1661
1662 // NOTE: this only has a subset of the full frame index logic. In
1663 // particular, the FI < 0 and AfterFPPop logic is handled in
1664 // X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex, but not here. Possibly
1665 // (probably?) it should be moved into here.
1666 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1667                                              unsigned &FrameReg) const {
1668   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1669
1670   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1671   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1672   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1673   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1674     FrameReg = TRI->getBaseRegister();
1675   else if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1676     FrameReg = TRI->getStackRegister();
1677   else
1678     FrameReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1679
1680   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1681   // object.
1682   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1683   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1684   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1685   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1686   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1687   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1688   bool HasFP = hasFP(MF);
1689   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1690   int64_t FPDelta = 0;
1691
1692   if (IsWin64Prologue) {
1693     assert(!MFI.hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1694
1695     // Calculate required stack adjustment.
1696     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1697     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1698     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1699       FrameSize += SlotSize;
1700     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1701
1702     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1703     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1704       return -SEHFrameOffset;
1705
1706     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1707     // pointer followed by return address and the location required by the
1708     // restricted Win64 prologue.
1709     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1710     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1711     assert((!MFI.hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1712            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1713   }
1714
1715
1716   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1717     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1718     if (FI < 0) {
1719       // Skip the saved EBP.
1720       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1721     } else {
1722       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI.getObjectAlignment(FI) == 0);
1723       return Offset + StackSize;
1724     }
1725   } else if (TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1726     if (FI < 0) {
1727       // Skip the saved EBP.
1728       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1729     } else {
1730       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI.getObjectAlignment(FI) == 0);
1731       return Offset + StackSize;
1732     }
1733     // FIXME: Support tail calls
1734   } else {
1735     if (!HasFP)
1736       return Offset + StackSize;
1737
1738     // Skip the saved EBP.
1739     Offset += SlotSize;
1740
1741     // Skip the RETADDR move area
1742     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1743     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1744       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1745   }
1746
1747   return Offset + FPDelta;
1748 }
1749
1750 int
1751 X86FrameLowering::getFrameIndexReferencePreferSP(const MachineFunction &MF,
1752                                                  int FI, unsigned &FrameReg,
1753                                                  bool IgnoreSPUpdates) const {
1754
1755   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1756   // Does not include any dynamic realign.
1757   const uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1758   // LLVM arranges the stack as follows:
1759   //   ...
1760   //   ARG2
1761   //   ARG1
1762   //   RETADDR
1763   //   PUSH RBP   <-- RBP points here
1764   //   PUSH CSRs
1765   //   ~~~~~~~    <-- possible stack realignment (non-win64)
1766   //   ...
1767   //   STACK OBJECTS
1768   //   ...        <-- RSP after prologue points here
1769   //   ~~~~~~~    <-- possible stack realignment (win64)
1770   //
1771   // if (hasVarSizedObjects()):
1772   //   ...        <-- "base pointer" (ESI/RBX) points here
1773   //   DYNAMIC ALLOCAS
1774   //   ...        <-- RSP points here
1775   //
1776   // Case 1: In the simple case of no stack realignment and no dynamic
1777   // allocas, both "fixed" stack objects (arguments and CSRs) are addressable
1778   // with fixed offsets from RSP.
1779   //
1780   // Case 2: In the case of stack realignment with no dynamic allocas, fixed
1781   // stack objects are addressed with RBP and regular stack objects with RSP.
1782   //
1783   // Case 3: In the case of dynamic allocas and stack realignment, RSP is used
1784   // to address stack arguments for outgoing calls and nothing else. The "base
1785   // pointer" points to local variables, and RBP points to fixed objects.
1786   //
1787   // In cases 2 and 3, we can only answer for non-fixed stack objects, and the
1788   // answer we give is relative to the SP after the prologue, and not the
1789   // SP in the middle of the function.
1790
1791   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI) && TRI->needsStackRealignment(MF) &&
1792       !STI.isTargetWin64())
1793     return getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1794
1795   // If !hasReservedCallFrame the function might have SP adjustement in the
1796   // body.  So, even though the offset is statically known, it depends on where
1797   // we are in the function.
1798   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getSubtarget().getFrameLowering();
1799   if (!IgnoreSPUpdates && !TFI->hasReservedCallFrame(MF))
1800     return getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1801
1802   // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them either.
1803   assert(MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta() >= 0 &&
1804          "we don't handle this case!");
1805
1806   // Fill in FrameReg output argument.
1807   FrameReg = TRI->getStackRegister();
1808
1809   // This is how the math works out:
1810   //
1811   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1812   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1813   //  get to.
1814   //
1815   //    ----------------------------------
1816   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1817   //    ----------------------------------
1818   //    ^    ^      ^                   ^
1819   //    A    B      C                   E
1820   //
1821   // A is the incoming stack pointer.
1822   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1823   // (C - A) is the Offset returned by MFI.getObjectOffset for Obj0 [2]
1824   //
1825   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1826   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1827   //
1828   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1829   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1830   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1831   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1832   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1833   //
1834
1835   // Get the Offset from the StackPointer
1836   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1837
1838   return Offset + StackSize;
1839 }
1840
1841 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1842     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1843     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1844   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1845   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1846
1847   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1848   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1849
1850   if (hasFP(MF)) {
1851     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1852     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1853     MFI.CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1854
1855     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1856     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1857     // about avoiding it later.
1858     unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1859     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1860       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1861         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1862         break;
1863       }
1864     }
1865   }
1866
1867   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1868   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1869     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1870
1871     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1872       continue;
1873
1874     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1875     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1876
1877     int SlotIndex = MFI.CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1878     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1879   }
1880
1881   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1882
1883   // Assign slots for XMMs.
1884   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1885     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1886     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1887       continue;
1888
1889     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1890     // ensure alignment
1891     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % RC->getAlignment();
1892     // spill into slot
1893     SpillSlotOffset -= RC->getSize();
1894     int SlotIndex =
1895         MFI.CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), SpillSlotOffset);
1896     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1897     MFI.ensureMaxAlignment(RC->getAlignment());
1898   }
1899
1900   return true;
1901 }
1902
1903 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1904     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1905     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1906     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1907   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1908
1909   // Don't save CSRs in 32-bit EH funclets. The caller saves EBX, EBP, ESI, EDI
1910   // for us, and there are no XMM CSRs on Win32.
1911   if (MBB.isEHFuncletEntry() && STI.is32Bit() && STI.isOSWindows())
1912     return true;
1913
1914   // Push GPRs. It increases frame size.
1915   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1916   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1917   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1918     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1919
1920     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1921       continue;
1922
1923     const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1924     bool isLiveIn = MRI.isLiveIn(Reg);
1925     if (!isLiveIn)
1926       MBB.addLiveIn(Reg);
1927
1928     // Decide whether we can add a kill flag to the use.
1929     bool CanKill = !isLiveIn;
1930     // Check if any subregister is live-in
1931     if (CanKill) {
1932       for (MCRegAliasIterator AReg(Reg, TRI, false); AReg.isValid(); ++AReg) {
1933         if (MRI.isLiveIn(*AReg)) {
1934           CanKill = false;
1935           break;
1936         }
1937       }
1938     }
1939
1940     // Do not set a kill flag on values that are also marked as live-in. This
1941     // happens with the @llvm-returnaddress intrinsic and with arguments
1942     // passed in callee saved registers.
1943     // Omitting the kill flags is conservatively correct even if the live-in
1944     // is not used after all.
1945     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, getKillRegState(CanKill))
1946       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1947   }
1948
1949   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1950   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1951   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1952     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1953     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1954       continue;
1955     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1956     MBB.addLiveIn(Reg);
1957     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1958
1959     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1960                             TRI);
1961     --MI;
1962     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1963     ++MI;
1964   }
1965
1966   return true;
1967 }
1968
1969 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1970                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1971                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1972                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1973   if (CSI.empty())
1974     return false;
1975
1976   if (MI != MBB.end() && isFuncletReturnInstr(*MI) && STI.isOSWindows()) {
1977     // Don't restore CSRs in 32-bit EH funclets. Matches
1978     // spillCalleeSavedRegisters.
1979     if (STI.is32Bit())
1980       return true;
1981     // Don't restore CSRs before an SEH catchret. SEH except blocks do not form
1982     // funclets. emitEpilogue transforms these to normal jumps.
1983     if (MI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
1984       const Function *Func = MBB.getParent()->getFunction();
1985       bool IsSEH = isAsynchronousEHPersonality(
1986           classifyEHPersonality(Func->getPersonalityFn()));
1987       if (IsSEH)
1988         return true;
1989     }
1990   }
1991
1992   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1993
1994   // Reload XMMs from stack frame.
1995   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1996     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1997     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1998         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1999       continue;
2000
2001     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
2002     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
2003   }
2004
2005   // POP GPRs.
2006   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
2007   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
2008     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
2009     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
2010         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
2011       continue;
2012
2013     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg)
2014         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
2015   }
2016   return true;
2017 }
2018
2019 void X86FrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
2020                                             BitVector &SavedRegs,
2021                                             RegScavenger *RS) const {
2022   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
2023
2024   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2025
2026   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2027   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
2028
2029   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
2030     // create RETURNADDR area
2031     //   arg
2032     //   arg
2033     //   RETADDR
2034     //   { ...
2035     //     RETADDR area
2036     //     ...
2037     //   }
2038     //   [EBP]
2039     MFI.CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
2040                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
2041   }
2042
2043   // Spill the BasePtr if it's used.
2044   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
2045     SavedRegs.set(TRI->getBaseRegister());
2046
2047     // Allocate a spill slot for EBP if we have a base pointer and EH funclets.
2048     if (MF.hasEHFunclets()) {
2049       int FI = MFI.CreateSpillStackObject(SlotSize, SlotSize);
2050       X86FI->setHasSEHFramePtrSave(true);
2051       X86FI->setSEHFramePtrSaveIndex(FI);
2052     }
2053   }
2054 }
2055
2056 static bool
2057 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
2058   const Function *F = MF->getFunction();
2059   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
2060        I != E; I++) {
2061     if (I->hasNestAttr())
2062       return true;
2063   }
2064   return false;
2065 }
2066
2067 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
2068 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
2069 /// and the properties of the function either one or two registers will be
2070 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
2071 static unsigned
2072 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
2073   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
2074
2075   // Erlang stuff.
2076   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
2077     if (Is64Bit)
2078       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
2079     else
2080       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
2081   }
2082
2083   if (Is64Bit) {
2084     if (IsLP64)
2085       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
2086     else
2087       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
2088   }
2089
2090   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
2091
2092   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
2093       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
2094     if (IsNested)
2095       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
2096                          "nested function.");
2097     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
2098   }
2099   if (IsNested)
2100     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
2101   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
2102 }
2103
2104 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
2105 // limit.
2106 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
2107
2108 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
2109     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2110   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2111   uint64_t StackSize;
2112   unsigned TlsReg, TlsOffset;
2113   DebugLoc DL;
2114
2115   // To support shrink-wrapping we would need to insert the new blocks
2116   // at the right place and update the branches to PrologueMBB.
2117   assert(&(*MF.begin()) == &PrologueMBB && "Shrink-wrapping not supported yet");
2118
2119   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2120   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2121          "Scratch register is live-in");
2122
2123   if (MF.getFunction()->isVarArg())
2124     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
2125   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
2126       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
2127       !STI.isTargetDragonFly())
2128     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2129
2130   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
2131   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
2132   // prologue.
2133   StackSize = MFI.getStackSize();
2134
2135   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
2136   if (StackSize == 0)
2137     return;
2138
2139   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2140   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2141   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2142   bool IsNested = false;
2143
2144   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
2145   if (Is64Bit)
2146     IsNested = HasNestArgument(&MF);
2147
2148   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
2149   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
2150
2151   for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2152     allocMBB->addLiveIn(LI);
2153     checkMBB->addLiveIn(LI);
2154   }
2155
2156   if (IsNested)
2157     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
2158
2159   MF.push_front(allocMBB);
2160   MF.push_front(checkMBB);
2161
2162   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
2163   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
2164   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
2165
2166   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
2167   if (Is64Bit) {
2168     if (STI.isTargetLinux()) {
2169       TlsReg = X86::FS;
2170       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
2171     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2172       TlsReg = X86::GS;
2173       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
2174     } else if (STI.isTargetWin64()) {
2175       TlsReg = X86::GS;
2176       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
2177     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
2178       TlsReg = X86::FS;
2179       TlsOffset = 0x18;
2180     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
2181       TlsReg = X86::FS;
2182       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
2183     } else {
2184       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2185     }
2186
2187     if (CompareStackPointer)
2188       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
2189     else
2190       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
2191         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2192
2193     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2194       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2195   } else {
2196     if (STI.isTargetLinux()) {
2197       TlsReg = X86::GS;
2198       TlsOffset = 0x30;
2199     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2200       TlsReg = X86::GS;
2201       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
2202     } else if (STI.isTargetWin32()) {
2203       TlsReg = X86::FS;
2204       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
2205     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
2206       TlsReg = X86::FS;
2207       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
2208     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
2209       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
2210     } else {
2211       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2212     }
2213
2214     if (CompareStackPointer)
2215       ScratchReg = X86::ESP;
2216     else
2217       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
2218         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2219
2220     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
2221         STI.isTargetDragonFly()) {
2222       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2223         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2224     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2225
2226       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
2227       unsigned ScratchReg2;
2228       bool SaveScratch2;
2229       if (CompareStackPointer) {
2230         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
2231         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2232         SaveScratch2 = false;
2233       } else {
2234         // Need to use a second register to hold the TLS offset
2235         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
2236
2237         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
2238         // argument.
2239         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
2240       }
2241
2242       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
2243       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
2244              "Scratch register is live-in and not saved");
2245
2246       if (SaveScratch2)
2247         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
2248           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
2249
2250       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
2251         .addImm(TlsOffset);
2252       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
2253         .addReg(ScratchReg)
2254         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
2255         .addImm(0)
2256         .addReg(TlsReg);
2257
2258       if (SaveScratch2)
2259         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
2260     }
2261   }
2262
2263   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
2264   // It jumps to normal execution of the function body.
2265   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2266
2267   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
2268   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
2269   if (Is64Bit) {
2270     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
2271     // the call to _morestack
2272
2273     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
2274     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
2275     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
2276     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
2277     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
2278
2279     if (IsNested)
2280       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
2281
2282     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
2283       .addImm(StackSize);
2284     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
2285       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2286   } else {
2287     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2288       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2289     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2290       .addImm(StackSize);
2291   }
2292
2293   // __morestack is in libgcc
2294   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
2295     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
2296     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
2297     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
2298     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
2299     // other suitable registers may be either callee-save or used for
2300     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
2301     // because __morestack manipulates the stack directly.
2302     //
2303     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
2304     // location containing the address.
2305     //
2306     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
2307     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
2308     // to be sufficient for JIT.
2309     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
2310         .addReg(X86::RIP)
2311         .addImm(0)
2312         .addReg(0)
2313         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
2314         .addReg(0);
2315     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
2316   } else {
2317     if (Is64Bit)
2318       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
2319         .addExternalSymbol("__morestack");
2320     else
2321       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
2322         .addExternalSymbol("__morestack");
2323   }
2324
2325   if (IsNested)
2326     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
2327   else
2328     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
2329
2330   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2331
2332   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
2333   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2334
2335 #ifdef EXPENSIVE_CHECKS
2336   MF.verify();
2337 #endif
2338 }
2339
2340 /// Lookup an ERTS parameter in the !hipe.literals named metadata node.
2341 /// HiPE provides Erlang Runtime System-internal parameters, such as PCB offsets
2342 /// to fields it needs, through a named metadata node "hipe.literals" containing
2343 /// name-value pairs.
2344 static unsigned getHiPELiteral(
2345     NamedMDNode *HiPELiteralsMD, const StringRef LiteralName) {
2346   for (int i = 0, e = HiPELiteralsMD->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2347     MDNode *Node = HiPELiteralsMD->getOperand(i);
2348     if (Node->getNumOperands() != 2) continue;
2349     MDString *NodeName = dyn_cast<MDString>(Node->getOperand(0));
2350     ValueAsMetadata *NodeVal = dyn_cast<ValueAsMetadata>(Node->getOperand(1));
2351     if (!NodeName || !NodeVal) continue;
2352     ConstantInt *ValConst = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(NodeVal->getValue());
2353     if (ValConst && NodeName->getString() == LiteralName) {
2354       return ValConst->getZExtValue();
2355     }
2356   }
2357
2358   report_fatal_error("HiPE literal " + LiteralName
2359                      + " required but not provided");
2360 }
2361
2362 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
2363 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
2364 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
2365 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
2366 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
2367 ///
2368 /// CheckStack:
2369 ///       temp0 = sp - MaxStack
2370 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2371 /// OldStart:
2372 ///       ...
2373 /// IncStack:
2374 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
2375 ///       temp0 = sp - MaxStack
2376 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2377 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
2378     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2379   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2380   DebugLoc DL;
2381
2382   // To support shrink-wrapping we would need to insert the new blocks
2383   // at the right place and update the branches to PrologueMBB.
2384   assert(&(*MF.begin()) == &PrologueMBB && "Shrink-wrapping not supported yet");
2385
2386   // HiPE-specific values
2387   NamedMDNode *HiPELiteralsMD = MF.getMMI().getModule()
2388     ->getNamedMetadata("hipe.literals");
2389   if (!HiPELiteralsMD)
2390     report_fatal_error(
2391         "Can't generate HiPE prologue without runtime parameters");
2392   const unsigned HipeLeafWords
2393     = getHiPELiteral(HiPELiteralsMD,
2394                      Is64Bit ? "AMD64_LEAF_WORDS" : "X86_LEAF_WORDS");
2395   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
2396   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
2397   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
2398                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
2399   unsigned MaxStack = MFI.getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
2400
2401   assert(STI.isTargetLinux() &&
2402          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
2403
2404   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
2405   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
2406   //
2407   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
2408   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
2409   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
2410   //    functions it calls (a tunable ABI property).
2411   if (MFI.hasCalls()) {
2412     unsigned MoreStackForCalls = 0;
2413
2414     for (auto &MBB : MF) {
2415       for (auto &MI : MBB) {
2416         if (!MI.isCall())
2417           continue;
2418
2419         // Get callee operand.
2420         const MachineOperand &MO = MI.getOperand(0);
2421
2422         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
2423         if (!MO.isGlobal())
2424           continue;
2425
2426         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
2427         if (!F)
2428           continue;
2429
2430         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
2431         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
2432         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
2433         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
2434         // stack.
2435         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
2436             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
2437             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
2438           continue;
2439
2440         unsigned CalleeStkArity =
2441           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
2442         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
2443           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
2444                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
2445       }
2446     }
2447     MaxStack += MoreStackForCalls;
2448   }
2449
2450   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
2451   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
2452   if (MaxStack > Guaranteed) {
2453     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2454     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2455
2456     for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2457       stackCheckMBB->addLiveIn(LI);
2458       incStackMBB->addLiveIn(LI);
2459     }
2460
2461     MF.push_front(incStackMBB);
2462     MF.push_front(stackCheckMBB);
2463
2464     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
2465     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
2466     SPLimitOffset = getHiPELiteral(HiPELiteralsMD, "P_NSP_LIMIT");
2467     if (Is64Bit) {
2468       SPReg = X86::RSP;
2469       PReg  = X86::RBP;
2470       LEAop = X86::LEA64r;
2471       CMPop = X86::CMP64rm;
2472       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
2473     } else {
2474       SPReg = X86::ESP;
2475       PReg  = X86::EBP;
2476       LEAop = X86::LEA32r;
2477       CMPop = X86::CMP32rm;
2478       CALLop = X86::CALLpcrel32;
2479     }
2480
2481     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2482     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2483            "HiPE prologue scratch register is live-in");
2484
2485     // Create new MBB for StackCheck:
2486     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2487                  SPReg, false, -MaxStack);
2488     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
2489     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
2490                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2491     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2492
2493     // Create new MBB for IncStack:
2494     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
2495       addExternalSymbol("inc_stack_0");
2496     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2497                  SPReg, false, -MaxStack);
2498     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
2499                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2500     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
2501
2502     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, {99, 100});
2503     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, {1, 100});
2504     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, {99, 100});
2505     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, {1, 100});
2506   }
2507 #ifdef EXPENSIVE_CHECKS
2508   MF.verify();
2509 #endif
2510 }
2511
2512 bool X86FrameLowering::adjustStackWithPops(MachineBasicBlock &MBB,
2513                                            MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2514                                            const DebugLoc &DL,
2515                                            int Offset) const {
2516
2517   if (Offset <= 0)
2518     return false;
2519
2520   if (Offset % SlotSize)
2521     return false;
2522
2523   int NumPops = Offset / SlotSize;
2524   // This is only worth it if we have at most 2 pops.
2525   if (NumPops != 1 && NumPops != 2)
2526     return false;
2527
2528   // Handle only the trivial case where the adjustment directly follows
2529   // a call. This is the most common one, anyway.
2530   if (MBBI == MBB.begin())
2531     return false;
2532   MachineBasicBlock::iterator Prev = std::prev(MBBI);
2533   if (!Prev->isCall() || !Prev->getOperand(1).isRegMask())
2534     return false;
2535
2536   unsigned Regs[2];
2537   unsigned FoundRegs = 0;
2538
2539   auto RegMask = Prev->getOperand(1);
2540
2541   auto &RegClass =
2542       Is64Bit ? X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass : X86::GR32_NOREX_NOSPRegClass;
2543   // Try to find up to NumPops free registers.
2544   for (auto Candidate : RegClass) {
2545
2546     // Poor man's liveness:
2547     // Since we're immediately after a call, any register that is clobbered
2548     // by the call and not defined by it can be considered dead.
2549     if (!RegMask.clobbersPhysReg(Candidate))
2550       continue;
2551
2552     bool IsDef = false;
2553     for (const MachineOperand &MO : Prev->implicit_operands()) {
2554       if (MO.isReg() && MO.isDef() &&
2555           TRI->isSuperOrSubRegisterEq(MO.getReg(), Candidate)) {
2556         IsDef = true;
2557         break;
2558       }
2559     }
2560
2561     if (IsDef)
2562       continue;
2563
2564     Regs[FoundRegs++] = Candidate;
2565     if (FoundRegs == (unsigned)NumPops)
2566       break;
2567   }
2568
2569   if (FoundRegs == 0)
2570     return false;
2571
2572   // If we found only one free register, but need two, reuse the same one twice.
2573   while (FoundRegs < (unsigned)NumPops)
2574     Regs[FoundRegs++] = Regs[0];
2575
2576   for (int i = 0; i < NumPops; ++i)
2577     BuildMI(MBB, MBBI, DL, 
2578             TII.get(STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r), Regs[i]);
2579
2580   return true;
2581 }
2582
2583 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::
2584 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
2585                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
2586   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
2587   unsigned Opcode = I->getOpcode();
2588   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
2589   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
2590   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? I->getOperand(0).getImm() : 0;
2591   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? I->getOperand(1).getImm() : 0;
2592   I = MBB.erase(I);
2593   auto InsertPos = skipDebugInstructionsForward(I, MBB.end());
2594
2595   if (!reserveCallFrame) {
2596     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
2597     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
2598     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
2599
2600     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
2601     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
2602     // alignment boundary.
2603     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
2604     Amount = alignTo(Amount, StackAlign);
2605
2606     MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2607     const Function *Fn = MF.getFunction();
2608     bool WindowsCFI = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
2609     bool DwarfCFI = !WindowsCFI && 
2610                     (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
2611
2612     // If we have any exception handlers in this function, and we adjust
2613     // the SP before calls, we may need to indicate this to the unwinder
2614     // using GNU_ARGS_SIZE. Note that this may be necessary even when
2615     // Amount == 0, because the preceding function may have set a non-0
2616     // GNU_ARGS_SIZE.
2617     // TODO: We don't need to reset this between subsequent functions,
2618     // if it didn't change.
2619     bool HasDwarfEHHandlers = !WindowsCFI && !MF.getLandingPads().empty();
2620
2621     if (HasDwarfEHHandlers && !isDestroy &&
2622         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences())
2623       BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2624                MCCFIInstruction::createGnuArgsSize(nullptr, Amount));
2625
2626     if (Amount == 0)
2627       return I;
2628
2629     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
2630     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
2631     Amount -= InternalAmt;
2632
2633     // TODO: This is needed only if we require precise CFA.
2634     // If this is a callee-pop calling convention, emit a CFA adjust for
2635     // the amount the callee popped.
2636     if (isDestroy && InternalAmt && DwarfCFI && !hasFP(MF))
2637       BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2638                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, -InternalAmt));
2639
2640     // Add Amount to SP to destroy a frame, or subtract to setup.
2641     int64_t StackAdjustment = isDestroy ? Amount : -Amount;
2642     int64_t CfaAdjustment = -StackAdjustment;
2643
2644     if (StackAdjustment) {
2645       // Merge with any previous or following adjustment instruction. Note: the
2646       // instructions merged with here do not have CFI, so their stack
2647       // adjustments do not feed into CfaAdjustment.
2648       StackAdjustment += mergeSPUpdates(MBB, InsertPos, true);
2649       StackAdjustment += mergeSPUpdates(MBB, InsertPos, false);
2650
2651       if (StackAdjustment) {
2652         if (!(Fn->optForMinSize() &&
2653               adjustStackWithPops(MBB, InsertPos, DL, StackAdjustment)))
2654           BuildStackAdjustment(MBB, InsertPos, DL, StackAdjustment,
2655                                /*InEpilogue=*/false);
2656       }
2657     }
2658
2659     if (DwarfCFI && !hasFP(MF)) {
2660       // If we don't have FP, but need to generate unwind information,
2661       // we need to set the correct CFA offset after the stack adjustment.
2662       // How much we adjust the CFA offset depends on whether we're emitting
2663       // CFI only for EH purposes or for debugging. EH only requires the CFA
2664       // offset to be correct at each call site, while for debugging we want
2665       // it to be more precise.
2666
2667       // TODO: When not using precise CFA, we also need to adjust for the
2668       // InternalAmt here.
2669       if (CfaAdjustment) {
2670         BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2671                  MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr,
2672                                                          CfaAdjustment));
2673       }
2674     }
2675
2676     return I;
2677   }
2678
2679   if (isDestroy && InternalAmt) {
2680     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
2681     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
2682     // more advanced stack pointer tracking ability.
2683     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
2684     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
2685     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
2686     MachineBasicBlock::iterator CI = I;
2687     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
2688     while (CI != B && !std::prev(CI)->isCall())
2689       --CI;
2690     BuildStackAdjustment(MBB, CI, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
2691   }
2692
2693   return I;
2694 }
2695
2696 bool X86FrameLowering::canUseAsPrologue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2697   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2698   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2699   return !TRI->needsStackRealignment(MF) || !MBB.isLiveIn(X86::EFLAGS);
2700 }
2701
2702 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2703   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2704
2705   // Win64 has strict requirements in terms of epilogue and we are
2706   // not taking a chance at messing with them.
2707   // I.e., unless this block is already an exit block, we can't use
2708   // it as an epilogue.
2709   if (STI.isTargetWin64() && !MBB.succ_empty() && !MBB.isReturnBlock())
2710     return false;
2711
2712   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
2713     return true;
2714
2715   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
2716   // clobbers the EFLAGS. Check that we do not need to preserve it,
2717   // otherwise, conservatively assume this is not
2718   // safe to insert the epilogue here.
2719   return !flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB);
2720 }
2721
2722 bool X86FrameLowering::enableShrinkWrapping(const MachineFunction &MF) const {
2723   // If we may need to emit frameless compact unwind information, give
2724   // up as this is currently broken: PR25614.
2725   return (MF.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::NoUnwind) || hasFP(MF)) &&
2726          // The lowering of segmented stack and HiPE only support entry blocks
2727          // as prologue blocks: PR26107.
2728          // This limitation may be lifted if we fix:
2729          // - adjustForSegmentedStacks
2730          // - adjustForHiPEPrologue
2731          MF.getFunction()->getCallingConv() != CallingConv::HiPE &&
2732          !MF.shouldSplitStack();
2733 }
2734
2735 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::restoreWin32EHStackPointers(
2736     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2737     const DebugLoc &DL, bool RestoreSP) const {
2738   assert(STI.isTargetWindowsMSVC() && "funclets only supported in MSVC env");
2739   assert(STI.isTargetWin32() && "EBP/ESI restoration only required on win32");
2740   assert(STI.is32Bit() && !Uses64BitFramePtr &&
2741          "restoring EBP/ESI on non-32-bit target");
2742
2743   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2744   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
2745   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
2746   WinEHFuncInfo &FuncInfo = *MF.getWinEHFuncInfo();
2747   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2748   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2749
2750   // FIXME: Don't set FrameSetup flag in catchret case.
2751
2752   int FI = FuncInfo.EHRegNodeFrameIndex;
2753   int EHRegSize = MFI.getObjectSize(FI);
2754
2755   if (RestoreSP) {
2756     // MOV32rm -EHRegSize(%ebp), %esp
2757     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::ESP),
2758                  X86::EBP, true, -EHRegSize)
2759         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2760   }
2761
2762   unsigned UsedReg;
2763   int EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, UsedReg);
2764   int EndOffset = -EHRegOffset - EHRegSize;
2765   FuncInfo.EHRegNodeEndOffset = EndOffset;
2766
2767   if (UsedReg == FramePtr) {
2768     // ADD $offset, %ebp
2769     unsigned ADDri = getADDriOpcode(false, EndOffset);
2770     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ADDri), FramePtr)
2771         .addReg(FramePtr)
2772         .addImm(EndOffset)
2773         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup)
2774         ->getOperand(3)
2775         .setIsDead();
2776     assert(EndOffset >= 0 &&
2777            "end of registration object above normal EBP position!");
2778   } else if (UsedReg == BasePtr) {
2779     // LEA offset(%ebp), %esi
2780     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA32r), BasePtr),
2781                  FramePtr, false, EndOffset)
2782         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2783     // MOV32rm SavedEBPOffset(%esi), %ebp
2784     assert(X86FI->getHasSEHFramePtrSave());
2785     int Offset =
2786         getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
2787     assert(UsedReg == BasePtr);
2788     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), FramePtr),
2789                  UsedReg, true, Offset)
2790         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2791   } else {
2792     llvm_unreachable("32-bit frames with WinEH must use FramePtr or BasePtr");
2793   }
2794   return MBBI;
2795 }
2796
2797 namespace {
2798 // Struct used by orderFrameObjects to help sort the stack objects.
2799 struct X86FrameSortingObject {
2800   bool IsValid = false;         // true if we care about this Object.
2801   unsigned ObjectIndex = 0;     // Index of Object into MFI list.
2802   unsigned ObjectSize = 0;      // Size of Object in bytes.
2803   unsigned ObjectAlignment = 1; // Alignment of Object in bytes.
2804   unsigned ObjectNumUses = 0;   // Object static number of uses.
2805 };
2806
2807 // The comparison function we use for std::sort to order our local
2808 // stack symbols. The current algorithm is to use an estimated
2809 // "density". This takes into consideration the size and number of
2810 // uses each object has in order to roughly minimize code size.
2811 // So, for example, an object of size 16B that is referenced 5 times
2812 // will get higher priority than 4 4B objects referenced 1 time each.
2813 // It's not perfect and we may be able to squeeze a few more bytes out of
2814 // it (for example : 0(esp) requires fewer bytes, symbols allocated at the
2815 // fringe end can have special consideration, given their size is less
2816 // important, etc.), but the algorithmic complexity grows too much to be
2817 // worth the extra gains we get. This gets us pretty close.
2818 // The final order leaves us with objects with highest priority going
2819 // at the end of our list.
2820 struct X86FrameSortingComparator {
2821   inline bool operator()(const X86FrameSortingObject &A,
2822                          const X86FrameSortingObject &B) {
2823     uint64_t DensityAScaled, DensityBScaled;
2824
2825     // For consistency in our comparison, all invalid objects are placed
2826     // at the end. This also allows us to stop walking when we hit the
2827     // first invalid item after it's all sorted.
2828     if (!A.IsValid)
2829       return false;
2830     if (!B.IsValid)
2831       return true;
2832
2833     // The density is calculated by doing :
2834     //     (double)DensityA = A.ObjectNumUses / A.ObjectSize
2835     //     (double)DensityB = B.ObjectNumUses / B.ObjectSize
2836     // Since this approach may cause inconsistencies in
2837     // the floating point <, >, == comparisons, depending on the floating
2838     // point model with which the compiler was built, we're going
2839     // to scale both sides by multiplying with
2840     // A.ObjectSize * B.ObjectSize. This ends up factoring away
2841     // the division and, with it, the need for any floating point
2842     // arithmetic.
2843     DensityAScaled = static_cast<uint64_t>(A.ObjectNumUses) *
2844       static_cast<uint64_t>(B.ObjectSize);
2845     DensityBScaled = static_cast<uint64_t>(B.ObjectNumUses) *
2846       static_cast<uint64_t>(A.ObjectSize);
2847
2848     // If the two densities are equal, prioritize highest alignment
2849     // objects. This allows for similar alignment objects
2850     // to be packed together (given the same density).
2851     // There's room for improvement here, also, since we can pack
2852     // similar alignment (different density) objects next to each
2853     // other to save padding. This will also require further
2854     // complexity/iterations, and the overall gain isn't worth it,
2855     // in general. Something to keep in mind, though.
2856     if (DensityAScaled == DensityBScaled)
2857       return A.ObjectAlignment < B.ObjectAlignment;
2858     
2859     return DensityAScaled < DensityBScaled;
2860   }
2861 };
2862 } // namespace
2863
2864 // Order the symbols in the local stack.
2865 // We want to place the local stack objects in some sort of sensible order.
2866 // The heuristic we use is to try and pack them according to static number
2867 // of uses and size of object in order to minimize code size.
2868 void X86FrameLowering::orderFrameObjects(
2869     const MachineFunction &MF, SmallVectorImpl<int> &ObjectsToAllocate) const {
2870   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2871
2872   // Don't waste time if there's nothing to do.
2873   if (ObjectsToAllocate.empty())
2874     return;
2875
2876   // Create an array of all MFI objects. We won't need all of these
2877   // objects, but we're going to create a full array of them to make
2878   // it easier to index into when we're counting "uses" down below.
2879   // We want to be able to easily/cheaply access an object by simply
2880   // indexing into it, instead of having to search for it every time.
2881   std::vector<X86FrameSortingObject> SortingObjects(MFI.getObjectIndexEnd());
2882
2883   // Walk the objects we care about and mark them as such in our working
2884   // struct.
2885   for (auto &Obj : ObjectsToAllocate) {
2886     SortingObjects[Obj].IsValid = true;
2887     SortingObjects[Obj].ObjectIndex = Obj;
2888     SortingObjects[Obj].ObjectAlignment = MFI.getObjectAlignment(Obj);
2889     // Set the size.
2890     int ObjectSize = MFI.getObjectSize(Obj);
2891     if (ObjectSize == 0)
2892       // Variable size. Just use 4.
2893       SortingObjects[Obj].ObjectSize = 4;
2894     else      
2895       SortingObjects[Obj].ObjectSize = ObjectSize;
2896   }
2897
2898   // Count the number of uses for each object.
2899   for (auto &MBB : MF) {
2900     for (auto &MI : MBB) {
2901       if (MI.isDebugValue())
2902         continue;
2903       for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
2904         // Check to see if it's a local stack symbol.
2905         if (!MO.isFI())
2906           continue;
2907         int Index = MO.getIndex();
2908         // Check to see if it falls within our range, and is tagged
2909         // to require ordering.
2910         if (Index >= 0 && Index < MFI.getObjectIndexEnd() &&
2911             SortingObjects[Index].IsValid)
2912           SortingObjects[Index].ObjectNumUses++;
2913       }
2914     }
2915   }
2916
2917   // Sort the objects using X86FrameSortingAlgorithm (see its comment for
2918   // info).
2919   std::stable_sort(SortingObjects.begin(), SortingObjects.end(),
2920                    X86FrameSortingComparator());
2921
2922   // Now modify the original list to represent the final order that
2923   // we want. The order will depend on whether we're going to access them
2924   // from the stack pointer or the frame pointer. For SP, the list should
2925   // end up with the END containing objects that we want with smaller offsets.
2926   // For FP, it should be flipped.
2927   int i = 0;
2928   for (auto &Obj : SortingObjects) {
2929     // All invalid items are sorted at the end, so it's safe to stop.
2930     if (!Obj.IsValid)
2931       break;
2932     ObjectsToAllocate[i++] = Obj.ObjectIndex;
2933   }
2934
2935   // Flip it if we're accessing off of the FP.
2936   if (!TRI->needsStackRealignment(MF) && hasFP(MF))
2937     std::reverse(ObjectsToAllocate.begin(), ObjectsToAllocate.end());
2938 }
2939
2940
2941 unsigned X86FrameLowering::getWinEHParentFrameOffset(const MachineFunction &MF) const {
2942   // RDX, the parent frame pointer, is homed into 16(%rsp) in the prologue.
2943   unsigned Offset = 16;
2944   // RBP is immediately pushed.
2945   Offset += SlotSize;
2946   // All callee-saved registers are then pushed.
2947   Offset += MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
2948   // Every funclet allocates enough stack space for the largest outgoing call.
2949   Offset += getWinEHFuncletFrameSize(MF);
2950   return Offset;
2951 }
2952
2953 void X86FrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(
2954     MachineFunction &MF, RegScavenger *RS) const {
2955   // If this function isn't doing Win64-style C++ EH, we don't need to do
2956   // anything.
2957   const Function *Fn = MF.getFunction();
2958   if (!STI.is64Bit() || !MF.hasEHFunclets() ||
2959       classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn()) != EHPersonality::MSVC_CXX)
2960     return;
2961
2962   // Win64 C++ EH needs to allocate the UnwindHelp object at some fixed offset
2963   // relative to RSP after the prologue.  Find the offset of the last fixed
2964   // object, so that we can allocate a slot immediately following it. If there
2965   // were no fixed objects, use offset -SlotSize, which is immediately after the
2966   // return address. Fixed objects have negative frame indices.
2967   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2968   WinEHFuncInfo &EHInfo = *MF.getWinEHFuncInfo();
2969   int64_t MinFixedObjOffset = -SlotSize;
2970   for (int I = MFI.getObjectIndexBegin(); I < 0; ++I)
2971     MinFixedObjOffset = std::min(MinFixedObjOffset, MFI.getObjectOffset(I));
2972
2973   for (WinEHTryBlockMapEntry &TBME : EHInfo.TryBlockMap) {
2974     for (WinEHHandlerType &H : TBME.HandlerArray) {
2975       int FrameIndex = H.CatchObj.FrameIndex;
2976       if (FrameIndex != INT_MAX) {
2977         // Ensure alignment.
2978         unsigned Align = MFI.getObjectAlignment(FrameIndex);
2979         MinFixedObjOffset -= std::abs(MinFixedObjOffset) % Align;
2980         MinFixedObjOffset -= MFI.getObjectSize(FrameIndex);
2981         MFI.setObjectOffset(FrameIndex, MinFixedObjOffset);
2982       }
2983     }
2984   }
2985
2986   // Ensure alignment.
2987   MinFixedObjOffset -= std::abs(MinFixedObjOffset) % 8;
2988   int64_t UnwindHelpOffset = MinFixedObjOffset - SlotSize;
2989   int UnwindHelpFI =
2990       MFI.CreateFixedObject(SlotSize, UnwindHelpOffset, /*Immutable=*/false);
2991   EHInfo.UnwindHelpFrameIdx = UnwindHelpFI;
2992
2993   // Store -2 into UnwindHelp on function entry. We have to scan forwards past
2994   // other frame setup instructions.
2995   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
2996   auto MBBI = MBB.begin();
2997   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup))
2998     ++MBBI;
2999
3000   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
3001   addFrameReference(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mi32)),
3002                     UnwindHelpFI)
3003       .addImm(-2);
3004 }