]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Target/X86/X86FrameLowering.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r305145, and update
[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/Support/Debug.h"
33 #include "llvm/Target/TargetOptions.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   MachineInstr::MIFlag Flag =
256       isSub ? MachineInstr::FrameSetup : MachineInstr::FrameDestroy;
257
258   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
259   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
260
261   if (Offset > Chunk) {
262     // Rather than emit a long series of instructions for large offsets,
263     // load the offset into a register and do one sub/add
264     unsigned Reg = 0;
265     unsigned Rax = (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX);
266
267     if (isSub && !isEAXLiveIn(MBB))
268       Reg = Rax;
269     else
270       Reg = findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
271
272     unsigned MovRIOpc = Is64Bit ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
273     unsigned AddSubRROpc =
274         isSub ? getSUBrrOpcode(Is64Bit) : getADDrrOpcode(Is64Bit);
275     if (Reg) {
276       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MovRIOpc), Reg)
277           .addImm(Offset)
278           .setMIFlag(Flag);
279       MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AddSubRROpc), StackPtr)
280                              .addReg(StackPtr)
281                              .addReg(Reg);
282       MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
283       return;
284     } else if (Offset > 8 * Chunk) {
285       // If we would need more than 8 add or sub instructions (a >16GB stack
286       // frame), it's worth spilling RAX to materialize this immediate.
287       //   pushq %rax
288       //   movabsq +-$Offset+-SlotSize, %rax
289       //   addq %rsp, %rax
290       //   xchg %rax, (%rsp)
291       //   movq (%rsp), %rsp
292       assert(Is64Bit && "can't have 32-bit 16GB stack frame");
293       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH64r))
294           .addReg(Rax, RegState::Kill)
295           .setMIFlag(Flag);
296       // Subtract is not commutative, so negate the offset and always use add.
297       // Subtract 8 less and add 8 more to account for the PUSH we just did.
298       if (isSub)
299         Offset = -(Offset - SlotSize);
300       else
301         Offset = Offset + SlotSize;
302       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MovRIOpc), Rax)
303           .addImm(Offset)
304           .setMIFlag(Flag);
305       MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::ADD64rr), Rax)
306                              .addReg(Rax)
307                              .addReg(StackPtr);
308       MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
309       // Exchange the new SP in RAX with the top of the stack.
310       addRegOffset(
311           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::XCHG64rm), Rax).addReg(Rax),
312           StackPtr, false, 0);
313       // Load new SP from the top of the stack into RSP.
314       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm), StackPtr),
315                    StackPtr, false, 0);
316       return;
317     }
318   }
319
320   while (Offset) {
321     uint64_t ThisVal = std::min(Offset, Chunk);
322     if (ThisVal == SlotSize) {
323       // Use push / pop for slot sized adjustments as a size optimization. We
324       // need to find a dead register when using pop.
325       unsigned Reg = isSub
326         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
327         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
328       if (Reg) {
329         unsigned Opc = isSub
330           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
331           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
332         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
333             .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub))
334             .setMIFlag(Flag);
335         Offset -= ThisVal;
336         continue;
337       }
338     }
339
340     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, isSub ? -ThisVal : ThisVal, InEpilogue)
341         .setMIFlag(Flag);
342
343     Offset -= ThisVal;
344   }
345 }
346
347 MachineInstrBuilder X86FrameLowering::BuildStackAdjustment(
348     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
349     const DebugLoc &DL, int64_t Offset, bool InEpilogue) const {
350   assert(Offset != 0 && "zero offset stack adjustment requested");
351
352   // On Atom, using LEA to adjust SP is preferred, but using it in the epilogue
353   // is tricky.
354   bool UseLEA;
355   if (!InEpilogue) {
356     // Check if inserting the prologue at the beginning
357     // of MBB would require to use LEA operations.
358     // We need to use LEA operations if EFLAGS is live in, because
359     // it means an instruction will read it before it gets defined.
360     UseLEA = STI.useLeaForSP() || MBB.isLiveIn(X86::EFLAGS);
361   } else {
362     // If we can use LEA for SP but we shouldn't, check that none
363     // of the terminators uses the eflags. Otherwise we will insert
364     // a ADD that will redefine the eflags and break the condition.
365     // Alternatively, we could move the ADD, but this may not be possible
366     // and is an optimization anyway.
367     UseLEA = canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent());
368     if (UseLEA && !STI.useLeaForSP())
369       UseLEA = flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB);
370     // If that assert breaks, that means we do not do the right thing
371     // in canUseAsEpilogue.
372     assert((UseLEA || !flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB)) &&
373            "We shouldn't have allowed this insertion point");
374   }
375
376   MachineInstrBuilder MI;
377   if (UseLEA) {
378     MI = addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL,
379                               TII.get(getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr)),
380                               StackPtr),
381                       StackPtr, false, Offset);
382   } else {
383     bool IsSub = Offset < 0;
384     uint64_t AbsOffset = IsSub ? -Offset : Offset;
385     unsigned Opc = IsSub ? getSUBriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset)
386                          : getADDriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset);
387     MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
388              .addReg(StackPtr)
389              .addImm(AbsOffset);
390     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
391   }
392   return MI;
393 }
394
395 int X86FrameLowering::mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
396                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
397                                      bool doMergeWithPrevious) const {
398   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
399       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
400     return 0;
401
402   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? std::prev(MBBI) : MBBI;
403   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? nullptr
404                                                        : std::next(MBBI);
405   PI = skipDebugInstructionsBackward(PI, MBB.begin());
406   if (NI != nullptr)
407     NI = skipDebugInstructionsForward(NI, MBB.end());
408
409   unsigned Opc = PI->getOpcode();
410   int Offset = 0;
411
412   if (!doMergeWithPrevious && NI != MBB.end() &&
413       NI->getOpcode() == TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION) {
414     // Don't merge with the next instruction if it has CFI.
415     return Offset;
416   }
417
418   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
419        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
420       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
421     assert(PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr);
422     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
423     MBB.erase(PI);
424     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
425   } else if ((Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
426              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr &&
427              PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr &&
428              PI->getOperand(2).getImm() == 1 &&
429              PI->getOperand(3).getReg() == X86::NoRegister &&
430              PI->getOperand(5).getReg() == X86::NoRegister) {
431     // For LEAs we have: def = lea SP, FI, noreg, Offset, noreg.
432     Offset += PI->getOperand(4).getImm();
433     MBB.erase(PI);
434     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
435   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
436               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
437              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
438     assert(PI->getOperand(1).getReg() == StackPtr);
439     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
440     MBB.erase(PI);
441     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
442   }
443
444   return Offset;
445 }
446
447 void X86FrameLowering::BuildCFI(MachineBasicBlock &MBB,
448                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI,
449                                 const DebugLoc &DL,
450                                 const MCCFIInstruction &CFIInst) const {
451   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
452   unsigned CFIIndex = MF.addFrameInst(CFIInst);
453   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
454       .addCFIIndex(CFIIndex);
455 }
456
457 void X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(
458     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
459     const DebugLoc &DL) const {
460   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
461   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
462   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
463   const MCRegisterInfo *MRI = MMI.getContext().getRegisterInfo();
464
465   // Add callee saved registers to move list.
466   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
467   if (CSI.empty()) return;
468
469   // Calculate offsets.
470   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
471          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
472     int64_t Offset = MFI.getObjectOffset(I->getFrameIdx());
473     unsigned Reg = I->getReg();
474
475     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
476     BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
477              MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
478   }
479 }
480
481 void X86FrameLowering::emitStackProbe(MachineFunction &MF,
482                                       MachineBasicBlock &MBB,
483                                       MachineBasicBlock::iterator MBBI,
484                                       const DebugLoc &DL, bool InProlog) const {
485   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
486   if (STI.isTargetWindowsCoreCLR()) {
487     if (InProlog) {
488       emitStackProbeInlineStub(MF, MBB, MBBI, DL, true);
489     } else {
490       emitStackProbeInline(MF, MBB, MBBI, DL, false);
491     }
492   } else {
493     emitStackProbeCall(MF, MBB, MBBI, DL, InProlog);
494   }
495 }
496
497 void X86FrameLowering::inlineStackProbe(MachineFunction &MF,
498                                         MachineBasicBlock &PrologMBB) const {
499   const StringRef ChkStkStubSymbol = "__chkstk_stub";
500   MachineInstr *ChkStkStub = nullptr;
501
502   for (MachineInstr &MI : PrologMBB) {
503     if (MI.isCall() && MI.getOperand(0).isSymbol() &&
504         ChkStkStubSymbol == MI.getOperand(0).getSymbolName()) {
505       ChkStkStub = &MI;
506       break;
507     }
508   }
509
510   if (ChkStkStub != nullptr) {
511     assert(!ChkStkStub->isBundled() &&
512            "Not expecting bundled instructions here");
513     MachineBasicBlock::iterator MBBI = std::next(ChkStkStub->getIterator());
514     assert(std::prev(MBBI) == ChkStkStub &&
515            "MBBI expected after __chkstk_stub.");
516     DebugLoc DL = PrologMBB.findDebugLoc(MBBI);
517     emitStackProbeInline(MF, PrologMBB, MBBI, DL, true);
518     ChkStkStub->eraseFromParent();
519   }
520 }
521
522 void X86FrameLowering::emitStackProbeInline(MachineFunction &MF,
523                                             MachineBasicBlock &MBB,
524                                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
525                                             const DebugLoc &DL,
526                                             bool InProlog) const {
527   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
528   assert(STI.is64Bit() && "different expansion needed for 32 bit");
529   assert(STI.isTargetWindowsCoreCLR() && "custom expansion expects CoreCLR");
530   const TargetInstrInfo &TII = *STI.getInstrInfo();
531   const BasicBlock *LLVM_BB = MBB.getBasicBlock();
532
533   // RAX contains the number of bytes of desired stack adjustment.
534   // The handling here assumes this value has already been updated so as to
535   // maintain stack alignment.
536   //
537   // We need to exit with RSP modified by this amount and execute suitable
538   // page touches to notify the OS that we're growing the stack responsibly.
539   // All stack probing must be done without modifying RSP.
540   //
541   // MBB:
542   //    SizeReg = RAX;
543   //    ZeroReg = 0
544   //    CopyReg = RSP
545   //    Flags, TestReg = CopyReg - SizeReg
546   //    FinalReg = !Flags.Ovf ? TestReg : ZeroReg
547   //    LimitReg = gs magic thread env access
548   //    if FinalReg >= LimitReg goto ContinueMBB
549   // RoundBB:
550   //    RoundReg = page address of FinalReg
551   // LoopMBB:
552   //    LoopReg = PHI(LimitReg,ProbeReg)
553   //    ProbeReg = LoopReg - PageSize
554   //    [ProbeReg] = 0
555   //    if (ProbeReg > RoundReg) goto LoopMBB
556   // ContinueMBB:
557   //    RSP = RSP - RAX
558   //    [rest of original MBB]
559
560   // Set up the new basic blocks
561   MachineBasicBlock *RoundMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
562   MachineBasicBlock *LoopMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
563   MachineBasicBlock *ContinueMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
564
565   MachineFunction::iterator MBBIter = std::next(MBB.getIterator());
566   MF.insert(MBBIter, RoundMBB);
567   MF.insert(MBBIter, LoopMBB);
568   MF.insert(MBBIter, ContinueMBB);
569
570   // Split MBB and move the tail portion down to ContinueMBB.
571   MachineBasicBlock::iterator BeforeMBBI = std::prev(MBBI);
572   ContinueMBB->splice(ContinueMBB->begin(), &MBB, MBBI, MBB.end());
573   ContinueMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(&MBB);
574
575   // Some useful constants
576   const int64_t ThreadEnvironmentStackLimit = 0x10;
577   const int64_t PageSize = 0x1000;
578   const int64_t PageMask = ~(PageSize - 1);
579
580   // Registers we need. For the normal case we use virtual
581   // registers. For the prolog expansion we use RAX, RCX and RDX.
582   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
583   const TargetRegisterClass *RegClass = &X86::GR64RegClass;
584   const unsigned SizeReg = InProlog ? (unsigned)X86::RAX
585                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
586                  ZeroReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
587                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
588                  CopyReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
589                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
590                  TestReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
591                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
592                  FinalReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
593                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
594                  RoundedReg = InProlog ? (unsigned)X86::RDX
595                                        : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
596                  LimitReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
597                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
598                  JoinReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
599                                     : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
600                  ProbeReg = InProlog ? (unsigned)X86::RCX
601                                      : MRI.createVirtualRegister(RegClass);
602
603   // SP-relative offsets where we can save RCX and RDX.
604   int64_t RCXShadowSlot = 0;
605   int64_t RDXShadowSlot = 0;
606
607   // If inlining in the prolog, save RCX and RDX.     
608   // Future optimization: don't save or restore if not live in.
609   if (InProlog) {
610     // Compute the offsets. We need to account for things already
611     // pushed onto the stack at this point: return address, frame
612     // pointer (if used), and callee saves.
613     X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
614     const int64_t CalleeSaveSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
615     const bool HasFP = hasFP(MF);
616     RCXShadowSlot = 8 + CalleeSaveSize + (HasFP ? 8 : 0);
617     RDXShadowSlot = RCXShadowSlot + 8;
618     // Emit the saves.
619     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
620                  RCXShadowSlot)
621         .addReg(X86::RCX);
622     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
623                  RDXShadowSlot)
624         .addReg(X86::RDX);
625   } else {
626     // Not in the prolog. Copy RAX to a virtual reg.
627     BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), SizeReg).addReg(X86::RAX);
628   }
629
630   // Add code to MBB to check for overflow and set the new target stack pointer
631   // to zero if so.
632   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::XOR64rr), ZeroReg)
633       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef)
634       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef);
635   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), CopyReg).addReg(X86::RSP);
636   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::SUB64rr), TestReg)
637       .addReg(CopyReg)
638       .addReg(SizeReg);
639   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMOVB64rr), FinalReg)
640       .addReg(TestReg)
641       .addReg(ZeroReg);
642
643   // FinalReg now holds final stack pointer value, or zero if
644   // allocation would overflow. Compare against the current stack
645   // limit from the thread environment block. Note this limit is the
646   // lowest touched page on the stack, not the point at which the OS
647   // will cause an overflow exception, so this is just an optimization
648   // to avoid unnecessarily touching pages that are below the current
649   // SP but already committed to the stack by the OS.
650   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rm), LimitReg)
651       .addReg(0)
652       .addImm(1)
653       .addReg(0)
654       .addImm(ThreadEnvironmentStackLimit)
655       .addReg(X86::GS);
656   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr)).addReg(FinalReg).addReg(LimitReg);
657   // Jump if the desired stack pointer is at or above the stack limit.
658   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(ContinueMBB);
659
660   // Add code to roundMBB to round the final stack pointer to a page boundary.
661   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::AND64ri32), RoundedReg)
662       .addReg(FinalReg)
663       .addImm(PageMask);
664   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::JMP_1)).addMBB(LoopMBB);
665
666   // LimitReg now holds the current stack limit, RoundedReg page-rounded
667   // final RSP value. Add code to loopMBB to decrement LimitReg page-by-page
668   // and probe until we reach RoundedReg.
669   if (!InProlog) {
670     BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::PHI), JoinReg)
671         .addReg(LimitReg)
672         .addMBB(RoundMBB)
673         .addReg(ProbeReg)
674         .addMBB(LoopMBB);
675   }
676
677   addRegOffset(BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ProbeReg), JoinReg,
678                false, -PageSize);
679
680   // Probe by storing a byte onto the stack.
681   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::MOV8mi))
682       .addReg(ProbeReg)
683       .addImm(1)
684       .addReg(0)
685       .addImm(0)
686       .addReg(0)
687       .addImm(0);
688   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr))
689       .addReg(RoundedReg)
690       .addReg(ProbeReg);
691   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::JNE_1)).addMBB(LoopMBB);
692
693   MachineBasicBlock::iterator ContinueMBBI = ContinueMBB->getFirstNonPHI();
694
695   // If in prolog, restore RDX and RCX.
696   if (InProlog) {
697     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
698                          X86::RCX),
699                  X86::RSP, false, RCXShadowSlot);
700     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
701                          X86::RDX),
702                  X86::RSP, false, RDXShadowSlot);
703   }
704
705   // Now that the probing is done, add code to continueMBB to update
706   // the stack pointer for real.
707   BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
708       .addReg(X86::RSP)
709       .addReg(SizeReg);
710
711   // Add the control flow edges we need.
712   MBB.addSuccessor(ContinueMBB);
713   MBB.addSuccessor(RoundMBB);
714   RoundMBB->addSuccessor(LoopMBB);
715   LoopMBB->addSuccessor(ContinueMBB);
716   LoopMBB->addSuccessor(LoopMBB);
717
718   // Mark all the instructions added to the prolog as frame setup.
719   if (InProlog) {
720     for (++BeforeMBBI; BeforeMBBI != MBB.end(); ++BeforeMBBI) {
721       BeforeMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
722     }
723     for (MachineInstr &MI : *RoundMBB) {
724       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
725     }
726     for (MachineInstr &MI : *LoopMBB) {
727       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
728     }
729     for (MachineBasicBlock::iterator CMBBI = ContinueMBB->begin();
730          CMBBI != ContinueMBBI; ++CMBBI) {
731       CMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
732     }
733   }
734
735   // Possible TODO: physreg liveness for InProlog case.
736 }
737
738 void X86FrameLowering::emitStackProbeCall(MachineFunction &MF,
739                                           MachineBasicBlock &MBB,
740                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
741                                           const DebugLoc &DL,
742                                           bool InProlog) const {
743   bool IsLargeCodeModel = MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large;
744
745   unsigned CallOp;
746   if (Is64Bit)
747     CallOp = IsLargeCodeModel ? X86::CALL64r : X86::CALL64pcrel32;
748   else
749     CallOp = X86::CALLpcrel32;
750
751   const char *Symbol;
752   if (Is64Bit) {
753     if (STI.isTargetCygMing()) {
754       Symbol = "___chkstk_ms";
755     } else {
756       Symbol = "__chkstk";
757     }
758   } else if (STI.isTargetCygMing())
759     Symbol = "_alloca";
760   else
761     Symbol = "_chkstk";
762
763   MachineInstrBuilder CI;
764   MachineBasicBlock::iterator ExpansionMBBI = std::prev(MBBI);
765
766   // All current stack probes take AX and SP as input, clobber flags, and
767   // preserve all registers. x86_64 probes leave RSP unmodified.
768   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
769     // For the large code model, we have to call through a register. Use R11,
770     // as it is scratch in all supported calling conventions.
771     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
772         .addExternalSymbol(Symbol);
773     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addReg(X86::R11);
774   } else {
775     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addExternalSymbol(Symbol);
776   }
777
778   unsigned AX = Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX;
779   unsigned SP = Is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP;
780   CI.addReg(AX, RegState::Implicit)
781       .addReg(SP, RegState::Implicit)
782       .addReg(AX, RegState::Define | RegState::Implicit)
783       .addReg(SP, RegState::Define | RegState::Implicit)
784       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit);
785
786   if (Is64Bit) {
787     // MSVC x64's __chkstk and cygwin/mingw's ___chkstk_ms do not adjust %rsp
788     // themselves. It also does not clobber %rax so we can reuse it when
789     // adjusting %rsp.
790     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
791         .addReg(X86::RSP)
792         .addReg(X86::RAX);
793   }
794
795   if (InProlog) {
796     // Apply the frame setup flag to all inserted instrs.
797     for (++ExpansionMBBI; ExpansionMBBI != MBBI; ++ExpansionMBBI)
798       ExpansionMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
799   }
800 }
801
802 void X86FrameLowering::emitStackProbeInlineStub(
803     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
804     MachineBasicBlock::iterator MBBI, const DebugLoc &DL, bool InProlog) const {
805
806   assert(InProlog && "ChkStkStub called outside prolog!");
807
808   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
809       .addExternalSymbol("__chkstk_stub");
810 }
811
812 static unsigned calculateSetFPREG(uint64_t SPAdjust) {
813   // Win64 ABI has a less restrictive limitation of 240; 128 works equally well
814   // and might require smaller successive adjustments.
815   const uint64_t Win64MaxSEHOffset = 128;
816   uint64_t SEHFrameOffset = std::min(SPAdjust, Win64MaxSEHOffset);
817   // Win64 ABI requires 16-byte alignment for the UWOP_SET_FPREG opcode.
818   return SEHFrameOffset & -16;
819 }
820
821 // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
822 // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
823 // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
824 // go with the minimum SlotSize.
825 uint64_t X86FrameLowering::calculateMaxStackAlign(const MachineFunction &MF) const {
826   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
827   uint64_t MaxAlign = MFI.getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
828   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
829   if (MF.getFunction()->hasFnAttribute("stackrealign")) {
830     if (MFI.hasCalls())
831       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
832     else if (MaxAlign < SlotSize)
833       MaxAlign = SlotSize;
834   }
835   return MaxAlign;
836 }
837
838 void X86FrameLowering::BuildStackAlignAND(MachineBasicBlock &MBB,
839                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
840                                           const DebugLoc &DL, unsigned Reg,
841                                           uint64_t MaxAlign) const {
842   uint64_t Val = -MaxAlign;
843   unsigned AndOp = getANDriOpcode(Uses64BitFramePtr, Val);
844   MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AndOp), Reg)
845                          .addReg(Reg)
846                          .addImm(Val)
847                          .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
848
849   // The EFLAGS implicit def is dead.
850   MI->getOperand(3).setIsDead();
851 }
852
853 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
854 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
855 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
856 /// generate the exception handling frames.
857
858 /*
859   Here's a gist of what gets emitted:
860
861   ; Establish frame pointer, if needed
862   [if needs FP]
863       push  %rbp
864       .cfi_def_cfa_offset 16
865       .cfi_offset %rbp, -16
866       .seh_pushreg %rpb
867       mov  %rsp, %rbp
868       .cfi_def_cfa_register %rbp
869
870   ; Spill general-purpose registers
871   [for all callee-saved GPRs]
872       pushq %<reg>
873       [if not needs FP]
874          .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
875       .seh_pushreg %<reg>
876
877   ; If the required stack alignment > default stack alignment
878   ; rsp needs to be re-aligned.  This creates a "re-alignment gap"
879   ; of unknown size in the stack frame.
880   [if stack needs re-alignment]
881       and  $MASK, %rsp
882
883   ; Allocate space for locals
884   [if target is Windows and allocated space > 4096 bytes]
885       ; Windows needs special care for allocations larger
886       ; than one page.
887       mov $NNN, %rax
888       call ___chkstk_ms/___chkstk
889       sub  %rax, %rsp
890   [else]
891       sub  $NNN, %rsp
892
893   [if needs FP]
894       .seh_stackalloc (size of XMM spill slots)
895       .seh_setframe %rbp, SEHFrameOffset ; = size of all spill slots
896   [else]
897       .seh_stackalloc NNN
898
899   ; Spill XMMs
900   ; Note, that while only Windows 64 ABI specifies XMMs as callee-preserved,
901   ; they may get spilled on any platform, if the current function
902   ; calls @llvm.eh.unwind.init
903   [if needs FP]
904       [for all callee-saved XMM registers]
905           movaps  %<xmm reg>, -MMM(%rbp)
906       [for all callee-saved XMM registers]
907           .seh_savexmm %<xmm reg>, (-MMM + SEHFrameOffset)
908               ; i.e. the offset relative to (%rbp - SEHFrameOffset)
909   [else]
910       [for all callee-saved XMM registers]
911           movaps  %<xmm reg>, KKK(%rsp)
912       [for all callee-saved XMM registers]
913           .seh_savexmm %<xmm reg>, KKK
914
915   .seh_endprologue
916
917   [if needs base pointer]
918       mov  %rsp, %rbx
919       [if needs to restore base pointer]
920           mov %rsp, -MMM(%rbp)
921
922   ; Emit CFI info
923   [if needs FP]
924       [for all callee-saved registers]
925           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rbp)
926   [else]
927        .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
928       [for all callee-saved registers]
929           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rsp)
930
931   Notes:
932   - .seh directives are emitted only for Windows 64 ABI
933   - .cfi directives are emitted for all other ABIs
934   - for 32-bit code, substitute %e?? registers for %r??
935 */
936
937 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
938                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
939   assert(&STI == &MF.getSubtarget<X86Subtarget>() &&
940          "MF used frame lowering for wrong subtarget");
941   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
942   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
943   const Function *Fn = MF.getFunction();
944   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
945   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
946   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF); // Desired stack alignment.
947   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
948   bool IsFunclet = MBB.isEHFuncletEntry();
949   EHPersonality Personality = EHPersonality::Unknown;
950   if (Fn->hasPersonalityFn())
951     Personality = classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn());
952   bool FnHasClrFunclet =
953       MF.hasEHFunclets() && Personality == EHPersonality::CoreCLR;
954   bool IsClrFunclet = IsFunclet && FnHasClrFunclet;
955   bool HasFP = hasFP(MF);
956   bool IsWin64CC = STI.isCallingConvWin64(Fn->getCallingConv());
957   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
958   bool NeedsWinCFI = IsWin64Prologue && Fn->needsUnwindTableEntry();
959   bool NeedsDwarfCFI =
960       !IsWin64Prologue && (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
961   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
962   const unsigned MachineFramePtr =
963       STI.isTarget64BitILP32()
964           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, 64) : FramePtr;
965   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
966   bool HasWinCFI = false;
967   
968   // Debug location must be unknown since the first debug location is used
969   // to determine the end of the prologue.
970   DebugLoc DL;
971
972   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
973   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
974   if (TailCallReturnAddrDelta && IsWin64Prologue)
975     report_fatal_error("Can't handle guaranteed tail call under win64 yet");
976
977   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
978     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
979       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
980
981   bool UseStackProbe = (STI.isOSWindows() && !STI.isTargetMachO());
982
983   // The default stack probe size is 4096 if the function has no stackprobesize
984   // attribute.
985   unsigned StackProbeSize = 4096;
986   if (Fn->hasFnAttribute("stack-probe-size"))
987     Fn->getFnAttribute("stack-probe-size")
988         .getValueAsString()
989         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
990
991   // Re-align the stack on 64-bit if the x86-interrupt calling convention is
992   // used and an error code was pushed, since the x86-64 ABI requires a 16-byte
993   // stack alignment.
994   if (Fn->getCallingConv() == CallingConv::X86_INTR && Is64Bit &&
995       Fn->arg_size() == 2) {
996     StackSize += 8;
997     MFI.setStackSize(StackSize);
998     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -8, /*InEpilogue=*/false);
999   }
1000
1001   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
1002   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
1003   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
1004   // stack pointer (we fit in the Red Zone). We also check that we don't
1005   // push and pop from the stack.
1006   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
1007       !TRI->needsStackRealignment(MF) &&
1008       !MFI.hasVarSizedObjects() &&             // No dynamic alloca.
1009       !MFI.adjustsStack() &&                   // No calls.
1010       !IsWin64CC &&                            // Win64 has no Red Zone
1011       !MFI.hasCopyImplyingStackAdjustment() && // Don't push and pop.
1012       !MF.shouldSplitStack()) {                // Regular stack
1013     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1014     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
1015     X86FI->setUsesRedZone(MinSize > 0 || StackSize > 0);
1016     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
1017     MFI.setStackSize(StackSize);
1018   }
1019
1020   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
1021   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
1022   // size is bigger than the callers.
1023   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1024     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, TailCallReturnAddrDelta,
1025                          /*InEpilogue=*/false)
1026         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1027   }
1028
1029   // Mapping for machine moves:
1030   //
1031   //   DST: VirtualFP AND
1032   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
1033   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
1034   //
1035   //   SRC: VirtualFP AND
1036   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
1037   //
1038   //   ELSE
1039   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
1040   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
1041   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
1042
1043   uint64_t NumBytes = 0;
1044   int stackGrowth = -SlotSize;
1045
1046   // Find the funclet establisher parameter
1047   unsigned Establisher = X86::NoRegister;
1048   if (IsClrFunclet)
1049     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RCX : X86::ECX;
1050   else if (IsFunclet)
1051     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RDX : X86::EDX;
1052
1053   if (IsWin64Prologue && IsFunclet && !IsClrFunclet) {
1054     // Immediately spill establisher into the home slot.
1055     // The runtime cares about this.
1056     // MOV64mr %rdx, 16(%rsp)
1057     unsigned MOVmr = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1058     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MOVmr)), StackPtr, true, 16)
1059         .addReg(Establisher)
1060         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1061     MBB.addLiveIn(Establisher);
1062   }
1063
1064   if (HasFP) {
1065     assert(MF.getRegInfo().isReserved(MachineFramePtr) && "FP reserved");
1066
1067     // Calculate required stack adjustment.
1068     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1069     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1070     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1071       FrameSize += SlotSize;
1072
1073     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1074
1075     // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack is realigned.
1076     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1077       NumBytes = alignTo(NumBytes, MaxAlign);
1078
1079     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
1080     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
1081     // Update the frame offset adjustment.
1082     if (!IsFunclet)
1083       MFI.setOffsetAdjustment(-NumBytes);
1084     else
1085       assert(MFI.getOffsetAdjustment() == -(int)NumBytes &&
1086              "should calculate same local variable offset for funclets");
1087
1088     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
1089     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
1090       .addReg(MachineFramePtr, RegState::Kill)
1091       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1092
1093     if (NeedsDwarfCFI) {
1094       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
1095       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1096       assert(StackSize);
1097       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1098                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 2 * stackGrowth));
1099
1100       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
1101       unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1102       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createOffset(
1103                                   nullptr, DwarfFramePtr, 2 * stackGrowth));
1104     }
1105
1106     if (NeedsWinCFI) {
1107       HasWinCFI = true;
1108       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg))
1109           .addImm(FramePtr)
1110           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1111     }
1112
1113     if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet) {
1114       // Update EBP with the new base value.
1115       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1116               TII.get(Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1117               FramePtr)
1118           .addReg(StackPtr)
1119           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1120
1121       if (NeedsDwarfCFI) {
1122         // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
1123         // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
1124         unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1125         BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(
1126                                     nullptr, DwarfFramePtr));
1127       }
1128     }
1129   } else {
1130     assert(!IsFunclet && "funclets without FPs not yet implemented");
1131     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1132   }
1133
1134   // For EH funclets, only allocate enough space for outgoing calls. Save the
1135   // NumBytes value that we would've used for the parent frame.
1136   unsigned ParentFrameNumBytes = NumBytes;
1137   if (IsFunclet)
1138     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1139
1140   // Skip the callee-saved push instructions.
1141   bool PushedRegs = false;
1142   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
1143
1144   while (MBBI != MBB.end() &&
1145          MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup) &&
1146          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
1147           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
1148     PushedRegs = true;
1149     unsigned Reg = MBBI->getOperand(0).getReg();
1150     ++MBBI;
1151
1152     if (!HasFP && NeedsDwarfCFI) {
1153       // Mark callee-saved push instruction.
1154       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1155       assert(StackSize);
1156       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1157                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, StackOffset));
1158       StackOffset += stackGrowth;
1159     }
1160
1161     if (NeedsWinCFI) {
1162       HasWinCFI = true;
1163       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg)).addImm(Reg).setMIFlag(
1164           MachineInstr::FrameSetup);
1165     }
1166   }
1167
1168   // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
1169   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1170   // Don't do this for Win64, it needs to realign the stack after the prologue.
1171   if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1172     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1173     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, StackPtr, MaxAlign);
1174   }
1175
1176   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
1177   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
1178   // the callee has more arguments then the caller.
1179   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1180
1181   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
1182
1183   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
1184   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
1185   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
1186   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
1187   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
1188   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
1189   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
1190   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
1191   uint64_t AlignedNumBytes = NumBytes;
1192   if (IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF))
1193     AlignedNumBytes = alignTo(AlignedNumBytes, MaxAlign);
1194   if (AlignedNumBytes >= StackProbeSize && UseStackProbe) {
1195     // Check whether EAX is livein for this block.
1196     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MBB);
1197
1198     if (isEAXAlive) {
1199       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
1200       // It should not be, so throw an assert.
1201       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
1202
1203       // Save EAX
1204       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1205         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
1206         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1207     }
1208
1209     if (Is64Bit) {
1210       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
1211       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
1212       if (isUInt<32>(NumBytes)) {
1213         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1214             .addImm(NumBytes)
1215             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1216       } else if (isInt<32>(NumBytes)) {
1217         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri32), X86::RAX)
1218             .addImm(NumBytes)
1219             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1220       } else {
1221         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
1222             .addImm(NumBytes)
1223             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1224       }
1225     } else {
1226       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
1227       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
1228       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1229           .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
1230           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1231     }
1232
1233     // Call __chkstk, __chkstk_ms, or __alloca.
1234     emitStackProbe(MF, MBB, MBBI, DL, true);
1235
1236     if (isEAXAlive) {
1237       // Restore EAX
1238       MachineInstr *MI =
1239           addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::EAX),
1240                        StackPtr, false, NumBytes - 4);
1241       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1242       MBB.insert(MBBI, MI);
1243     }
1244   } else if (NumBytes) {
1245     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, /*InEpilogue=*/false);
1246   }
1247
1248   if (NeedsWinCFI && NumBytes) {
1249     HasWinCFI = true;
1250     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_StackAlloc))
1251         .addImm(NumBytes)
1252         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1253   }
1254
1255   int SEHFrameOffset = 0;
1256   unsigned SPOrEstablisher;
1257   if (IsFunclet) {
1258     if (IsClrFunclet) {
1259       // The establisher parameter passed to a CLR funclet is actually a pointer
1260       // to the (mostly empty) frame of its nearest enclosing funclet; we have
1261       // to find the root function establisher frame by loading the PSPSym from
1262       // the intermediate frame.
1263       unsigned PSPSlotOffset = getPSPSlotOffsetFromSP(MF);
1264       MachinePointerInfo NoInfo;
1265       MBB.addLiveIn(Establisher);
1266       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm), Establisher),
1267                    Establisher, false, PSPSlotOffset)
1268           .addMemOperand(MF.getMachineMemOperand(
1269               NoInfo, MachineMemOperand::MOLoad, SlotSize, SlotSize));
1270       ;
1271       // Save the root establisher back into the current funclet's (mostly
1272       // empty) frame, in case a sub-funclet or the GC needs it.
1273       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), StackPtr,
1274                    false, PSPSlotOffset)
1275           .addReg(Establisher)
1276           .addMemOperand(
1277               MF.getMachineMemOperand(NoInfo, MachineMemOperand::MOStore |
1278                                                   MachineMemOperand::MOVolatile,
1279                                       SlotSize, SlotSize));
1280     }
1281     SPOrEstablisher = Establisher;
1282   } else {
1283     SPOrEstablisher = StackPtr;
1284   }
1285
1286   if (IsWin64Prologue && HasFP) {
1287     // Set RBP to a small fixed offset from RSP. In the funclet case, we base
1288     // this calculation on the incoming establisher, which holds the value of
1289     // RSP from the parent frame at the end of the prologue.
1290     SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(ParentFrameNumBytes);
1291     if (SEHFrameOffset)
1292       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA64r), FramePtr),
1293                    SPOrEstablisher, false, SEHFrameOffset);
1294     else
1295       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rr), FramePtr)
1296           .addReg(SPOrEstablisher);
1297
1298     // If this is not a funclet, emit the CFI describing our frame pointer.
1299     if (NeedsWinCFI && !IsFunclet) {
1300       HasWinCFI = true;
1301       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SetFrame))
1302           .addImm(FramePtr)
1303           .addImm(SEHFrameOffset)
1304           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1305       if (isAsynchronousEHPersonality(Personality))
1306         MF.getWinEHFuncInfo()->SEHSetFrameOffset = SEHFrameOffset;
1307     }
1308   } else if (IsFunclet && STI.is32Bit()) {
1309     // Reset EBP / ESI to something good for funclets.
1310     MBBI = restoreWin32EHStackPointers(MBB, MBBI, DL);
1311     // If we're a catch funclet, we can be returned to via catchret. Save ESP
1312     // into the registration node so that the runtime will restore it for us.
1313     if (!MBB.isCleanupFuncletEntry()) {
1314       assert(Personality == EHPersonality::MSVC_CXX);
1315       unsigned FrameReg;
1316       int FI = MF.getWinEHFuncInfo()->EHRegNodeFrameIndex;
1317       int64_t EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1318       // ESP is the first field, so no extra displacement is needed.
1319       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32mr)), FrameReg,
1320                    false, EHRegOffset)
1321           .addReg(X86::ESP);
1322     }
1323   }
1324
1325   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) {
1326     const MachineInstr &FrameInstr = *MBBI;
1327     ++MBBI;
1328
1329     if (NeedsWinCFI) {
1330       int FI;
1331       if (unsigned Reg = TII.isStoreToStackSlot(FrameInstr, FI)) {
1332         if (X86::FR64RegClass.contains(Reg)) {
1333           unsigned IgnoredFrameReg;
1334           int Offset = getFrameIndexReference(MF, FI, IgnoredFrameReg);
1335           Offset += SEHFrameOffset;
1336
1337           HasWinCFI = true;
1338           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SaveXMM))
1339               .addImm(Reg)
1340               .addImm(Offset)
1341               .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1342         }
1343       }
1344     }
1345   }
1346
1347   if (NeedsWinCFI && HasWinCFI)
1348     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_EndPrologue))
1349         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1350
1351   if (FnHasClrFunclet && !IsFunclet) {
1352     // Save the so-called Initial-SP (i.e. the value of the stack pointer
1353     // immediately after the prolog)  into the PSPSlot so that funclets
1354     // and the GC can recover it.
1355     unsigned PSPSlotOffset = getPSPSlotOffsetFromSP(MF);
1356     auto PSPInfo = MachinePointerInfo::getFixedStack(
1357         MF, MF.getWinEHFuncInfo()->PSPSymFrameIdx);
1358     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), StackPtr, false,
1359                  PSPSlotOffset)
1360         .addReg(StackPtr)
1361         .addMemOperand(MF.getMachineMemOperand(
1362             PSPInfo, MachineMemOperand::MOStore | MachineMemOperand::MOVolatile,
1363             SlotSize, SlotSize));
1364   }
1365
1366   // Realign stack after we spilled callee-saved registers (so that we'll be
1367   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1368   // Win64 requires aligning the stack after the prologue.
1369   if (IsWin64Prologue && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1370     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1371     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, SPOrEstablisher, MaxAlign);
1372   }
1373
1374   // We already dealt with stack realignment and funclets above.
1375   if (IsFunclet && STI.is32Bit())
1376     return;
1377
1378   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
1379   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
1380   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
1381   // to reference locals.
1382   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1383     // Update the base pointer with the current stack pointer.
1384     unsigned Opc = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1385     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
1386       .addReg(SPOrEstablisher)
1387       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1388     if (X86FI->getRestoreBasePointer()) {
1389       // Stash value of base pointer.  Saving RSP instead of EBP shortens
1390       // dependence chain. Used by SjLj EH.
1391       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1392       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
1393                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
1394         .addReg(SPOrEstablisher)
1395         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1396     }
1397
1398     if (X86FI->getHasSEHFramePtrSave() && !IsFunclet) {
1399       // Stash the value of the frame pointer relative to the base pointer for
1400       // Win32 EH. This supports Win32 EH, which does the inverse of the above:
1401       // it recovers the frame pointer from the base pointer rather than the
1402       // other way around.
1403       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1404       unsigned UsedReg;
1405       int Offset =
1406           getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
1407       assert(UsedReg == BasePtr);
1408       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)), UsedReg, true, Offset)
1409           .addReg(FramePtr)
1410           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1411     }
1412   }
1413
1414   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
1415     // Mark end of stack pointer adjustment.
1416     if (!HasFP && NumBytes) {
1417       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1418       assert(StackSize);
1419       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
1420                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
1421     }
1422
1423     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1424     if (PushedRegs)
1425       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
1426   }
1427
1428   // X86 Interrupt handling function cannot assume anything about the direction
1429   // flag (DF in EFLAGS register). Clear this flag by creating "cld" instruction
1430   // in each prologue of interrupt handler function.
1431   //
1432   // FIXME: Create "cld" instruction only in these cases:
1433   // 1. The interrupt handling function uses any of the "rep" instructions.
1434   // 2. Interrupt handling function calls another function.
1435   //
1436   if (Fn->getCallingConv() == CallingConv::X86_INTR)
1437     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CLD))
1438         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1439
1440   // At this point we know if the function has WinCFI or not.
1441   MF.setHasWinCFI(HasWinCFI);
1442 }
1443
1444 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
1445     const MachineFunction &MF) const {
1446   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if we don't
1447   // have a frame pointer in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used
1448   // to deallocate the stack.
1449   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1450   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1451   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1452   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1453 }
1454
1455 static bool isFuncletReturnInstr(MachineInstr &MI) {
1456   switch (MI.getOpcode()) {
1457   case X86::CATCHRET:
1458   case X86::CLEANUPRET:
1459     return true;
1460   default:
1461     return false;
1462   }
1463   llvm_unreachable("impossible");
1464 }
1465
1466 // CLR funclets use a special "Previous Stack Pointer Symbol" slot on the
1467 // stack. It holds a pointer to the bottom of the root function frame.  The
1468 // establisher frame pointer passed to a nested funclet may point to the
1469 // (mostly empty) frame of its parent funclet, but it will need to find
1470 // the frame of the root function to access locals.  To facilitate this,
1471 // every funclet copies the pointer to the bottom of the root function
1472 // frame into a PSPSym slot in its own (mostly empty) stack frame. Using the
1473 // same offset for the PSPSym in the root function frame that's used in the
1474 // funclets' frames allows each funclet to dynamically accept any ancestor
1475 // frame as its establisher argument (the runtime doesn't guarantee the
1476 // immediate parent for some reason lost to history), and also allows the GC,
1477 // which uses the PSPSym for some bookkeeping, to find it in any funclet's
1478 // frame with only a single offset reported for the entire method.
1479 unsigned
1480 X86FrameLowering::getPSPSlotOffsetFromSP(const MachineFunction &MF) const {
1481   const WinEHFuncInfo &Info = *MF.getWinEHFuncInfo();
1482   unsigned SPReg;
1483   int Offset = getFrameIndexReferencePreferSP(MF, Info.PSPSymFrameIdx, SPReg,
1484                                               /*IgnoreSPUpdates*/ true);
1485   assert(Offset >= 0 && SPReg == TRI->getStackRegister());
1486   return static_cast<unsigned>(Offset);
1487 }
1488
1489 unsigned
1490 X86FrameLowering::getWinEHFuncletFrameSize(const MachineFunction &MF) const {
1491   // This is the size of the pushed CSRs.
1492   unsigned CSSize =
1493       MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
1494   // This is the amount of stack a funclet needs to allocate.
1495   unsigned UsedSize;
1496   EHPersonality Personality =
1497       classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn());
1498   if (Personality == EHPersonality::CoreCLR) {
1499     // CLR funclets need to hold enough space to include the PSPSym, at the
1500     // same offset from the stack pointer (immediately after the prolog) as it
1501     // resides at in the main function.
1502     UsedSize = getPSPSlotOffsetFromSP(MF) + SlotSize;
1503   } else {
1504     // Other funclets just need enough stack for outgoing call arguments.
1505     UsedSize = MF.getFrameInfo().getMaxCallFrameSize();
1506   }
1507   // RBP is not included in the callee saved register block. After pushing RBP,
1508   // everything is 16 byte aligned. Everything we allocate before an outgoing
1509   // call must also be 16 byte aligned.
1510   unsigned FrameSizeMinusRBP = alignTo(CSSize + UsedSize, getStackAlignment());
1511   // Subtract out the size of the callee saved registers. This is how much stack
1512   // each funclet will allocate.
1513   return FrameSizeMinusRBP - CSSize;
1514 }
1515
1516 static bool isTailCallOpcode(unsigned Opc) {
1517     return Opc == X86::TCRETURNri || Opc == X86::TCRETURNdi ||
1518         Opc == X86::TCRETURNmi ||
1519         Opc == X86::TCRETURNri64 || Opc == X86::TCRETURNdi64 ||
1520         Opc == X86::TCRETURNmi64;
1521 }
1522
1523 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1524                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1525   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1526   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1527   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1528   Optional<unsigned> RetOpcode;
1529   if (MBBI != MBB.end())
1530     RetOpcode = MBBI->getOpcode();
1531   DebugLoc DL;
1532   if (MBBI != MBB.end())
1533     DL = MBBI->getDebugLoc();
1534   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1535   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1536   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
1537   unsigned MachineFramePtr =
1538       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, 64) : FramePtr;
1539
1540   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1541   bool NeedsWinCFI =
1542       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1543   bool IsFunclet = MBBI == MBB.end() ? false : isFuncletReturnInstr(*MBBI);
1544   MachineBasicBlock *TargetMBB = nullptr;
1545
1546   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1547   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1548   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1549   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1550   uint64_t NumBytes = 0;
1551
1552   if (RetOpcode && *RetOpcode == X86::CATCHRET) {
1553     // SEH shouldn't use catchret.
1554     assert(!isAsynchronousEHPersonality(
1555                classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn())) &&
1556            "SEH should not use CATCHRET");
1557
1558     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1559     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1560     TargetMBB = MBBI->getOperand(0).getMBB();
1561
1562     // Pop EBP.
1563     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1564             MachineFramePtr)
1565         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1566   } else if (RetOpcode && *RetOpcode == X86::CLEANUPRET) {
1567     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1568     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1569     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1570             MachineFramePtr)
1571         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1572   } else if (hasFP(MF)) {
1573     // Calculate required stack adjustment.
1574     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1575     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1576
1577     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1578     // realigned.
1579     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1580       NumBytes = alignTo(FrameSize, MaxAlign);
1581
1582     // Pop EBP.
1583     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1584             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr)
1585         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1586   } else {
1587     NumBytes = StackSize - CSSize;
1588   }
1589   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1590
1591   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1592   // Skip the callee-saved pop instructions.
1593   while (MBBI != MBB.begin()) {
1594     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1595     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1596
1597     if (Opc != X86::DBG_VALUE && !PI->isTerminator()) {
1598       if ((Opc != X86::POP32r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1599           (Opc != X86::POP64r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)))
1600         break;
1601       FirstCSPop = PI;
1602     }
1603
1604     --MBBI;
1605   }
1606   MBBI = FirstCSPop;
1607
1608   if (TargetMBB) {
1609     // Fill EAX/RAX with the address of the target block.
1610     unsigned ReturnReg = STI.is64Bit() ? X86::RAX : X86::EAX;
1611     if (STI.is64Bit()) {
1612       // LEA64r TargetMBB(%rip), %rax
1613       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::LEA64r), ReturnReg)
1614           .addReg(X86::RIP)
1615           .addImm(0)
1616           .addReg(0)
1617           .addMBB(TargetMBB)
1618           .addReg(0);
1619     } else {
1620       // MOV32ri $TargetMBB, %eax
1621       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ReturnReg)
1622           .addMBB(TargetMBB);
1623     }
1624     // Record that we've taken the address of TargetMBB and no longer just
1625     // reference it in a terminator.
1626     TargetMBB->setHasAddressTaken();
1627   }
1628
1629   if (MBBI != MBB.end())
1630     DL = MBBI->getDebugLoc();
1631
1632   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1633   // instruction, merge the two instructions.
1634   if (NumBytes || MFI.hasVarSizedObjects())
1635     NumBytes += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1636
1637   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1638   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1639   // realigned. Don't do this if this was a funclet epilogue, since the funclets
1640   // will not do realignment or dynamic stack allocation.
1641   if ((TRI->needsStackRealignment(MF) || MFI.hasVarSizedObjects()) &&
1642       !IsFunclet) {
1643     if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1644       MBBI = FirstCSPop;
1645     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1646     uint64_t LEAAmount =
1647         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1648
1649     // There are only two legal forms of epilogue:
1650     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1651     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1652     //
1653     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1654     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1655     // effects of the prologue can safely be undone.
1656     if (LEAAmount != 0) {
1657       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1658       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1659                    FramePtr, false, LEAAmount);
1660       --MBBI;
1661     } else {
1662       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1663       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1664         .addReg(FramePtr);
1665       --MBBI;
1666     }
1667   } else if (NumBytes) {
1668     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1669     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1670     --MBBI;
1671   }
1672
1673   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1674   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1675   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1676   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1677   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1678   // final emitted code.
1679   if (NeedsWinCFI && MF.hasWinCFI())
1680     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1681
1682   if (!RetOpcode || !isTailCallOpcode(*RetOpcode)) {
1683     // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1684     int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1685     assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1686     if (Offset) {
1687       MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1688
1689       // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1690       Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1691       emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1692     }
1693   }
1694 }
1695
1696 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1697                                              unsigned &FrameReg) const {
1698   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1699
1700   bool IsFixed = MFI.isFixedObjectIndex(FI);
1701   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1702   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1703   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1704   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1705     FrameReg = IsFixed ? TRI->getFramePtr() : TRI->getBaseRegister();
1706   else if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1707     FrameReg = IsFixed ? TRI->getFramePtr() : TRI->getStackRegister();
1708   else
1709     FrameReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1710
1711   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1712   // object.
1713   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1714   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1715   int Offset = MFI.getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1716   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1717   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1718   uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1719   bool HasFP = hasFP(MF);
1720   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1721   int64_t FPDelta = 0;
1722
1723   if (IsWin64Prologue) {
1724     assert(!MFI.hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1725
1726     // Calculate required stack adjustment.
1727     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1728     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1729     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1730       FrameSize += SlotSize;
1731     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1732
1733     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1734     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1735       return -SEHFrameOffset;
1736
1737     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1738     // pointer followed by return address and the location required by the
1739     // restricted Win64 prologue.
1740     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1741     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1742     assert((!MFI.hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1743            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1744   }
1745
1746
1747   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1748     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1749     if (FI < 0) {
1750       // Skip the saved EBP.
1751       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1752     } else {
1753       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI.getObjectAlignment(FI) == 0);
1754       return Offset + StackSize;
1755     }
1756   } else if (TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1757     if (FI < 0) {
1758       // Skip the saved EBP.
1759       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1760     } else {
1761       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI.getObjectAlignment(FI) == 0);
1762       return Offset + StackSize;
1763     }
1764     // FIXME: Support tail calls
1765   } else {
1766     if (!HasFP)
1767       return Offset + StackSize;
1768
1769     // Skip the saved EBP.
1770     Offset += SlotSize;
1771
1772     // Skip the RETADDR move area
1773     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1774     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1775       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1776   }
1777
1778   return Offset + FPDelta;
1779 }
1780
1781 int X86FrameLowering::getFrameIndexReferenceSP(const MachineFunction &MF,
1782                                                int FI, unsigned &FrameReg,
1783                                                int Adjustment) const {
1784   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1785   FrameReg = TRI->getStackRegister();
1786   return MFI.getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea() + Adjustment;
1787 }
1788
1789 int
1790 X86FrameLowering::getFrameIndexReferencePreferSP(const MachineFunction &MF,
1791                                                  int FI, unsigned &FrameReg,
1792                                                  bool IgnoreSPUpdates) const {
1793
1794   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1795   // Does not include any dynamic realign.
1796   const uint64_t StackSize = MFI.getStackSize();
1797   // LLVM arranges the stack as follows:
1798   //   ...
1799   //   ARG2
1800   //   ARG1
1801   //   RETADDR
1802   //   PUSH RBP   <-- RBP points here
1803   //   PUSH CSRs
1804   //   ~~~~~~~    <-- possible stack realignment (non-win64)
1805   //   ...
1806   //   STACK OBJECTS
1807   //   ...        <-- RSP after prologue points here
1808   //   ~~~~~~~    <-- possible stack realignment (win64)
1809   //
1810   // if (hasVarSizedObjects()):
1811   //   ...        <-- "base pointer" (ESI/RBX) points here
1812   //   DYNAMIC ALLOCAS
1813   //   ...        <-- RSP points here
1814   //
1815   // Case 1: In the simple case of no stack realignment and no dynamic
1816   // allocas, both "fixed" stack objects (arguments and CSRs) are addressable
1817   // with fixed offsets from RSP.
1818   //
1819   // Case 2: In the case of stack realignment with no dynamic allocas, fixed
1820   // stack objects are addressed with RBP and regular stack objects with RSP.
1821   //
1822   // Case 3: In the case of dynamic allocas and stack realignment, RSP is used
1823   // to address stack arguments for outgoing calls and nothing else. The "base
1824   // pointer" points to local variables, and RBP points to fixed objects.
1825   //
1826   // In cases 2 and 3, we can only answer for non-fixed stack objects, and the
1827   // answer we give is relative to the SP after the prologue, and not the
1828   // SP in the middle of the function.
1829
1830   if (MFI.isFixedObjectIndex(FI) && TRI->needsStackRealignment(MF) &&
1831       !STI.isTargetWin64())
1832     return getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1833
1834   // If !hasReservedCallFrame the function might have SP adjustement in the
1835   // body.  So, even though the offset is statically known, it depends on where
1836   // we are in the function.
1837   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getSubtarget().getFrameLowering();
1838   if (!IgnoreSPUpdates && !TFI->hasReservedCallFrame(MF))
1839     return getFrameIndexReference(MF, FI, FrameReg);
1840
1841   // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them either.
1842   assert(MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta() >= 0 &&
1843          "we don't handle this case!");
1844
1845   // This is how the math works out:
1846   //
1847   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1848   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1849   //  get to.
1850   //
1851   //    ----------------------------------
1852   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1853   //    ----------------------------------
1854   //    ^    ^      ^                   ^
1855   //    A    B      C                   E
1856   //
1857   // A is the incoming stack pointer.
1858   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1859   // (C - A) is the Offset returned by MFI.getObjectOffset for Obj0 [2]
1860   //
1861   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1862   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1863   //
1864   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1865   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1866   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1867   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1868   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1869
1870   return getFrameIndexReferenceSP(MF, FI, FrameReg, StackSize);
1871 }
1872
1873 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1874     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1875     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1876   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
1877   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1878
1879   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1880   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1881
1882   if (hasFP(MF)) {
1883     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1884     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1885     MFI.CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1886
1887     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1888     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1889     // about avoiding it later.
1890     unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1891     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1892       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1893         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1894         break;
1895       }
1896     }
1897   }
1898
1899   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1900   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1901     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1902
1903     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1904       continue;
1905
1906     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1907     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1908
1909     int SlotIndex = MFI.CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1910     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1911   }
1912
1913   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1914
1915   // Assign slots for XMMs.
1916   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1917     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1918     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1919       continue;
1920
1921     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1922     unsigned Size = TRI->getSpillSize(*RC);
1923     unsigned Align = TRI->getSpillAlignment(*RC);
1924     // ensure alignment
1925     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % Align;
1926     // spill into slot
1927     SpillSlotOffset -= Size;
1928     int SlotIndex = MFI.CreateFixedSpillStackObject(Size, SpillSlotOffset);
1929     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1930     MFI.ensureMaxAlignment(Align);
1931   }
1932
1933   return true;
1934 }
1935
1936 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1937     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1938     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1939     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1940   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1941
1942   // Don't save CSRs in 32-bit EH funclets. The caller saves EBX, EBP, ESI, EDI
1943   // for us, and there are no XMM CSRs on Win32.
1944   if (MBB.isEHFuncletEntry() && STI.is32Bit() && STI.isOSWindows())
1945     return true;
1946
1947   // Push GPRs. It increases frame size.
1948   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1949   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1950   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1951     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1952
1953     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1954       continue;
1955
1956     const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
1957     bool isLiveIn = MRI.isLiveIn(Reg);
1958     if (!isLiveIn)
1959       MBB.addLiveIn(Reg);
1960
1961     // Decide whether we can add a kill flag to the use.
1962     bool CanKill = !isLiveIn;
1963     // Check if any subregister is live-in
1964     if (CanKill) {
1965       for (MCRegAliasIterator AReg(Reg, TRI, false); AReg.isValid(); ++AReg) {
1966         if (MRI.isLiveIn(*AReg)) {
1967           CanKill = false;
1968           break;
1969         }
1970       }
1971     }
1972
1973     // Do not set a kill flag on values that are also marked as live-in. This
1974     // happens with the @llvm-returnaddress intrinsic and with arguments
1975     // passed in callee saved registers.
1976     // Omitting the kill flags is conservatively correct even if the live-in
1977     // is not used after all.
1978     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, getKillRegState(CanKill))
1979       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1980   }
1981
1982   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1983   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1984   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1985     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1986     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1987       continue;
1988     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1989     MBB.addLiveIn(Reg);
1990     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1991
1992     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1993                             TRI);
1994     --MI;
1995     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1996     ++MI;
1997   }
1998
1999   return true;
2000 }
2001
2002 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
2003                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
2004                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
2005                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
2006   if (CSI.empty())
2007     return false;
2008
2009   if (MI != MBB.end() && isFuncletReturnInstr(*MI) && STI.isOSWindows()) {
2010     // Don't restore CSRs in 32-bit EH funclets. Matches
2011     // spillCalleeSavedRegisters.
2012     if (STI.is32Bit())
2013       return true;
2014     // Don't restore CSRs before an SEH catchret. SEH except blocks do not form
2015     // funclets. emitEpilogue transforms these to normal jumps.
2016     if (MI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
2017       const Function *Func = MBB.getParent()->getFunction();
2018       bool IsSEH = isAsynchronousEHPersonality(
2019           classifyEHPersonality(Func->getPersonalityFn()));
2020       if (IsSEH)
2021         return true;
2022     }
2023   }
2024
2025   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
2026
2027   // Reload XMMs from stack frame.
2028   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
2029     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
2030     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
2031         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
2032       continue;
2033
2034     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
2035     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
2036   }
2037
2038   // POP GPRs.
2039   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
2040   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
2041     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
2042     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
2043         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
2044       continue;
2045
2046     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg)
2047         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
2048   }
2049   return true;
2050 }
2051
2052 void X86FrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
2053                                             BitVector &SavedRegs,
2054                                             RegScavenger *RS) const {
2055   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
2056
2057   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2058
2059   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2060   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
2061
2062   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
2063     // create RETURNADDR area
2064     //   arg
2065     //   arg
2066     //   RETADDR
2067     //   { ...
2068     //     RETADDR area
2069     //     ...
2070     //   }
2071     //   [EBP]
2072     MFI.CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
2073                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
2074   }
2075
2076   // Spill the BasePtr if it's used.
2077   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
2078     SavedRegs.set(TRI->getBaseRegister());
2079
2080     // Allocate a spill slot for EBP if we have a base pointer and EH funclets.
2081     if (MF.hasEHFunclets()) {
2082       int FI = MFI.CreateSpillStackObject(SlotSize, SlotSize);
2083       X86FI->setHasSEHFramePtrSave(true);
2084       X86FI->setSEHFramePtrSaveIndex(FI);
2085     }
2086   }
2087 }
2088
2089 static bool
2090 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
2091   const Function *F = MF->getFunction();
2092   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
2093        I != E; I++) {
2094     if (I->hasNestAttr())
2095       return true;
2096   }
2097   return false;
2098 }
2099
2100 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
2101 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
2102 /// and the properties of the function either one or two registers will be
2103 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
2104 static unsigned
2105 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
2106   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
2107
2108   // Erlang stuff.
2109   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
2110     if (Is64Bit)
2111       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
2112     else
2113       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
2114   }
2115
2116   if (Is64Bit) {
2117     if (IsLP64)
2118       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
2119     else
2120       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
2121   }
2122
2123   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
2124
2125   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
2126       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
2127     if (IsNested)
2128       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
2129                          "nested function.");
2130     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
2131   }
2132   if (IsNested)
2133     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
2134   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
2135 }
2136
2137 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
2138 // limit.
2139 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
2140
2141 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
2142     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2143   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2144   uint64_t StackSize;
2145   unsigned TlsReg, TlsOffset;
2146   DebugLoc DL;
2147
2148   // To support shrink-wrapping we would need to insert the new blocks
2149   // at the right place and update the branches to PrologueMBB.
2150   assert(&(*MF.begin()) == &PrologueMBB && "Shrink-wrapping not supported yet");
2151
2152   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2153   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2154          "Scratch register is live-in");
2155
2156   if (MF.getFunction()->isVarArg())
2157     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
2158   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
2159       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
2160       !STI.isTargetDragonFly())
2161     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2162
2163   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
2164   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
2165   // prologue.
2166   StackSize = MFI.getStackSize();
2167
2168   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
2169   if (StackSize == 0)
2170     return;
2171
2172   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2173   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2174   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2175   bool IsNested = false;
2176
2177   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
2178   if (Is64Bit)
2179     IsNested = HasNestArgument(&MF);
2180
2181   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
2182   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
2183
2184   for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2185     allocMBB->addLiveIn(LI);
2186     checkMBB->addLiveIn(LI);
2187   }
2188
2189   if (IsNested)
2190     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
2191
2192   MF.push_front(allocMBB);
2193   MF.push_front(checkMBB);
2194
2195   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
2196   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
2197   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
2198
2199   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
2200   if (Is64Bit) {
2201     if (STI.isTargetLinux()) {
2202       TlsReg = X86::FS;
2203       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
2204     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2205       TlsReg = X86::GS;
2206       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
2207     } else if (STI.isTargetWin64()) {
2208       TlsReg = X86::GS;
2209       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
2210     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
2211       TlsReg = X86::FS;
2212       TlsOffset = 0x18;
2213     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
2214       TlsReg = X86::FS;
2215       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
2216     } else {
2217       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2218     }
2219
2220     if (CompareStackPointer)
2221       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
2222     else
2223       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
2224         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2225
2226     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2227       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2228   } else {
2229     if (STI.isTargetLinux()) {
2230       TlsReg = X86::GS;
2231       TlsOffset = 0x30;
2232     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2233       TlsReg = X86::GS;
2234       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
2235     } else if (STI.isTargetWin32()) {
2236       TlsReg = X86::FS;
2237       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
2238     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
2239       TlsReg = X86::FS;
2240       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
2241     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
2242       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
2243     } else {
2244       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2245     }
2246
2247     if (CompareStackPointer)
2248       ScratchReg = X86::ESP;
2249     else
2250       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
2251         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2252
2253     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
2254         STI.isTargetDragonFly()) {
2255       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2256         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2257     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2258
2259       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
2260       unsigned ScratchReg2;
2261       bool SaveScratch2;
2262       if (CompareStackPointer) {
2263         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
2264         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2265         SaveScratch2 = false;
2266       } else {
2267         // Need to use a second register to hold the TLS offset
2268         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
2269
2270         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
2271         // argument.
2272         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
2273       }
2274
2275       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
2276       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
2277              "Scratch register is live-in and not saved");
2278
2279       if (SaveScratch2)
2280         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
2281           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
2282
2283       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
2284         .addImm(TlsOffset);
2285       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
2286         .addReg(ScratchReg)
2287         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
2288         .addImm(0)
2289         .addReg(TlsReg);
2290
2291       if (SaveScratch2)
2292         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
2293     }
2294   }
2295
2296   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
2297   // It jumps to normal execution of the function body.
2298   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2299
2300   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
2301   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
2302   if (Is64Bit) {
2303     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
2304     // the call to _morestack
2305
2306     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
2307     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
2308     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
2309     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
2310     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
2311
2312     if (IsNested)
2313       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
2314
2315     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
2316       .addImm(StackSize);
2317     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
2318       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2319   } else {
2320     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2321       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2322     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2323       .addImm(StackSize);
2324   }
2325
2326   // __morestack is in libgcc
2327   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
2328     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
2329     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
2330     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
2331     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
2332     // other suitable registers may be either callee-save or used for
2333     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
2334     // because __morestack manipulates the stack directly.
2335     //
2336     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
2337     // location containing the address.
2338     //
2339     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
2340     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
2341     // to be sufficient for JIT.
2342     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
2343         .addReg(X86::RIP)
2344         .addImm(0)
2345         .addReg(0)
2346         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
2347         .addReg(0);
2348     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
2349   } else {
2350     if (Is64Bit)
2351       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
2352         .addExternalSymbol("__morestack");
2353     else
2354       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
2355         .addExternalSymbol("__morestack");
2356   }
2357
2358   if (IsNested)
2359     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
2360   else
2361     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
2362
2363   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2364
2365   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
2366   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2367
2368 #ifdef EXPENSIVE_CHECKS
2369   MF.verify();
2370 #endif
2371 }
2372
2373 /// Lookup an ERTS parameter in the !hipe.literals named metadata node.
2374 /// HiPE provides Erlang Runtime System-internal parameters, such as PCB offsets
2375 /// to fields it needs, through a named metadata node "hipe.literals" containing
2376 /// name-value pairs.
2377 static unsigned getHiPELiteral(
2378     NamedMDNode *HiPELiteralsMD, const StringRef LiteralName) {
2379   for (int i = 0, e = HiPELiteralsMD->getNumOperands(); i != e; ++i) {
2380     MDNode *Node = HiPELiteralsMD->getOperand(i);
2381     if (Node->getNumOperands() != 2) continue;
2382     MDString *NodeName = dyn_cast<MDString>(Node->getOperand(0));
2383     ValueAsMetadata *NodeVal = dyn_cast<ValueAsMetadata>(Node->getOperand(1));
2384     if (!NodeName || !NodeVal) continue;
2385     ConstantInt *ValConst = dyn_cast_or_null<ConstantInt>(NodeVal->getValue());
2386     if (ValConst && NodeName->getString() == LiteralName) {
2387       return ValConst->getZExtValue();
2388     }
2389   }
2390
2391   report_fatal_error("HiPE literal " + LiteralName
2392                      + " required but not provided");
2393 }
2394
2395 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
2396 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
2397 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
2398 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
2399 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
2400 ///
2401 /// CheckStack:
2402 ///       temp0 = sp - MaxStack
2403 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2404 /// OldStart:
2405 ///       ...
2406 /// IncStack:
2407 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
2408 ///       temp0 = sp - MaxStack
2409 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2410 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
2411     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2412   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2413   DebugLoc DL;
2414
2415   // To support shrink-wrapping we would need to insert the new blocks
2416   // at the right place and update the branches to PrologueMBB.
2417   assert(&(*MF.begin()) == &PrologueMBB && "Shrink-wrapping not supported yet");
2418
2419   // HiPE-specific values
2420   NamedMDNode *HiPELiteralsMD = MF.getMMI().getModule()
2421     ->getNamedMetadata("hipe.literals");
2422   if (!HiPELiteralsMD)
2423     report_fatal_error(
2424         "Can't generate HiPE prologue without runtime parameters");
2425   const unsigned HipeLeafWords
2426     = getHiPELiteral(HiPELiteralsMD,
2427                      Is64Bit ? "AMD64_LEAF_WORDS" : "X86_LEAF_WORDS");
2428   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
2429   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
2430   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
2431                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
2432   unsigned MaxStack = MFI.getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
2433
2434   assert(STI.isTargetLinux() &&
2435          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
2436
2437   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
2438   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
2439   //
2440   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
2441   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
2442   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
2443   //    functions it calls (a tunable ABI property).
2444   if (MFI.hasCalls()) {
2445     unsigned MoreStackForCalls = 0;
2446
2447     for (auto &MBB : MF) {
2448       for (auto &MI : MBB) {
2449         if (!MI.isCall())
2450           continue;
2451
2452         // Get callee operand.
2453         const MachineOperand &MO = MI.getOperand(0);
2454
2455         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
2456         if (!MO.isGlobal())
2457           continue;
2458
2459         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
2460         if (!F)
2461           continue;
2462
2463         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
2464         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
2465         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
2466         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
2467         // stack.
2468         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
2469             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
2470             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
2471           continue;
2472
2473         unsigned CalleeStkArity =
2474           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
2475         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
2476           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
2477                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
2478       }
2479     }
2480     MaxStack += MoreStackForCalls;
2481   }
2482
2483   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
2484   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
2485   if (MaxStack > Guaranteed) {
2486     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2487     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2488
2489     for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2490       stackCheckMBB->addLiveIn(LI);
2491       incStackMBB->addLiveIn(LI);
2492     }
2493
2494     MF.push_front(incStackMBB);
2495     MF.push_front(stackCheckMBB);
2496
2497     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
2498     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
2499     SPLimitOffset = getHiPELiteral(HiPELiteralsMD, "P_NSP_LIMIT");
2500     if (Is64Bit) {
2501       SPReg = X86::RSP;
2502       PReg  = X86::RBP;
2503       LEAop = X86::LEA64r;
2504       CMPop = X86::CMP64rm;
2505       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
2506     } else {
2507       SPReg = X86::ESP;
2508       PReg  = X86::EBP;
2509       LEAop = X86::LEA32r;
2510       CMPop = X86::CMP32rm;
2511       CALLop = X86::CALLpcrel32;
2512     }
2513
2514     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2515     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2516            "HiPE prologue scratch register is live-in");
2517
2518     // Create new MBB for StackCheck:
2519     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2520                  SPReg, false, -MaxStack);
2521     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
2522     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
2523                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2524     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2525
2526     // Create new MBB for IncStack:
2527     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
2528       addExternalSymbol("inc_stack_0");
2529     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2530                  SPReg, false, -MaxStack);
2531     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
2532                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2533     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
2534
2535     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, {99, 100});
2536     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, {1, 100});
2537     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, {99, 100});
2538     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, {1, 100});
2539   }
2540 #ifdef EXPENSIVE_CHECKS
2541   MF.verify();
2542 #endif
2543 }
2544
2545 bool X86FrameLowering::adjustStackWithPops(MachineBasicBlock &MBB,
2546                                            MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2547                                            const DebugLoc &DL,
2548                                            int Offset) const {
2549
2550   if (Offset <= 0)
2551     return false;
2552
2553   if (Offset % SlotSize)
2554     return false;
2555
2556   int NumPops = Offset / SlotSize;
2557   // This is only worth it if we have at most 2 pops.
2558   if (NumPops != 1 && NumPops != 2)
2559     return false;
2560
2561   // Handle only the trivial case where the adjustment directly follows
2562   // a call. This is the most common one, anyway.
2563   if (MBBI == MBB.begin())
2564     return false;
2565   MachineBasicBlock::iterator Prev = std::prev(MBBI);
2566   if (!Prev->isCall() || !Prev->getOperand(1).isRegMask())
2567     return false;
2568
2569   unsigned Regs[2];
2570   unsigned FoundRegs = 0;
2571
2572   auto RegMask = Prev->getOperand(1);
2573
2574   auto &RegClass =
2575       Is64Bit ? X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass : X86::GR32_NOREX_NOSPRegClass;
2576   // Try to find up to NumPops free registers.
2577   for (auto Candidate : RegClass) {
2578
2579     // Poor man's liveness:
2580     // Since we're immediately after a call, any register that is clobbered
2581     // by the call and not defined by it can be considered dead.
2582     if (!RegMask.clobbersPhysReg(Candidate))
2583       continue;
2584
2585     bool IsDef = false;
2586     for (const MachineOperand &MO : Prev->implicit_operands()) {
2587       if (MO.isReg() && MO.isDef() &&
2588           TRI->isSuperOrSubRegisterEq(MO.getReg(), Candidate)) {
2589         IsDef = true;
2590         break;
2591       }
2592     }
2593
2594     if (IsDef)
2595       continue;
2596
2597     Regs[FoundRegs++] = Candidate;
2598     if (FoundRegs == (unsigned)NumPops)
2599       break;
2600   }
2601
2602   if (FoundRegs == 0)
2603     return false;
2604
2605   // If we found only one free register, but need two, reuse the same one twice.
2606   while (FoundRegs < (unsigned)NumPops)
2607     Regs[FoundRegs++] = Regs[0];
2608
2609   for (int i = 0; i < NumPops; ++i)
2610     BuildMI(MBB, MBBI, DL, 
2611             TII.get(STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r), Regs[i]);
2612
2613   return true;
2614 }
2615
2616 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::
2617 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
2618                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
2619   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
2620   unsigned Opcode = I->getOpcode();
2621   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
2622   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
2623   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? TII.getFrameSize(*I) : 0;
2624   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? TII.getFrameAdjustment(*I) : 0;
2625   I = MBB.erase(I);
2626   auto InsertPos = skipDebugInstructionsForward(I, MBB.end());
2627
2628   if (!reserveCallFrame) {
2629     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
2630     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
2631     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
2632
2633     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
2634     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
2635     // alignment boundary.
2636     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
2637     Amount = alignTo(Amount, StackAlign);
2638
2639     MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2640     const Function *Fn = MF.getFunction();
2641     bool WindowsCFI = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
2642     bool DwarfCFI = !WindowsCFI && 
2643                     (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
2644
2645     // If we have any exception handlers in this function, and we adjust
2646     // the SP before calls, we may need to indicate this to the unwinder
2647     // using GNU_ARGS_SIZE. Note that this may be necessary even when
2648     // Amount == 0, because the preceding function may have set a non-0
2649     // GNU_ARGS_SIZE.
2650     // TODO: We don't need to reset this between subsequent functions,
2651     // if it didn't change.
2652     bool HasDwarfEHHandlers = !WindowsCFI && !MF.getLandingPads().empty();
2653
2654     if (HasDwarfEHHandlers && !isDestroy &&
2655         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences())
2656       BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2657                MCCFIInstruction::createGnuArgsSize(nullptr, Amount));
2658
2659     if (Amount == 0)
2660       return I;
2661
2662     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
2663     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
2664     Amount -= InternalAmt;
2665
2666     // TODO: This is needed only if we require precise CFA.
2667     // If this is a callee-pop calling convention, emit a CFA adjust for
2668     // the amount the callee popped.
2669     if (isDestroy && InternalAmt && DwarfCFI && !hasFP(MF))
2670       BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2671                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, -InternalAmt));
2672
2673     // Add Amount to SP to destroy a frame, or subtract to setup.
2674     int64_t StackAdjustment = isDestroy ? Amount : -Amount;
2675     int64_t CfaAdjustment = -StackAdjustment;
2676
2677     if (StackAdjustment) {
2678       // Merge with any previous or following adjustment instruction. Note: the
2679       // instructions merged with here do not have CFI, so their stack
2680       // adjustments do not feed into CfaAdjustment.
2681       StackAdjustment += mergeSPUpdates(MBB, InsertPos, true);
2682       StackAdjustment += mergeSPUpdates(MBB, InsertPos, false);
2683
2684       if (StackAdjustment) {
2685         if (!(Fn->optForMinSize() &&
2686               adjustStackWithPops(MBB, InsertPos, DL, StackAdjustment)))
2687           BuildStackAdjustment(MBB, InsertPos, DL, StackAdjustment,
2688                                /*InEpilogue=*/false);
2689       }
2690     }
2691
2692     if (DwarfCFI && !hasFP(MF)) {
2693       // If we don't have FP, but need to generate unwind information,
2694       // we need to set the correct CFA offset after the stack adjustment.
2695       // How much we adjust the CFA offset depends on whether we're emitting
2696       // CFI only for EH purposes or for debugging. EH only requires the CFA
2697       // offset to be correct at each call site, while for debugging we want
2698       // it to be more precise.
2699
2700       // TODO: When not using precise CFA, we also need to adjust for the
2701       // InternalAmt here.
2702       if (CfaAdjustment) {
2703         BuildCFI(MBB, InsertPos, DL,
2704                  MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr,
2705                                                          CfaAdjustment));
2706       }
2707     }
2708
2709     return I;
2710   }
2711
2712   if (isDestroy && InternalAmt) {
2713     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
2714     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
2715     // more advanced stack pointer tracking ability.
2716     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
2717     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
2718     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
2719     MachineBasicBlock::iterator CI = I;
2720     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
2721     while (CI != B && !std::prev(CI)->isCall())
2722       --CI;
2723     BuildStackAdjustment(MBB, CI, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
2724   }
2725
2726   return I;
2727 }
2728
2729 bool X86FrameLowering::canUseAsPrologue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2730   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2731   const MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2732   return !TRI->needsStackRealignment(MF) || !MBB.isLiveIn(X86::EFLAGS);
2733 }
2734
2735 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2736   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2737
2738   // Win64 has strict requirements in terms of epilogue and we are
2739   // not taking a chance at messing with them.
2740   // I.e., unless this block is already an exit block, we can't use
2741   // it as an epilogue.
2742   if (STI.isTargetWin64() && !MBB.succ_empty() && !MBB.isReturnBlock())
2743     return false;
2744
2745   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
2746     return true;
2747
2748   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
2749   // clobbers the EFLAGS. Check that we do not need to preserve it,
2750   // otherwise, conservatively assume this is not
2751   // safe to insert the epilogue here.
2752   return !flagsNeedToBePreservedBeforeTheTerminators(MBB);
2753 }
2754
2755 bool X86FrameLowering::enableShrinkWrapping(const MachineFunction &MF) const {
2756   // If we may need to emit frameless compact unwind information, give
2757   // up as this is currently broken: PR25614.
2758   return (MF.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::NoUnwind) || hasFP(MF)) &&
2759          // The lowering of segmented stack and HiPE only support entry blocks
2760          // as prologue blocks: PR26107.
2761          // This limitation may be lifted if we fix:
2762          // - adjustForSegmentedStacks
2763          // - adjustForHiPEPrologue
2764          MF.getFunction()->getCallingConv() != CallingConv::HiPE &&
2765          !MF.shouldSplitStack();
2766 }
2767
2768 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::restoreWin32EHStackPointers(
2769     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2770     const DebugLoc &DL, bool RestoreSP) const {
2771   assert(STI.isTargetWindowsMSVC() && "funclets only supported in MSVC env");
2772   assert(STI.isTargetWin32() && "EBP/ESI restoration only required on win32");
2773   assert(STI.is32Bit() && !Uses64BitFramePtr &&
2774          "restoring EBP/ESI on non-32-bit target");
2775
2776   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2777   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
2778   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
2779   WinEHFuncInfo &FuncInfo = *MF.getWinEHFuncInfo();
2780   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2781   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2782
2783   // FIXME: Don't set FrameSetup flag in catchret case.
2784
2785   int FI = FuncInfo.EHRegNodeFrameIndex;
2786   int EHRegSize = MFI.getObjectSize(FI);
2787
2788   if (RestoreSP) {
2789     // MOV32rm -EHRegSize(%ebp), %esp
2790     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::ESP),
2791                  X86::EBP, true, -EHRegSize)
2792         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2793   }
2794
2795   unsigned UsedReg;
2796   int EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, UsedReg);
2797   int EndOffset = -EHRegOffset - EHRegSize;
2798   FuncInfo.EHRegNodeEndOffset = EndOffset;
2799
2800   if (UsedReg == FramePtr) {
2801     // ADD $offset, %ebp
2802     unsigned ADDri = getADDriOpcode(false, EndOffset);
2803     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ADDri), FramePtr)
2804         .addReg(FramePtr)
2805         .addImm(EndOffset)
2806         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup)
2807         ->getOperand(3)
2808         .setIsDead();
2809     assert(EndOffset >= 0 &&
2810            "end of registration object above normal EBP position!");
2811   } else if (UsedReg == BasePtr) {
2812     // LEA offset(%ebp), %esi
2813     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA32r), BasePtr),
2814                  FramePtr, false, EndOffset)
2815         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2816     // MOV32rm SavedEBPOffset(%esi), %ebp
2817     assert(X86FI->getHasSEHFramePtrSave());
2818     int Offset =
2819         getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
2820     assert(UsedReg == BasePtr);
2821     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), FramePtr),
2822                  UsedReg, true, Offset)
2823         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2824   } else {
2825     llvm_unreachable("32-bit frames with WinEH must use FramePtr or BasePtr");
2826   }
2827   return MBBI;
2828 }
2829
2830 namespace {
2831 // Struct used by orderFrameObjects to help sort the stack objects.
2832 struct X86FrameSortingObject {
2833   bool IsValid = false;         // true if we care about this Object.
2834   unsigned ObjectIndex = 0;     // Index of Object into MFI list.
2835   unsigned ObjectSize = 0;      // Size of Object in bytes.
2836   unsigned ObjectAlignment = 1; // Alignment of Object in bytes.
2837   unsigned ObjectNumUses = 0;   // Object static number of uses.
2838 };
2839
2840 // The comparison function we use for std::sort to order our local
2841 // stack symbols. The current algorithm is to use an estimated
2842 // "density". This takes into consideration the size and number of
2843 // uses each object has in order to roughly minimize code size.
2844 // So, for example, an object of size 16B that is referenced 5 times
2845 // will get higher priority than 4 4B objects referenced 1 time each.
2846 // It's not perfect and we may be able to squeeze a few more bytes out of
2847 // it (for example : 0(esp) requires fewer bytes, symbols allocated at the
2848 // fringe end can have special consideration, given their size is less
2849 // important, etc.), but the algorithmic complexity grows too much to be
2850 // worth the extra gains we get. This gets us pretty close.
2851 // The final order leaves us with objects with highest priority going
2852 // at the end of our list.
2853 struct X86FrameSortingComparator {
2854   inline bool operator()(const X86FrameSortingObject &A,
2855                          const X86FrameSortingObject &B) {
2856     uint64_t DensityAScaled, DensityBScaled;
2857
2858     // For consistency in our comparison, all invalid objects are placed
2859     // at the end. This also allows us to stop walking when we hit the
2860     // first invalid item after it's all sorted.
2861     if (!A.IsValid)
2862       return false;
2863     if (!B.IsValid)
2864       return true;
2865
2866     // The density is calculated by doing :
2867     //     (double)DensityA = A.ObjectNumUses / A.ObjectSize
2868     //     (double)DensityB = B.ObjectNumUses / B.ObjectSize
2869     // Since this approach may cause inconsistencies in
2870     // the floating point <, >, == comparisons, depending on the floating
2871     // point model with which the compiler was built, we're going
2872     // to scale both sides by multiplying with
2873     // A.ObjectSize * B.ObjectSize. This ends up factoring away
2874     // the division and, with it, the need for any floating point
2875     // arithmetic.
2876     DensityAScaled = static_cast<uint64_t>(A.ObjectNumUses) *
2877       static_cast<uint64_t>(B.ObjectSize);
2878     DensityBScaled = static_cast<uint64_t>(B.ObjectNumUses) *
2879       static_cast<uint64_t>(A.ObjectSize);
2880
2881     // If the two densities are equal, prioritize highest alignment
2882     // objects. This allows for similar alignment objects
2883     // to be packed together (given the same density).
2884     // There's room for improvement here, also, since we can pack
2885     // similar alignment (different density) objects next to each
2886     // other to save padding. This will also require further
2887     // complexity/iterations, and the overall gain isn't worth it,
2888     // in general. Something to keep in mind, though.
2889     if (DensityAScaled == DensityBScaled)
2890       return A.ObjectAlignment < B.ObjectAlignment;
2891     
2892     return DensityAScaled < DensityBScaled;
2893   }
2894 };
2895 } // namespace
2896
2897 // Order the symbols in the local stack.
2898 // We want to place the local stack objects in some sort of sensible order.
2899 // The heuristic we use is to try and pack them according to static number
2900 // of uses and size of object in order to minimize code size.
2901 void X86FrameLowering::orderFrameObjects(
2902     const MachineFunction &MF, SmallVectorImpl<int> &ObjectsToAllocate) const {
2903   const MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
2904
2905   // Don't waste time if there's nothing to do.
2906   if (ObjectsToAllocate.empty())
2907     return;
2908
2909   // Create an array of all MFI objects. We won't need all of these
2910   // objects, but we're going to create a full array of them to make
2911   // it easier to index into when we're counting "uses" down below.
2912   // We want to be able to easily/cheaply access an object by simply
2913   // indexing into it, instead of having to search for it every time.
2914   std::vector<X86FrameSortingObject> SortingObjects(MFI.getObjectIndexEnd());
2915
2916   // Walk the objects we care about and mark them as such in our working
2917   // struct.
2918   for (auto &Obj : ObjectsToAllocate) {
2919     SortingObjects[Obj].IsValid = true;
2920     SortingObjects[Obj].ObjectIndex = Obj;
2921     SortingObjects[Obj].ObjectAlignment = MFI.getObjectAlignment(Obj);
2922     // Set the size.
2923     int ObjectSize = MFI.getObjectSize(Obj);
2924     if (ObjectSize == 0)
2925       // Variable size. Just use 4.
2926       SortingObjects[Obj].ObjectSize = 4;
2927     else      
2928       SortingObjects[Obj].ObjectSize = ObjectSize;
2929   }
2930
2931   // Count the number of uses for each object.
2932   for (auto &MBB : MF) {
2933     for (auto &MI : MBB) {
2934       if (MI.isDebugValue())
2935         continue;
2936       for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
2937         // Check to see if it's a local stack symbol.
2938         if (!MO.isFI())
2939           continue;
2940         int Index = MO.getIndex();
2941         // Check to see if it falls within our range, and is tagged
2942         // to require ordering.
2943         if (Index >= 0 && Index < MFI.getObjectIndexEnd() &&
2944             SortingObjects[Index].IsValid)
2945           SortingObjects[Index].ObjectNumUses++;
2946       }
2947     }
2948   }
2949
2950   // Sort the objects using X86FrameSortingAlgorithm (see its comment for
2951   // info).
2952   std::stable_sort(SortingObjects.begin(), SortingObjects.end(),
2953                    X86FrameSortingComparator());
2954
2955   // Now modify the original list to represent the final order that
2956   // we want. The order will depend on whether we're going to access them
2957   // from the stack pointer or the frame pointer. For SP, the list should
2958   // end up with the END containing objects that we want with smaller offsets.
2959   // For FP, it should be flipped.
2960   int i = 0;
2961   for (auto &Obj : SortingObjects) {
2962     // All invalid items are sorted at the end, so it's safe to stop.
2963     if (!Obj.IsValid)
2964       break;
2965     ObjectsToAllocate[i++] = Obj.ObjectIndex;
2966   }
2967
2968   // Flip it if we're accessing off of the FP.
2969   if (!TRI->needsStackRealignment(MF) && hasFP(MF))
2970     std::reverse(ObjectsToAllocate.begin(), ObjectsToAllocate.end());
2971 }
2972
2973
2974 unsigned X86FrameLowering::getWinEHParentFrameOffset(const MachineFunction &MF) const {
2975   // RDX, the parent frame pointer, is homed into 16(%rsp) in the prologue.
2976   unsigned Offset = 16;
2977   // RBP is immediately pushed.
2978   Offset += SlotSize;
2979   // All callee-saved registers are then pushed.
2980   Offset += MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
2981   // Every funclet allocates enough stack space for the largest outgoing call.
2982   Offset += getWinEHFuncletFrameSize(MF);
2983   return Offset;
2984 }
2985
2986 void X86FrameLowering::processFunctionBeforeFrameFinalized(
2987     MachineFunction &MF, RegScavenger *RS) const {
2988   // Mark the function as not having WinCFI. We will set it back to true in
2989   // emitPrologue if it gets called and emits CFI.
2990   MF.setHasWinCFI(false);
2991
2992   // If this function isn't doing Win64-style C++ EH, we don't need to do
2993   // anything.
2994   const Function *Fn = MF.getFunction();
2995   if (!STI.is64Bit() || !MF.hasEHFunclets() ||
2996       classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn()) != EHPersonality::MSVC_CXX)
2997     return;
2998
2999   // Win64 C++ EH needs to allocate the UnwindHelp object at some fixed offset
3000   // relative to RSP after the prologue.  Find the offset of the last fixed
3001   // object, so that we can allocate a slot immediately following it. If there
3002   // were no fixed objects, use offset -SlotSize, which is immediately after the
3003   // return address. Fixed objects have negative frame indices.
3004   MachineFrameInfo &MFI = MF.getFrameInfo();
3005   WinEHFuncInfo &EHInfo = *MF.getWinEHFuncInfo();
3006   int64_t MinFixedObjOffset = -SlotSize;
3007   for (int I = MFI.getObjectIndexBegin(); I < 0; ++I)
3008     MinFixedObjOffset = std::min(MinFixedObjOffset, MFI.getObjectOffset(I));
3009
3010   for (WinEHTryBlockMapEntry &TBME : EHInfo.TryBlockMap) {
3011     for (WinEHHandlerType &H : TBME.HandlerArray) {
3012       int FrameIndex = H.CatchObj.FrameIndex;
3013       if (FrameIndex != INT_MAX) {
3014         // Ensure alignment.
3015         unsigned Align = MFI.getObjectAlignment(FrameIndex);
3016         MinFixedObjOffset -= std::abs(MinFixedObjOffset) % Align;
3017         MinFixedObjOffset -= MFI.getObjectSize(FrameIndex);
3018         MFI.setObjectOffset(FrameIndex, MinFixedObjOffset);
3019       }
3020     }
3021   }
3022
3023   // Ensure alignment.
3024   MinFixedObjOffset -= std::abs(MinFixedObjOffset) % 8;
3025   int64_t UnwindHelpOffset = MinFixedObjOffset - SlotSize;
3026   int UnwindHelpFI =
3027       MFI.CreateFixedObject(SlotSize, UnwindHelpOffset, /*Immutable=*/false);
3028   EHInfo.UnwindHelpFrameIdx = UnwindHelpFI;
3029
3030   // Store -2 into UnwindHelp on function entry. We have to scan forwards past
3031   // other frame setup instructions.
3032   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
3033   auto MBBI = MBB.begin();
3034   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup))
3035     ++MBBI;
3036
3037   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
3038   addFrameReference(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64mi32)),
3039                     UnwindHelpFI)
3040       .addImm(-2);
3041 }