050ec2116c5d8b2e783fe0200ff271d33c00e9ec
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / StatepointLowering.cpp
1 //===-- StatepointLowering.cpp - SDAGBuilder's statepoint code -----------===//
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 includes support code use by SelectionDAGBuilder when lowering a
11 // statepoint sequence in SelectionDAG IR.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "StatepointLowering.h"
16 #include "SelectionDAGBuilder.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
19 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/GCMetadata.h"
22 #include "llvm/CodeGen/GCStrategy.h"
23 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
24 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
25 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
26 #include "llvm/IR/Instructions.h"
27 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
28 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
29 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
30 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
31 #include <algorithm>
32 using namespace llvm;
33
34 #define DEBUG_TYPE "statepoint-lowering"
35
36 STATISTIC(NumSlotsAllocatedForStatepoints,
37           "Number of stack slots allocated for statepoints");
38 STATISTIC(NumOfStatepoints, "Number of statepoint nodes encountered");
39 STATISTIC(StatepointMaxSlotsRequired,
40           "Maximum number of stack slots required for a singe statepoint");
41
42 static void pushStackMapConstant(SmallVectorImpl<SDValue>& Ops,
43                                  SelectionDAGBuilder &Builder, uint64_t Value) {
44   SDLoc L = Builder.getCurSDLoc();
45   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(StackMaps::ConstantOp, L,
46                                               MVT::i64));
47   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(Value, L, MVT::i64));
48 }
49
50 void StatepointLoweringState::startNewStatepoint(SelectionDAGBuilder &Builder) {
51   // Consistency check
52   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
53          "Trying to visit statepoint before finished processing previous one");
54   Locations.clear();
55   NextSlotToAllocate = 0;
56   // Need to resize this on each safepoint - we need the two to stay in
57   // sync and the clear patterns of a SelectionDAGBuilder have no relation
58   // to FunctionLoweringInfo.
59   AllocatedStackSlots.resize(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size());
60   for (size_t i = 0; i < AllocatedStackSlots.size(); i++) {
61     AllocatedStackSlots[i] = false;
62   }
63 }
64
65 void StatepointLoweringState::clear() {
66   Locations.clear();
67   AllocatedStackSlots.clear();
68   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
69          "cleared before statepoint sequence completed");
70 }
71
72 SDValue
73 StatepointLoweringState::allocateStackSlot(EVT ValueType,
74                                            SelectionDAGBuilder &Builder) {
75
76   NumSlotsAllocatedForStatepoints++;
77
78   // The basic scheme here is to first look for a previously created stack slot
79   // which is not in use (accounting for the fact arbitrary slots may already
80   // be reserved), or to create a new stack slot and use it.
81
82   // If this doesn't succeed in 40000 iterations, something is seriously wrong
83   for (int i = 0; i < 40000; i++) {
84     assert(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size() ==
85                AllocatedStackSlots.size() &&
86            "broken invariant");
87     const size_t NumSlots = AllocatedStackSlots.size();
88     assert(NextSlotToAllocate <= NumSlots && "broken invariant");
89
90     if (NextSlotToAllocate >= NumSlots) {
91       assert(NextSlotToAllocate == NumSlots);
92       // record stats
93       if (NumSlots + 1 > StatepointMaxSlotsRequired) {
94         StatepointMaxSlotsRequired = NumSlots + 1;
95       }
96
97       SDValue SpillSlot = Builder.DAG.CreateStackTemporary(ValueType);
98       const unsigned FI = cast<FrameIndexSDNode>(SpillSlot)->getIndex();
99       auto *MFI = Builder.DAG.getMachineFunction().getFrameInfo();
100       MFI->markAsStatepointSpillSlotObjectIndex(FI);
101
102       Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.push_back(FI);
103       AllocatedStackSlots.push_back(true);
104       return SpillSlot;
105     }
106     if (!AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate]) {
107       const int FI = Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots[NextSlotToAllocate];
108       AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate] = true;
109       return Builder.DAG.getFrameIndex(FI, ValueType);
110     }
111     // Note: We deliberately choose to advance this only on the failing path.
112     // Doing so on the succeeding path involves a bit of complexity that caused
113     // a minor bug previously.  Unless performance shows this matters, please
114     // keep this code as simple as possible.
115     NextSlotToAllocate++;
116   }
117   llvm_unreachable("infinite loop?");
118 }
119
120 /// Utility function for reservePreviousStackSlotForValue. Tries to find
121 /// stack slot index to which we have spilled value for previous statepoints.
122 /// LookUpDepth specifies maximum DFS depth this function is allowed to look.
123 static Optional<int> findPreviousSpillSlot(const Value *Val,
124                                            SelectionDAGBuilder &Builder,
125                                            int LookUpDepth) {
126   // Can not look any further - give up now
127   if (LookUpDepth <= 0)
128     return Optional<int>();
129
130   // Spill location is known for gc relocates
131   if (isGCRelocate(Val)) {
132     GCRelocateOperands RelocOps(cast<Instruction>(Val));
133
134     FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
135         Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[RelocOps.getStatepoint()];
136
137     auto It = SpillMap.find(RelocOps.getDerivedPtr());
138     if (It == SpillMap.end())
139       return Optional<int>();
140
141     return It->second;
142   }
143
144   // Look through bitcast instructions.
145   if (const BitCastInst *Cast = dyn_cast<BitCastInst>(Val)) {
146     return findPreviousSpillSlot(Cast->getOperand(0), Builder, LookUpDepth - 1);
147   }
148
149   // Look through phi nodes
150   // All incoming values should have same known stack slot, otherwise result
151   // is unknown.
152   if (const PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(Val)) {
153     Optional<int> MergedResult = None;
154
155     for (auto &IncomingValue : Phi->incoming_values()) {
156       Optional<int> SpillSlot =
157           findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth - 1);
158       if (!SpillSlot.hasValue())
159         return Optional<int>();
160
161       if (MergedResult.hasValue() && *MergedResult != *SpillSlot)
162         return Optional<int>();
163
164       MergedResult = SpillSlot;
165     }
166     return MergedResult;
167   }
168
169   // TODO: We can do better for PHI nodes. In cases like this:
170   //   ptr = phi(relocated_pointer, not_relocated_pointer)
171   //   statepoint(ptr)
172   // We will return that stack slot for ptr is unknown. And later we might
173   // assign different stack slots for ptr and relocated_pointer. This limits
174   // llvm's ability to remove redundant stores.
175   // Unfortunately it's hard to accomplish in current infrastructure.
176   // We use this function to eliminate spill store completely, while
177   // in example we still need to emit store, but instead of any location
178   // we need to use special "preferred" location.
179
180   // TODO: handle simple updates.  If a value is modified and the original
181   // value is no longer live, it would be nice to put the modified value in the
182   // same slot.  This allows folding of the memory accesses for some
183   // instructions types (like an increment).
184   //   statepoint (i)
185   //   i1 = i+1
186   //   statepoint (i1)
187   // However we need to be careful for cases like this:
188   //   statepoint(i)
189   //   i1 = i+1
190   //   statepoint(i, i1)
191   // Here we want to reserve spill slot for 'i', but not for 'i+1'. If we just
192   // put handling of simple modifications in this function like it's done
193   // for bitcasts we might end up reserving i's slot for 'i+1' because order in
194   // which we visit values is unspecified.
195
196   // Don't know any information about this instruction
197   return Optional<int>();
198 }
199
200 /// Try to find existing copies of the incoming values in stack slots used for
201 /// statepoint spilling.  If we can find a spill slot for the incoming value,
202 /// mark that slot as allocated, and reuse the same slot for this safepoint.
203 /// This helps to avoid series of loads and stores that only serve to reshuffle
204 /// values on the stack between calls.
205 static void reservePreviousStackSlotForValue(const Value *IncomingValue,
206                                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
207
208   SDValue Incoming = Builder.getValue(IncomingValue);
209
210   if (isa<ConstantSDNode>(Incoming) || isa<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
211     // We won't need to spill this, so no need to check for previously
212     // allocated stack slots
213     return;
214   }
215
216   SDValue OldLocation = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
217   if (OldLocation.getNode())
218     // duplicates in input
219     return;
220
221   const int LookUpDepth = 6;
222   Optional<int> Index =
223       findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth);
224   if (!Index.hasValue())
225     return;
226
227   auto Itr = std::find(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(),
228                        Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end(), *Index);
229   assert(Itr != Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end() &&
230          "value spilled to the unknown stack slot");
231
232   // This is one of our dedicated lowering slots
233   const int Offset =
234       std::distance(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(), Itr);
235   if (Builder.StatepointLowering.isStackSlotAllocated(Offset)) {
236     // stack slot already assigned to someone else, can't use it!
237     // TODO: currently we reserve space for gc arguments after doing
238     // normal allocation for deopt arguments.  We should reserve for
239     // _all_ deopt and gc arguments, then start allocating.  This
240     // will prevent some moves being inserted when vm state changes,
241     // but gc state doesn't between two calls.
242     return;
243   }
244   // Reserve this stack slot
245   Builder.StatepointLowering.reserveStackSlot(Offset);
246
247   // Cache this slot so we find it when going through the normal
248   // assignment loop.
249   SDValue Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(*Index, Incoming.getValueType());
250   Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
251 }
252
253 /// Remove any duplicate (as SDValues) from the derived pointer pairs.  This
254 /// is not required for correctness.  It's purpose is to reduce the size of
255 /// StackMap section.  It has no effect on the number of spill slots required
256 /// or the actual lowering.
257 static void removeDuplicatesGCPtrs(SmallVectorImpl<const Value *> &Bases,
258                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
259                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs,
260                                    SelectionDAGBuilder &Builder) {
261
262   // This is horribly inefficient, but I don't care right now
263   SmallSet<SDValue, 64> Seen;
264
265   SmallVector<const Value *, 64> NewBases, NewPtrs, NewRelocs;
266   for (size_t i = 0; i < Ptrs.size(); i++) {
267     SDValue SD = Builder.getValue(Ptrs[i]);
268     // Only add non-duplicates
269     if (Seen.count(SD) == 0) {
270       NewBases.push_back(Bases[i]);
271       NewPtrs.push_back(Ptrs[i]);
272       NewRelocs.push_back(Relocs[i]);
273     }
274     Seen.insert(SD);
275   }
276   assert(Bases.size() >= NewBases.size());
277   assert(Ptrs.size() >= NewPtrs.size());
278   assert(Relocs.size() >= NewRelocs.size());
279   Bases = NewBases;
280   Ptrs = NewPtrs;
281   Relocs = NewRelocs;
282   assert(Ptrs.size() == Bases.size());
283   assert(Ptrs.size() == Relocs.size());
284 }
285
286 /// Extract call from statepoint, lower it and return pointer to the
287 /// call node. Also update NodeMap so that getValue(statepoint) will
288 /// reference lowered call result
289 static SDNode *
290 lowerCallFromStatepoint(ImmutableStatepoint ISP, const BasicBlock *EHPadBB,
291                         SelectionDAGBuilder &Builder,
292                         SmallVectorImpl<SDValue> &PendingExports) {
293
294   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
295
296   SDValue ActualCallee;
297
298   if (ISP.getNumPatchBytes() > 0) {
299     // If we've been asked to emit a nop sequence instead of a call instruction
300     // for this statepoint then don't lower the call target, but use a constant
301     // `null` instead.  Not lowering the call target lets statepoint clients get
302     // away without providing a physical address for the symbolic call target at
303     // link time.
304
305     const auto &TLI = Builder.DAG.getTargetLoweringInfo();
306     const auto &DL = Builder.DAG.getDataLayout();
307
308     unsigned AS = ISP.getCalledValue()->getType()->getPointerAddressSpace();
309     ActualCallee = Builder.DAG.getConstant(0, Builder.getCurSDLoc(),
310                                            TLI.getPointerTy(DL, AS));
311   } else
312     ActualCallee = Builder.getValue(ISP.getCalledValue());
313
314   assert(CS.getCallingConv() != CallingConv::AnyReg &&
315          "anyregcc is not supported on statepoints!");
316
317   Type *DefTy = ISP.getActualReturnType();
318   bool HasDef = !DefTy->isVoidTy();
319
320   SDValue ReturnValue, CallEndVal;
321   std::tie(ReturnValue, CallEndVal) = Builder.lowerCallOperands(
322       ISP.getCallSite(), ImmutableStatepoint::CallArgsBeginPos,
323       ISP.getNumCallArgs(), ActualCallee, DefTy, EHPadBB,
324       false /* IsPatchPoint */);
325
326   SDNode *CallEnd = CallEndVal.getNode();
327
328   // Get a call instruction from the call sequence chain.  Tail calls are not
329   // allowed.  The following code is essentially reverse engineering X86's
330   // LowerCallTo.
331   //
332   // We are expecting DAG to have the following form:
333   //
334   // ch = eh_label (only in case of invoke statepoint)
335   //   ch, glue = callseq_start ch
336   //   ch, glue = X86::Call ch, glue
337   //   ch, glue = callseq_end ch, glue
338   //   get_return_value ch, glue
339   //
340   // get_return_value can either be a sequence of CopyFromReg instructions
341   // to grab the return value from the return register(s), or it can be a LOAD
342   // to load a value returned by reference via a stack slot.
343
344   if (HasDef) {
345     if (CallEnd->getOpcode() == ISD::LOAD)
346       CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
347     else
348       while (CallEnd->getOpcode() == ISD::CopyFromReg)
349         CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
350   }
351
352   assert(CallEnd->getOpcode() == ISD::CALLSEQ_END && "expected!");
353
354   // Export the result value if needed
355   const Instruction *GCResult = ISP.getGCResult();
356   if (HasDef && GCResult) {
357     if (GCResult->getParent() != CS.getParent()) {
358       // Result value will be used in a different basic block so we need to
359       // export it now.
360       // Default exporting mechanism will not work here because statepoint call
361       // has a different type than the actual call. It means that by default
362       // llvm will create export register of the wrong type (always i32 in our
363       // case). So instead we need to create export register with correct type
364       // manually.
365       // TODO: To eliminate this problem we can remove gc.result intrinsics
366       //       completely and make statepoint call to return a tuple.
367       unsigned Reg = Builder.FuncInfo.CreateRegs(ISP.getActualReturnType());
368       RegsForValue RFV(
369           *Builder.DAG.getContext(), Builder.DAG.getTargetLoweringInfo(),
370           Builder.DAG.getDataLayout(), Reg, ISP.getActualReturnType());
371       SDValue Chain = Builder.DAG.getEntryNode();
372
373       RFV.getCopyToRegs(ReturnValue, Builder.DAG, Builder.getCurSDLoc(), Chain,
374                         nullptr);
375       PendingExports.push_back(Chain);
376       Builder.FuncInfo.ValueMap[CS.getInstruction()] = Reg;
377     } else {
378       // Result value will be used in a same basic block. Don't export it or
379       // perform any explicit register copies.
380       // We'll replace the actuall call node shortly. gc_result will grab
381       // this value.
382       Builder.setValue(CS.getInstruction(), ReturnValue);
383     }
384   } else {
385     // The token value is never used from here on, just generate a poison value
386     Builder.setValue(CS.getInstruction(),
387                      Builder.DAG.getIntPtrConstant(-1, Builder.getCurSDLoc()));
388   }
389
390   return CallEnd->getOperand(0).getNode();
391 }
392
393 /// Callect all gc pointers coming into statepoint intrinsic, clean them up,
394 /// and return two arrays:
395 ///   Bases - base pointers incoming to this statepoint
396 ///   Ptrs - derived pointers incoming to this statepoint
397 ///   Relocs - the gc_relocate corresponding to each base/ptr pair
398 /// Elements of this arrays should be in one-to-one correspondence with each
399 /// other i.e Bases[i], Ptrs[i] are from the same gcrelocate call
400 static void getIncomingStatepointGCValues(
401     SmallVectorImpl<const Value *> &Bases, SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
402     SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs, ImmutableStatepoint StatepointSite,
403     SelectionDAGBuilder &Builder) {
404   for (GCRelocateOperands relocateOpers : StatepointSite.getRelocates()) {
405     Relocs.push_back(relocateOpers.getUnderlyingCallSite().getInstruction());
406     Bases.push_back(relocateOpers.getBasePtr());
407     Ptrs.push_back(relocateOpers.getDerivedPtr());
408   }
409
410   // Remove any redundant llvm::Values which map to the same SDValue as another
411   // input.  Also has the effect of removing duplicates in the original
412   // llvm::Value input list as well.  This is a useful optimization for
413   // reducing the size of the StackMap section.  It has no other impact.
414   removeDuplicatesGCPtrs(Bases, Ptrs, Relocs, Builder);
415
416   assert(Bases.size() == Ptrs.size() && Ptrs.size() == Relocs.size());
417 }
418
419 /// Spill a value incoming to the statepoint. It might be either part of
420 /// vmstate
421 /// or gcstate. In both cases unconditionally spill it on the stack unless it
422 /// is a null constant. Return pair with first element being frame index
423 /// containing saved value and second element with outgoing chain from the
424 /// emitted store
425 static std::pair<SDValue, SDValue>
426 spillIncomingStatepointValue(SDValue Incoming, SDValue Chain,
427                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
428   SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
429
430   // Emit new store if we didn't do it for this ptr before
431   if (!Loc.getNode()) {
432     Loc = Builder.StatepointLowering.allocateStackSlot(Incoming.getValueType(),
433                                                        Builder);
434     assert(isa<FrameIndexSDNode>(Loc));
435     int Index = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
436     // We use TargetFrameIndex so that isel will not select it into LEA
437     Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(Index, Incoming.getValueType());
438
439     // TODO: We can create TokenFactor node instead of
440     //       chaining stores one after another, this may allow
441     //       a bit more optimal scheduling for them
442     Chain = Builder.DAG.getStore(Chain, Builder.getCurSDLoc(), Incoming, Loc,
443                                  MachinePointerInfo::getFixedStack(
444                                      Builder.DAG.getMachineFunction(), Index),
445                                  false, false, 0);
446
447     Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
448   }
449
450   assert(Loc.getNode());
451   return std::make_pair(Loc, Chain);
452 }
453
454 /// Lower a single value incoming to a statepoint node.  This value can be
455 /// either a deopt value or a gc value, the handling is the same.  We special
456 /// case constants and allocas, then fall back to spilling if required.
457 static void lowerIncomingStatepointValue(SDValue Incoming,
458                                          SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
459                                          SelectionDAGBuilder &Builder) {
460   SDValue Chain = Builder.getRoot();
461
462   if (ConstantSDNode *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Incoming)) {
463     // If the original value was a constant, make sure it gets recorded as
464     // such in the stackmap.  This is required so that the consumer can
465     // parse any internal format to the deopt state.  It also handles null
466     // pointers and other constant pointers in GC states
467     pushStackMapConstant(Ops, Builder, C->getSExtValue());
468   } else if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
469     // This handles allocas as arguments to the statepoint (this is only
470     // really meaningful for a deopt value.  For GC, we'd be trying to
471     // relocate the address of the alloca itself?)
472     Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
473                                                   Incoming.getValueType()));
474   } else {
475     // Otherwise, locate a spill slot and explicitly spill it so it
476     // can be found by the runtime later.  We currently do not support
477     // tracking values through callee saved registers to their eventual
478     // spill location.  This would be a useful optimization, but would
479     // need to be optional since it requires a lot of complexity on the
480     // runtime side which not all would support.
481     std::pair<SDValue, SDValue> Res =
482         spillIncomingStatepointValue(Incoming, Chain, Builder);
483     Ops.push_back(Res.first);
484     Chain = Res.second;
485   }
486
487   Builder.DAG.setRoot(Chain);
488 }
489
490 /// Lower deopt state and gc pointer arguments of the statepoint.  The actual
491 /// lowering is described in lowerIncomingStatepointValue.  This function is
492 /// responsible for lowering everything in the right position and playing some
493 /// tricks to avoid redundant stack manipulation where possible.  On
494 /// completion, 'Ops' will contain ready to use operands for machine code
495 /// statepoint. The chain nodes will have already been created and the DAG root
496 /// will be set to the last value spilled (if any were).
497 static void lowerStatepointMetaArgs(SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
498                                     ImmutableStatepoint StatepointSite,
499                                     SelectionDAGBuilder &Builder) {
500
501   // Lower the deopt and gc arguments for this statepoint.  Layout will
502   // be: deopt argument length, deopt arguments.., gc arguments...
503
504   SmallVector<const Value *, 64> Bases, Ptrs, Relocations;
505   getIncomingStatepointGCValues(Bases, Ptrs, Relocations, StatepointSite,
506                                 Builder);
507
508 #ifndef NDEBUG
509   // Check that each of the gc pointer and bases we've gotten out of the
510   // safepoint is something the strategy thinks might be a pointer into the GC
511   // heap.  This is basically just here to help catch errors during statepoint
512   // insertion. TODO: This should actually be in the Verifier, but we can't get
513   // to the GCStrategy from there (yet).
514   GCStrategy &S = Builder.GFI->getStrategy();
515   for (const Value *V : Bases) {
516     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType());
517     if (Opt.hasValue()) {
518       assert(Opt.getValue() &&
519              "non gc managed base pointer found in statepoint");
520     }
521   }
522   for (const Value *V : Ptrs) {
523     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType());
524     if (Opt.hasValue()) {
525       assert(Opt.getValue() &&
526              "non gc managed derived pointer found in statepoint");
527     }
528   }
529   for (const Value *V : Relocations) {
530     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType());
531     if (Opt.hasValue()) {
532       assert(Opt.getValue() && "non gc managed pointer relocated");
533     }
534   }
535 #endif
536
537   // Before we actually start lowering (and allocating spill slots for values),
538   // reserve any stack slots which we judge to be profitable to reuse for a
539   // particular value.  This is purely an optimization over the code below and
540   // doesn't change semantics at all.  It is important for performance that we
541   // reserve slots for both deopt and gc values before lowering either.
542   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
543     reservePreviousStackSlotForValue(V, Builder);
544   }
545   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
546     reservePreviousStackSlotForValue(Bases[i], Builder);
547     reservePreviousStackSlotForValue(Ptrs[i], Builder);
548   }
549
550   // First, prefix the list with the number of unique values to be
551   // lowered.  Note that this is the number of *Values* not the
552   // number of SDValues required to lower them.
553   const int NumVMSArgs = StatepointSite.getNumTotalVMSArgs();
554   pushStackMapConstant(Ops, Builder, NumVMSArgs);
555
556   assert(NumVMSArgs == std::distance(StatepointSite.vm_state_begin(),
557                                      StatepointSite.vm_state_end()));
558
559   // The vm state arguments are lowered in an opaque manner.  We do
560   // not know what type of values are contained within.  We skip the
561   // first one since that happens to be the total number we lowered
562   // explicitly just above.  We could have left it in the loop and
563   // not done it explicitly, but it's far easier to understand this
564   // way.
565   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
566     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
567     lowerIncomingStatepointValue(Incoming, Ops, Builder);
568   }
569
570   // Finally, go ahead and lower all the gc arguments.  There's no prefixed
571   // length for this one.  After lowering, we'll have the base and pointer
572   // arrays interwoven with each (lowered) base pointer immediately followed by
573   // it's (lowered) derived pointer.  i.e
574   // (base[0], ptr[0], base[1], ptr[1], ...)
575   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
576     const Value *Base = Bases[i];
577     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Base), Ops, Builder);
578
579     const Value *Ptr = Ptrs[i];
580     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Ptr), Ops, Builder);
581   }
582
583   // If there are any explicit spill slots passed to the statepoint, record
584   // them, but otherwise do not do anything special.  These are user provided
585   // allocas and give control over placement to the consumer.  In this case,
586   // it is the contents of the slot which may get updated, not the pointer to
587   // the alloca
588   for (Value *V : StatepointSite.gc_args()) {
589     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
590     if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
591       // This handles allocas as arguments to the statepoint
592       Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
593                                                     Incoming.getValueType()));
594     }
595   }
596
597   // Record computed locations for all lowered values.
598   // This can not be embedded in lowering loops as we need to record *all*
599   // values, while previous loops account only values with unique SDValues.
600   const Instruction *StatepointInstr =
601     StatepointSite.getCallSite().getInstruction();
602   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
603     Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[StatepointInstr];
604
605   for (GCRelocateOperands RelocateOpers : StatepointSite.getRelocates()) {
606     const Value *V = RelocateOpers.getDerivedPtr();
607     SDValue SDV = Builder.getValue(V);
608     SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(SDV);
609
610     if (Loc.getNode()) {
611       SpillMap[V] = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
612     } else {
613       // Record value as visited, but not spilled. This is case for allocas
614       // and constants. For this values we can avoid emitting spill load while
615       // visiting corresponding gc_relocate.
616       // Actually we do not need to record them in this map at all.
617       // We do this only to check that we are not relocating any unvisited
618       // value.
619       SpillMap[V] = None;
620
621       // Default llvm mechanisms for exporting values which are used in
622       // different basic blocks does not work for gc relocates.
623       // Note that it would be incorrect to teach llvm that all relocates are
624       // uses of the corresponding values so that it would automatically
625       // export them. Relocates of the spilled values does not use original
626       // value.
627       if (RelocateOpers.getUnderlyingCallSite().getParent() !=
628           StatepointInstr->getParent())
629         Builder.ExportFromCurrentBlock(V);
630     }
631   }
632 }
633
634 void SelectionDAGBuilder::visitStatepoint(const CallInst &CI) {
635   // Check some preconditions for sanity
636   assert(isStatepoint(&CI) &&
637          "function called must be the statepoint function");
638
639   LowerStatepoint(ImmutableStatepoint(&CI));
640 }
641
642 void SelectionDAGBuilder::LowerStatepoint(
643     ImmutableStatepoint ISP, const BasicBlock *EHPadBB /*= nullptr*/) {
644   // The basic scheme here is that information about both the original call and
645   // the safepoint is encoded in the CallInst.  We create a temporary call and
646   // lower it, then reverse engineer the calling sequence.
647
648   NumOfStatepoints++;
649   // Clear state
650   StatepointLowering.startNewStatepoint(*this);
651
652   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
653
654 #ifndef NDEBUG
655   // Consistency check. Check only relocates in the same basic block as thier
656   // statepoint.
657   for (const User *U : CS->users()) {
658     const CallInst *Call = cast<CallInst>(U);
659     if (isGCRelocate(Call) && Call->getParent() == CS.getParent())
660       StatepointLowering.scheduleRelocCall(*Call);
661   }
662 #endif
663
664 #ifndef NDEBUG
665   // If this is a malformed statepoint, report it early to simplify debugging.
666   // This should catch any IR level mistake that's made when constructing or
667   // transforming statepoints.
668   ISP.verify();
669
670   // Check that the associated GCStrategy expects to encounter statepoints.
671   assert(GFI->getStrategy().useStatepoints() &&
672          "GCStrategy does not expect to encounter statepoints");
673 #endif
674
675   // Lower statepoint vmstate and gcstate arguments
676   SmallVector<SDValue, 10> LoweredMetaArgs;
677   lowerStatepointMetaArgs(LoweredMetaArgs, ISP, *this);
678
679   // Get call node, we will replace it later with statepoint
680   SDNode *CallNode =
681       lowerCallFromStatepoint(ISP, EHPadBB, *this, PendingExports);
682
683   // Construct the actual GC_TRANSITION_START, STATEPOINT, and GC_TRANSITION_END
684   // nodes with all the appropriate arguments and return values.
685
686   // Call Node: Chain, Target, {Args}, RegMask, [Glue]
687   SDValue Chain = CallNode->getOperand(0);
688
689   SDValue Glue;
690   bool CallHasIncomingGlue = CallNode->getGluedNode();
691   if (CallHasIncomingGlue) {
692     // Glue is always last operand
693     Glue = CallNode->getOperand(CallNode->getNumOperands() - 1);
694   }
695
696   // Build the GC_TRANSITION_START node if necessary.
697   //
698   // The operands to the GC_TRANSITION_{START,END} nodes are laid out in the
699   // order in which they appear in the call to the statepoint intrinsic. If
700   // any of the operands is a pointer-typed, that operand is immediately
701   // followed by a SRCVALUE for the pointer that may be used during lowering
702   // (e.g. to form MachinePointerInfo values for loads/stores).
703   const bool IsGCTransition =
704       (ISP.getFlags() & (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition) ==
705           (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition;
706   if (IsGCTransition) {
707     SmallVector<SDValue, 8> TSOps;
708
709     // Add chain
710     TSOps.push_back(Chain);
711
712     // Add GC transition arguments
713     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
714       TSOps.push_back(getValue(V));
715       if (V->getType()->isPointerTy())
716         TSOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
717     }
718
719     // Add glue if necessary
720     if (CallHasIncomingGlue)
721       TSOps.push_back(Glue);
722
723     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
724
725     SDValue GCTransitionStart =
726         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_START, getCurSDLoc(), NodeTys, TSOps);
727
728     Chain = GCTransitionStart.getValue(0);
729     Glue = GCTransitionStart.getValue(1);
730   }
731
732   // TODO: Currently, all of these operands are being marked as read/write in
733   // PrologEpilougeInserter.cpp, we should special case the VMState arguments
734   // and flags to be read-only.
735   SmallVector<SDValue, 40> Ops;
736
737   // Add the <id> and <numBytes> constants.
738   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(ISP.getID(), getCurSDLoc(), MVT::i64));
739   Ops.push_back(
740       DAG.getTargetConstant(ISP.getNumPatchBytes(), getCurSDLoc(), MVT::i32));
741
742   // Calculate and push starting position of vmstate arguments
743   // Get number of arguments incoming directly into call node
744   unsigned NumCallRegArgs =
745       CallNode->getNumOperands() - (CallHasIncomingGlue ? 4 : 3);
746   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(NumCallRegArgs, getCurSDLoc(), MVT::i32));
747
748   // Add call target
749   SDValue CallTarget = SDValue(CallNode->getOperand(1).getNode(), 0);
750   Ops.push_back(CallTarget);
751
752   // Add call arguments
753   // Get position of register mask in the call
754   SDNode::op_iterator RegMaskIt;
755   if (CallHasIncomingGlue)
756     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 2;
757   else
758     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 1;
759   Ops.insert(Ops.end(), CallNode->op_begin() + 2, RegMaskIt);
760
761   // Add a constant argument for the calling convention
762   pushStackMapConstant(Ops, *this, CS.getCallingConv());
763
764   // Add a constant argument for the flags
765   uint64_t Flags = ISP.getFlags();
766   assert(
767       ((Flags & ~(uint64_t)StatepointFlags::MaskAll) == 0)
768           && "unknown flag used");
769   pushStackMapConstant(Ops, *this, Flags);
770
771   // Insert all vmstate and gcstate arguments
772   Ops.insert(Ops.end(), LoweredMetaArgs.begin(), LoweredMetaArgs.end());
773
774   // Add register mask from call node
775   Ops.push_back(*RegMaskIt);
776
777   // Add chain
778   Ops.push_back(Chain);
779
780   // Same for the glue, but we add it only if original call had it
781   if (Glue.getNode())
782     Ops.push_back(Glue);
783
784   // Compute return values.  Provide a glue output since we consume one as
785   // input.  This allows someone else to chain off us as needed.
786   SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
787
788   SDNode *StatepointMCNode =
789       DAG.getMachineNode(TargetOpcode::STATEPOINT, getCurSDLoc(), NodeTys, Ops);
790
791   SDNode *SinkNode = StatepointMCNode;
792
793   // Build the GC_TRANSITION_END node if necessary.
794   //
795   // See the comment above regarding GC_TRANSITION_START for the layout of
796   // the operands to the GC_TRANSITION_END node.
797   if (IsGCTransition) {
798     SmallVector<SDValue, 8> TEOps;
799
800     // Add chain
801     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 0));
802
803     // Add GC transition arguments
804     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
805       TEOps.push_back(getValue(V));
806       if (V->getType()->isPointerTy())
807         TEOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
808     }
809
810     // Add glue
811     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 1));
812
813     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
814
815     SDValue GCTransitionStart =
816         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_END, getCurSDLoc(), NodeTys, TEOps);
817
818     SinkNode = GCTransitionStart.getNode();
819   }
820
821   // Replace original call
822   DAG.ReplaceAllUsesWith(CallNode, SinkNode); // This may update Root
823   // Remove original call node
824   DAG.DeleteNode(CallNode);
825
826   // DON'T set the root - under the assumption that it's already set past the
827   // inserted node we created.
828
829   // TODO: A better future implementation would be to emit a single variable
830   // argument, variable return value STATEPOINT node here and then hookup the
831   // return value of each gc.relocate to the respective output of the
832   // previously emitted STATEPOINT value.  Unfortunately, this doesn't appear
833   // to actually be possible today.
834 }
835
836 void SelectionDAGBuilder::visitGCResult(const CallInst &CI) {
837   // The result value of the gc_result is simply the result of the actual
838   // call.  We've already emitted this, so just grab the value.
839   Instruction *I = cast<Instruction>(CI.getArgOperand(0));
840   assert(isStatepoint(I) && "first argument must be a statepoint token");
841
842   if (I->getParent() != CI.getParent()) {
843     // Statepoint is in different basic block so we should have stored call
844     // result in a virtual register.
845     // We can not use default getValue() functionality to copy value from this
846     // register because statepoint and actuall call return types can be
847     // different, and getValue() will use CopyFromReg of the wrong type,
848     // which is always i32 in our case.
849     PointerType *CalleeType = cast<PointerType>(
850         ImmutableStatepoint(I).getCalledValue()->getType());
851     Type *RetTy =
852         cast<FunctionType>(CalleeType->getElementType())->getReturnType();
853     SDValue CopyFromReg = getCopyFromRegs(I, RetTy);
854
855     assert(CopyFromReg.getNode());
856     setValue(&CI, CopyFromReg);
857   } else {
858     setValue(&CI, getValue(I));
859   }
860 }
861
862 void SelectionDAGBuilder::visitGCRelocate(const CallInst &CI) {
863   GCRelocateOperands RelocateOpers(&CI);
864
865 #ifndef NDEBUG
866   // Consistency check
867   // We skip this check for relocates not in the same basic block as thier
868   // statepoint. It would be too expensive to preserve validation info through
869   // different basic blocks.
870   if (RelocateOpers.getStatepoint()->getParent() == CI.getParent()) {
871     StatepointLowering.relocCallVisited(CI);
872   }
873 #endif
874
875   const Value *DerivedPtr = RelocateOpers.getDerivedPtr();
876   SDValue SD = getValue(DerivedPtr);
877
878   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
879     FuncInfo.StatepointRelocatedValues[RelocateOpers.getStatepoint()];
880
881   // We should have recorded location for this pointer
882   assert(SpillMap.count(DerivedPtr) && "Relocating not lowered gc value");
883   Optional<int> DerivedPtrLocation = SpillMap[DerivedPtr];
884
885   // We didn't need to spill these special cases (constants and allocas).
886   // See the handling in spillIncomingValueForStatepoint for detail.
887   if (!DerivedPtrLocation) {
888     setValue(&CI, SD);
889     return;
890   }
891
892   SDValue SpillSlot = DAG.getTargetFrameIndex(*DerivedPtrLocation,
893                                               SD.getValueType());
894
895   // Be conservative: flush all pending loads
896   // TODO: Probably we can be less restrictive on this,
897   // it may allow more scheduling opportunities.
898   SDValue Chain = getRoot();
899
900   SDValue SpillLoad =
901       DAG.getLoad(SpillSlot.getValueType(), getCurSDLoc(), Chain, SpillSlot,
902                   MachinePointerInfo::getFixedStack(DAG.getMachineFunction(),
903                                                     *DerivedPtrLocation),
904                   false, false, false, 0);
905
906   // Again, be conservative, don't emit pending loads
907   DAG.setRoot(SpillLoad.getValue(1));
908
909   assert(SpillLoad.getNode());
910   setValue(&CI, SpillLoad);
911 }