[StatepointLowering] Support of the gc.relocates for invoke statepoints.
[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/GCMetadata.h"
21 #include "llvm/CodeGen/GCStrategy.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
23 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
24 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
25 #include "llvm/IR/Instructions.h"
26 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
27 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
28 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
29 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
30 #include <algorithm>
31 using namespace llvm;
32
33 #define DEBUG_TYPE "statepoint-lowering"
34
35 STATISTIC(NumSlotsAllocatedForStatepoints,
36           "Number of stack slots allocated for statepoints");
37 STATISTIC(NumOfStatepoints, "Number of statepoint nodes encountered");
38 STATISTIC(StatepointMaxSlotsRequired,
39           "Maximum number of stack slots required for a singe statepoint");
40
41 static void pushStackMapConstant(SmallVectorImpl<SDValue>& Ops,
42                                  SelectionDAGBuilder &Builder, uint64_t Value) {
43   SDLoc L = Builder.getCurSDLoc();
44   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(StackMaps::ConstantOp, L,
45                                               MVT::i64));
46   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(Value, L, MVT::i64));
47 }
48
49 void StatepointLoweringState::startNewStatepoint(SelectionDAGBuilder &Builder) {
50   // Consistency check
51   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
52          "Trying to visit statepoint before finished processing previous one");
53   Locations.clear();
54   NextSlotToAllocate = 0;
55   // Need to resize this on each safepoint - we need the two to stay in
56   // sync and the clear patterns of a SelectionDAGBuilder have no relation
57   // to FunctionLoweringInfo.
58   AllocatedStackSlots.resize(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size());
59   for (size_t i = 0; i < AllocatedStackSlots.size(); i++) {
60     AllocatedStackSlots[i] = false;
61   }
62 }
63
64 void StatepointLoweringState::clear() {
65   Locations.clear();
66   AllocatedStackSlots.clear();
67   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
68          "cleared before statepoint sequence completed");
69 }
70
71 SDValue
72 StatepointLoweringState::allocateStackSlot(EVT ValueType,
73                                            SelectionDAGBuilder &Builder) {
74
75   NumSlotsAllocatedForStatepoints++;
76
77   // The basic scheme here is to first look for a previously created stack slot
78   // which is not in use (accounting for the fact arbitrary slots may already
79   // be reserved), or to create a new stack slot and use it.
80
81   // If this doesn't succeed in 40000 iterations, something is seriously wrong
82   for (int i = 0; i < 40000; i++) {
83     assert(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size() ==
84                AllocatedStackSlots.size() &&
85            "broken invariant");
86     const size_t NumSlots = AllocatedStackSlots.size();
87     assert(NextSlotToAllocate <= NumSlots && "broken invariant");
88
89     if (NextSlotToAllocate >= NumSlots) {
90       assert(NextSlotToAllocate == NumSlots);
91       // record stats
92       if (NumSlots + 1 > StatepointMaxSlotsRequired) {
93         StatepointMaxSlotsRequired = NumSlots + 1;
94       }
95
96       SDValue SpillSlot = Builder.DAG.CreateStackTemporary(ValueType);
97       const unsigned FI = cast<FrameIndexSDNode>(SpillSlot)->getIndex();
98       Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.push_back(FI);
99       AllocatedStackSlots.push_back(true);
100       return SpillSlot;
101     }
102     if (!AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate]) {
103       const int FI = Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots[NextSlotToAllocate];
104       AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate] = true;
105       return Builder.DAG.getFrameIndex(FI, ValueType);
106     }
107     // Note: We deliberately choose to advance this only on the failing path.
108     // Doing so on the suceeding path involes a bit of complexity that caused a
109     // minor bug previously.  Unless performance shows this matters, please
110     // keep this code as simple as possible.
111     NextSlotToAllocate++;
112   }
113   llvm_unreachable("infinite loop?");
114 }
115
116 /// Try to find existing copies of the incoming values in stack slots used for
117 /// statepoint spilling.  If we can find a spill slot for the incoming value,
118 /// mark that slot as allocated, and reuse the same slot for this safepoint.
119 /// This helps to avoid series of loads and stores that only serve to resuffle
120 /// values on the stack between calls.
121 static void reservePreviousStackSlotForValue(SDValue Incoming,
122                                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
123
124   if (isa<ConstantSDNode>(Incoming) || isa<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
125     // We won't need to spill this, so no need to check for previously
126     // allocated stack slots
127     return;
128   }
129
130   SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
131   if (Loc.getNode()) {
132     // duplicates in input
133     return;
134   }
135
136   // Search back for the load from a stack slot pattern to find the original
137   // slot we allocated for this value.  We could extend this to deal with
138   // simple modification patterns, but simple dealing with trivial load/store
139   // sequences helps a lot already.
140   if (LoadSDNode *Load = dyn_cast<LoadSDNode>(Incoming)) {
141     if (auto *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Load->getBasePtr())) {
142       const int Index = FI->getIndex();
143       auto Itr = std::find(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(),
144                            Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end(), Index);
145       if (Itr == Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end()) {
146         // not one of the lowering stack slots, can't reuse!
147         // TODO: Actually, we probably could reuse the stack slot if the value
148         // hasn't changed at all, but we'd need to look for intervening writes
149         return;
150       } else {
151         // This is one of our dedicated lowering slots
152         const int Offset =
153             std::distance(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(), Itr);
154         if (Builder.StatepointLowering.isStackSlotAllocated(Offset)) {
155           // stack slot already assigned to someone else, can't use it!
156           // TODO: currently we reserve space for gc arguments after doing
157           // normal allocation for deopt arguments.  We should reserve for
158           // _all_ deopt and gc arguments, then start allocating.  This
159           // will prevent some moves being inserted when vm state changes,
160           // but gc state doesn't between two calls.
161           return;
162         }
163         // Reserve this stack slot
164         Builder.StatepointLowering.reserveStackSlot(Offset);
165       }
166
167       // Cache this slot so we find it when going through the normal
168       // assignment loop.
169       SDValue Loc =
170           Builder.DAG.getTargetFrameIndex(Index, Incoming.getValueType());
171
172       Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
173     }
174   }
175
176   // TODO: handle case where a reloaded value flows through a phi to
177   // another safepoint.  e.g.
178   // bb1:
179   //  a' = relocated...
180   // bb2: % pred: bb1, bb3, bb4, etc.
181   //  a_phi = phi(a', ...)
182   // statepoint ... a_phi
183   // NOTE: This will require reasoning about cross basic block values.  This is
184   // decidedly non trivial and this might not be the right place to do it.  We
185   // don't really have the information we need here...
186
187   // TODO: handle simple updates.  If a value is modified and the original
188   // value is no longer live, it would be nice to put the modified value in the
189   // same slot.  This allows folding of the memory accesses for some
190   // instructions types (like an increment).
191   // statepoint (i)
192   // i1 = i+1
193   // statepoint (i1)
194 }
195
196 /// Remove any duplicate (as SDValues) from the derived pointer pairs.  This
197 /// is not required for correctness.  It's purpose is to reduce the size of
198 /// StackMap section.  It has no effect on the number of spill slots required
199 /// or the actual lowering.
200 static void removeDuplicatesGCPtrs(SmallVectorImpl<const Value *> &Bases,
201                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
202                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs,
203                                    SelectionDAGBuilder &Builder) {
204
205   // This is horribly ineffecient, but I don't care right now
206   SmallSet<SDValue, 64> Seen;
207
208   SmallVector<const Value *, 64> NewBases, NewPtrs, NewRelocs;
209   for (size_t i = 0; i < Ptrs.size(); i++) {
210     SDValue SD = Builder.getValue(Ptrs[i]);
211     // Only add non-duplicates
212     if (Seen.count(SD) == 0) {
213       NewBases.push_back(Bases[i]);
214       NewPtrs.push_back(Ptrs[i]);
215       NewRelocs.push_back(Relocs[i]);
216     }
217     Seen.insert(SD);
218   }
219   assert(Bases.size() >= NewBases.size());
220   assert(Ptrs.size() >= NewPtrs.size());
221   assert(Relocs.size() >= NewRelocs.size());
222   Bases = NewBases;
223   Ptrs = NewPtrs;
224   Relocs = NewRelocs;
225   assert(Ptrs.size() == Bases.size());
226   assert(Ptrs.size() == Relocs.size());
227 }
228
229 /// Extract call from statepoint, lower it and return pointer to the
230 /// call node. Also update NodeMap so that getValue(statepoint) will
231 /// reference lowered call result
232 static SDNode *
233 lowerCallFromStatepoint(ImmutableStatepoint ISP, MachineBasicBlock *LandingPad,
234                         SelectionDAGBuilder &Builder,
235                         SmallVectorImpl<SDValue> &PendingExports) {
236
237   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
238
239   SDValue ActualCallee = Builder.getValue(ISP.getActualCallee());
240
241   // Handle immediate and symbolic callees.
242   if (auto *ConstCallee = dyn_cast<ConstantSDNode>(ActualCallee.getNode()))
243     ActualCallee = Builder.DAG.getIntPtrConstant(ConstCallee->getZExtValue(),
244                                                  Builder.getCurSDLoc(),
245                                                  /*isTarget=*/true);
246   else if (auto *SymbolicCallee =
247                dyn_cast<GlobalAddressSDNode>(ActualCallee.getNode()))
248     ActualCallee = Builder.DAG.getTargetGlobalAddress(
249         SymbolicCallee->getGlobal(), SDLoc(SymbolicCallee),
250         SymbolicCallee->getValueType(0));
251
252   assert(CS.getCallingConv() != CallingConv::AnyReg &&
253          "anyregcc is not supported on statepoints!");
254
255   Type *DefTy = ISP.getActualReturnType();
256   bool HasDef = !DefTy->isVoidTy();
257
258   SDValue ReturnValue, CallEndVal;
259   std::tie(ReturnValue, CallEndVal) = Builder.lowerCallOperands(
260       ISP.getCallSite(), ImmutableStatepoint::CallArgsBeginPos,
261       ISP.getNumCallArgs(), ActualCallee, DefTy, LandingPad,
262       false /* IsPatchPoint */);
263
264   SDNode *CallEnd = CallEndVal.getNode();
265
266   // Get a call instruction from the call sequence chain.  Tail calls are not
267   // allowed.  The following code is essentially reverse engineering X86's
268   // LowerCallTo.
269   //
270   // We are expecting DAG to have the following form:
271   //
272   // ch = eh_label (only in case of invoke statepoint)
273   //   ch, glue = callseq_start ch
274   //   ch, glue = X86::Call ch, glue
275   //   ch, glue = callseq_end ch, glue
276   //   get_return_value ch, glue
277   //
278   // get_return_value can either be a CopyFromReg to grab the return value from
279   // %RAX, or it can be a LOAD to load a value returned by reference via a stack
280   // slot.
281
282   if (HasDef && (CallEnd->getOpcode() == ISD::CopyFromReg ||
283                  CallEnd->getOpcode() == ISD::LOAD))
284     CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
285
286   assert(CallEnd->getOpcode() == ISD::CALLSEQ_END && "expected!");
287
288   if (HasDef) {
289     if (CS.isInvoke()) {
290       // Result value will be used in different basic block for invokes
291       // so we need to export it now. But statepoint call has a different type
292       // than the actuall call. It means that standart exporting mechanism will
293       // create register of the wrong type. So instead we need to create
294       // register with correct type and save value into it manually.
295       // TODO: To eliminate this problem we can remove gc.result intrinsics
296       //       completelly and make statepoint call to return a tuple.
297       unsigned Reg = Builder.FuncInfo.CreateRegs(ISP.getActualReturnType());
298       RegsForValue RFV(*Builder.DAG.getContext(),
299                        Builder.DAG.getTargetLoweringInfo(), Reg,
300                        ISP.getActualReturnType());
301       SDValue Chain = Builder.DAG.getEntryNode();
302
303       RFV.getCopyToRegs(ReturnValue, Builder.DAG, Builder.getCurSDLoc(), Chain,
304                         nullptr);
305       PendingExports.push_back(Chain);
306       Builder.FuncInfo.ValueMap[CS.getInstruction()] = Reg;
307     } else {
308       // The value of the statepoint itself will be the value of call itself.
309       // We'll replace the actually call node shortly.  gc_result will grab
310       // this value.
311       Builder.setValue(CS.getInstruction(), ReturnValue);
312     }
313   } else {
314     // The token value is never used from here on, just generate a poison value
315     Builder.setValue(CS.getInstruction(),
316                      Builder.DAG.getIntPtrConstant(-1, Builder.getCurSDLoc()));
317   }
318
319   return CallEnd->getOperand(0).getNode();
320 }
321
322 /// Callect all gc pointers coming into statepoint intrinsic, clean them up,
323 /// and return two arrays:
324 ///   Bases - base pointers incoming to this statepoint
325 ///   Ptrs - derived pointers incoming to this statepoint
326 ///   Relocs - the gc_relocate corresponding to each base/ptr pair
327 /// Elements of this arrays should be in one-to-one correspondence with each
328 /// other i.e Bases[i], Ptrs[i] are from the same gcrelocate call
329 static void getIncomingStatepointGCValues(
330     SmallVectorImpl<const Value *> &Bases, SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
331     SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs, ImmutableStatepoint StatepointSite,
332     SelectionDAGBuilder &Builder) {
333   for (GCRelocateOperands relocateOpers :
334        StatepointSite.getRelocates(StatepointSite)) {
335     Relocs.push_back(relocateOpers.getUnderlyingCallSite().getInstruction());
336     Bases.push_back(relocateOpers.getBasePtr());
337     Ptrs.push_back(relocateOpers.getDerivedPtr());
338   }
339
340   // Remove any redundant llvm::Values which map to the same SDValue as another
341   // input.  Also has the effect of removing duplicates in the original
342   // llvm::Value input list as well.  This is a useful optimization for
343   // reducing the size of the StackMap section.  It has no other impact.
344   removeDuplicatesGCPtrs(Bases, Ptrs, Relocs, Builder);
345
346   assert(Bases.size() == Ptrs.size() && Ptrs.size() == Relocs.size());
347 }
348
349 /// Spill a value incoming to the statepoint. It might be either part of
350 /// vmstate
351 /// or gcstate. In both cases unconditionally spill it on the stack unless it
352 /// is a null constant. Return pair with first element being frame index
353 /// containing saved value and second element with outgoing chain from the
354 /// emitted store
355 static std::pair<SDValue, SDValue>
356 spillIncomingStatepointValue(SDValue Incoming, SDValue Chain,
357                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
358   SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
359
360   // Emit new store if we didn't do it for this ptr before
361   if (!Loc.getNode()) {
362     Loc = Builder.StatepointLowering.allocateStackSlot(Incoming.getValueType(),
363                                                        Builder);
364     assert(isa<FrameIndexSDNode>(Loc));
365     int Index = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
366     // We use TargetFrameIndex so that isel will not select it into LEA
367     Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(Index, Incoming.getValueType());
368
369     // TODO: We can create TokenFactor node instead of
370     //       chaining stores one after another, this may allow
371     //       a bit more optimal scheduling for them
372     Chain = Builder.DAG.getStore(Chain, Builder.getCurSDLoc(), Incoming, Loc,
373                                  MachinePointerInfo::getFixedStack(Index),
374                                  false, false, 0);
375
376     Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
377   }
378
379   assert(Loc.getNode());
380   return std::make_pair(Loc, Chain);
381 }
382
383 /// Lower a single value incoming to a statepoint node.  This value can be
384 /// either a deopt value or a gc value, the handling is the same.  We special
385 /// case constants and allocas, then fall back to spilling if required.
386 static void lowerIncomingStatepointValue(SDValue Incoming,
387                                          SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
388                                          SelectionDAGBuilder &Builder) {
389   SDValue Chain = Builder.getRoot();
390
391   if (ConstantSDNode *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Incoming)) {
392     // If the original value was a constant, make sure it gets recorded as
393     // such in the stackmap.  This is required so that the consumer can
394     // parse any internal format to the deopt state.  It also handles null
395     // pointers and other constant pointers in GC states
396     pushStackMapConstant(Ops, Builder, C->getSExtValue());
397   } else if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
398     // This handles allocas as arguments to the statepoint (this is only
399     // really meaningful for a deopt value.  For GC, we'd be trying to
400     // relocate the address of the alloca itself?)
401     Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
402                                                   Incoming.getValueType()));
403   } else {
404     // Otherwise, locate a spill slot and explicitly spill it so it
405     // can be found by the runtime later.  We currently do not support
406     // tracking values through callee saved registers to their eventual
407     // spill location.  This would be a useful optimization, but would
408     // need to be optional since it requires a lot of complexity on the
409     // runtime side which not all would support.
410     std::pair<SDValue, SDValue> Res =
411         spillIncomingStatepointValue(Incoming, Chain, Builder);
412     Ops.push_back(Res.first);
413     Chain = Res.second;
414   }
415
416   Builder.DAG.setRoot(Chain);
417 }
418
419 /// Lower deopt state and gc pointer arguments of the statepoint.  The actual
420 /// lowering is described in lowerIncomingStatepointValue.  This function is
421 /// responsible for lowering everything in the right position and playing some
422 /// tricks to avoid redundant stack manipulation where possible.  On
423 /// completion, 'Ops' will contain ready to use operands for machine code
424 /// statepoint. The chain nodes will have already been created and the DAG root
425 /// will be set to the last value spilled (if any were).
426 static void lowerStatepointMetaArgs(SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
427                                     ImmutableStatepoint StatepointSite,
428                                     SelectionDAGBuilder &Builder) {
429
430   // Lower the deopt and gc arguments for this statepoint.  Layout will
431   // be: deopt argument length, deopt arguments.., gc arguments...
432
433   SmallVector<const Value *, 64> Bases, Ptrs, Relocations;
434   getIncomingStatepointGCValues(Bases, Ptrs, Relocations, StatepointSite,
435                                 Builder);
436
437 #ifndef NDEBUG
438   // Check that each of the gc pointer and bases we've gotten out of the
439   // safepoint is something the strategy thinks might be a pointer into the GC
440   // heap.  This is basically just here to help catch errors during statepoint
441   // insertion. TODO: This should actually be in the Verifier, but we can't get
442   // to the GCStrategy from there (yet).
443   GCStrategy &S = Builder.GFI->getStrategy();
444   for (const Value *V : Bases) {
445     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
446     if (Opt.hasValue()) {
447       assert(Opt.getValue() &&
448              "non gc managed base pointer found in statepoint");
449     }
450   }
451   for (const Value *V : Ptrs) {
452     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
453     if (Opt.hasValue()) {
454       assert(Opt.getValue() &&
455              "non gc managed derived pointer found in statepoint");
456     }
457   }
458   for (const Value *V : Relocations) {
459     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
460     if (Opt.hasValue()) {
461       assert(Opt.getValue() && "non gc managed pointer relocated");
462     }
463   }
464 #endif
465
466   // Before we actually start lowering (and allocating spill slots for values),
467   // reserve any stack slots which we judge to be profitable to reuse for a
468   // particular value.  This is purely an optimization over the code below and
469   // doesn't change semantics at all.  It is important for performance that we
470   // reserve slots for both deopt and gc values before lowering either.
471   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
472     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
473     reservePreviousStackSlotForValue(Incoming, Builder);
474   }
475   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
476     const Value *Base = Bases[i];
477     reservePreviousStackSlotForValue(Builder.getValue(Base), Builder);
478
479     const Value *Ptr = Ptrs[i];
480     reservePreviousStackSlotForValue(Builder.getValue(Ptr), Builder);
481   }
482
483   // First, prefix the list with the number of unique values to be
484   // lowered.  Note that this is the number of *Values* not the
485   // number of SDValues required to lower them.
486   const int NumVMSArgs = StatepointSite.getNumTotalVMSArgs();
487   pushStackMapConstant(Ops, Builder, NumVMSArgs);
488
489   assert(NumVMSArgs == std::distance(StatepointSite.vm_state_begin(),
490                                      StatepointSite.vm_state_end()));
491
492   // The vm state arguments are lowered in an opaque manner.  We do
493   // not know what type of values are contained within.  We skip the
494   // first one since that happens to be the total number we lowered
495   // explicitly just above.  We could have left it in the loop and
496   // not done it explicitly, but it's far easier to understand this
497   // way.
498   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
499     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
500     lowerIncomingStatepointValue(Incoming, Ops, Builder);
501   }
502
503   // Finally, go ahead and lower all the gc arguments.  There's no prefixed
504   // length for this one.  After lowering, we'll have the base and pointer
505   // arrays interwoven with each (lowered) base pointer immediately followed by
506   // it's (lowered) derived pointer.  i.e
507   // (base[0], ptr[0], base[1], ptr[1], ...)
508   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
509     const Value *Base = Bases[i];
510     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Base), Ops, Builder);
511
512     const Value *Ptr = Ptrs[i];
513     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Ptr), Ops, Builder);
514   }
515
516   // If there are any explicit spill slots passed to the statepoint, record
517   // them, but otherwise do not do anything special.  These are user provided
518   // allocas and give control over placement to the consumer.  In this case,
519   // it is the contents of the slot which may get updated, not the pointer to
520   // the alloca
521   for (Value *V : StatepointSite.gc_args()) {
522     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
523     if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
524       // This handles allocas as arguments to the statepoint
525       Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
526                                                     Incoming.getValueType()));
527     }
528   }
529
530   // Record computed locations for all lowered values.
531   // This can not be embedded in lowering loops as we need to record *all*
532   // values, while previous loops account only values with unique SDValues.
533   const Instruction *StatepointInstr =
534     StatepointSite.getCallSite().getInstruction();
535   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
536     Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[StatepointInstr];
537
538   for (GCRelocateOperands RelocateOpers :
539        StatepointSite.getRelocates(StatepointSite)) {
540     const Value *V = RelocateOpers.getDerivedPtr();
541     SDValue SDV = Builder.getValue(V);
542     SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(SDV);
543
544     if (Loc.getNode()) {
545       SpillMap[V] = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
546     } else {
547       // Record value as visited, but not spilled. This is case for allocas
548       // and constants. For this values we can avoid emiting spill load while
549       // visiting corresponding gc_relocate.
550       // Actually we do not need to record them in this map at all.
551       // We do this only to check that we are not relocating any unvisited value.
552       SpillMap[V] = None;
553
554       // Default llvm mechanisms for exporting values which are used in
555       // different basic blocks does not work for gc relocates.
556       // Note that it would be incorrect to teach llvm that all relocates are
557       // uses of the corresponging values so that it would automatically
558       // export them. Relocates of the spilled values does not use original
559       // value.
560       if (StatepointSite.getCallSite().isInvoke())
561         Builder.ExportFromCurrentBlock(V);
562     }
563   }
564 }
565
566 void SelectionDAGBuilder::visitStatepoint(const CallInst &CI) {
567   // Check some preconditions for sanity
568   assert(isStatepoint(&CI) &&
569          "function called must be the statepoint function");
570
571   LowerStatepoint(ImmutableStatepoint(&CI));
572 }
573
574 void SelectionDAGBuilder::LowerStatepoint(
575     ImmutableStatepoint ISP, MachineBasicBlock *LandingPad /*=nullptr*/) {
576   // The basic scheme here is that information about both the original call and
577   // the safepoint is encoded in the CallInst.  We create a temporary call and
578   // lower it, then reverse engineer the calling sequence.
579
580   NumOfStatepoints++;
581   // Clear state
582   StatepointLowering.startNewStatepoint(*this);
583
584   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
585
586 #ifndef NDEBUG
587   // Consistency check. Don't do this for invokes. It would be too
588   // expensive to preserve this information across different basic blocks
589   if (!CS.isInvoke()) {
590     for (const User *U : CS->users()) {
591       const CallInst *Call = cast<CallInst>(U);
592       if (isGCRelocate(Call))
593         StatepointLowering.scheduleRelocCall(*Call);
594     }
595   }
596 #endif
597
598 #ifndef NDEBUG
599   // If this is a malformed statepoint, report it early to simplify debugging.
600   // This should catch any IR level mistake that's made when constructing or
601   // transforming statepoints.
602   ISP.verify();
603
604   // Check that the associated GCStrategy expects to encounter statepoints.
605   assert(GFI->getStrategy().useStatepoints() &&
606          "GCStrategy does not expect to encounter statepoints");
607 #endif
608
609   // Lower statepoint vmstate and gcstate arguments
610   SmallVector<SDValue, 10> LoweredMetaArgs;
611   lowerStatepointMetaArgs(LoweredMetaArgs, ISP, *this);
612
613   // Get call node, we will replace it later with statepoint
614   SDNode *CallNode =
615       lowerCallFromStatepoint(ISP, LandingPad, *this, PendingExports);
616
617   // Construct the actual GC_TRANSITION_START, STATEPOINT, and GC_TRANSITION_END
618   // nodes with all the appropriate arguments and return values.
619
620   // Call Node: Chain, Target, {Args}, RegMask, [Glue]
621   SDValue Chain = CallNode->getOperand(0);
622
623   SDValue Glue;
624   bool CallHasIncomingGlue = CallNode->getGluedNode();
625   if (CallHasIncomingGlue) {
626     // Glue is always last operand
627     Glue = CallNode->getOperand(CallNode->getNumOperands() - 1);
628   }
629
630   // Build the GC_TRANSITION_START node if necessary.
631   //
632   // The operands to the GC_TRANSITION_{START,END} nodes are laid out in the
633   // order in which they appear in the call to the statepoint intrinsic. If
634   // any of the operands is a pointer-typed, that operand is immediately
635   // followed by a SRCVALUE for the pointer that may be used during lowering
636   // (e.g. to form MachinePointerInfo values for loads/stores).
637   const bool IsGCTransition =
638       (ISP.getFlags() & (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition) ==
639           (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition;
640   if (IsGCTransition) {
641     SmallVector<SDValue, 8> TSOps;
642
643     // Add chain
644     TSOps.push_back(Chain);
645
646     // Add GC transition arguments
647     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
648       TSOps.push_back(getValue(V));
649       if (V->getType()->isPointerTy())
650         TSOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
651     }
652
653     // Add glue if necessary
654     if (CallHasIncomingGlue)
655       TSOps.push_back(Glue);
656
657     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
658
659     SDValue GCTransitionStart =
660         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_START, getCurSDLoc(), NodeTys, TSOps);
661
662     Chain = GCTransitionStart.getValue(0);
663     Glue = GCTransitionStart.getValue(1);
664   }
665
666   // TODO: Currently, all of these operands are being marked as read/write in
667   // PrologEpilougeInserter.cpp, we should special case the VMState arguments
668   // and flags to be read-only.
669   SmallVector<SDValue, 40> Ops;
670
671   // Add the <id> and <numBytes> constants.
672   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(ISP.getID(), getCurSDLoc(), MVT::i64));
673   Ops.push_back(
674       DAG.getTargetConstant(ISP.getNumPatchBytes(), getCurSDLoc(), MVT::i32));
675
676   // Calculate and push starting position of vmstate arguments
677   // Get number of arguments incoming directly into call node
678   unsigned NumCallRegArgs =
679       CallNode->getNumOperands() - (CallHasIncomingGlue ? 4 : 3);
680   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(NumCallRegArgs, getCurSDLoc(), MVT::i32));
681
682   // Add call target
683   SDValue CallTarget = SDValue(CallNode->getOperand(1).getNode(), 0);
684   Ops.push_back(CallTarget);
685
686   // Add call arguments
687   // Get position of register mask in the call
688   SDNode::op_iterator RegMaskIt;
689   if (CallHasIncomingGlue)
690     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 2;
691   else
692     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 1;
693   Ops.insert(Ops.end(), CallNode->op_begin() + 2, RegMaskIt);
694
695   // Add a constant argument for the calling convention
696   pushStackMapConstant(Ops, *this, CS.getCallingConv());
697
698   // Add a constant argument for the flags
699   uint64_t Flags = ISP.getFlags();
700   assert(
701       ((Flags & ~(uint64_t)StatepointFlags::MaskAll) == 0)
702           && "unknown flag used");
703   pushStackMapConstant(Ops, *this, Flags);
704
705   // Insert all vmstate and gcstate arguments
706   Ops.insert(Ops.end(), LoweredMetaArgs.begin(), LoweredMetaArgs.end());
707
708   // Add register mask from call node
709   Ops.push_back(*RegMaskIt);
710
711   // Add chain
712   Ops.push_back(Chain);
713
714   // Same for the glue, but we add it only if original call had it
715   if (Glue.getNode())
716     Ops.push_back(Glue);
717
718   // Compute return values.  Provide a glue output since we consume one as
719   // input.  This allows someone else to chain off us as needed.
720   SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
721
722   SDNode *StatepointMCNode =
723       DAG.getMachineNode(TargetOpcode::STATEPOINT, getCurSDLoc(), NodeTys, Ops);
724
725   SDNode *SinkNode = StatepointMCNode;
726
727   // Build the GC_TRANSITION_END node if necessary.
728   //
729   // See the comment above regarding GC_TRANSITION_START for the layout of
730   // the operands to the GC_TRANSITION_END node.
731   if (IsGCTransition) {
732     SmallVector<SDValue, 8> TEOps;
733
734     // Add chain
735     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 0));
736
737     // Add GC transition arguments
738     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
739       TEOps.push_back(getValue(V));
740       if (V->getType()->isPointerTy())
741         TEOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
742     }
743
744     // Add glue
745     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 1));
746
747     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
748
749     SDValue GCTransitionStart =
750         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_END, getCurSDLoc(), NodeTys, TEOps);
751
752     SinkNode = GCTransitionStart.getNode();
753   }
754
755   // Replace original call
756   DAG.ReplaceAllUsesWith(CallNode, SinkNode); // This may update Root
757   // Remove originall call node
758   DAG.DeleteNode(CallNode);
759
760   // DON'T set the root - under the assumption that it's already set past the
761   // inserted node we created.
762
763   // TODO: A better future implementation would be to emit a single variable
764   // argument, variable return value STATEPOINT node here and then hookup the
765   // return value of each gc.relocate to the respective output of the
766   // previously emitted STATEPOINT value.  Unfortunately, this doesn't appear
767   // to actually be possible today.
768 }
769
770 void SelectionDAGBuilder::visitGCResult(const CallInst &CI) {
771   // The result value of the gc_result is simply the result of the actual
772   // call.  We've already emitted this, so just grab the value.
773   Instruction *I = cast<Instruction>(CI.getArgOperand(0));
774   assert(isStatepoint(I) && "first argument must be a statepoint token");
775
776   if (isa<InvokeInst>(I)) {
777     // For invokes we should have stored call result in a virtual register.
778     // We can not use default getValue() functionality to copy value from this
779     // register because statepoint and actuall call return types can be
780     // different, and getValue() will use CopyFromReg of the wrong type,
781     // which is always i32 in our case.
782     PointerType *CalleeType =
783         cast<PointerType>(ImmutableStatepoint(I).getActualCallee()->getType());
784     Type *RetTy =
785         cast<FunctionType>(CalleeType->getElementType())->getReturnType();
786     SDValue CopyFromReg = getCopyFromRegs(I, RetTy);
787
788     assert(CopyFromReg.getNode());
789     setValue(&CI, CopyFromReg);
790   } else {
791     setValue(&CI, getValue(I));
792   }
793 }
794
795 void SelectionDAGBuilder::visitGCRelocate(const CallInst &CI) {
796   GCRelocateOperands RelocateOpers(&CI);
797
798 #ifndef NDEBUG
799   // Consistency check
800   // We skip this check for invoke statepoints. It would be too expensive to
801   // preserve validation info through different basic blocks.
802   if (!RelocateOpers.isTiedToInvoke()) {
803     StatepointLowering.relocCallVisited(CI);
804   }
805 #endif
806
807   const Value *DerivedPtr = RelocateOpers.getDerivedPtr();
808   SDValue SD = getValue(DerivedPtr);
809
810   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
811     FuncInfo.StatepointRelocatedValues[RelocateOpers.getStatepoint()];
812
813   // We should have recorded location for this pointer
814   assert(SpillMap.count(DerivedPtr) && "Relocating not lowered gc value");
815   Optional<int> DerivedPtrLocation = SpillMap[DerivedPtr];
816
817   // We didn't need to spill these special cases (constants and allocas).
818   // See the handling in spillIncomingValueForStatepoint for detail.
819   if (!DerivedPtrLocation) {
820     setValue(&CI, SD);
821     return;
822   }
823
824   SDValue SpillSlot = DAG.getTargetFrameIndex(*DerivedPtrLocation,
825                                               SD.getValueType());
826
827   // Be conservative: flush all pending loads
828   // TODO: Probably we can be less restrictive on this,
829   // it may allow more scheduling opprtunities
830   SDValue Chain = getRoot();
831
832   SDValue SpillLoad =
833     DAG.getLoad(SpillSlot.getValueType(), getCurSDLoc(), Chain, SpillSlot,
834                 MachinePointerInfo::getFixedStack(*DerivedPtrLocation),
835                 false, false, false, 0);
836
837   // Again, be conservative, don't emit pending loads
838   DAG.setRoot(SpillLoad.getValue(1));
839
840   assert(SpillLoad.getNode());
841   setValue(&CI, SpillLoad);
842 }