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/LibCallSemantics.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/WinEHFuncInfo.h"
  28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  29 #include "llvm/IR/Function.h"
  30 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  31 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  33 #include "llvm/Support/Debug.h"
  34 #include <cstdlib>
  35
  36 using namespace llvm;
  37
  38 X86FrameLowering::X86FrameLowering(const X86Subtarget &STI,
  39                                    unsigned StackAlignOverride)
  40     : TargetFrameLowering(StackGrowsDown, StackAlignOverride,
  41                           STI.is64Bit() ? -8 : -4),
  42       STI(STI), TII(*STI.getInstrInfo()), TRI(STI.getRegisterInfo()) {
  43   // Cache a bunch of frame-related predicates for this subtarget.
  44   SlotSize = TRI->getSlotSize();
  45   Is64Bit = STI.is64Bit();
  46   IsLP64 = STI.isTarget64BitLP64();
  47   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
  48   Uses64BitFramePtr = STI.isTarget64BitLP64() || STI.isTargetNaCl64();
  49   StackPtr = TRI->getStackRegister();
  50 }
  51
  52 bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
  53   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects() &&
  54          !MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
  55 }
  56
  57 /// canSimplifyCallFramePseudos - If there is a reserved call frame, the
  58 /// call frame pseudos can be simplified.  Having a FP, as in the default
  59 /// implementation, is not sufficient here since we can't always use it.
  60 /// Use a more nuanced condition.
  61 bool
  62 X86FrameLowering::canSimplifyCallFramePseudos(const MachineFunction &MF) const {
  63   return hasReservedCallFrame(MF) ||
  64          (hasFP(MF) && !TRI->needsStackRealignment(MF)) ||
  65          TRI->hasBasePointer(MF);
  66 }
  67
  68 // needsFrameIndexResolution - Do we need to perform FI resolution for
  69 // this function. Normally, this is required only when the function
  70 // has any stack objects. However, FI resolution actually has another job,
  71 // not apparent from the title - it resolves callframesetup/destroy
  72 // that were not simplified earlier.
  73 // So, this is required for x86 functions that have push sequences even
  74 // when there are no stack objects.
  75 bool
  76 X86FrameLowering::needsFrameIndexResolution(const MachineFunction &MF) const {
  77   return MF.getFrameInfo()->hasStackObjects() ||
  78          MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
  79 }
  80
  81 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
  82 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
  83 /// or if frame pointer elimination is disabled.
  84 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  85   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  86   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
  87
  88   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
  89           TRI->needsStackRealignment(MF) ||
  90           MFI->hasVarSizedObjects() ||
  91           MFI->isFrameAddressTaken() || MFI->hasOpaqueSPAdjustment() ||
  92           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
  93           MMI.callsUnwindInit() || MMI.hasEHFunclets() || MMI.callsEHReturn() ||
  94           MFI->hasStackMap() || MFI->hasPatchPoint());
  95 }
  96
  97 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
  98   if (IsLP64) {
  99     if (isInt<8>(Imm))
 100       return X86::SUB64ri8;
 101     return X86::SUB64ri32;
 102   } else {
 103     if (isInt<8>(Imm))
 104       return X86::SUB32ri8;
 105     return X86::SUB32ri;
 106   }
 107 }
 108
 109 static unsigned getADDriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
 110   if (IsLP64) {
 111     if (isInt<8>(Imm))
 112       return X86::ADD64ri8;
 113     return X86::ADD64ri32;
 114   } else {
 115     if (isInt<8>(Imm))
 116       return X86::ADD32ri8;
 117     return X86::ADD32ri;
 118   }
 119 }
 120
 121 static unsigned getSUBrrOpcode(unsigned isLP64) {
 122   return isLP64 ? X86::SUB64rr : X86::SUB32rr;
 123 }
 124
 125 static unsigned getADDrrOpcode(unsigned isLP64) {
 126   return isLP64 ? X86::ADD64rr : X86::ADD32rr;
 127 }
 128
 129 static unsigned getANDriOpcode(bool IsLP64, int64_t Imm) {
 130   if (IsLP64) {
 131     if (isInt<8>(Imm))
 132       return X86::AND64ri8;
 133     return X86::AND64ri32;
 134   }
 135   if (isInt<8>(Imm))
 136     return X86::AND32ri8;
 137   return X86::AND32ri;
 138 }
 139
 140 static unsigned getLEArOpcode(unsigned IsLP64) {
 141   return IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
 142 }
 143
 144 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
 145 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
 146 /// to this register without worry about clobbering it.
 147 static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
 148                                        MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 149                                        const TargetRegisterInfo *TRI,
 150                                        bool Is64Bit) {
 151   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
 152   const Function *F = MF->getFunction();
 153   if (!F || MF->getMMI().callsEHReturn())
 154     return 0;
 155
 156   static const uint16_t CallerSavedRegs32Bit[] = {
 157     X86::EAX, X86::EDX, X86::ECX, 0
 158   };
 159
 160   static const uint16_t CallerSavedRegs64Bit[] = {
 161     X86::RAX, X86::RDX, X86::RCX, X86::RSI, X86::RDI,
 162     X86::R8,  X86::R9,  X86::R10, X86::R11, 0
 163   };
 164
 165   unsigned Opc = MBBI->getOpcode();
 166   switch (Opc) {
 167   default: return 0;
 168   case X86::RETL:
 169   case X86::RETQ:
 170   case X86::RETIL:
 171   case X86::RETIQ:
 172   case X86::TCRETURNdi:
 173   case X86::TCRETURNri:
 174   case X86::TCRETURNmi:
 175   case X86::TCRETURNdi64:
 176   case X86::TCRETURNri64:
 177   case X86::TCRETURNmi64:
 178   case X86::EH_RETURN:
 179   case X86::EH_RETURN64: {
 180     SmallSet<uint16_t, 8> Uses;
 181     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 182       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
 183       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
 184         continue;
 185       unsigned Reg = MO.getReg();
 186       if (!Reg)
 187         continue;
 188       for (MCRegAliasIterator AI(Reg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI)
 189         Uses.insert(*AI);
 190     }
 191
 192     const uint16_t *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
 193     for (; *CS; ++CS)
 194       if (!Uses.count(*CS))
 195         return *CS;
 196   }
 197   }
 198
 199   return 0;
 200 }
 201
 202 static bool isEAXLiveIn(MachineFunction &MF) {
 203   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator II = MF.getRegInfo().livein_begin(),
 204        EE = MF.getRegInfo().livein_end(); II != EE; ++II) {
 205     unsigned Reg = II->first;
 206
 207     if (Reg == X86::RAX || Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
 208         Reg == X86::AH || Reg == X86::AL)
 209       return true;
 210   }
 211
 212   return false;
 213 }
 214
 215 /// Check whether or not the terminators of \p MBB needs to read EFLAGS.
 216 static bool terminatorsNeedFlagsAsInput(const MachineBasicBlock &MBB) {
 217   for (const MachineInstr &MI : MBB.terminators()) {
 218     bool BreakNext = false;
 219     for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
 220       if (!MO.isReg())
 221         continue;
 222       unsigned Reg = MO.getReg();
 223       if (Reg != X86::EFLAGS)
 224         continue;
 225
 226       // This terminator needs an eflag that is not defined
 227       // by a previous terminator.
 228       if (!MO.isDef())
 229         return true;
 230       BreakNext = true;
 231     }
 232     if (BreakNext)
 233       break;
 234   }
 235   return false;
 236 }
 237
 238 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 239 /// stack pointer by a constant value.
 240 void X86FrameLowering::emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB,
 241                                     MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 242                                     int64_t NumBytes, bool InEpilogue) const {
 243   bool isSub = NumBytes < 0;
 244   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 245
 246   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
 247   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
 248
 249   while (Offset) {
 250     if (Offset > Chunk) {
 251       // Rather than emit a long series of instructions for large offsets,
 252       // load the offset into a register and do one sub/add
 253       unsigned Reg = 0;
 254
 255       if (isSub && !isEAXLiveIn(*MBB.getParent()))
 256         Reg = (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX);
 257       else
 258         Reg = findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
 259
 260       if (Reg) {
 261         unsigned Opc = Is64Bit ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
 262         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), Reg)
 263           .addImm(Offset);
 264         Opc = isSub
 265           ? getSUBrrOpcode(Is64Bit)
 266           : getADDrrOpcode(Is64Bit);
 267         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
 268           .addReg(StackPtr)
 269           .addReg(Reg);
 270         MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
 271         Offset = 0;
 272         continue;
 273       }
 274     }
 275
 276     uint64_t ThisVal = std::min(Offset, Chunk);
 277     if (ThisVal == (Is64Bit ? 8 : 4)) {
 278       // Use push / pop instead.
 279       unsigned Reg = isSub
 280         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
 281         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
 282       if (Reg) {
 283         unsigned Opc = isSub
 284           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
 285           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
 286         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
 287           .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub));
 288         if (isSub)
 289           MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 290         else
 291           MI->setFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
 292         Offset -= ThisVal;
 293         continue;
 294       }
 295     }
 296
 297     MachineInstrBuilder MI = BuildStackAdjustment(
 298         MBB, MBBI, DL, isSub ? -ThisVal : ThisVal, InEpilogue);
 299     if (isSub)
 300       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 301     else
 302       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
 303
 304     Offset -= ThisVal;
 305   }
 306 }
 307
 308 MachineInstrBuilder X86FrameLowering::BuildStackAdjustment(
 309     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
 310     int64_t Offset, bool InEpilogue) const {
 311   assert(Offset != 0 && "zero offset stack adjustment requested");
 312
 313   // On Atom, using LEA to adjust SP is preferred, but using it in the epilogue
 314   // is tricky.
 315   bool UseLEA;
 316   if (!InEpilogue) {
 317     UseLEA = STI.useLeaForSP();
 318   } else {
 319     // If we can use LEA for SP but we shouldn't, check that none
 320     // of the terminators uses the eflags. Otherwise we will insert
 321     // a ADD that will redefine the eflags and break the condition.
 322     // Alternatively, we could move the ADD, but this may not be possible
 323     // and is an optimization anyway.
 324     UseLEA = canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent());
 325     if (UseLEA && !STI.useLeaForSP())
 326       UseLEA = terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
 327     // If that assert breaks, that means we do not do the right thing
 328     // in canUseAsEpilogue.
 329     assert((UseLEA || !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB)) &&
 330            "We shouldn't have allowed this insertion point");
 331   }
 332
 333   MachineInstrBuilder MI;
 334   if (UseLEA) {
 335     MI = addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 336                               TII.get(getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr)),
 337                               StackPtr),
 338                       StackPtr, false, Offset);
 339   } else {
 340     bool IsSub = Offset < 0;
 341     uint64_t AbsOffset = IsSub ? -Offset : Offset;
 342     unsigned Opc = IsSub ? getSUBriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset)
 343                          : getADDriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset);
 344     MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
 345              .addReg(StackPtr)
 346              .addImm(AbsOffset);
 347     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
 348   }
 349   return MI;
 350 }
 351
 352 int X86FrameLowering::mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
 353                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 354                                      bool doMergeWithPrevious) const {
 355   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
 356       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
 357     return 0;
 358
 359   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? std::prev(MBBI) : MBBI;
 360   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? nullptr
 361                                                        : std::next(MBBI);
 362   unsigned Opc = PI->getOpcode();
 363   int Offset = 0;
 364
 365   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
 366        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
 367        Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
 368       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
 369     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
 370     MBB.erase(PI);
 371     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
 372   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
 373               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
 374              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 375     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
 376     MBB.erase(PI);
 377     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
 378   }
 379
 380   return Offset;
 381 }
 382
 383 void X86FrameLowering::BuildCFI(MachineBasicBlock &MBB,
 384                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
 385                                 MCCFIInstruction CFIInst) const {
 386   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 387   unsigned CFIIndex = MF.getMMI().addFrameInst(CFIInst);
 388   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
 389       .addCFIIndex(CFIIndex);
 390 }
 391
 392 void
 393 X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineBasicBlock &MBB,
 394                                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 395                                             DebugLoc DL) const {
 396   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 397   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 398   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
 399   const MCRegisterInfo *MRI = MMI.getContext().getRegisterInfo();
 400
 401   // Add callee saved registers to move list.
 402   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 403   if (CSI.empty()) return;
 404
 405   // Calculate offsets.
 406   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
 407          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
 408     int64_t Offset = MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx());
 409     unsigned Reg = I->getReg();
 410
 411     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
 412     BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
 413              MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
 414   }
 415 }
 416
 417 /// usesTheStack - This function checks if any of the users of EFLAGS
 418 /// copies the EFLAGS. We know that the code that lowers COPY of EFLAGS has
 419 /// to use the stack, and if we don't adjust the stack we clobber the first
 420 /// frame index.
 421 /// See X86InstrInfo::copyPhysReg.
 422 static bool usesTheStack(const MachineFunction &MF) {
 423   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
 424
 425   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
 426        ri = MRI.reg_instr_begin(X86::EFLAGS), re = MRI.reg_instr_end();
 427        ri != re; ++ri)
 428     if (ri->isCopy())
 429       return true;
 430
 431   return false;
 432 }
 433
 434 void X86FrameLowering::emitStackProbeCall(MachineFunction &MF,
 435                                           MachineBasicBlock &MBB,
 436                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 437                                           DebugLoc DL) const {
 438   bool IsLargeCodeModel = MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large;
 439
 440   unsigned CallOp;
 441   if (Is64Bit)
 442     CallOp = IsLargeCodeModel ? X86::CALL64r : X86::CALL64pcrel32;
 443   else
 444     CallOp = X86::CALLpcrel32;
 445
 446   const char *Symbol;
 447   if (Is64Bit) {
 448     if (STI.isTargetCygMing()) {
 449       Symbol = "___chkstk_ms";
 450     } else {
 451       Symbol = "__chkstk";
 452     }
 453   } else if (STI.isTargetCygMing())
 454     Symbol = "_alloca";
 455   else
 456     Symbol = "_chkstk";
 457
 458   MachineInstrBuilder CI;
 459
 460   // All current stack probes take AX and SP as input, clobber flags, and
 461   // preserve all registers. x86_64 probes leave RSP unmodified.
 462   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
 463     // For the large code model, we have to call through a register. Use R11,
 464     // as it is scratch in all supported calling conventions.
 465     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
 466         .addExternalSymbol(Symbol);
 467     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addReg(X86::R11);
 468   } else {
 469     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addExternalSymbol(Symbol);
 470   }
 471
 472   unsigned AX = Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX;
 473   unsigned SP = Is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP;
 474   CI.addReg(AX, RegState::Implicit)
 475       .addReg(SP, RegState::Implicit)
 476       .addReg(AX, RegState::Define | RegState::Implicit)
 477       .addReg(SP, RegState::Define | RegState::Implicit)
 478       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit);
 479
 480   if (Is64Bit) {
 481     // MSVC x64's __chkstk and cygwin/mingw's ___chkstk_ms do not adjust %rsp
 482     // themselves. It also does not clobber %rax so we can reuse it when
 483     // adjusting %rsp.
 484     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
 485         .addReg(X86::RSP)
 486         .addReg(X86::RAX);
 487   }
 488 }
 489
 490 static unsigned calculateSetFPREG(uint64_t SPAdjust) {
 491   // Win64 ABI has a less restrictive limitation of 240; 128 works equally well
 492   // and might require smaller successive adjustments.
 493   const uint64_t Win64MaxSEHOffset = 128;
 494   uint64_t SEHFrameOffset = std::min(SPAdjust, Win64MaxSEHOffset);
 495   // Win64 ABI requires 16-byte alignment for the UWOP_SET_FPREG opcode.
 496   return SEHFrameOffset & -16;
 497 }
 498
 499 // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
 500 // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
 501 // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
 502 // go with the minimum SlotSize.
 503 uint64_t X86FrameLowering::calculateMaxStackAlign(const MachineFunction &MF) const {
 504   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 505   uint64_t MaxAlign = MFI->getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
 506   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
 507   if (MF.getFunction()->hasFnAttribute("stackrealign")) {
 508     if (MFI->hasCalls())
 509       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
 510     else if (MaxAlign < SlotSize)
 511       MaxAlign = SlotSize;
 512   }
 513   return MaxAlign;
 514 }
 515
 516 void X86FrameLowering::BuildStackAlignAND(MachineBasicBlock &MBB,
 517                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 518                                           DebugLoc DL, unsigned Reg,
 519                                           uint64_t MaxAlign) const {
 520   uint64_t Val = -MaxAlign;
 521   unsigned AndOp = getANDriOpcode(Uses64BitFramePtr, Val);
 522   MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AndOp), Reg)
 523                          .addReg(Reg)
 524                          .addImm(Val)
 525                          .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 526
 527   // The EFLAGS implicit def is dead.
 528   MI->getOperand(3).setIsDead();
 529 }
 530
 531 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
 532 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
 533 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
 534 /// generate the exception handling frames.
 535
 536 /*
 537   Here's a gist of what gets emitted:
 538
 539   ; Establish frame pointer, if needed
 540   [if needs FP]
 541       push  %rbp
 542       .cfi_def_cfa_offset 16
 543       .cfi_offset %rbp, -16
 544       .seh_pushreg %rpb
 545       mov  %rsp, %rbp
 546       .cfi_def_cfa_register %rbp
 547
 548   ; Spill general-purpose registers
 549   [for all callee-saved GPRs]
 550       pushq %<reg>
 551       [if not needs FP]
 552          .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
 553       .seh_pushreg %<reg>
 554
 555   ; If the required stack alignment > default stack alignment
 556   ; rsp needs to be re-aligned.  This creates a "re-alignment gap"
 557   ; of unknown size in the stack frame.
 558   [if stack needs re-alignment]
 559       and  $MASK, %rsp
 560
 561   ; Allocate space for locals
 562   [if target is Windows and allocated space > 4096 bytes]
 563       ; Windows needs special care for allocations larger
 564       ; than one page.
 565       mov $NNN, %rax
 566       call ___chkstk_ms/___chkstk
 567       sub  %rax, %rsp
 568   [else]
 569       sub  $NNN, %rsp
 570
 571   [if needs FP]
 572       .seh_stackalloc (size of XMM spill slots)
 573       .seh_setframe %rbp, SEHFrameOffset ; = size of all spill slots
 574   [else]
 575       .seh_stackalloc NNN
 576
 577   ; Spill XMMs
 578   ; Note, that while only Windows 64 ABI specifies XMMs as callee-preserved,
 579   ; they may get spilled on any platform, if the current function
 580   ; calls @llvm.eh.unwind.init
 581   [if needs FP]
 582       [for all callee-saved XMM registers]
 583           movaps  %<xmm reg>, -MMM(%rbp)
 584       [for all callee-saved XMM registers]
 585           .seh_savexmm %<xmm reg>, (-MMM + SEHFrameOffset)
 586               ; i.e. the offset relative to (%rbp - SEHFrameOffset)
 587   [else]
 588       [for all callee-saved XMM registers]
 589           movaps  %<xmm reg>, KKK(%rsp)
 590       [for all callee-saved XMM registers]
 591           .seh_savexmm %<xmm reg>, KKK
 592
 593   .seh_endprologue
 594
 595   [if needs base pointer]
 596       mov  %rsp, %rbx
 597       [if needs to restore base pointer]
 598           mov %rsp, -MMM(%rbp)
 599
 600   ; Emit CFI info
 601   [if needs FP]
 602       [for all callee-saved registers]
 603           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rbp)
 604   [else]
 605        .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
 606       [for all callee-saved registers]
 607           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rsp)
 608
 609   Notes:
 610   - .seh directives are emitted only for Windows 64 ABI
 611   - .cfi directives are emitted for all other ABIs
 612   - for 32-bit code, substitute %e?? registers for %r??
 613 */
 614
 615 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
 616                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
 617   assert(&STI == &MF.getSubtarget<X86Subtarget>() &&
 618          "MF used frame lowering for wrong subtarget");
 619   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 620   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 621   const Function *Fn = MF.getFunction();
 622   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
 623   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 624   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF); // Desired stack alignment.
 625   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
 626   bool IsFunclet = MBB.isEHFuncletEntry();
 627   bool IsClrFunclet =
 628       IsFunclet &&
 629       classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn()) == EHPersonality::CoreCLR;
 630   bool HasFP = hasFP(MF);
 631   bool IsWin64CC = STI.isCallingConvWin64(Fn->getCallingConv());
 632   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
 633   bool NeedsWinCFI = IsWin64Prologue && Fn->needsUnwindTableEntry();
 634   bool NeedsDwarfCFI =
 635       !IsWin64Prologue && (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
 636   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
 637   const unsigned MachineFramePtr =
 638       STI.isTarget64BitILP32()
 639           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
 640           : FramePtr;
 641   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
 642
 643   // Debug location must be unknown since the first debug location is used
 644   // to determine the end of the prologue.
 645   DebugLoc DL;
 646
 647   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
 648   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
 649   if (TailCallReturnAddrDelta && IsWin64Prologue)
 650     report_fatal_error("Can't handle guaranteed tail call under win64 yet");
 651
 652   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
 653     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
 654       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
 655
 656   bool UseStackProbe = (STI.isOSWindows() && !STI.isTargetMachO());
 657
 658   // The default stack probe size is 4096 if the function has no stackprobesize
 659   // attribute.
 660   unsigned StackProbeSize = 4096;
 661   if (Fn->hasFnAttribute("stack-probe-size"))
 662     Fn->getFnAttribute("stack-probe-size")
 663         .getValueAsString()
 664         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
 665
 666   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
 667   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
 668   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
 669   // stack pointer (we fit in the Red Zone). We also check that we don't
 670   // push and pop from the stack.
 671   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
 672       !TRI->needsStackRealignment(MF) &&
 673       !MFI->hasVarSizedObjects() && // No dynamic alloca.
 674       !MFI->adjustsStack() &&       // No calls.
 675       !IsWin64CC &&                 // Win64 has no Red Zone
 676       !usesTheStack(MF) &&          // Don't push and pop.
 677       !MF.shouldSplitStack()) {     // Regular stack
 678     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 679     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
 680     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
 681     MFI->setStackSize(StackSize);
 682   }
 683
 684   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
 685   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
 686   // size is bigger than the callers.
 687   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
 688     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, TailCallReturnAddrDelta,
 689                          /*InEpilogue=*/false)
 690         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 691   }
 692
 693   // Mapping for machine moves:
 694   //
 695   //   DST: VirtualFP AND
 696   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
 697   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
 698   //
 699   //   SRC: VirtualFP AND
 700   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
 701   //
 702   //   ELSE
 703   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
 704   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
 705   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
 706
 707   uint64_t NumBytes = 0;
 708   int stackGrowth = -SlotSize;
 709
 710   // Find the funclet establisher parameter
 711   unsigned Establisher = X86::NoRegister;
 712   if (IsClrFunclet)
 713     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RCX : X86::ECX;
 714   else if (IsFunclet)
 715     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RDX : X86::EDX;
 716
 717   if (IsWin64Prologue && IsFunclet & !IsClrFunclet) {
 718     // Immediately spill establisher into the home slot.
 719     // The runtime cares about this.
 720     // MOV64mr %rdx, 16(%rsp)
 721     unsigned MOVmr = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
 722     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MOVmr)), StackPtr, true, 16)
 723         .addReg(Establisher)
 724         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 725   }
 726
 727   if (HasFP) {
 728     // Calculate required stack adjustment.
 729     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
 730     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
 731     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
 732       FrameSize += SlotSize;
 733
 734     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 735
 736     // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack is realigned.
 737     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
 738       NumBytes = RoundUpToAlignment(NumBytes, MaxAlign);
 739
 740     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
 741     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
 742     // Update the frame offset adjustment.
 743     if (!IsFunclet)
 744       MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
 745     else
 746       assert(MFI->getOffsetAdjustment() == -(int)NumBytes &&
 747              "should calculate same local variable offset for funclets");
 748
 749     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
 750     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
 751       .addReg(MachineFramePtr, RegState::Kill)
 752       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 753
 754     if (NeedsDwarfCFI) {
 755       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
 756       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
 757       assert(StackSize);
 758       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
 759                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 2 * stackGrowth));
 760
 761       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
 762       unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
 763       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createOffset(
 764                                   nullptr, DwarfFramePtr, 2 * stackGrowth));
 765     }
 766
 767     if (NeedsWinCFI) {
 768       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg))
 769           .addImm(FramePtr)
 770           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 771     }
 772
 773     if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet) {
 774       // Update EBP with the new base value.
 775       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 776               TII.get(Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
 777               FramePtr)
 778           .addReg(StackPtr)
 779           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 780
 781       if (NeedsDwarfCFI) {
 782         // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
 783         // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
 784         unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
 785         BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(
 786                                     nullptr, DwarfFramePtr));
 787       }
 788     }
 789
 790     // Mark the FramePtr as live-in in every block.
 791     for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
 792       I->addLiveIn(MachineFramePtr);
 793   } else {
 794     assert(!IsFunclet && "funclets without FPs not yet implemented");
 795     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 796   }
 797
 798   // For EH funclets, only allocate enough space for outgoing calls. Save the
 799   // NumBytes value that we would've used for the parent frame.
 800   unsigned ParentFrameNumBytes = NumBytes;
 801   if (IsFunclet)
 802     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
 803
 804   // Skip the callee-saved push instructions.
 805   bool PushedRegs = false;
 806   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
 807
 808   while (MBBI != MBB.end() &&
 809          MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup) &&
 810          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
 811           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
 812     PushedRegs = true;
 813     unsigned Reg = MBBI->getOperand(0).getReg();
 814     ++MBBI;
 815
 816     if (!HasFP && NeedsDwarfCFI) {
 817       // Mark callee-saved push instruction.
 818       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
 819       assert(StackSize);
 820       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
 821                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, StackOffset));
 822       StackOffset += stackGrowth;
 823     }
 824
 825     if (NeedsWinCFI) {
 826       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg)).addImm(Reg).setMIFlag(
 827           MachineInstr::FrameSetup);
 828     }
 829   }
 830
 831   // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
 832   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
 833   // Don't do this for Win64, it needs to realign the stack after the prologue.
 834   if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
 835     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
 836     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, StackPtr, MaxAlign);
 837   }
 838
 839   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
 840   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
 841   // the callee has more arguments then the caller.
 842   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
 843
 844   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
 845
 846   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
 847   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
 848   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
 849   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
 850   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
 851   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
 852   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
 853   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
 854   uint64_t AlignedNumBytes = NumBytes;
 855   if (IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF))
 856     AlignedNumBytes = RoundUpToAlignment(AlignedNumBytes, MaxAlign);
 857   if (AlignedNumBytes >= StackProbeSize && UseStackProbe) {
 858     // Check whether EAX is livein for this function.
 859     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MF);
 860
 861     if (isEAXAlive) {
 862       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
 863       // It should not be, so throw an assert.
 864       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
 865
 866       // Save EAX
 867       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
 868         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
 869         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 870     }
 871
 872     if (Is64Bit) {
 873       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
 874       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
 875       if (isUInt<32>(NumBytes)) {
 876         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
 877             .addImm(NumBytes)
 878             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 879       } else if (isInt<32>(NumBytes)) {
 880         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri32), X86::RAX)
 881             .addImm(NumBytes)
 882             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 883       } else {
 884         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
 885             .addImm(NumBytes)
 886             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 887       }
 888     } else {
 889       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
 890       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
 891       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
 892         .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
 893         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 894     }
 895
 896     // Save a pointer to the MI where we set AX.
 897     MachineBasicBlock::iterator SetRAX = MBBI;
 898     --SetRAX;
 899
 900     // Call __chkstk, __chkstk_ms, or __alloca.
 901     emitStackProbeCall(MF, MBB, MBBI, DL);
 902
 903     // Apply the frame setup flag to all inserted instrs.
 904     for (; SetRAX != MBBI; ++SetRAX)
 905       SetRAX->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 906
 907     if (isEAXAlive) {
 908       // Restore EAX
 909       MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm),
 910                                               X86::EAX),
 911                                       StackPtr, false, NumBytes - 4);
 912       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 913       MBB.insert(MBBI, MI);
 914     }
 915   } else if (NumBytes) {
 916     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, /*InEpilogue=*/false);
 917   }
 918
 919   if (NeedsWinCFI && NumBytes)
 920     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_StackAlloc))
 921         .addImm(NumBytes)
 922         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 923
 924   int SEHFrameOffset = 0;
 925   unsigned SPOrEstablisher = IsFunclet ? Establisher : StackPtr;
 926   if (IsWin64Prologue && HasFP) {
 927     // Set RBP to a small fixed offset from RSP. In the funclet case, we base
 928     // this calculation on the incoming establisher, which holds the value of
 929     // RSP from the parent frame at the end of the prologue.
 930     SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(ParentFrameNumBytes);
 931     if (SEHFrameOffset)
 932       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA64r), FramePtr),
 933                    SPOrEstablisher, false, SEHFrameOffset);
 934     else
 935       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rr), FramePtr)
 936           .addReg(SPOrEstablisher);
 937
 938     // If this is not a funclet, emit the CFI describing our frame pointer.
 939     if (NeedsWinCFI && !IsFunclet)
 940       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SetFrame))
 941           .addImm(FramePtr)
 942           .addImm(SEHFrameOffset)
 943           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 944   } else if (IsFunclet && STI.is32Bit()) {
 945     // Reset EBP / ESI to something good for funclets.
 946     MBBI = restoreWin32EHStackPointers(MBB, MBBI, DL);
 947   }
 948
 949   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) {
 950     const MachineInstr *FrameInstr = &*MBBI;
 951     ++MBBI;
 952
 953     if (NeedsWinCFI) {
 954       int FI;
 955       if (unsigned Reg = TII.isStoreToStackSlot(FrameInstr, FI)) {
 956         if (X86::FR64RegClass.contains(Reg)) {
 957           unsigned IgnoredFrameReg;
 958           int Offset = getFrameIndexReference(MF, FI, IgnoredFrameReg);
 959           Offset += SEHFrameOffset;
 960
 961           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SaveXMM))
 962               .addImm(Reg)
 963               .addImm(Offset)
 964               .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 965         }
 966       }
 967     }
 968   }
 969
 970   if (NeedsWinCFI)
 971     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_EndPrologue))
 972         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 973
 974   // Realign stack after we spilled callee-saved registers (so that we'll be
 975   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
 976   // Win64 requires aligning the stack after the prologue.
 977   if (IsWin64Prologue && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
 978     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
 979     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, SPOrEstablisher, MaxAlign);
 980   }
 981
 982   // We already dealt with stack realignment and funclets above.
 983   if (IsFunclet && STI.is32Bit())
 984     return;
 985
 986   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
 987   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
 988   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
 989   // to reference locals.
 990   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
 991     // Update the base pointer with the current stack pointer.
 992     unsigned Opc = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
 993     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
 994       .addReg(SPOrEstablisher)
 995       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 996     if (X86FI->getRestoreBasePointer()) {
 997       // Stash value of base pointer.  Saving RSP instead of EBP shortens
 998       // dependence chain. Used by SjLj EH.
 999       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1000       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
1001                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
1002         .addReg(SPOrEstablisher)
1003         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1004     }
1005
1006     if (X86FI->getHasSEHFramePtrSave() && !IsFunclet) {
1007       // Stash the value of the frame pointer relative to the base pointer for
1008       // Win32 EH. This supports Win32 EH, which does the inverse of the above:
1009       // it recovers the frame pointer from the base pointer rather than the
1010       // other way around.
1011       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1012       unsigned UsedReg;
1013       int Offset =
1014           getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
1015       assert(UsedReg == BasePtr);
1016       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)), UsedReg, true, Offset)
1017           .addReg(FramePtr)
1018           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1019     }
1020   }
1021
1022   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
1023     // Mark end of stack pointer adjustment.
1024     if (!HasFP && NumBytes) {
1025       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1026       assert(StackSize);
1027       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
1028                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
1029     }
1030
1031     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1032     if (PushedRegs)
1033       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
1034   }
1035 }
1036
1037 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
1038     const MachineFunction &MF) const {
1039   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if this is a
1040   // leaf function in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used to
1041   // deallocate the stack.
1042   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1043   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1044   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1045   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1046 }
1047
1048 static bool isFuncletReturnInstr(MachineInstr *MI) {
1049   switch (MI->getOpcode()) {
1050   case X86::CATCHRET:
1051   case X86::CLEANUPRET:
1052     return true;
1053   default:
1054     return false;
1055   }
1056   llvm_unreachable("impossible");
1057 }
1058
1059 unsigned X86FrameLowering::getWinEHFuncletFrameSize(const MachineFunction &MF) const {
1060   // This is the size of the pushed CSRs.
1061   unsigned CSSize =
1062       MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
1063   // This is the amount of stack a funclet needs to allocate.
1064   unsigned MaxCallSize = MF.getFrameInfo()->getMaxCallFrameSize();
1065   // RBP is not included in the callee saved register block. After pushing RBP,
1066   // everything is 16 byte aligned. Everything we allocate before an outgoing
1067   // call must also be 16 byte aligned.
1068   unsigned FrameSizeMinusRBP =
1069       RoundUpToAlignment(CSSize + MaxCallSize, getStackAlignment());
1070   // Subtract out the size of the callee saved registers. This is how much stack
1071   // each funclet will allocate.
1072   return FrameSizeMinusRBP - CSSize;
1073 }
1074
1075 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1076                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1077   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1078   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1079   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1080   DebugLoc DL;
1081   if (MBBI != MBB.end())
1082     DL = MBBI->getDebugLoc();
1083   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1084   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1085   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
1086   unsigned MachineFramePtr =
1087       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
1088                    : FramePtr;
1089
1090   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1091   bool NeedsWinCFI =
1092       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1093   bool IsFunclet = isFuncletReturnInstr(MBBI);
1094   MachineBasicBlock *TargetMBB = nullptr;
1095
1096   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1097   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1098   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1099   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1100   uint64_t NumBytes = 0;
1101
1102   if (MBBI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
1103     // SEH shouldn't use catchret.
1104     assert(!isAsynchronousEHPersonality(
1105                classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn())) &&
1106            "SEH should not use CATCHRET");
1107
1108     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1109     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1110     TargetMBB = MBBI->getOperand(0).getMBB();
1111
1112     // Pop EBP.
1113     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1114             MachineFramePtr)
1115         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1116   } else if (MBBI->getOpcode() == X86::CLEANUPRET) {
1117     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1118     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1119     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1120             MachineFramePtr)
1121         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1122   } else if (hasFP(MF)) {
1123     // Calculate required stack adjustment.
1124     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1125     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1126
1127     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1128     // realigned.
1129     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1130       NumBytes = RoundUpToAlignment(FrameSize, MaxAlign);
1131
1132     // Pop EBP.
1133     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1134             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr)
1135         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1136   } else {
1137     NumBytes = StackSize - CSSize;
1138   }
1139   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1140
1141   // Skip the callee-saved pop instructions.
1142   while (MBBI != MBB.begin()) {
1143     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1144     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1145
1146     if ((Opc != X86::POP32r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1147         (Opc != X86::POP64r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1148         Opc != X86::DBG_VALUE && !PI->isTerminator())
1149       break;
1150
1151     --MBBI;
1152   }
1153   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1154
1155   if (TargetMBB) {
1156     // Fill EAX/RAX with the address of the target block.
1157     unsigned ReturnReg = STI.is64Bit() ? X86::RAX : X86::EAX;
1158     if (STI.is64Bit()) {
1159       // LEA64r TargetMBB(%rip), %rax
1160       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::LEA64r), ReturnReg)
1161           .addReg(X86::RIP)
1162           .addImm(0)
1163           .addReg(0)
1164           .addMBB(TargetMBB)
1165           .addReg(0);
1166     } else {
1167       // MOV32ri $TargetMBB, %eax
1168       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::MOV32ri))
1169           .addReg(ReturnReg)
1170           .addMBB(TargetMBB);
1171     }
1172     // Record that we've taken the address of TargetMBB and no longer just
1173     // reference it in a terminator.
1174     TargetMBB->setHasAddressTaken();
1175   }
1176
1177   if (MBBI != MBB.end())
1178     DL = MBBI->getDebugLoc();
1179
1180   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1181   // instruction, merge the two instructions.
1182   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1183     NumBytes += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1184
1185   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1186   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1187   // realigned. Don't do this if this was a funclet epilogue, since the funclets
1188   // will not do realignment or dynamic stack allocation.
1189   if ((TRI->needsStackRealignment(MF) || MFI->hasVarSizedObjects()) &&
1190       !IsFunclet) {
1191     if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1192       MBBI = FirstCSPop;
1193     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1194     uint64_t LEAAmount =
1195         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1196
1197     // There are only two legal forms of epilogue:
1198     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1199     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1200     //
1201     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1202     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1203     // effects of the prologue can safely be undone.
1204     if (LEAAmount != 0) {
1205       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1206       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1207                    FramePtr, false, LEAAmount);
1208       --MBBI;
1209     } else {
1210       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1211       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1212         .addReg(FramePtr);
1213       --MBBI;
1214     }
1215   } else if (NumBytes) {
1216     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1217     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1218     --MBBI;
1219   }
1220
1221   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1222   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1223   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1224   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1225   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1226   // final emitted code.
1227   if (NeedsWinCFI)
1228     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1229
1230   // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1231   int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1232   assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1233   if (Offset) {
1234     MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1235
1236     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1237     Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1238     emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1239   }
1240 }
1241
1242 // NOTE: this only has a subset of the full frame index logic. In
1243 // particular, the FI < 0 and AfterFPPop logic is handled in
1244 // X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex, but not here. Possibly
1245 // (probably?) it should be moved into here.
1246 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1247                                              unsigned &FrameReg) const {
1248   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1249
1250   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1251   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1252   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1253   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1254     FrameReg = TRI->getBaseRegister();
1255   else if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1256     FrameReg = TRI->getStackRegister();
1257   else
1258     FrameReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1259
1260   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1261   // object.
1262   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1263   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1264   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1265   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1266   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1267   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1268   bool HasFP = hasFP(MF);
1269   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1270   int64_t FPDelta = 0;
1271
1272   if (IsWin64Prologue) {
1273     assert(!MFI->hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1274
1275     // Calculate required stack adjustment.
1276     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1277     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1278     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1279       FrameSize += SlotSize;
1280     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1281
1282     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1283     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1284       return -SEHFrameOffset;
1285
1286     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1287     // pointer followed by return address and the location required by the
1288     // restricted Win64 prologue.
1289     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1290     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1291     assert((!MFI->hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1292            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1293   }
1294
1295
1296   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1297     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1298     if (FI < 0) {
1299       // Skip the saved EBP.
1300       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1301     } else {
1302       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1303       return Offset + StackSize;
1304     }
1305   } else if (TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1306     if (FI < 0) {
1307       // Skip the saved EBP.
1308       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1309     } else {
1310       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1311       return Offset + StackSize;
1312     }
1313     // FIXME: Support tail calls
1314   } else {
1315     if (!HasFP)
1316       return Offset + StackSize;
1317
1318     // Skip the saved EBP.
1319     Offset += SlotSize;
1320
1321     // Skip the RETADDR move area
1322     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1323     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1324       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1325   }
1326
1327   return Offset + FPDelta;
1328 }
1329
1330 // Simplified from getFrameIndexReference keeping only StackPointer cases
1331 int X86FrameLowering::getFrameIndexReferenceFromSP(const MachineFunction &MF,
1332                                                    int FI,
1333                                                    unsigned &FrameReg) const {
1334   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1335   // Does not include any dynamic realign.
1336   const uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1337   {
1338 #ifndef NDEBUG
1339     // LLVM arranges the stack as follows:
1340     //   ...
1341     //   ARG2
1342     //   ARG1
1343     //   RETADDR
1344     //   PUSH RBP   <-- RBP points here
1345     //   PUSH CSRs
1346     //   ~~~~~~~    <-- optional stack realignment dynamic adjustment
1347     //   ...
1348     //   STACK OBJECTS
1349     //   ...        <-- RSP after prologue points here
1350     //
1351     // if (hasVarSizedObjects()):
1352     //   ...        <-- "base pointer" (ESI/RBX) points here
1353     //   DYNAMIC ALLOCAS
1354     //   ...        <-- RSP points here
1355     //
1356     // Case 1: In the simple case of no stack realignment and no dynamic
1357     // allocas, both "fixed" stack objects (arguments and CSRs) are addressable
1358     // with fixed offsets from RSP.
1359     //
1360     // Case 2: In the case of stack realignment with no dynamic allocas, fixed
1361     // stack objects are addressed with RBP and regular stack objects with RSP.
1362     //
1363     // Case 3: In the case of dynamic allocas and stack realignment, RSP is used
1364     // to address stack arguments for outgoing calls and nothing else. The "base
1365     // pointer" points to local variables, and RBP points to fixed objects.
1366     //
1367     // In cases 2 and 3, we can only answer for non-fixed stack objects, and the
1368     // answer we give is relative to the SP after the prologue, and not the
1369     // SP in the middle of the function.
1370
1371     assert((!TRI->needsStackRealignment(MF) || !MFI->isFixedObjectIndex(FI)) &&
1372            "offset from fixed object to SP is not static");
1373
1374     // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them either.
1375     int TailCallReturnAddrDelta =
1376         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta();
1377     assert(!(TailCallReturnAddrDelta < 0) && "we don't handle this case!");
1378 #endif
1379   }
1380
1381   // Fill in FrameReg output argument.
1382   FrameReg = TRI->getStackRegister();
1383
1384   // This is how the math works out:
1385   //
1386   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1387   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1388   //  get to.
1389   //
1390   //    ----------------------------------
1391   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1392   //    ----------------------------------
1393   //    ^    ^      ^                   ^
1394   //    A    B      C                   E
1395   //
1396   // A is the incoming stack pointer.
1397   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1398   // (C - A) is the Offset returned by MFI->getObjectOffset for Obj0 [2]
1399   //
1400   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1401   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1402   //
1403   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1404   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1405   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1406   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1407   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1408   //
1409
1410   // Get the Offset from the StackPointer
1411   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1412
1413   return Offset + StackSize;
1414 }
1415
1416 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1417     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1418     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1419   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1420   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1421
1422   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1423   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1424
1425   if (hasFP(MF)) {
1426     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1427     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1428     MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1429
1430     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1431     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1432     // about avoiding it later.
1433     unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1434     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1435       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1436         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1437         break;
1438       }
1439     }
1440   }
1441
1442   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1443   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1444     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1445
1446     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1447       continue;
1448
1449     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1450     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1451
1452     int SlotIndex = MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1453     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1454   }
1455
1456   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1457
1458   // Assign slots for XMMs.
1459   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1460     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1461     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1462       continue;
1463
1464     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1465     // ensure alignment
1466     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % RC->getAlignment();
1467     // spill into slot
1468     SpillSlotOffset -= RC->getSize();
1469     int SlotIndex =
1470         MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), SpillSlotOffset);
1471     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1472     MFI->ensureMaxAlignment(RC->getAlignment());
1473   }
1474
1475   return true;
1476 }
1477
1478 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1479     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1480     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1481     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1482   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1483
1484   // Don't save CSRs in 32-bit EH funclets. The caller saves EBX, EBP, ESI, EDI
1485   // for us, and there are no XMM CSRs on Win32.
1486   if (MBB.isEHFuncletEntry() && STI.is32Bit() && STI.isOSWindows())
1487     return true;
1488
1489   // Push GPRs. It increases frame size.
1490   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1491   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1492     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1493
1494     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1495       continue;
1496     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1497     MBB.addLiveIn(Reg);
1498
1499     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, RegState::Kill)
1500       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1501   }
1502
1503   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1504   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1505   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1506     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1507     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1508       continue;
1509     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1510     MBB.addLiveIn(Reg);
1511     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1512
1513     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1514                             TRI);
1515     --MI;
1516     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1517     ++MI;
1518   }
1519
1520   return true;
1521 }
1522
1523 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1524                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1525                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1526                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1527   if (CSI.empty())
1528     return false;
1529
1530   if (isFuncletReturnInstr(MI) && STI.isOSWindows()) {
1531     // Don't restore CSRs in 32-bit EH funclets. Matches
1532     // spillCalleeSavedRegisters.
1533     if (STI.is32Bit())
1534       return true;
1535     // Don't restore CSRs before an SEH catchret. SEH except blocks do not form
1536     // funclets. emitEpilogue transforms these to normal jumps.
1537     if (MI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
1538       const Function *Func = MBB.getParent()->getFunction();
1539       bool IsSEH = isAsynchronousEHPersonality(
1540           classifyEHPersonality(Func->getPersonalityFn()));
1541       if (IsSEH)
1542         return true;
1543     }
1544   }
1545
1546   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1547
1548   // Reload XMMs from stack frame.
1549   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1550     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1551     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1552         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1553       continue;
1554
1555     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1556     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
1557   }
1558
1559   // POP GPRs.
1560   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
1561   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1562     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1563     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1564         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1565       continue;
1566
1567     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg)
1568         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1569   }
1570   return true;
1571 }
1572
1573 void X86FrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1574                                             BitVector &SavedRegs,
1575                                             RegScavenger *RS) const {
1576   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1577
1578   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1579
1580   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1581   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1582
1583   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1584     // create RETURNADDR area
1585     //   arg
1586     //   arg
1587     //   RETADDR
1588     //   { ...
1589     //     RETADDR area
1590     //     ...
1591     //   }
1592     //   [EBP]
1593     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
1594                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
1595   }
1596
1597   // Spill the BasePtr if it's used.
1598   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1599     SavedRegs.set(TRI->getBaseRegister());
1600
1601     // Allocate a spill slot for EBP if we have a base pointer and EH funclets.
1602     if (MF.getMMI().hasEHFunclets()) {
1603       int FI = MFI->CreateSpillStackObject(SlotSize, SlotSize);
1604       X86FI->setHasSEHFramePtrSave(true);
1605       X86FI->setSEHFramePtrSaveIndex(FI);
1606     }
1607   }
1608 }
1609
1610 static bool
1611 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
1612   const Function *F = MF->getFunction();
1613   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1614        I != E; I++) {
1615     if (I->hasNestAttr())
1616       return true;
1617   }
1618   return false;
1619 }
1620
1621 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
1622 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
1623 /// and the properties of the function either one or two registers will be
1624 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
1625 static unsigned
1626 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
1627   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
1628
1629   // Erlang stuff.
1630   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
1631     if (Is64Bit)
1632       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
1633     else
1634       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
1635   }
1636
1637   if (Is64Bit) {
1638     if (IsLP64)
1639       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
1640     else
1641       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
1642   }
1643
1644   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
1645
1646   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
1647       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
1648     if (IsNested)
1649       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
1650                          "nested function.");
1651     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
1652   }
1653   if (IsNested)
1654     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
1655   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
1656 }
1657
1658 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
1659 // limit.
1660 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
1661
1662 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
1663     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1664   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1665   uint64_t StackSize;
1666   unsigned TlsReg, TlsOffset;
1667   DebugLoc DL;
1668
1669   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1670   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1671          "Scratch register is live-in");
1672
1673   if (MF.getFunction()->isVarArg())
1674     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
1675   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
1676       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
1677       !STI.isTargetDragonFly())
1678     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1679
1680   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
1681   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
1682   // prologue.
1683   StackSize = MFI->getStackSize();
1684
1685   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
1686   if (StackSize == 0)
1687     return;
1688
1689   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1690   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1691   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1692   bool IsNested = false;
1693
1694   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
1695   if (Is64Bit)
1696     IsNested = HasNestArgument(&MF);
1697
1698   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
1699   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
1700
1701   for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
1702     allocMBB->addLiveIn(LI);
1703     checkMBB->addLiveIn(LI);
1704   }
1705
1706   if (IsNested)
1707     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
1708
1709   MF.push_front(allocMBB);
1710   MF.push_front(checkMBB);
1711
1712   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
1713   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
1714   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
1715
1716   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
1717   if (Is64Bit) {
1718     if (STI.isTargetLinux()) {
1719       TlsReg = X86::FS;
1720       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
1721     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1722       TlsReg = X86::GS;
1723       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
1724     } else if (STI.isTargetWin64()) {
1725       TlsReg = X86::GS;
1726       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
1727     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1728       TlsReg = X86::FS;
1729       TlsOffset = 0x18;
1730     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1731       TlsReg = X86::FS;
1732       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
1733     } else {
1734       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1735     }
1736
1737     if (CompareStackPointer)
1738       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
1739     else
1740       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
1741         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1742
1743     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1744       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1745   } else {
1746     if (STI.isTargetLinux()) {
1747       TlsReg = X86::GS;
1748       TlsOffset = 0x30;
1749     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1750       TlsReg = X86::GS;
1751       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
1752     } else if (STI.isTargetWin32()) {
1753       TlsReg = X86::FS;
1754       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
1755     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1756       TlsReg = X86::FS;
1757       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
1758     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1759       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
1760     } else {
1761       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1762     }
1763
1764     if (CompareStackPointer)
1765       ScratchReg = X86::ESP;
1766     else
1767       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
1768         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1769
1770     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
1771         STI.isTargetDragonFly()) {
1772       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1773         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1774     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1775
1776       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
1777       unsigned ScratchReg2;
1778       bool SaveScratch2;
1779       if (CompareStackPointer) {
1780         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
1781         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1782         SaveScratch2 = false;
1783       } else {
1784         // Need to use a second register to hold the TLS offset
1785         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
1786
1787         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
1788         // argument.
1789         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
1790       }
1791
1792       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
1793       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
1794              "Scratch register is live-in and not saved");
1795
1796       if (SaveScratch2)
1797         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1798           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
1799
1800       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
1801         .addImm(TlsOffset);
1802       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
1803         .addReg(ScratchReg)
1804         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
1805         .addImm(0)
1806         .addReg(TlsReg);
1807
1808       if (SaveScratch2)
1809         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
1810     }
1811   }
1812
1813   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
1814   // It jumps to normal execution of the function body.
1815   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
1816
1817   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
1818   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
1819   if (Is64Bit) {
1820     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
1821     // the call to _morestack
1822
1823     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
1824     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
1825     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
1826     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1827     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
1828
1829     if (IsNested)
1830       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
1831
1832     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
1833       .addImm(StackSize);
1834     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
1835       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1836   } else {
1837     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1838       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1839     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1840       .addImm(StackSize);
1841   }
1842
1843   // __morestack is in libgcc
1844   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
1845     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
1846     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
1847     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
1848     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
1849     // other suitable registers may be either callee-save or used for
1850     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
1851     // because __morestack manipulates the stack directly.
1852     //
1853     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
1854     // location containing the address.
1855     //
1856     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
1857     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
1858     // to be sufficient for JIT.
1859     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
1860         .addReg(X86::RIP)
1861         .addImm(0)
1862         .addReg(0)
1863         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
1864         .addReg(0);
1865     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
1866   } else {
1867     if (Is64Bit)
1868       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
1869         .addExternalSymbol("__morestack");
1870     else
1871       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1872         .addExternalSymbol("__morestack");
1873   }
1874
1875   if (IsNested)
1876     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
1877   else
1878     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
1879
1880   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1881
1882   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
1883   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1884
1885 #ifdef XDEBUG
1886   MF.verify();
1887 #endif
1888 }
1889
1890 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
1891 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
1892 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
1893 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
1894 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
1895 ///
1896 /// CheckStack:
1897 ///       temp0 = sp - MaxStack
1898 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1899 /// OldStart:
1900 ///       ...
1901 /// IncStack:
1902 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
1903 ///       temp0 = sp - MaxStack
1904 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1905 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
1906     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1907   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1908   DebugLoc DL;
1909   // HiPE-specific values
1910   const unsigned HipeLeafWords = 24;
1911   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
1912   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
1913   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
1914                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
1915   unsigned MaxStack = MFI->getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
1916
1917   assert(STI.isTargetLinux() &&
1918          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
1919
1920   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
1921   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
1922   //
1923   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
1924   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
1925   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
1926   //    functions it calls (a tunable ABI property).
1927   if (MFI->hasCalls()) {
1928     unsigned MoreStackForCalls = 0;
1929
1930     for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), MBBE = MF.end();
1931          MBBI != MBBE; ++MBBI)
1932       for (MachineBasicBlock::iterator MI = MBBI->begin(), ME = MBBI->end();
1933            MI != ME; ++MI) {
1934         if (!MI->isCall())
1935           continue;
1936
1937         // Get callee operand.
1938         const MachineOperand &MO = MI->getOperand(0);
1939
1940         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
1941         if (!MO.isGlobal())
1942           continue;
1943
1944         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
1945         if (!F)
1946           continue;
1947
1948         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
1949         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
1950         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
1951         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
1952         // stack.
1953         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
1954             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
1955             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
1956           continue;
1957
1958         unsigned CalleeStkArity =
1959           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
1960         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
1961           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
1962                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
1963       }
1964     MaxStack += MoreStackForCalls;
1965   }
1966
1967   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
1968   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
1969   if (MaxStack > Guaranteed) {
1970     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1971     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1972
1973     for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
1974       stackCheckMBB->addLiveIn(LI);
1975       incStackMBB->addLiveIn(LI);
1976     }
1977
1978     MF.push_front(incStackMBB);
1979     MF.push_front(stackCheckMBB);
1980
1981     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
1982     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
1983     if (Is64Bit) {
1984       SPReg = X86::RSP;
1985       PReg  = X86::RBP;
1986       LEAop = X86::LEA64r;
1987       CMPop = X86::CMP64rm;
1988       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
1989       SPLimitOffset = 0x90;
1990     } else {
1991       SPReg = X86::ESP;
1992       PReg  = X86::EBP;
1993       LEAop = X86::LEA32r;
1994       CMPop = X86::CMP32rm;
1995       CALLop = X86::CALLpcrel32;
1996       SPLimitOffset = 0x4c;
1997     }
1998
1999     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2000     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2001            "HiPE prologue scratch register is live-in");
2002
2003     // Create new MBB for StackCheck:
2004     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2005                  SPReg, false, -MaxStack);
2006     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
2007     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
2008                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2009     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2010
2011     // Create new MBB for IncStack:
2012     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
2013       addExternalSymbol("inc_stack_0");
2014     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2015                  SPReg, false, -MaxStack);
2016     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
2017                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2018     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
2019
2020     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
2021     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
2022     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
2023     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
2024   }
2025 #ifdef XDEBUG
2026   MF.verify();
2027 #endif
2028 }
2029
2030 bool X86FrameLowering::adjustStackWithPops(MachineBasicBlock &MBB,
2031     MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL, int Offset) const {
2032
2033   if (Offset <= 0)
2034     return false;
2035
2036   if (Offset % SlotSize)
2037     return false;
2038
2039   int NumPops = Offset / SlotSize;
2040   // This is only worth it if we have at most 2 pops.
2041   if (NumPops != 1 && NumPops != 2)
2042     return false;
2043
2044   // Handle only the trivial case where the adjustment directly follows
2045   // a call. This is the most common one, anyway.
2046   if (MBBI == MBB.begin())
2047     return false;
2048   MachineBasicBlock::iterator Prev = std::prev(MBBI);
2049   if (!Prev->isCall() || !Prev->getOperand(1).isRegMask())
2050     return false;
2051
2052   unsigned Regs[2];
2053   unsigned FoundRegs = 0;
2054
2055   auto RegMask = Prev->getOperand(1);
2056
2057   auto &RegClass =
2058       Is64Bit ? X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass : X86::GR32_NOREX_NOSPRegClass;
2059   // Try to find up to NumPops free registers.
2060   for (auto Candidate : RegClass) {
2061
2062     // Poor man's liveness:
2063     // Since we're immediately after a call, any register that is clobbered
2064     // by the call and not defined by it can be considered dead.
2065     if (!RegMask.clobbersPhysReg(Candidate))
2066       continue;
2067
2068     bool IsDef = false;
2069     for (const MachineOperand &MO : Prev->implicit_operands()) {
2070       if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == Candidate) {
2071         IsDef = true;
2072         break;
2073       }
2074     }
2075
2076     if (IsDef)
2077       continue;
2078
2079     Regs[FoundRegs++] = Candidate;
2080     if (FoundRegs == (unsigned)NumPops)
2081       break;
2082   }
2083
2084   if (FoundRegs == 0)
2085     return false;
2086
2087   // If we found only one free register, but need two, reuse the same one twice.
2088   while (FoundRegs < (unsigned)NumPops)
2089     Regs[FoundRegs++] = Regs[0];
2090
2091   for (int i = 0; i < NumPops; ++i)
2092     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
2093             TII.get(STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r), Regs[i]);
2094
2095   return true;
2096 }
2097
2098 void X86FrameLowering::
2099 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
2100                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
2101   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
2102   unsigned Opcode = I->getOpcode();
2103   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
2104   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
2105   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? I->getOperand(0).getImm() : 0;
2106   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? I->getOperand(1).getImm() : 0;
2107   I = MBB.erase(I);
2108
2109   if (!reserveCallFrame) {
2110     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
2111     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
2112     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
2113
2114     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
2115     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
2116     // alignment boundary.
2117     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
2118     Amount = RoundUpToAlignment(Amount, StackAlign);
2119
2120     MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2121     const Function *Fn = MF.getFunction();
2122     bool WindowsCFI = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
2123     bool DwarfCFI = !WindowsCFI &&
2124                     (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
2125
2126     // If we have any exception handlers in this function, and we adjust
2127     // the SP before calls, we may need to indicate this to the unwinder
2128     // using GNU_ARGS_SIZE. Note that this may be necessary even when
2129     // Amount == 0, because the preceding function may have set a non-0
2130     // GNU_ARGS_SIZE.
2131     // TODO: We don't need to reset this between subsequent functions,
2132     // if it didn't change.
2133     bool HasDwarfEHHandlers = !WindowsCFI &&
2134                               !MF.getMMI().getLandingPads().empty();
2135
2136     if (HasDwarfEHHandlers && !isDestroy &&
2137         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences())
2138       BuildCFI(MBB, I, DL,
2139                MCCFIInstruction::createGnuArgsSize(nullptr, Amount));
2140
2141     if (Amount == 0)
2142       return;
2143
2144     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
2145     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
2146     Amount -= InternalAmt;
2147
2148     // If this is a callee-pop calling convention, and we're emitting precise
2149     // SP-based CFI, emit a CFA adjust for the amount the callee popped.
2150     if (isDestroy && InternalAmt && DwarfCFI && !hasFP(MF) &&
2151         MMI.usePreciseUnwindInfo())
2152       BuildCFI(MBB, I, DL,
2153                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, -InternalAmt));
2154
2155     if (Amount) {
2156       // Add Amount to SP to destroy a frame, and subtract to setup.
2157       int Offset = isDestroy ? Amount : -Amount;
2158
2159       if (!(Fn->optForMinSize() &&
2160             adjustStackWithPops(MBB, I, DL, Offset)))
2161         BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, Offset, /*InEpilogue=*/false);
2162     }
2163
2164     if (DwarfCFI && !hasFP(MF)) {
2165       // If we don't have FP, but need to generate unwind information,
2166       // we need to set the correct CFA offset after the stack adjustment.
2167       // How much we adjust the CFA offset depends on whether we're emitting
2168       // CFI only for EH purposes or for debugging. EH only requires the CFA
2169       // offset to be correct at each call site, while for debugging we want
2170       // it to be more precise.
2171       int CFAOffset = Amount;
2172       if (!MMI.usePreciseUnwindInfo())
2173         CFAOffset += InternalAmt;
2174       CFAOffset = isDestroy ? -CFAOffset : CFAOffset;
2175       BuildCFI(MBB, I, DL,
2176                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, CFAOffset));
2177     }
2178
2179     return;
2180   }
2181
2182   if (isDestroy && InternalAmt) {
2183     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
2184     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
2185     // more advanced stack pointer tracking ability.
2186     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
2187     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
2188     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
2189     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
2190     while (I != B && !std::prev(I)->isCall())
2191       --I;
2192     BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
2193   }
2194 }
2195
2196 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2197   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2198
2199   // Win64 has strict requirements in terms of epilogue and we are
2200   // not taking a chance at messing with them.
2201   // I.e., unless this block is already an exit block, we can't use
2202   // it as an epilogue.
2203   if (MBB.getParent()->getSubtarget<X86Subtarget>().isTargetWin64() &&
2204       !MBB.succ_empty() && !MBB.isReturnBlock())
2205     return false;
2206
2207   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
2208     return true;
2209
2210   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
2211   // clobbers the EFLAGS. Check that none of the terminators reads the
2212   // EFLAGS, and if one uses it, conservatively assume this is not
2213   // safe to insert the epilogue here.
2214   return !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
2215 }
2216
2217 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::restoreWin32EHStackPointers(
2218     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2219     DebugLoc DL, bool RestoreSP) const {
2220   assert(STI.isTargetWindowsMSVC() && "funclets only supported in MSVC env");
2221   assert(STI.isTargetWin32() && "EBP/ESI restoration only required on win32");
2222   assert(STI.is32Bit() && !Uses64BitFramePtr &&
2223          "restoring EBP/ESI on non-32-bit target");
2224
2225   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2226   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
2227   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
2228   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2229   const Function *Fn = MF.getFunction();
2230   WinEHFuncInfo &FuncInfo = MMI.getWinEHFuncInfo(Fn);
2231   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2232   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
2233
2234   // FIXME: Don't set FrameSetup flag in catchret case.
2235
2236   int FI = FuncInfo.EHRegNodeFrameIndex;
2237   int EHRegSize = MFI->getObjectSize(FI);
2238
2239   if (RestoreSP) {
2240     // MOV32rm -EHRegSize(%ebp), %esp
2241     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::ESP),
2242                  X86::EBP, true, -EHRegSize)
2243         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2244   }
2245
2246   unsigned UsedReg;
2247   int EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, UsedReg);
2248   int EndOffset = -EHRegOffset - EHRegSize;
2249   FuncInfo.EHRegNodeEndOffset = EndOffset;
2250
2251   if (UsedReg == FramePtr) {
2252     // ADD $offset, %ebp
2253     unsigned ADDri = getADDriOpcode(false, EndOffset);
2254     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ADDri), FramePtr)
2255         .addReg(FramePtr)
2256         .addImm(EndOffset)
2257         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup)
2258         ->getOperand(3)
2259         .setIsDead();
2260     assert(EndOffset >= 0 &&
2261            "end of registration object above normal EBP position!");
2262   } else if (UsedReg == BasePtr) {
2263     // LEA offset(%ebp), %esi
2264     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA32r), BasePtr),
2265                  FramePtr, false, EndOffset)
2266         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2267     // MOV32rm SavedEBPOffset(%esi), %ebp
2268     assert(X86FI->getHasSEHFramePtrSave());
2269     int Offset =
2270         getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
2271     assert(UsedReg == BasePtr);
2272     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), FramePtr),
2273                  UsedReg, true, Offset)
2274         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2275   } else {
2276     llvm_unreachable("32-bit frames with WinEH must use FramePtr or BasePtr");
2277   }
2278   return MBBI;
2279 }
2280
2281 unsigned X86FrameLowering::getWinEHParentFrameOffset(const MachineFunction &MF) const {
2282   // RDX, the parent frame pointer, is homed into 16(%rsp) in the prologue.
2283   unsigned Offset = 16;
2284   // RBP is immediately pushed.
2285   Offset += SlotSize;
2286   // All callee-saved registers are then pushed.
2287   Offset += MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
2288   // Every funclet allocates enough stack space for the largest outgoing call.
2289   Offset += getWinEHFuncletFrameSize(MF);
2290   return Offset;
2291 }