lib/Target/X86/X86RegisterInfo.cpp

   1 //===- X86RegisterInfo.cpp - X86 Register Information -----------*- C++ -*-===//
   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 the TargetRegisterInfo class.
  11 // This file is responsible for the frame pointer elimination optimization
  12 // on X86.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "X86.h"
  17 #include "X86RegisterInfo.h"
  18 #include "X86InstrBuilder.h"
  19 #include "X86MachineFunctionInfo.h"
  20 #include "X86Subtarget.h"
  21 #include "X86TargetMachine.h"
  22 #include "llvm/Constants.h"
  23 #include "llvm/Function.h"
  24 #include "llvm/Type.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
  26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  28 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
  29 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  30 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
  31 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  32 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  33 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  34 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
  35 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  36 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  37 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  38 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
  39 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  40 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  41 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  42 using namespace llvm;
  43
  44 cl::opt<bool>
  45 ForceStackAlign("force-align-stack",
  46                  cl::desc("Force align the stack to the minimum alignment"
  47                            " needed for the function."),
  48                  cl::init(false), cl::Hidden);
  49
  50 X86RegisterInfo::X86RegisterInfo(X86TargetMachine &tm,
  51                                  const TargetInstrInfo &tii)
  52   : X86GenRegisterInfo(tm.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit() ?
  53                          X86::ADJCALLSTACKDOWN64 :
  54                          X86::ADJCALLSTACKDOWN32,
  55                        tm.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit() ?
  56                          X86::ADJCALLSTACKUP64 :
  57                          X86::ADJCALLSTACKUP32),
  58     TM(tm), TII(tii) {
  59   // Cache some information.
  60   const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
  61   Is64Bit = Subtarget->is64Bit();
  62   IsWin64 = Subtarget->isTargetWin64();
  63   StackAlign = TM.getFrameInfo()->getStackAlignment();
  64
  65   if (Is64Bit) {
  66     SlotSize = 8;
  67     StackPtr = X86::RSP;
  68     FramePtr = X86::RBP;
  69   } else {
  70     SlotSize = 4;
  71     StackPtr = X86::ESP;
  72     FramePtr = X86::EBP;
  73   }
  74 }
  75
  76 /// getDwarfRegNum - This function maps LLVM register identifiers to the DWARF
  77 /// specific numbering, used in debug info and exception tables.
  78 int X86RegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNo, bool isEH) const {
  79   const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
  80   unsigned Flavour = DWARFFlavour::X86_64;
  81
  82   if (!Subtarget->is64Bit()) {
  83     if (Subtarget->isTargetDarwin()) {
  84       if (isEH)
  85         Flavour = DWARFFlavour::X86_32_DarwinEH;
  86       else
  87         Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
  88     } else if (Subtarget->isTargetCygMing()) {
  89       // Unsupported by now, just quick fallback
  90       Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
  91     } else {
  92       Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
  93     }
  94   }
  95
  96   return X86GenRegisterInfo::getDwarfRegNumFull(RegNo, Flavour);
  97 }
  98
  99 /// getX86RegNum - This function maps LLVM register identifiers to their X86
 100 /// specific numbering, which is used in various places encoding instructions.
 101 unsigned X86RegisterInfo::getX86RegNum(unsigned RegNo) {
 102   switch(RegNo) {
 103   case X86::RAX: case X86::EAX: case X86::AX: case X86::AL: return N86::EAX;
 104   case X86::RCX: case X86::ECX: case X86::CX: case X86::CL: return N86::ECX;
 105   case X86::RDX: case X86::EDX: case X86::DX: case X86::DL: return N86::EDX;
 106   case X86::RBX: case X86::EBX: case X86::BX: case X86::BL: return N86::EBX;
 107   case X86::RSP: case X86::ESP: case X86::SP: case X86::SPL: case X86::AH:
 108     return N86::ESP;
 109   case X86::RBP: case X86::EBP: case X86::BP: case X86::BPL: case X86::CH:
 110     return N86::EBP;
 111   case X86::RSI: case X86::ESI: case X86::SI: case X86::SIL: case X86::DH:
 112     return N86::ESI;
 113   case X86::RDI: case X86::EDI: case X86::DI: case X86::DIL: case X86::BH:
 114     return N86::EDI;
 115
 116   case X86::R8:  case X86::R8D:  case X86::R8W:  case X86::R8B:
 117     return N86::EAX;
 118   case X86::R9:  case X86::R9D:  case X86::R9W:  case X86::R9B:
 119     return N86::ECX;
 120   case X86::R10: case X86::R10D: case X86::R10W: case X86::R10B:
 121     return N86::EDX;
 122   case X86::R11: case X86::R11D: case X86::R11W: case X86::R11B:
 123     return N86::EBX;
 124   case X86::R12: case X86::R12D: case X86::R12W: case X86::R12B:
 125     return N86::ESP;
 126   case X86::R13: case X86::R13D: case X86::R13W: case X86::R13B:
 127     return N86::EBP;
 128   case X86::R14: case X86::R14D: case X86::R14W: case X86::R14B:
 129     return N86::ESI;
 130   case X86::R15: case X86::R15D: case X86::R15W: case X86::R15B:
 131     return N86::EDI;
 132
 133   case X86::ST0: case X86::ST1: case X86::ST2: case X86::ST3:
 134   case X86::ST4: case X86::ST5: case X86::ST6: case X86::ST7:
 135     return RegNo-X86::ST0;
 136
 137   case X86::XMM0: case X86::XMM8:
 138   case X86::YMM0: case X86::YMM8: case X86::MM0:
 139     return 0;
 140   case X86::XMM1: case X86::XMM9:
 141   case X86::YMM1: case X86::YMM9: case X86::MM1:
 142     return 1;
 143   case X86::XMM2: case X86::XMM10:
 144   case X86::YMM2: case X86::YMM10: case X86::MM2:
 145     return 2;
 146   case X86::XMM3: case X86::XMM11:
 147   case X86::YMM3: case X86::YMM11: case X86::MM3:
 148     return 3;
 149   case X86::XMM4: case X86::XMM12:
 150   case X86::YMM4: case X86::YMM12: case X86::MM4:
 151     return 4;
 152   case X86::XMM5: case X86::XMM13:
 153   case X86::YMM5: case X86::YMM13: case X86::MM5:
 154     return 5;
 155   case X86::XMM6: case X86::XMM14:
 156   case X86::YMM6: case X86::YMM14: case X86::MM6:
 157     return 6;
 158   case X86::XMM7: case X86::XMM15:
 159   case X86::YMM7: case X86::YMM15: case X86::MM7:
 160     return 7;
 161
 162   case X86::ES: return 0;
 163   case X86::CS: return 1;
 164   case X86::SS: return 2;
 165   case X86::DS: return 3;
 166   case X86::FS: return 4;
 167   case X86::GS: return 5;
 168
 169   case X86::CR0: case X86::CR8 : case X86::DR0: return 0;
 170   case X86::CR1: case X86::CR9 : case X86::DR1: return 1;
 171   case X86::CR2: case X86::CR10: case X86::DR2: return 2;
 172   case X86::CR3: case X86::CR11: case X86::DR3: return 3;
 173   case X86::CR4: case X86::CR12: case X86::DR4: return 4;
 174   case X86::CR5: case X86::CR13: case X86::DR5: return 5;
 175   case X86::CR6: case X86::CR14: case X86::DR6: return 6;
 176   case X86::CR7: case X86::CR15: case X86::DR7: return 7;
 177
 178   // Pseudo index registers are equivalent to a "none"
 179   // scaled index (See Intel Manual 2A, table 2-3)
 180   case X86::EIZ:
 181   case X86::RIZ:
 182     return 4;
 183
 184   default:
 185     assert(isVirtualRegister(RegNo) && "Unknown physical register!");
 186     llvm_unreachable("Register allocator hasn't allocated reg correctly yet!");
 187     return 0;
 188   }
 189 }
 190
 191 const TargetRegisterClass *
 192 X86RegisterInfo::getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
 193                                           const TargetRegisterClass *B,
 194                                           unsigned SubIdx) const {
 195   switch (SubIdx) {
 196   default: return 0;
 197   case X86::sub_8bit:
 198     if (B == &X86::GR8RegClass) {
 199       if (A->getSize() == 2 || A->getSize() == 4 || A->getSize() == 8)
 200         return A;
 201     } else if (B == &X86::GR8_ABCD_LRegClass || B == &X86::GR8_ABCD_HRegClass) {
 202       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
 203           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 204           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
 205           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 206         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 207       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
 208                A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
 209                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
 210         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
 211       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_ABCDRegClass ||
 212                A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
 213         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
 214     } else if (B == &X86::GR8_NOREXRegClass) {
 215       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 216           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 217         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
 218       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
 219         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 220       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
 221                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
 222         return &X86::GR32_NOREXRegClass;
 223       else if (A == &X86::GR32_ABCDRegClass)
 224         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
 225       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
 226         return &X86::GR16_NOREXRegClass;
 227       else if (A == &X86::GR16_ABCDRegClass)
 228         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
 229     }
 230     break;
 231   case X86::sub_8bit_hi:
 232     if (B == &X86::GR8_ABCD_HRegClass) {
 233       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
 234           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 235           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
 236           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 237         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 238       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
 239                A == &X86::GR32_NOREXRegClass || A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
 240         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
 241       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_ABCDRegClass ||
 242                A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
 243         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
 244     }
 245     break;
 246   case X86::sub_16bit:
 247     if (B == &X86::GR16RegClass) {
 248       if (A->getSize() == 4 || A->getSize() == 8)
 249         return A;
 250     } else if (B == &X86::GR16_ABCDRegClass) {
 251       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
 252           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 253           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
 254           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 255         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 256       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
 257                A == &X86::GR32_NOREXRegClass || A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
 258         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
 259     } else if (B == &X86::GR16_NOREXRegClass) {
 260       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 261           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 262         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
 263       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
 264         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 265       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
 266                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
 267         return &X86::GR32_NOREXRegClass;
 268       else if (A == &X86::GR32_ABCDRegClass)
 269         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 270     }
 271     break;
 272   case X86::sub_32bit:
 273     if (B == &X86::GR32RegClass) {
 274       if (A->getSize() == 8)
 275         return A;
 276     } else if (B == &X86::GR32_NOSPRegClass) {
 277       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOSPRegClass)
 278         return &X86::GR64_NOSPRegClass;
 279       if (A->getSize() == 8)
 280         return getCommonSubClass(A, &X86::GR64_NOSPRegClass);
 281     } else if (B == &X86::GR32_ABCDRegClass) {
 282       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
 283           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 284           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
 285           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 286         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 287     } else if (B == &X86::GR32_NOREXRegClass) {
 288       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
 289           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
 290         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
 291       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
 292         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
 293     }
 294     break;
 295   case X86::sub_ss:
 296     if (B == &X86::FR32RegClass)
 297       return A;
 298     break;
 299   case X86::sub_sd:
 300     if (B == &X86::FR64RegClass)
 301       return A;
 302     break;
 303   case X86::sub_xmm:
 304     if (B == &X86::VR128RegClass)
 305       return A;
 306     break;
 307   }
 308   return 0;
 309 }
 310
 311 const TargetRegisterClass *
 312 X86RegisterInfo::getPointerRegClass(unsigned Kind) const {
 313   switch (Kind) {
 314   default: llvm_unreachable("Unexpected Kind in getPointerRegClass!");
 315   case 0: // Normal GPRs.
 316     if (TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit())
 317       return &X86::GR64RegClass;
 318     return &X86::GR32RegClass;
 319   case 1: // Normal GRPs except the stack pointer (for encoding reasons).
 320     if (TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit())
 321       return &X86::GR64_NOSPRegClass;
 322     return &X86::GR32_NOSPRegClass;
 323   }
 324 }
 325
 326 const TargetRegisterClass *
 327 X86RegisterInfo::getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
 328   if (RC == &X86::CCRRegClass) {
 329     if (Is64Bit)
 330       return &X86::GR64RegClass;
 331     else
 332       return &X86::GR32RegClass;
 333   }
 334   return NULL;
 335 }
 336
 337 const unsigned *
 338 X86RegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
 339   bool callsEHReturn = false;
 340   bool ghcCall = false;
 341
 342   if (MF) {
 343     callsEHReturn = MF->getMMI().callsEHReturn();
 344     const Function *F = MF->getFunction();
 345     ghcCall = (F ? F->getCallingConv() == CallingConv::GHC : false);
 346   }
 347
 348   static const unsigned GhcCalleeSavedRegs[] = {
 349     0
 350   };
 351
 352   static const unsigned CalleeSavedRegs32Bit[] = {
 353     X86::ESI, X86::EDI, X86::EBX, X86::EBP,  0
 354   };
 355
 356   static const unsigned CalleeSavedRegs32EHRet[] = {
 357     X86::EAX, X86::EDX, X86::ESI, X86::EDI, X86::EBX, X86::EBP,  0
 358   };
 359
 360   static const unsigned CalleeSavedRegs64Bit[] = {
 361     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
 362   };
 363
 364   static const unsigned CalleeSavedRegs64EHRet[] = {
 365     X86::RAX, X86::RDX, X86::RBX, X86::R12,
 366     X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
 367   };
 368
 369   static const unsigned CalleeSavedRegsWin64[] = {
 370     X86::RBX,   X86::RBP,   X86::RDI,   X86::RSI,
 371     X86::R12,   X86::R13,   X86::R14,   X86::R15,
 372     X86::XMM6,  X86::XMM7,  X86::XMM8,  X86::XMM9,
 373     X86::XMM10, X86::XMM11, X86::XMM12, X86::XMM13,
 374     X86::XMM14, X86::XMM15, 0
 375   };
 376
 377   if (ghcCall) {
 378     return GhcCalleeSavedRegs;
 379   } else if (Is64Bit) {
 380     if (IsWin64)
 381       return CalleeSavedRegsWin64;
 382     else
 383       return (callsEHReturn ? CalleeSavedRegs64EHRet : CalleeSavedRegs64Bit);
 384   } else {
 385     return (callsEHReturn ? CalleeSavedRegs32EHRet : CalleeSavedRegs32Bit);
 386   }
 387 }
 388
 389 BitVector X86RegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
 390   BitVector Reserved(getNumRegs());
 391   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 392
 393   // Set the stack-pointer register and its aliases as reserved.
 394   Reserved.set(X86::RSP);
 395   Reserved.set(X86::ESP);
 396   Reserved.set(X86::SP);
 397   Reserved.set(X86::SPL);
 398
 399   // Set the instruction pointer register and its aliases as reserved.
 400   Reserved.set(X86::RIP);
 401   Reserved.set(X86::EIP);
 402   Reserved.set(X86::IP);
 403
 404   // Set the frame-pointer register and its aliases as reserved if needed.
 405   if (TFI->hasFP(MF)) {
 406     Reserved.set(X86::RBP);
 407     Reserved.set(X86::EBP);
 408     Reserved.set(X86::BP);
 409     Reserved.set(X86::BPL);
 410   }
 411
 412   // Mark the x87 stack registers as reserved, since they don't behave normally
 413   // with respect to liveness. We don't fully model the effects of x87 stack
 414   // pushes and pops after stackification.
 415   Reserved.set(X86::ST0);
 416   Reserved.set(X86::ST1);
 417   Reserved.set(X86::ST2);
 418   Reserved.set(X86::ST3);
 419   Reserved.set(X86::ST4);
 420   Reserved.set(X86::ST5);
 421   Reserved.set(X86::ST6);
 422   Reserved.set(X86::ST7);
 423   return Reserved;
 424 }
 425
 426 //===----------------------------------------------------------------------===//
 427 // Stack Frame Processing methods
 428 //===----------------------------------------------------------------------===//
 429
 430 bool X86RegisterInfo::canRealignStack(const MachineFunction &MF) const {
 431   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 432   return (RealignStack &&
 433           !MFI->hasVarSizedObjects());
 434 }
 435
 436 bool X86RegisterInfo::needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
 437   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 438   const Function *F = MF.getFunction();
 439   bool requiresRealignment = ((MFI->getMaxAlignment() > StackAlign) ||
 440                                F->hasFnAttr(Attribute::StackAlignment));
 441
 442   // FIXME: Currently we don't support stack realignment for functions with
 443   //        variable-sized allocas.
 444   // FIXME: It's more complicated than this...
 445   if (0 && requiresRealignment && MFI->hasVarSizedObjects())
 446     report_fatal_error(
 447       "Stack realignment in presense of dynamic allocas is not supported");
 448
 449   // If we've requested that we force align the stack do so now.
 450   if (ForceStackAlign)
 451     return canRealignStack(MF);
 452
 453   return requiresRealignment && canRealignStack(MF);
 454 }
 455
 456 bool X86RegisterInfo::hasReservedSpillSlot(const MachineFunction &MF,
 457                                            unsigned Reg, int &FrameIdx) const {
 458   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 459
 460   if (Reg == FramePtr && TFI->hasFP(MF)) {
 461     FrameIdx = MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin();
 462     return true;
 463   }
 464   return false;
 465 }
 466
 467 int
 468 X86RegisterInfo::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) const {
 469   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 470   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 471   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - TFI->getOffsetOfLocalArea();
 472   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 473
 474   if (needsStackRealignment(MF)) {
 475     if (FI < 0) {
 476       // Skip the saved EBP.
 477       Offset += SlotSize;
 478     } else {
 479       unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(FI);
 480       assert((-(Offset + StackSize)) % Align == 0);
 481       Align = 0;
 482       return Offset + StackSize;
 483     }
 484     // FIXME: Support tail calls
 485   } else {
 486     if (!TFI->hasFP(MF))
 487       return Offset + StackSize;
 488
 489     // Skip the saved EBP.
 490     Offset += SlotSize;
 491
 492     // Skip the RETADDR move area
 493     const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 494     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
 495     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
 496       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
 497   }
 498
 499   return Offset;
 500 }
 501
 502 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
 503   if (is64Bit) {
 504     if (isInt<8>(Imm))
 505       return X86::SUB64ri8;
 506     return X86::SUB64ri32;
 507   } else {
 508     if (isInt<8>(Imm))
 509       return X86::SUB32ri8;
 510     return X86::SUB32ri;
 511   }
 512 }
 513
 514 static unsigned getADDriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
 515   if (is64Bit) {
 516     if (isInt<8>(Imm))
 517       return X86::ADD64ri8;
 518     return X86::ADD64ri32;
 519   } else {
 520     if (isInt<8>(Imm))
 521       return X86::ADD32ri8;
 522     return X86::ADD32ri;
 523   }
 524 }
 525
 526 void X86RegisterInfo::
 527 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
 528                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
 529   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 530
 531   if (!TFI->hasReservedCallFrame(MF)) {
 532     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
 533     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
 534     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
 535     // TODO: consider using push / pop instead of sub + store / add
 536     MachineInstr *Old = I;
 537     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImm();
 538     if (Amount != 0) {
 539       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
 540       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
 541       // alignment boundary.
 542       Amount = (Amount + StackAlign - 1) / StackAlign * StackAlign;
 543
 544       MachineInstr *New = 0;
 545       if (Old->getOpcode() == getCallFrameSetupOpcode()) {
 546         New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(),
 547                       TII.get(getSUBriOpcode(Is64Bit, Amount)),
 548                       StackPtr)
 549           .addReg(StackPtr)
 550           .addImm(Amount);
 551       } else {
 552         assert(Old->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode());
 553
 554         // Factor out the amount the callee already popped.
 555         uint64_t CalleeAmt = Old->getOperand(1).getImm();
 556         Amount -= CalleeAmt;
 557
 558       if (Amount) {
 559           unsigned Opc = getADDriOpcode(Is64Bit, Amount);
 560           New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(), TII.get(Opc), StackPtr)
 561             .addReg(StackPtr)
 562             .addImm(Amount);
 563         }
 564       }
 565
 566       if (New) {
 567         // The EFLAGS implicit def is dead.
 568         New->getOperand(3).setIsDead();
 569
 570         // Replace the pseudo instruction with a new instruction.
 571         MBB.insert(I, New);
 572       }
 573     }
 574   } else if (I->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode()) {
 575     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
 576     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
 577     // more advanced stack pointer tracking ability.
 578     if (uint64_t CalleeAmt = I->getOperand(1).getImm()) {
 579       unsigned Opc = getSUBriOpcode(Is64Bit, CalleeAmt);
 580       MachineInstr *Old = I;
 581       MachineInstr *New =
 582         BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(), TII.get(Opc),
 583                 StackPtr)
 584           .addReg(StackPtr)
 585           .addImm(CalleeAmt);
 586
 587       // The EFLAGS implicit def is dead.
 588       New->getOperand(3).setIsDead();
 589       MBB.insert(I, New);
 590     }
 591   }
 592
 593   MBB.erase(I);
 594 }
 595
 596 void
 597 X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
 598                                      int SPAdj, RegScavenger *RS) const{
 599   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
 600
 601   unsigned i = 0;
 602   MachineInstr &MI = *II;
 603   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
 604   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 605
 606   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
 607     ++i;
 608     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
 609   }
 610
 611   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
 612   unsigned BasePtr;
 613
 614   unsigned Opc = MI.getOpcode();
 615   bool AfterFPPop = Opc == X86::TAILJMPm64 || Opc == X86::TAILJMPm;
 616   if (needsStackRealignment(MF))
 617     BasePtr = (FrameIndex < 0 ? FramePtr : StackPtr);
 618   else if (AfterFPPop)
 619     BasePtr = StackPtr;
 620   else
 621     BasePtr = (TFI->hasFP(MF) ? FramePtr : StackPtr);
 622
 623   // This must be part of a four operand memory reference.  Replace the
 624   // FrameIndex with base register with EBP.  Add an offset to the offset.
 625   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
 626
 627   // Now add the frame object offset to the offset from EBP.
 628   int FIOffset;
 629   if (AfterFPPop) {
 630     // Tail call jmp happens after FP is popped.
 631     const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 632     FIOffset = MFI->getObjectOffset(FrameIndex) - TFI->getOffsetOfLocalArea();
 633   } else
 634     FIOffset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex);
 635
 636   if (MI.getOperand(i+3).isImm()) {
 637     // Offset is a 32-bit integer.
 638     int Offset = FIOffset + (int)(MI.getOperand(i + 3).getImm());
 639     MI.getOperand(i + 3).ChangeToImmediate(Offset);
 640   } else {
 641     // Offset is symbolic. This is extremely rare.
 642     uint64_t Offset = FIOffset + (uint64_t)MI.getOperand(i+3).getOffset();
 643     MI.getOperand(i+3).setOffset(Offset);
 644   }
 645 }
 646
 647 void
 648 X86RegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 649                                                       RegScavenger *RS) const {
 650   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 651   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 652
 653   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 654   int32_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
 655
 656   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
 657     // create RETURNADDR area
 658     //   arg
 659     //   arg
 660     //   RETADDR
 661     //   { ...
 662     //     RETADDR area
 663     //     ...
 664     //   }
 665     //   [EBP]
 666     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
 667                            (-1U*SlotSize)+TailCallReturnAddrDelta, true);
 668   }
 669
 670   if (TFI->hasFP(MF)) {
 671     assert((TailCallReturnAddrDelta <= 0) &&
 672            "The Delta should always be zero or negative");
 673     const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
 674
 675     // Create a frame entry for the EBP register that must be saved.
 676     int FrameIdx = MFI->CreateFixedObject(SlotSize,
 677                                           -(int)SlotSize +
 678                                           TFI.getOffsetOfLocalArea() +
 679                                           TailCallReturnAddrDelta,
 680                                           true);
 681     assert(FrameIdx == MFI->getObjectIndexBegin() &&
 682            "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
 683     FrameIdx = 0;
 684   }
 685 }
 686
 687 unsigned X86RegisterInfo::getRARegister() const {
 688   return Is64Bit ? X86::RIP     // Should have dwarf #16.
 689                  : X86::EIP;    // Should have dwarf #8.
 690 }
 691
 692 unsigned X86RegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
 693   const TargetFrameInfo *TFI = MF.getTarget().getFrameInfo();
 694   return TFI->hasFP(MF) ? FramePtr : StackPtr;
 695 }
 696
 697 void
 698 X86RegisterInfo::getInitialFrameState(std::vector<MachineMove> &Moves) const {
 699   // Calculate amount of bytes used for return address storing
 700   int stackGrowth = (Is64Bit ? -8 : -4);
 701
 702   // Initial state of the frame pointer is esp+stackGrowth.
 703   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 704   MachineLocation Src(StackPtr, stackGrowth);
 705   Moves.push_back(MachineMove(0, Dst, Src));
 706
 707   // Add return address to move list
 708   MachineLocation CSDst(StackPtr, stackGrowth);
 709   MachineLocation CSSrc(getRARegister());
 710   Moves.push_back(MachineMove(0, CSDst, CSSrc));
 711 }
 712
 713 unsigned X86RegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
 714   llvm_unreachable("What is the exception register");
 715   return 0;
 716 }
 717
 718 unsigned X86RegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
 719   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
 720   return 0;
 721 }
 722
 723 namespace llvm {
 724 unsigned getX86SubSuperRegister(unsigned Reg, EVT VT, bool High) {
 725   switch (VT.getSimpleVT().SimpleTy) {
 726   default: return Reg;
 727   case MVT::i8:
 728     if (High) {
 729       switch (Reg) {
 730       default: return 0;
 731       case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
 732         return X86::AH;
 733       case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
 734         return X86::DH;
 735       case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
 736         return X86::CH;
 737       case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
 738         return X86::BH;
 739       }
 740     } else {
 741       switch (Reg) {
 742       default: return 0;
 743       case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
 744         return X86::AL;
 745       case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
 746         return X86::DL;
 747       case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
 748         return X86::CL;
 749       case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
 750         return X86::BL;
 751       case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
 752         return X86::SIL;
 753       case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
 754         return X86::DIL;
 755       case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
 756         return X86::BPL;
 757       case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
 758         return X86::SPL;
 759       case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
 760         return X86::R8B;
 761       case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
 762         return X86::R9B;
 763       case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
 764         return X86::R10B;
 765       case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
 766         return X86::R11B;
 767       case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
 768         return X86::R12B;
 769       case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
 770         return X86::R13B;
 771       case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
 772         return X86::R14B;
 773       case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
 774         return X86::R15B;
 775       }
 776     }
 777   case MVT::i16:
 778     switch (Reg) {
 779     default: return Reg;
 780     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
 781       return X86::AX;
 782     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
 783       return X86::DX;
 784     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
 785       return X86::CX;
 786     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
 787       return X86::BX;
 788     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
 789       return X86::SI;
 790     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
 791       return X86::DI;
 792     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
 793       return X86::BP;
 794     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
 795       return X86::SP;
 796     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
 797       return X86::R8W;
 798     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
 799       return X86::R9W;
 800     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
 801       return X86::R10W;
 802     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
 803       return X86::R11W;
 804     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
 805       return X86::R12W;
 806     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
 807       return X86::R13W;
 808     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
 809       return X86::R14W;
 810     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
 811       return X86::R15W;
 812     }
 813   case MVT::i32:
 814     switch (Reg) {
 815     default: return Reg;
 816     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
 817       return X86::EAX;
 818     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
 819       return X86::EDX;
 820     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
 821       return X86::ECX;
 822     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
 823       return X86::EBX;
 824     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
 825       return X86::ESI;
 826     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
 827       return X86::EDI;
 828     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
 829       return X86::EBP;
 830     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
 831       return X86::ESP;
 832     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
 833       return X86::R8D;
 834     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
 835       return X86::R9D;
 836     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
 837       return X86::R10D;
 838     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
 839       return X86::R11D;
 840     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
 841       return X86::R12D;
 842     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
 843       return X86::R13D;
 844     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
 845       return X86::R14D;
 846     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
 847       return X86::R15D;
 848     }
 849   case MVT::i64:
 850     switch (Reg) {
 851     default: return Reg;
 852     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
 853       return X86::RAX;
 854     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
 855       return X86::RDX;
 856     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
 857       return X86::RCX;
 858     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
 859       return X86::RBX;
 860     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
 861       return X86::RSI;
 862     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
 863       return X86::RDI;
 864     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
 865       return X86::RBP;
 866     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
 867       return X86::RSP;
 868     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
 869       return X86::R8;
 870     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
 871       return X86::R9;
 872     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
 873       return X86::R10;
 874     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
 875       return X86::R11;
 876     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
 877       return X86::R12;
 878     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
 879       return X86::R13;
 880     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
 881       return X86::R14;
 882     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
 883       return X86::R15;
 884     }
 885   }
 886
 887   return Reg;
 888 }
 889 }
 890
 891 #include "X86GenRegisterInfo.inc"
 892
 893 namespace {
 894   struct MSAH : public MachineFunctionPass {
 895     static char ID;
 896     MSAH() : MachineFunctionPass(ID) {}
 897
 898     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
 899       const X86TargetMachine *TM =
 900         static_cast<const X86TargetMachine *>(&MF.getTarget());
 901       const X86RegisterInfo *X86RI = TM->getRegisterInfo();
 902       MachineRegisterInfo &RI = MF.getRegInfo();
 903       X86MachineFunctionInfo *FuncInfo = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 904       unsigned StackAlignment = X86RI->getStackAlignment();
 905
 906       // Be over-conservative: scan over all vreg defs and find whether vector
 907       // registers are used. If yes, there is a possibility that vector register
 908       // will be spilled and thus require dynamic stack realignment.
 909       for (unsigned RegNum = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
 910            RegNum < RI.getLastVirtReg(); ++RegNum)
 911         if (RI.getRegClass(RegNum)->getAlignment() > StackAlignment) {
 912           FuncInfo->setReserveFP(true);
 913           return true;
 914         }
 915
 916       // Nothing to do
 917       return false;
 918     }
 919
 920     virtual const char *getPassName() const {
 921       return "X86 Maximal Stack Alignment Check";
 922     }
 923
 924     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 925       AU.setPreservesCFG();
 926       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
 927     }
 928   };
 929
 930   char MSAH::ID = 0;
 931 }
 932
 933 FunctionPass*
 934 llvm::createX86MaxStackAlignmentHeuristicPass() { return new MSAH(); }