bd40cac95543db194cd75b791277e371faad16ca
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / StatepointLowering.cpp
1 //===-- StatepointLowering.cpp - SDAGBuilder's statepoint code -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file includes support code use by SelectionDAGBuilder when lowering a
11 // statepoint sequence in SelectionDAG IR.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "StatepointLowering.h"
16 #include "SelectionDAGBuilder.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
19 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/GCMetadata.h"
21 #include "llvm/CodeGen/GCStrategy.h"
22 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
23 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
24 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
25 #include "llvm/IR/Instructions.h"
26 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
27 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
28 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
29 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
30 #include <algorithm>
31 using namespace llvm;
32
33 #define DEBUG_TYPE "statepoint-lowering"
34
35 STATISTIC(NumSlotsAllocatedForStatepoints,
36           "Number of stack slots allocated for statepoints");
37 STATISTIC(NumOfStatepoints, "Number of statepoint nodes encountered");
38 STATISTIC(StatepointMaxSlotsRequired,
39           "Maximum number of stack slots required for a singe statepoint");
40
41 static void pushStackMapConstant(SmallVectorImpl<SDValue>& Ops,
42                                  SelectionDAGBuilder &Builder, uint64_t Value) {
43   SDLoc L = Builder.getCurSDLoc();
44   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(StackMaps::ConstantOp, L,
45                                               MVT::i64));
46   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(Value, L, MVT::i64));
47 }
48
49 void StatepointLoweringState::startNewStatepoint(SelectionDAGBuilder &Builder) {
50   // Consistency check
51   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
52          "Trying to visit statepoint before finished processing previous one");
53   Locations.clear();
54   NextSlotToAllocate = 0;
55   // Need to resize this on each safepoint - we need the two to stay in
56   // sync and the clear patterns of a SelectionDAGBuilder have no relation
57   // to FunctionLoweringInfo.
58   AllocatedStackSlots.resize(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size());
59   for (size_t i = 0; i < AllocatedStackSlots.size(); i++) {
60     AllocatedStackSlots[i] = false;
61   }
62 }
63
64 void StatepointLoweringState::clear() {
65   Locations.clear();
66   AllocatedStackSlots.clear();
67   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
68          "cleared before statepoint sequence completed");
69 }
70
71 SDValue
72 StatepointLoweringState::allocateStackSlot(EVT ValueType,
73                                            SelectionDAGBuilder &Builder) {
74
75   NumSlotsAllocatedForStatepoints++;
76
77   // The basic scheme here is to first look for a previously created stack slot
78   // which is not in use (accounting for the fact arbitrary slots may already
79   // be reserved), or to create a new stack slot and use it.
80
81   // If this doesn't succeed in 40000 iterations, something is seriously wrong
82   for (int i = 0; i < 40000; i++) {
83     assert(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size() ==
84                AllocatedStackSlots.size() &&
85            "broken invariant");
86     const size_t NumSlots = AllocatedStackSlots.size();
87     assert(NextSlotToAllocate <= NumSlots && "broken invariant");
88
89     if (NextSlotToAllocate >= NumSlots) {
90       assert(NextSlotToAllocate == NumSlots);
91       // record stats
92       if (NumSlots + 1 > StatepointMaxSlotsRequired) {
93         StatepointMaxSlotsRequired = NumSlots + 1;
94       }
95
96       SDValue SpillSlot = Builder.DAG.CreateStackTemporary(ValueType);
97       const unsigned FI = cast<FrameIndexSDNode>(SpillSlot)->getIndex();
98       Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.push_back(FI);
99       AllocatedStackSlots.push_back(true);
100       return SpillSlot;
101     }
102     if (!AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate]) {
103       const int FI = Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots[NextSlotToAllocate];
104       AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate] = true;
105       return Builder.DAG.getFrameIndex(FI, ValueType);
106     }
107     // Note: We deliberately choose to advance this only on the failing path.
108     // Doing so on the suceeding path involes a bit of complexity that caused a
109     // minor bug previously.  Unless performance shows this matters, please
110     // keep this code as simple as possible.
111     NextSlotToAllocate++;
112   }
113   llvm_unreachable("infinite loop?");
114 }
115
116 /// Utility function for reservePreviousStackSlotForValue. Tries to find
117 /// stack slot index to which we have spilled value for previous statepoints.
118 /// LookUpDepth specifies maximum DFS depth this function is allowed to look.
119 static Optional<int> findPreviousSpillSlot(const Value *Val,
120                                            SelectionDAGBuilder &Builder,
121                                            int LookUpDepth) {
122   // Can not look any futher - give up now
123   if (LookUpDepth <= 0)
124     return Optional<int>();
125
126   // Spill location is known for gc relocates
127   if (isGCRelocate(Val)) {
128     GCRelocateOperands RelocOps(cast<Instruction>(Val));
129
130     FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
131         Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[RelocOps.getStatepoint()];
132
133     auto It = SpillMap.find(RelocOps.getDerivedPtr());
134     if (It == SpillMap.end())
135       return Optional<int>();
136
137     return It->second;
138   }
139
140   // Look through bitcast instructions.
141   if (const BitCastInst *Cast = dyn_cast<BitCastInst>(Val)) {
142     return findPreviousSpillSlot(Cast->getOperand(0), Builder, LookUpDepth - 1);
143   }
144
145   // Look through phi nodes
146   // All incoming values should have same known stack slot, otherwise result
147   // is unknown.
148   if (const PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(Val)) {
149     Optional<int> MergedResult = None;
150
151     for (auto &IncomingValue : Phi->incoming_values()) {
152       Optional<int> SpillSlot =
153           findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth - 1);
154       if (!SpillSlot.hasValue())
155         return Optional<int>();
156
157       if (MergedResult.hasValue() && *MergedResult != *SpillSlot)
158         return Optional<int>();
159
160       MergedResult = SpillSlot;
161     }
162     return MergedResult;
163   }
164
165   // TODO: We can do better for PHI nodes. In cases like this:
166   //   ptr = phi(relocated_pointer, not_relocated_pointer)
167   //   statepoint(ptr)
168   // We will return that stack slot for ptr is unknown. And later we might
169   // assign different stack slots for ptr and relocated_pointer. This limits
170   // llvm's ability to remove redundant stores.
171   // Unfortunately it's hard to accomplish in current infrastructure.
172   // We use this function to eliminate spill store completely, while
173   // in example we still need to emit store, but instead of any location
174   // we need to use special "preferred" location.
175
176   // TODO: handle simple updates.  If a value is modified and the original
177   // value is no longer live, it would be nice to put the modified value in the
178   // same slot.  This allows folding of the memory accesses for some
179   // instructions types (like an increment).
180   //   statepoint (i)
181   //   i1 = i+1
182   //   statepoint (i1)
183   // However we need to be careful for cases like this:
184   //   statepoint(i)
185   //   i1 = i+1
186   //   statepoint(i, i1)
187   // Here we want to reserve spill slot for 'i', but not for 'i+1'. If we just
188   // put handling of simple modifications in this function like it's done
189   // for bitcasts we might end up reserving i's slot for 'i+1' because order in
190   // which we visit values is unspecified.
191
192   // Don't know any information about this instruction
193   return Optional<int>();
194 }
195
196 /// Try to find existing copies of the incoming values in stack slots used for
197 /// statepoint spilling.  If we can find a spill slot for the incoming value,
198 /// mark that slot as allocated, and reuse the same slot for this safepoint.
199 /// This helps to avoid series of loads and stores that only serve to resuffle
200 /// values on the stack between calls.
201 static void reservePreviousStackSlotForValue(const Value *IncomingValue,
202                                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
203
204   SDValue Incoming = Builder.getValue(IncomingValue);
205
206   if (isa<ConstantSDNode>(Incoming) || isa<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
207     // We won't need to spill this, so no need to check for previously
208     // allocated stack slots
209     return;
210   }
211
212   SDValue OldLocation = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
213   if (OldLocation.getNode())
214     // duplicates in input
215     return;
216
217   const int LookUpDepth = 6;
218   Optional<int> Index =
219       findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth);
220   if (!Index.hasValue())
221     return;
222
223   auto Itr = std::find(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(),
224                        Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end(), *Index);
225   assert(Itr != Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end() &&
226          "value spilled to the unknown stack slot");
227
228   // This is one of our dedicated lowering slots
229   const int Offset =
230       std::distance(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(), Itr);
231   if (Builder.StatepointLowering.isStackSlotAllocated(Offset)) {
232     // stack slot already assigned to someone else, can't use it!
233     // TODO: currently we reserve space for gc arguments after doing
234     // normal allocation for deopt arguments.  We should reserve for
235     // _all_ deopt and gc arguments, then start allocating.  This
236     // will prevent some moves being inserted when vm state changes,
237     // but gc state doesn't between two calls.
238     return;
239   }
240   // Reserve this stack slot
241   Builder.StatepointLowering.reserveStackSlot(Offset);
242
243   // Cache this slot so we find it when going through the normal
244   // assignment loop.
245   SDValue Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(*Index, Incoming.getValueType());
246   Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
247 }
248
249 /// Remove any duplicate (as SDValues) from the derived pointer pairs.  This
250 /// is not required for correctness.  It's purpose is to reduce the size of
251 /// StackMap section.  It has no effect on the number of spill slots required
252 /// or the actual lowering.
253 static void removeDuplicatesGCPtrs(SmallVectorImpl<const Value *> &Bases,
254                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
255                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs,
256                                    SelectionDAGBuilder &Builder) {
257
258   // This is horribly ineffecient, but I don't care right now
259   SmallSet<SDValue, 64> Seen;
260
261   SmallVector<const Value *, 64> NewBases, NewPtrs, NewRelocs;
262   for (size_t i = 0; i < Ptrs.size(); i++) {
263     SDValue SD = Builder.getValue(Ptrs[i]);
264     // Only add non-duplicates
265     if (Seen.count(SD) == 0) {
266       NewBases.push_back(Bases[i]);
267       NewPtrs.push_back(Ptrs[i]);
268       NewRelocs.push_back(Relocs[i]);
269     }
270     Seen.insert(SD);
271   }
272   assert(Bases.size() >= NewBases.size());
273   assert(Ptrs.size() >= NewPtrs.size());
274   assert(Relocs.size() >= NewRelocs.size());
275   Bases = NewBases;
276   Ptrs = NewPtrs;
277   Relocs = NewRelocs;
278   assert(Ptrs.size() == Bases.size());
279   assert(Ptrs.size() == Relocs.size());
280 }
281
282 /// Extract call from statepoint, lower it and return pointer to the
283 /// call node. Also update NodeMap so that getValue(statepoint) will
284 /// reference lowered call result
285 static SDNode *
286 lowerCallFromStatepoint(ImmutableStatepoint ISP, MachineBasicBlock *LandingPad,
287                         SelectionDAGBuilder &Builder,
288                         SmallVectorImpl<SDValue> &PendingExports) {
289
290   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
291
292   SDValue ActualCallee = Builder.getValue(ISP.getCalledValue());
293
294   assert(CS.getCallingConv() != CallingConv::AnyReg &&
295          "anyregcc is not supported on statepoints!");
296
297   Type *DefTy = ISP.getActualReturnType();
298   bool HasDef = !DefTy->isVoidTy();
299
300   SDValue ReturnValue, CallEndVal;
301   std::tie(ReturnValue, CallEndVal) = Builder.lowerCallOperands(
302       ISP.getCallSite(), ImmutableStatepoint::CallArgsBeginPos,
303       ISP.getNumCallArgs(), ActualCallee, DefTy, LandingPad,
304       false /* IsPatchPoint */);
305
306   SDNode *CallEnd = CallEndVal.getNode();
307
308   // Get a call instruction from the call sequence chain.  Tail calls are not
309   // allowed.  The following code is essentially reverse engineering X86's
310   // LowerCallTo.
311   //
312   // We are expecting DAG to have the following form:
313   //
314   // ch = eh_label (only in case of invoke statepoint)
315   //   ch, glue = callseq_start ch
316   //   ch, glue = X86::Call ch, glue
317   //   ch, glue = callseq_end ch, glue
318   //   get_return_value ch, glue
319   //
320   // get_return_value can either be a CopyFromReg to grab the return value from
321   // %RAX, or it can be a LOAD to load a value returned by reference via a stack
322   // slot.
323
324   if (HasDef && (CallEnd->getOpcode() == ISD::CopyFromReg ||
325                  CallEnd->getOpcode() == ISD::LOAD))
326     CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
327
328   assert(CallEnd->getOpcode() == ISD::CALLSEQ_END && "expected!");
329
330   if (HasDef) {
331     if (CS.isInvoke()) {
332       // Result value will be used in different basic block for invokes
333       // so we need to export it now. But statepoint call has a different type
334       // than the actuall call. It means that standart exporting mechanism will
335       // create register of the wrong type. So instead we need to create
336       // register with correct type and save value into it manually.
337       // TODO: To eliminate this problem we can remove gc.result intrinsics
338       //       completelly and make statepoint call to return a tuple.
339       unsigned Reg = Builder.FuncInfo.CreateRegs(ISP.getActualReturnType());
340       RegsForValue RFV(*Builder.DAG.getContext(),
341                        Builder.DAG.getTargetLoweringInfo(), Reg,
342                        ISP.getActualReturnType());
343       SDValue Chain = Builder.DAG.getEntryNode();
344
345       RFV.getCopyToRegs(ReturnValue, Builder.DAG, Builder.getCurSDLoc(), Chain,
346                         nullptr);
347       PendingExports.push_back(Chain);
348       Builder.FuncInfo.ValueMap[CS.getInstruction()] = Reg;
349     } else {
350       // The value of the statepoint itself will be the value of call itself.
351       // We'll replace the actually call node shortly.  gc_result will grab
352       // this value.
353       Builder.setValue(CS.getInstruction(), ReturnValue);
354     }
355   } else {
356     // The token value is never used from here on, just generate a poison value
357     Builder.setValue(CS.getInstruction(),
358                      Builder.DAG.getIntPtrConstant(-1, Builder.getCurSDLoc()));
359   }
360
361   return CallEnd->getOperand(0).getNode();
362 }
363
364 /// Callect all gc pointers coming into statepoint intrinsic, clean them up,
365 /// and return two arrays:
366 ///   Bases - base pointers incoming to this statepoint
367 ///   Ptrs - derived pointers incoming to this statepoint
368 ///   Relocs - the gc_relocate corresponding to each base/ptr pair
369 /// Elements of this arrays should be in one-to-one correspondence with each
370 /// other i.e Bases[i], Ptrs[i] are from the same gcrelocate call
371 static void getIncomingStatepointGCValues(
372     SmallVectorImpl<const Value *> &Bases, SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
373     SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs, ImmutableStatepoint StatepointSite,
374     SelectionDAGBuilder &Builder) {
375   for (GCRelocateOperands relocateOpers : StatepointSite.getRelocates()) {
376     Relocs.push_back(relocateOpers.getUnderlyingCallSite().getInstruction());
377     Bases.push_back(relocateOpers.getBasePtr());
378     Ptrs.push_back(relocateOpers.getDerivedPtr());
379   }
380
381   // Remove any redundant llvm::Values which map to the same SDValue as another
382   // input.  Also has the effect of removing duplicates in the original
383   // llvm::Value input list as well.  This is a useful optimization for
384   // reducing the size of the StackMap section.  It has no other impact.
385   removeDuplicatesGCPtrs(Bases, Ptrs, Relocs, Builder);
386
387   assert(Bases.size() == Ptrs.size() && Ptrs.size() == Relocs.size());
388 }
389
390 /// Spill a value incoming to the statepoint. It might be either part of
391 /// vmstate
392 /// or gcstate. In both cases unconditionally spill it on the stack unless it
393 /// is a null constant. Return pair with first element being frame index
394 /// containing saved value and second element with outgoing chain from the
395 /// emitted store
396 static std::pair<SDValue, SDValue>
397 spillIncomingStatepointValue(SDValue Incoming, SDValue Chain,
398                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
399   SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
400
401   // Emit new store if we didn't do it for this ptr before
402   if (!Loc.getNode()) {
403     Loc = Builder.StatepointLowering.allocateStackSlot(Incoming.getValueType(),
404                                                        Builder);
405     assert(isa<FrameIndexSDNode>(Loc));
406     int Index = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
407     // We use TargetFrameIndex so that isel will not select it into LEA
408     Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(Index, Incoming.getValueType());
409
410     // TODO: We can create TokenFactor node instead of
411     //       chaining stores one after another, this may allow
412     //       a bit more optimal scheduling for them
413     Chain = Builder.DAG.getStore(Chain, Builder.getCurSDLoc(), Incoming, Loc,
414                                  MachinePointerInfo::getFixedStack(Index),
415                                  false, false, 0);
416
417     Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
418   }
419
420   assert(Loc.getNode());
421   return std::make_pair(Loc, Chain);
422 }
423
424 /// Lower a single value incoming to a statepoint node.  This value can be
425 /// either a deopt value or a gc value, the handling is the same.  We special
426 /// case constants and allocas, then fall back to spilling if required.
427 static void lowerIncomingStatepointValue(SDValue Incoming,
428                                          SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
429                                          SelectionDAGBuilder &Builder) {
430   SDValue Chain = Builder.getRoot();
431
432   if (ConstantSDNode *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Incoming)) {
433     // If the original value was a constant, make sure it gets recorded as
434     // such in the stackmap.  This is required so that the consumer can
435     // parse any internal format to the deopt state.  It also handles null
436     // pointers and other constant pointers in GC states
437     pushStackMapConstant(Ops, Builder, C->getSExtValue());
438   } else if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
439     // This handles allocas as arguments to the statepoint (this is only
440     // really meaningful for a deopt value.  For GC, we'd be trying to
441     // relocate the address of the alloca itself?)
442     Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
443                                                   Incoming.getValueType()));
444   } else {
445     // Otherwise, locate a spill slot and explicitly spill it so it
446     // can be found by the runtime later.  We currently do not support
447     // tracking values through callee saved registers to their eventual
448     // spill location.  This would be a useful optimization, but would
449     // need to be optional since it requires a lot of complexity on the
450     // runtime side which not all would support.
451     std::pair<SDValue, SDValue> Res =
452         spillIncomingStatepointValue(Incoming, Chain, Builder);
453     Ops.push_back(Res.first);
454     Chain = Res.second;
455   }
456
457   Builder.DAG.setRoot(Chain);
458 }
459
460 /// Lower deopt state and gc pointer arguments of the statepoint.  The actual
461 /// lowering is described in lowerIncomingStatepointValue.  This function is
462 /// responsible for lowering everything in the right position and playing some
463 /// tricks to avoid redundant stack manipulation where possible.  On
464 /// completion, 'Ops' will contain ready to use operands for machine code
465 /// statepoint. The chain nodes will have already been created and the DAG root
466 /// will be set to the last value spilled (if any were).
467 static void lowerStatepointMetaArgs(SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
468                                     ImmutableStatepoint StatepointSite,
469                                     SelectionDAGBuilder &Builder) {
470
471   // Lower the deopt and gc arguments for this statepoint.  Layout will
472   // be: deopt argument length, deopt arguments.., gc arguments...
473
474   SmallVector<const Value *, 64> Bases, Ptrs, Relocations;
475   getIncomingStatepointGCValues(Bases, Ptrs, Relocations, StatepointSite,
476                                 Builder);
477
478 #ifndef NDEBUG
479   // Check that each of the gc pointer and bases we've gotten out of the
480   // safepoint is something the strategy thinks might be a pointer into the GC
481   // heap.  This is basically just here to help catch errors during statepoint
482   // insertion. TODO: This should actually be in the Verifier, but we can't get
483   // to the GCStrategy from there (yet).
484   GCStrategy &S = Builder.GFI->getStrategy();
485   for (const Value *V : Bases) {
486     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
487     if (Opt.hasValue()) {
488       assert(Opt.getValue() &&
489              "non gc managed base pointer found in statepoint");
490     }
491   }
492   for (const Value *V : Ptrs) {
493     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
494     if (Opt.hasValue()) {
495       assert(Opt.getValue() &&
496              "non gc managed derived pointer found in statepoint");
497     }
498   }
499   for (const Value *V : Relocations) {
500     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V);
501     if (Opt.hasValue()) {
502       assert(Opt.getValue() && "non gc managed pointer relocated");
503     }
504   }
505 #endif
506
507   // Before we actually start lowering (and allocating spill slots for values),
508   // reserve any stack slots which we judge to be profitable to reuse for a
509   // particular value.  This is purely an optimization over the code below and
510   // doesn't change semantics at all.  It is important for performance that we
511   // reserve slots for both deopt and gc values before lowering either.
512   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
513     reservePreviousStackSlotForValue(V, Builder);
514   }
515   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
516     reservePreviousStackSlotForValue(Bases[i], Builder);
517     reservePreviousStackSlotForValue(Ptrs[i], Builder);
518   }
519
520   // First, prefix the list with the number of unique values to be
521   // lowered.  Note that this is the number of *Values* not the
522   // number of SDValues required to lower them.
523   const int NumVMSArgs = StatepointSite.getNumTotalVMSArgs();
524   pushStackMapConstant(Ops, Builder, NumVMSArgs);
525
526   assert(NumVMSArgs == std::distance(StatepointSite.vm_state_begin(),
527                                      StatepointSite.vm_state_end()));
528
529   // The vm state arguments are lowered in an opaque manner.  We do
530   // not know what type of values are contained within.  We skip the
531   // first one since that happens to be the total number we lowered
532   // explicitly just above.  We could have left it in the loop and
533   // not done it explicitly, but it's far easier to understand this
534   // way.
535   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
536     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
537     lowerIncomingStatepointValue(Incoming, Ops, Builder);
538   }
539
540   // Finally, go ahead and lower all the gc arguments.  There's no prefixed
541   // length for this one.  After lowering, we'll have the base and pointer
542   // arrays interwoven with each (lowered) base pointer immediately followed by
543   // it's (lowered) derived pointer.  i.e
544   // (base[0], ptr[0], base[1], ptr[1], ...)
545   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
546     const Value *Base = Bases[i];
547     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Base), Ops, Builder);
548
549     const Value *Ptr = Ptrs[i];
550     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Ptr), Ops, Builder);
551   }
552
553   // If there are any explicit spill slots passed to the statepoint, record
554   // them, but otherwise do not do anything special.  These are user provided
555   // allocas and give control over placement to the consumer.  In this case,
556   // it is the contents of the slot which may get updated, not the pointer to
557   // the alloca
558   for (Value *V : StatepointSite.gc_args()) {
559     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
560     if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
561       // This handles allocas as arguments to the statepoint
562       Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
563                                                     Incoming.getValueType()));
564     }
565   }
566
567   // Record computed locations for all lowered values.
568   // This can not be embedded in lowering loops as we need to record *all*
569   // values, while previous loops account only values with unique SDValues.
570   const Instruction *StatepointInstr =
571     StatepointSite.getCallSite().getInstruction();
572   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
573     Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[StatepointInstr];
574
575   for (GCRelocateOperands RelocateOpers : StatepointSite.getRelocates()) {
576     const Value *V = RelocateOpers.getDerivedPtr();
577     SDValue SDV = Builder.getValue(V);
578     SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(SDV);
579
580     if (Loc.getNode()) {
581       SpillMap[V] = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
582     } else {
583       // Record value as visited, but not spilled. This is case for allocas
584       // and constants. For this values we can avoid emiting spill load while
585       // visiting corresponding gc_relocate.
586       // Actually we do not need to record them in this map at all.
587       // We do this only to check that we are not relocating any unvisited value.
588       SpillMap[V] = None;
589
590       // Default llvm mechanisms for exporting values which are used in
591       // different basic blocks does not work for gc relocates.
592       // Note that it would be incorrect to teach llvm that all relocates are
593       // uses of the corresponging values so that it would automatically
594       // export them. Relocates of the spilled values does not use original
595       // value.
596       if (StatepointSite.getCallSite().isInvoke())
597         Builder.ExportFromCurrentBlock(V);
598     }
599   }
600 }
601
602 void SelectionDAGBuilder::visitStatepoint(const CallInst &CI) {
603   // Check some preconditions for sanity
604   assert(isStatepoint(&CI) &&
605          "function called must be the statepoint function");
606
607   LowerStatepoint(ImmutableStatepoint(&CI));
608 }
609
610 void SelectionDAGBuilder::LowerStatepoint(
611     ImmutableStatepoint ISP, MachineBasicBlock *LandingPad /*=nullptr*/) {
612   // The basic scheme here is that information about both the original call and
613   // the safepoint is encoded in the CallInst.  We create a temporary call and
614   // lower it, then reverse engineer the calling sequence.
615
616   NumOfStatepoints++;
617   // Clear state
618   StatepointLowering.startNewStatepoint(*this);
619
620   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
621
622 #ifndef NDEBUG
623   // Consistency check. Don't do this for invokes. It would be too
624   // expensive to preserve this information across different basic blocks
625   if (!CS.isInvoke()) {
626     for (const User *U : CS->users()) {
627       const CallInst *Call = cast<CallInst>(U);
628       if (isGCRelocate(Call))
629         StatepointLowering.scheduleRelocCall(*Call);
630     }
631   }
632 #endif
633
634 #ifndef NDEBUG
635   // If this is a malformed statepoint, report it early to simplify debugging.
636   // This should catch any IR level mistake that's made when constructing or
637   // transforming statepoints.
638   ISP.verify();
639
640   // Check that the associated GCStrategy expects to encounter statepoints.
641   assert(GFI->getStrategy().useStatepoints() &&
642          "GCStrategy does not expect to encounter statepoints");
643 #endif
644
645   // Lower statepoint vmstate and gcstate arguments
646   SmallVector<SDValue, 10> LoweredMetaArgs;
647   lowerStatepointMetaArgs(LoweredMetaArgs, ISP, *this);
648
649   // Get call node, we will replace it later with statepoint
650   SDNode *CallNode =
651       lowerCallFromStatepoint(ISP, LandingPad, *this, PendingExports);
652
653   // Construct the actual GC_TRANSITION_START, STATEPOINT, and GC_TRANSITION_END
654   // nodes with all the appropriate arguments and return values.
655
656   // Call Node: Chain, Target, {Args}, RegMask, [Glue]
657   SDValue Chain = CallNode->getOperand(0);
658
659   SDValue Glue;
660   bool CallHasIncomingGlue = CallNode->getGluedNode();
661   if (CallHasIncomingGlue) {
662     // Glue is always last operand
663     Glue = CallNode->getOperand(CallNode->getNumOperands() - 1);
664   }
665
666   // Build the GC_TRANSITION_START node if necessary.
667   //
668   // The operands to the GC_TRANSITION_{START,END} nodes are laid out in the
669   // order in which they appear in the call to the statepoint intrinsic. If
670   // any of the operands is a pointer-typed, that operand is immediately
671   // followed by a SRCVALUE for the pointer that may be used during lowering
672   // (e.g. to form MachinePointerInfo values for loads/stores).
673   const bool IsGCTransition =
674       (ISP.getFlags() & (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition) ==
675           (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition;
676   if (IsGCTransition) {
677     SmallVector<SDValue, 8> TSOps;
678
679     // Add chain
680     TSOps.push_back(Chain);
681
682     // Add GC transition arguments
683     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
684       TSOps.push_back(getValue(V));
685       if (V->getType()->isPointerTy())
686         TSOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
687     }
688
689     // Add glue if necessary
690     if (CallHasIncomingGlue)
691       TSOps.push_back(Glue);
692
693     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
694
695     SDValue GCTransitionStart =
696         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_START, getCurSDLoc(), NodeTys, TSOps);
697
698     Chain = GCTransitionStart.getValue(0);
699     Glue = GCTransitionStart.getValue(1);
700   }
701
702   // TODO: Currently, all of these operands are being marked as read/write in
703   // PrologEpilougeInserter.cpp, we should special case the VMState arguments
704   // and flags to be read-only.
705   SmallVector<SDValue, 40> Ops;
706
707   // Add the <id> and <numBytes> constants.
708   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(ISP.getID(), getCurSDLoc(), MVT::i64));
709   Ops.push_back(
710       DAG.getTargetConstant(ISP.getNumPatchBytes(), getCurSDLoc(), MVT::i32));
711
712   // Calculate and push starting position of vmstate arguments
713   // Get number of arguments incoming directly into call node
714   unsigned NumCallRegArgs =
715       CallNode->getNumOperands() - (CallHasIncomingGlue ? 4 : 3);
716   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(NumCallRegArgs, getCurSDLoc(), MVT::i32));
717
718   // Add call target
719   SDValue CallTarget = SDValue(CallNode->getOperand(1).getNode(), 0);
720   Ops.push_back(CallTarget);
721
722   // Add call arguments
723   // Get position of register mask in the call
724   SDNode::op_iterator RegMaskIt;
725   if (CallHasIncomingGlue)
726     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 2;
727   else
728     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 1;
729   Ops.insert(Ops.end(), CallNode->op_begin() + 2, RegMaskIt);
730
731   // Add a constant argument for the calling convention
732   pushStackMapConstant(Ops, *this, CS.getCallingConv());
733
734   // Add a constant argument for the flags
735   uint64_t Flags = ISP.getFlags();
736   assert(
737       ((Flags & ~(uint64_t)StatepointFlags::MaskAll) == 0)
738           && "unknown flag used");
739   pushStackMapConstant(Ops, *this, Flags);
740
741   // Insert all vmstate and gcstate arguments
742   Ops.insert(Ops.end(), LoweredMetaArgs.begin(), LoweredMetaArgs.end());
743
744   // Add register mask from call node
745   Ops.push_back(*RegMaskIt);
746
747   // Add chain
748   Ops.push_back(Chain);
749
750   // Same for the glue, but we add it only if original call had it
751   if (Glue.getNode())
752     Ops.push_back(Glue);
753
754   // Compute return values.  Provide a glue output since we consume one as
755   // input.  This allows someone else to chain off us as needed.
756   SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
757
758   SDNode *StatepointMCNode =
759       DAG.getMachineNode(TargetOpcode::STATEPOINT, getCurSDLoc(), NodeTys, Ops);
760
761   SDNode *SinkNode = StatepointMCNode;
762
763   // Build the GC_TRANSITION_END node if necessary.
764   //
765   // See the comment above regarding GC_TRANSITION_START for the layout of
766   // the operands to the GC_TRANSITION_END node.
767   if (IsGCTransition) {
768     SmallVector<SDValue, 8> TEOps;
769
770     // Add chain
771     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 0));
772
773     // Add GC transition arguments
774     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
775       TEOps.push_back(getValue(V));
776       if (V->getType()->isPointerTy())
777         TEOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
778     }
779
780     // Add glue
781     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 1));
782
783     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
784
785     SDValue GCTransitionStart =
786         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_END, getCurSDLoc(), NodeTys, TEOps);
787
788     SinkNode = GCTransitionStart.getNode();
789   }
790
791   // Replace original call
792   DAG.ReplaceAllUsesWith(CallNode, SinkNode); // This may update Root
793   // Remove originall call node
794   DAG.DeleteNode(CallNode);
795
796   // DON'T set the root - under the assumption that it's already set past the
797   // inserted node we created.
798
799   // TODO: A better future implementation would be to emit a single variable
800   // argument, variable return value STATEPOINT node here and then hookup the
801   // return value of each gc.relocate to the respective output of the
802   // previously emitted STATEPOINT value.  Unfortunately, this doesn't appear
803   // to actually be possible today.
804 }
805
806 void SelectionDAGBuilder::visitGCResult(const CallInst &CI) {
807   // The result value of the gc_result is simply the result of the actual
808   // call.  We've already emitted this, so just grab the value.
809   Instruction *I = cast<Instruction>(CI.getArgOperand(0));
810   assert(isStatepoint(I) && "first argument must be a statepoint token");
811
812   if (isa<InvokeInst>(I)) {
813     // For invokes we should have stored call result in a virtual register.
814     // We can not use default getValue() functionality to copy value from this
815     // register because statepoint and actuall call return types can be
816     // different, and getValue() will use CopyFromReg of the wrong type,
817     // which is always i32 in our case.
818     PointerType *CalleeType = cast<PointerType>(
819         ImmutableStatepoint(I).getCalledValue()->getType());
820     Type *RetTy =
821         cast<FunctionType>(CalleeType->getElementType())->getReturnType();
822     SDValue CopyFromReg = getCopyFromRegs(I, RetTy);
823
824     assert(CopyFromReg.getNode());
825     setValue(&CI, CopyFromReg);
826   } else {
827     setValue(&CI, getValue(I));
828   }
829 }
830
831 void SelectionDAGBuilder::visitGCRelocate(const CallInst &CI) {
832   GCRelocateOperands RelocateOpers(&CI);
833
834 #ifndef NDEBUG
835   // Consistency check
836   // We skip this check for invoke statepoints. It would be too expensive to
837   // preserve validation info through different basic blocks.
838   if (!RelocateOpers.isTiedToInvoke()) {
839     StatepointLowering.relocCallVisited(CI);
840   }
841 #endif
842
843   const Value *DerivedPtr = RelocateOpers.getDerivedPtr();
844   SDValue SD = getValue(DerivedPtr);
845
846   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
847     FuncInfo.StatepointRelocatedValues[RelocateOpers.getStatepoint()];
848
849   // We should have recorded location for this pointer
850   assert(SpillMap.count(DerivedPtr) && "Relocating not lowered gc value");
851   Optional<int> DerivedPtrLocation = SpillMap[DerivedPtr];
852
853   // We didn't need to spill these special cases (constants and allocas).
854   // See the handling in spillIncomingValueForStatepoint for detail.
855   if (!DerivedPtrLocation) {
856     setValue(&CI, SD);
857     return;
858   }
859
860   SDValue SpillSlot = DAG.getTargetFrameIndex(*DerivedPtrLocation,
861                                               SD.getValueType());
862
863   // Be conservative: flush all pending loads
864   // TODO: Probably we can be less restrictive on this,
865   // it may allow more scheduling opprtunities
866   SDValue Chain = getRoot();
867
868   SDValue SpillLoad =
869     DAG.getLoad(SpillSlot.getValueType(), getCurSDLoc(), Chain, SpillSlot,
870                 MachinePointerInfo::getFixedStack(*DerivedPtrLocation),
871                 false, false, false, 0);
872
873   // Again, be conservative, don't emit pending loads
874   DAG.setRoot(SpillLoad.getValue(1));
875
876   assert(SpillLoad.getNode());
877   setValue(&CI, SpillLoad);
878 }