Taints the non-acquire RMW's store address with the load part
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / SelectionDAG / StatepointLowering.cpp
1 //===-- StatepointLowering.cpp - SDAGBuilder's statepoint code -----------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file includes support code use by SelectionDAGBuilder when lowering a
11 // statepoint sequence in SelectionDAG IR.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "StatepointLowering.h"
16 #include "SelectionDAGBuilder.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
18 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
19 #include "llvm/CodeGen/FunctionLoweringInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
21 #include "llvm/CodeGen/GCMetadata.h"
22 #include "llvm/CodeGen/GCStrategy.h"
23 #include "llvm/CodeGen/SelectionDAG.h"
24 #include "llvm/CodeGen/StackMaps.h"
25 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
26 #include "llvm/IR/Instructions.h"
27 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
28 #include "llvm/IR/Intrinsics.h"
29 #include "llvm/IR/Statepoint.h"
30 #include "llvm/Target/TargetLowering.h"
31 #include <algorithm>
32 using namespace llvm;
33
34 #define DEBUG_TYPE "statepoint-lowering"
35
36 STATISTIC(NumSlotsAllocatedForStatepoints,
37           "Number of stack slots allocated for statepoints");
38 STATISTIC(NumOfStatepoints, "Number of statepoint nodes encountered");
39 STATISTIC(StatepointMaxSlotsRequired,
40           "Maximum number of stack slots required for a singe statepoint");
41
42 static void pushStackMapConstant(SmallVectorImpl<SDValue>& Ops,
43                                  SelectionDAGBuilder &Builder, uint64_t Value) {
44   SDLoc L = Builder.getCurSDLoc();
45   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(StackMaps::ConstantOp, L,
46                                               MVT::i64));
47   Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetConstant(Value, L, MVT::i64));
48 }
49
50 void StatepointLoweringState::startNewStatepoint(SelectionDAGBuilder &Builder) {
51   // Consistency check
52   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
53          "Trying to visit statepoint before finished processing previous one");
54   Locations.clear();
55   NextSlotToAllocate = 0;
56   // Need to resize this on each safepoint - we need the two to stay in
57   // sync and the clear patterns of a SelectionDAGBuilder have no relation
58   // to FunctionLoweringInfo.
59   AllocatedStackSlots.resize(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size());
60   for (size_t i = 0; i < AllocatedStackSlots.size(); i++) {
61     AllocatedStackSlots[i] = false;
62   }
63 }
64
65 void StatepointLoweringState::clear() {
66   Locations.clear();
67   AllocatedStackSlots.clear();
68   assert(PendingGCRelocateCalls.empty() &&
69          "cleared before statepoint sequence completed");
70 }
71
72 SDValue
73 StatepointLoweringState::allocateStackSlot(EVT ValueType,
74                                            SelectionDAGBuilder &Builder) {
75
76   NumSlotsAllocatedForStatepoints++;
77
78   // The basic scheme here is to first look for a previously created stack slot
79   // which is not in use (accounting for the fact arbitrary slots may already
80   // be reserved), or to create a new stack slot and use it.
81
82   // If this doesn't succeed in 40000 iterations, something is seriously wrong
83   for (int i = 0; i < 40000; i++) {
84     assert(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.size() ==
85                AllocatedStackSlots.size() &&
86            "broken invariant");
87     const size_t NumSlots = AllocatedStackSlots.size();
88     assert(NextSlotToAllocate <= NumSlots && "broken invariant");
89
90     if (NextSlotToAllocate >= NumSlots) {
91       assert(NextSlotToAllocate == NumSlots);
92       // record stats
93       if (NumSlots + 1 > StatepointMaxSlotsRequired) {
94         StatepointMaxSlotsRequired = NumSlots + 1;
95       }
96
97       SDValue SpillSlot = Builder.DAG.CreateStackTemporary(ValueType);
98       const unsigned FI = cast<FrameIndexSDNode>(SpillSlot)->getIndex();
99       auto *MFI = Builder.DAG.getMachineFunction().getFrameInfo();
100       MFI->markAsStatepointSpillSlotObjectIndex(FI);
101
102       Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.push_back(FI);
103       AllocatedStackSlots.push_back(true);
104       return SpillSlot;
105     }
106     if (!AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate]) {
107       const int FI = Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots[NextSlotToAllocate];
108       AllocatedStackSlots[NextSlotToAllocate] = true;
109       return Builder.DAG.getFrameIndex(FI, ValueType);
110     }
111     // Note: We deliberately choose to advance this only on the failing path.
112     // Doing so on the succeeding path involves a bit of complexity that caused
113     // a minor bug previously.  Unless performance shows this matters, please
114     // keep this code as simple as possible.
115     NextSlotToAllocate++;
116   }
117   llvm_unreachable("infinite loop?");
118 }
119
120 /// Utility function for reservePreviousStackSlotForValue. Tries to find
121 /// stack slot index to which we have spilled value for previous statepoints.
122 /// LookUpDepth specifies maximum DFS depth this function is allowed to look.
123 static Optional<int> findPreviousSpillSlot(const Value *Val,
124                                            SelectionDAGBuilder &Builder,
125                                            int LookUpDepth) {
126   // Can not look any further - give up now
127   if (LookUpDepth <= 0)
128     return Optional<int>();
129
130   // Spill location is known for gc relocates
131   if (const auto *Relocate = dyn_cast<GCRelocateInst>(Val)) {
132     FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
133         Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[Relocate->getStatepoint()];
134
135     auto It = SpillMap.find(Relocate->getDerivedPtr());
136     if (It == SpillMap.end())
137       return Optional<int>();
138
139     return It->second;
140   }
141
142   // Look through bitcast instructions.
143   if (const BitCastInst *Cast = dyn_cast<BitCastInst>(Val)) {
144     return findPreviousSpillSlot(Cast->getOperand(0), Builder, LookUpDepth - 1);
145   }
146
147   // Look through phi nodes
148   // All incoming values should have same known stack slot, otherwise result
149   // is unknown.
150   if (const PHINode *Phi = dyn_cast<PHINode>(Val)) {
151     Optional<int> MergedResult = None;
152
153     for (auto &IncomingValue : Phi->incoming_values()) {
154       Optional<int> SpillSlot =
155           findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth - 1);
156       if (!SpillSlot.hasValue())
157         return Optional<int>();
158
159       if (MergedResult.hasValue() && *MergedResult != *SpillSlot)
160         return Optional<int>();
161
162       MergedResult = SpillSlot;
163     }
164     return MergedResult;
165   }
166
167   // TODO: We can do better for PHI nodes. In cases like this:
168   //   ptr = phi(relocated_pointer, not_relocated_pointer)
169   //   statepoint(ptr)
170   // We will return that stack slot for ptr is unknown. And later we might
171   // assign different stack slots for ptr and relocated_pointer. This limits
172   // llvm's ability to remove redundant stores.
173   // Unfortunately it's hard to accomplish in current infrastructure.
174   // We use this function to eliminate spill store completely, while
175   // in example we still need to emit store, but instead of any location
176   // we need to use special "preferred" location.
177
178   // TODO: handle simple updates.  If a value is modified and the original
179   // value is no longer live, it would be nice to put the modified value in the
180   // same slot.  This allows folding of the memory accesses for some
181   // instructions types (like an increment).
182   //   statepoint (i)
183   //   i1 = i+1
184   //   statepoint (i1)
185   // However we need to be careful for cases like this:
186   //   statepoint(i)
187   //   i1 = i+1
188   //   statepoint(i, i1)
189   // Here we want to reserve spill slot for 'i', but not for 'i+1'. If we just
190   // put handling of simple modifications in this function like it's done
191   // for bitcasts we might end up reserving i's slot for 'i+1' because order in
192   // which we visit values is unspecified.
193
194   // Don't know any information about this instruction
195   return Optional<int>();
196 }
197
198 /// Try to find existing copies of the incoming values in stack slots used for
199 /// statepoint spilling.  If we can find a spill slot for the incoming value,
200 /// mark that slot as allocated, and reuse the same slot for this safepoint.
201 /// This helps to avoid series of loads and stores that only serve to reshuffle
202 /// values on the stack between calls.
203 static void reservePreviousStackSlotForValue(const Value *IncomingValue,
204                                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
205
206   SDValue Incoming = Builder.getValue(IncomingValue);
207
208   if (isa<ConstantSDNode>(Incoming) || isa<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
209     // We won't need to spill this, so no need to check for previously
210     // allocated stack slots
211     return;
212   }
213
214   SDValue OldLocation = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
215   if (OldLocation.getNode())
216     // duplicates in input
217     return;
218
219   const int LookUpDepth = 6;
220   Optional<int> Index =
221       findPreviousSpillSlot(IncomingValue, Builder, LookUpDepth);
222   if (!Index.hasValue())
223     return;
224
225   auto Itr = std::find(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(),
226                        Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end(), *Index);
227   assert(Itr != Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.end() &&
228          "value spilled to the unknown stack slot");
229
230   // This is one of our dedicated lowering slots
231   const int Offset =
232       std::distance(Builder.FuncInfo.StatepointStackSlots.begin(), Itr);
233   if (Builder.StatepointLowering.isStackSlotAllocated(Offset)) {
234     // stack slot already assigned to someone else, can't use it!
235     // TODO: currently we reserve space for gc arguments after doing
236     // normal allocation for deopt arguments.  We should reserve for
237     // _all_ deopt and gc arguments, then start allocating.  This
238     // will prevent some moves being inserted when vm state changes,
239     // but gc state doesn't between two calls.
240     return;
241   }
242   // Reserve this stack slot
243   Builder.StatepointLowering.reserveStackSlot(Offset);
244
245   // Cache this slot so we find it when going through the normal
246   // assignment loop.
247   SDValue Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(*Index, Incoming.getValueType());
248   Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
249 }
250
251 /// Remove any duplicate (as SDValues) from the derived pointer pairs.  This
252 /// is not required for correctness.  It's purpose is to reduce the size of
253 /// StackMap section.  It has no effect on the number of spill slots required
254 /// or the actual lowering.
255 static void removeDuplicatesGCPtrs(SmallVectorImpl<const Value *> &Bases,
256                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
257                                    SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs,
258                                    SelectionDAGBuilder &Builder) {
259
260   // This is horribly inefficient, but I don't care right now
261   SmallSet<SDValue, 64> Seen;
262
263   SmallVector<const Value *, 64> NewBases, NewPtrs, NewRelocs;
264   for (size_t i = 0; i < Ptrs.size(); i++) {
265     SDValue SD = Builder.getValue(Ptrs[i]);
266     // Only add non-duplicates
267     if (Seen.count(SD) == 0) {
268       NewBases.push_back(Bases[i]);
269       NewPtrs.push_back(Ptrs[i]);
270       NewRelocs.push_back(Relocs[i]);
271     }
272     Seen.insert(SD);
273   }
274   assert(Bases.size() >= NewBases.size());
275   assert(Ptrs.size() >= NewPtrs.size());
276   assert(Relocs.size() >= NewRelocs.size());
277   Bases = NewBases;
278   Ptrs = NewPtrs;
279   Relocs = NewRelocs;
280   assert(Ptrs.size() == Bases.size());
281   assert(Ptrs.size() == Relocs.size());
282 }
283
284 /// Extract call from statepoint, lower it and return pointer to the
285 /// call node. Also update NodeMap so that getValue(statepoint) will
286 /// reference lowered call result
287 static SDNode *
288 lowerCallFromStatepoint(ImmutableStatepoint ISP, const BasicBlock *EHPadBB,
289                         SelectionDAGBuilder &Builder,
290                         SmallVectorImpl<SDValue> &PendingExports) {
291
292   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
293
294   SDValue ActualCallee;
295
296   if (ISP.getNumPatchBytes() > 0) {
297     // If we've been asked to emit a nop sequence instead of a call instruction
298     // for this statepoint then don't lower the call target, but use a constant
299     // `null` instead.  Not lowering the call target lets statepoint clients get
300     // away without providing a physical address for the symbolic call target at
301     // link time.
302
303     const auto &TLI = Builder.DAG.getTargetLoweringInfo();
304     const auto &DL = Builder.DAG.getDataLayout();
305
306     unsigned AS = ISP.getCalledValue()->getType()->getPointerAddressSpace();
307     ActualCallee = Builder.DAG.getConstant(0, Builder.getCurSDLoc(),
308                                            TLI.getPointerTy(DL, AS));
309   } else
310     ActualCallee = Builder.getValue(ISP.getCalledValue());
311
312   assert(CS.getCallingConv() != CallingConv::AnyReg &&
313          "anyregcc is not supported on statepoints!");
314
315   Type *DefTy = ISP.getActualReturnType();
316   bool HasDef = !DefTy->isVoidTy();
317
318   SDValue ReturnValue, CallEndVal;
319   std::tie(ReturnValue, CallEndVal) = Builder.lowerCallOperands(
320       ISP.getCallSite(), ImmutableStatepoint::CallArgsBeginPos,
321       ISP.getNumCallArgs(), ActualCallee, DefTy, EHPadBB,
322       false /* IsPatchPoint */);
323
324   SDNode *CallEnd = CallEndVal.getNode();
325
326   // Get a call instruction from the call sequence chain.  Tail calls are not
327   // allowed.  The following code is essentially reverse engineering X86's
328   // LowerCallTo.
329   //
330   // We are expecting DAG to have the following form:
331   //
332   // ch = eh_label (only in case of invoke statepoint)
333   //   ch, glue = callseq_start ch
334   //   ch, glue = X86::Call ch, glue
335   //   ch, glue = callseq_end ch, glue
336   //   get_return_value ch, glue
337   //
338   // get_return_value can either be a sequence of CopyFromReg instructions
339   // to grab the return value from the return register(s), or it can be a LOAD
340   // to load a value returned by reference via a stack slot.
341
342   if (HasDef) {
343     if (CallEnd->getOpcode() == ISD::LOAD)
344       CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
345     else
346       while (CallEnd->getOpcode() == ISD::CopyFromReg)
347         CallEnd = CallEnd->getOperand(0).getNode();
348   }
349
350   assert(CallEnd->getOpcode() == ISD::CALLSEQ_END && "expected!");
351
352   // Export the result value if needed
353   const Instruction *GCResult = ISP.getGCResult();
354   if (HasDef && GCResult) {
355     if (GCResult->getParent() != CS.getParent()) {
356       // Result value will be used in a different basic block so we need to
357       // export it now.
358       // Default exporting mechanism will not work here because statepoint call
359       // has a different type than the actual call. It means that by default
360       // llvm will create export register of the wrong type (always i32 in our
361       // case). So instead we need to create export register with correct type
362       // manually.
363       // TODO: To eliminate this problem we can remove gc.result intrinsics
364       //       completely and make statepoint call to return a tuple.
365       unsigned Reg = Builder.FuncInfo.CreateRegs(ISP.getActualReturnType());
366       RegsForValue RFV(
367           *Builder.DAG.getContext(), Builder.DAG.getTargetLoweringInfo(),
368           Builder.DAG.getDataLayout(), Reg, ISP.getActualReturnType());
369       SDValue Chain = Builder.DAG.getEntryNode();
370
371       RFV.getCopyToRegs(ReturnValue, Builder.DAG, Builder.getCurSDLoc(), Chain,
372                         nullptr);
373       PendingExports.push_back(Chain);
374       Builder.FuncInfo.ValueMap[CS.getInstruction()] = Reg;
375     } else {
376       // Result value will be used in a same basic block. Don't export it or
377       // perform any explicit register copies.
378       // We'll replace the actuall call node shortly. gc_result will grab
379       // this value.
380       Builder.setValue(CS.getInstruction(), ReturnValue);
381     }
382   } else {
383     // The token value is never used from here on, just generate a poison value
384     Builder.setValue(CS.getInstruction(),
385                      Builder.DAG.getIntPtrConstant(-1, Builder.getCurSDLoc()));
386   }
387
388   return CallEnd->getOperand(0).getNode();
389 }
390
391 /// Callect all gc pointers coming into statepoint intrinsic, clean them up,
392 /// and return two arrays:
393 ///   Bases - base pointers incoming to this statepoint
394 ///   Ptrs - derived pointers incoming to this statepoint
395 ///   Relocs - the gc_relocate corresponding to each base/ptr pair
396 /// Elements of this arrays should be in one-to-one correspondence with each
397 /// other i.e Bases[i], Ptrs[i] are from the same gcrelocate call
398 static void getIncomingStatepointGCValues(
399     SmallVectorImpl<const Value *> &Bases, SmallVectorImpl<const Value *> &Ptrs,
400     SmallVectorImpl<const Value *> &Relocs, ImmutableStatepoint StatepointSite,
401     SelectionDAGBuilder &Builder) {
402   for (const GCRelocateInst *Relocate : StatepointSite.getRelocates()) {
403     Relocs.push_back(Relocate);
404     Bases.push_back(Relocate->getBasePtr());
405     Ptrs.push_back(Relocate->getDerivedPtr());
406   }
407
408   // Remove any redundant llvm::Values which map to the same SDValue as another
409   // input.  Also has the effect of removing duplicates in the original
410   // llvm::Value input list as well.  This is a useful optimization for
411   // reducing the size of the StackMap section.  It has no other impact.
412   removeDuplicatesGCPtrs(Bases, Ptrs, Relocs, Builder);
413
414   assert(Bases.size() == Ptrs.size() && Ptrs.size() == Relocs.size());
415 }
416
417 /// Spill a value incoming to the statepoint. It might be either part of
418 /// vmstate
419 /// or gcstate. In both cases unconditionally spill it on the stack unless it
420 /// is a null constant. Return pair with first element being frame index
421 /// containing saved value and second element with outgoing chain from the
422 /// emitted store
423 static std::pair<SDValue, SDValue>
424 spillIncomingStatepointValue(SDValue Incoming, SDValue Chain,
425                              SelectionDAGBuilder &Builder) {
426   SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(Incoming);
427
428   // Emit new store if we didn't do it for this ptr before
429   if (!Loc.getNode()) {
430     Loc = Builder.StatepointLowering.allocateStackSlot(Incoming.getValueType(),
431                                                        Builder);
432     assert(isa<FrameIndexSDNode>(Loc));
433     int Index = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
434     // We use TargetFrameIndex so that isel will not select it into LEA
435     Loc = Builder.DAG.getTargetFrameIndex(Index, Incoming.getValueType());
436
437     // TODO: We can create TokenFactor node instead of
438     //       chaining stores one after another, this may allow
439     //       a bit more optimal scheduling for them
440     Chain = Builder.DAG.getStore(Chain, Builder.getCurSDLoc(), Incoming, Loc,
441                                  MachinePointerInfo::getFixedStack(
442                                      Builder.DAG.getMachineFunction(), Index),
443                                  false, false, 0);
444
445     Builder.StatepointLowering.setLocation(Incoming, Loc);
446   }
447
448   assert(Loc.getNode());
449   return std::make_pair(Loc, Chain);
450 }
451
452 /// Lower a single value incoming to a statepoint node.  This value can be
453 /// either a deopt value or a gc value, the handling is the same.  We special
454 /// case constants and allocas, then fall back to spilling if required.
455 static void lowerIncomingStatepointValue(SDValue Incoming,
456                                          SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
457                                          SelectionDAGBuilder &Builder) {
458   SDValue Chain = Builder.getRoot();
459
460   if (ConstantSDNode *C = dyn_cast<ConstantSDNode>(Incoming)) {
461     // If the original value was a constant, make sure it gets recorded as
462     // such in the stackmap.  This is required so that the consumer can
463     // parse any internal format to the deopt state.  It also handles null
464     // pointers and other constant pointers in GC states.  Note the constant
465     // vectors do not appear to actually hit this path and that anything larger
466     // than an i64 value (not type!) will fail asserts here.
467     pushStackMapConstant(Ops, Builder, C->getSExtValue());
468   } else if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
469     // This handles allocas as arguments to the statepoint (this is only
470     // really meaningful for a deopt value.  For GC, we'd be trying to
471     // relocate the address of the alloca itself?)
472     Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
473                                                   Incoming.getValueType()));
474   } else {
475     // Otherwise, locate a spill slot and explicitly spill it so it
476     // can be found by the runtime later.  We currently do not support
477     // tracking values through callee saved registers to their eventual
478     // spill location.  This would be a useful optimization, but would
479     // need to be optional since it requires a lot of complexity on the
480     // runtime side which not all would support.
481     std::pair<SDValue, SDValue> Res =
482         spillIncomingStatepointValue(Incoming, Chain, Builder);
483     Ops.push_back(Res.first);
484     Chain = Res.second;
485   }
486
487   Builder.DAG.setRoot(Chain);
488 }
489
490 /// Lower deopt state and gc pointer arguments of the statepoint.  The actual
491 /// lowering is described in lowerIncomingStatepointValue.  This function is
492 /// responsible for lowering everything in the right position and playing some
493 /// tricks to avoid redundant stack manipulation where possible.  On
494 /// completion, 'Ops' will contain ready to use operands for machine code
495 /// statepoint. The chain nodes will have already been created and the DAG root
496 /// will be set to the last value spilled (if any were).
497 static void lowerStatepointMetaArgs(SmallVectorImpl<SDValue> &Ops,
498                                     ImmutableStatepoint StatepointSite,
499                                     SelectionDAGBuilder &Builder) {
500
501   // Lower the deopt and gc arguments for this statepoint.  Layout will
502   // be: deopt argument length, deopt arguments.., gc arguments...
503
504   SmallVector<const Value *, 64> Bases, Ptrs, Relocations;
505   getIncomingStatepointGCValues(Bases, Ptrs, Relocations, StatepointSite,
506                                 Builder);
507
508 #ifndef NDEBUG
509   // Check that each of the gc pointer and bases we've gotten out of the
510   // safepoint is something the strategy thinks might be a pointer (or vector
511   // of pointers) into the GC heap.  This is basically just here to help catch
512   // errors during statepoint insertion. TODO: This should actually be in the
513   // Verifier, but we can't get to the GCStrategy from there (yet).
514   GCStrategy &S = Builder.GFI->getStrategy();
515   for (const Value *V : Bases) {
516     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType()->getScalarType());
517     if (Opt.hasValue()) {
518       assert(Opt.getValue() &&
519              "non gc managed base pointer found in statepoint");
520     }
521   }
522   for (const Value *V : Ptrs) {
523     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType()->getScalarType());
524     if (Opt.hasValue()) {
525       assert(Opt.getValue() &&
526              "non gc managed derived pointer found in statepoint");
527     }
528   }
529   for (const Value *V : Relocations) {
530     auto Opt = S.isGCManagedPointer(V->getType()->getScalarType());
531     if (Opt.hasValue()) {
532       assert(Opt.getValue() && "non gc managed pointer relocated");
533     }
534   }
535 #endif
536
537   // Before we actually start lowering (and allocating spill slots for values),
538   // reserve any stack slots which we judge to be profitable to reuse for a
539   // particular value.  This is purely an optimization over the code below and
540   // doesn't change semantics at all.  It is important for performance that we
541   // reserve slots for both deopt and gc values before lowering either.
542   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
543     reservePreviousStackSlotForValue(V, Builder);
544   }
545   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
546     reservePreviousStackSlotForValue(Bases[i], Builder);
547     reservePreviousStackSlotForValue(Ptrs[i], Builder);
548   }
549
550   // First, prefix the list with the number of unique values to be
551   // lowered.  Note that this is the number of *Values* not the
552   // number of SDValues required to lower them.
553   const int NumVMSArgs = StatepointSite.getNumTotalVMSArgs();
554   pushStackMapConstant(Ops, Builder, NumVMSArgs);
555
556   assert(NumVMSArgs == std::distance(StatepointSite.vm_state_begin(),
557                                      StatepointSite.vm_state_end()));
558
559   // The vm state arguments are lowered in an opaque manner.  We do
560   // not know what type of values are contained within.  We skip the
561   // first one since that happens to be the total number we lowered
562   // explicitly just above.  We could have left it in the loop and
563   // not done it explicitly, but it's far easier to understand this
564   // way.
565   for (const Value *V : StatepointSite.vm_state_args()) {
566     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
567     lowerIncomingStatepointValue(Incoming, Ops, Builder);
568   }
569
570   // Finally, go ahead and lower all the gc arguments.  There's no prefixed
571   // length for this one.  After lowering, we'll have the base and pointer
572   // arrays interwoven with each (lowered) base pointer immediately followed by
573   // it's (lowered) derived pointer.  i.e
574   // (base[0], ptr[0], base[1], ptr[1], ...)
575   for (unsigned i = 0; i < Bases.size(); ++i) {
576     const Value *Base = Bases[i];
577     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Base), Ops, Builder);
578
579     const Value *Ptr = Ptrs[i];
580     lowerIncomingStatepointValue(Builder.getValue(Ptr), Ops, Builder);
581   }
582
583   // If there are any explicit spill slots passed to the statepoint, record
584   // them, but otherwise do not do anything special.  These are user provided
585   // allocas and give control over placement to the consumer.  In this case,
586   // it is the contents of the slot which may get updated, not the pointer to
587   // the alloca
588   for (Value *V : StatepointSite.gc_args()) {
589     SDValue Incoming = Builder.getValue(V);
590     if (FrameIndexSDNode *FI = dyn_cast<FrameIndexSDNode>(Incoming)) {
591       // This handles allocas as arguments to the statepoint
592       Ops.push_back(Builder.DAG.getTargetFrameIndex(FI->getIndex(),
593                                                     Incoming.getValueType()));
594     }
595   }
596
597   // Record computed locations for all lowered values.
598   // This can not be embedded in lowering loops as we need to record *all*
599   // values, while previous loops account only values with unique SDValues.
600   const Instruction *StatepointInstr =
601     StatepointSite.getCallSite().getInstruction();
602   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
603     Builder.FuncInfo.StatepointRelocatedValues[StatepointInstr];
604
605   for (const GCRelocateInst *Relocate : StatepointSite.getRelocates()) {
606     const Value *V = Relocate->getDerivedPtr();
607     SDValue SDV = Builder.getValue(V);
608     SDValue Loc = Builder.StatepointLowering.getLocation(SDV);
609
610     if (Loc.getNode()) {
611       SpillMap[V] = cast<FrameIndexSDNode>(Loc)->getIndex();
612     } else {
613       // Record value as visited, but not spilled. This is case for allocas
614       // and constants. For this values we can avoid emitting spill load while
615       // visiting corresponding gc_relocate.
616       // Actually we do not need to record them in this map at all.
617       // We do this only to check that we are not relocating any unvisited
618       // value.
619       SpillMap[V] = None;
620
621       // Default llvm mechanisms for exporting values which are used in
622       // different basic blocks does not work for gc relocates.
623       // Note that it would be incorrect to teach llvm that all relocates are
624       // uses of the corresponding values so that it would automatically
625       // export them. Relocates of the spilled values does not use original
626       // value.
627       if (Relocate->getParent() != StatepointInstr->getParent())
628         Builder.ExportFromCurrentBlock(V);
629     }
630   }
631 }
632
633 void SelectionDAGBuilder::visitStatepoint(const CallInst &CI) {
634   // Check some preconditions for sanity
635   assert(isStatepoint(&CI) &&
636          "function called must be the statepoint function");
637
638   LowerStatepoint(ImmutableStatepoint(&CI));
639 }
640
641 void SelectionDAGBuilder::LowerStatepoint(
642     ImmutableStatepoint ISP, const BasicBlock *EHPadBB /*= nullptr*/) {
643   // The basic scheme here is that information about both the original call and
644   // the safepoint is encoded in the CallInst.  We create a temporary call and
645   // lower it, then reverse engineer the calling sequence.
646
647   NumOfStatepoints++;
648   // Clear state
649   StatepointLowering.startNewStatepoint(*this);
650
651   ImmutableCallSite CS(ISP.getCallSite());
652
653 #ifndef NDEBUG
654   // Consistency check. Check only relocates in the same basic block as thier
655   // statepoint.
656   for (const User *U : CS->users()) {
657     const CallInst *Call = cast<CallInst>(U);
658     if (isa<GCRelocateInst>(Call) && Call->getParent() == CS.getParent())
659       StatepointLowering.scheduleRelocCall(*Call);
660   }
661 #endif
662
663 #ifndef NDEBUG
664   // If this is a malformed statepoint, report it early to simplify debugging.
665   // This should catch any IR level mistake that's made when constructing or
666   // transforming statepoints.
667   ISP.verify();
668
669   // Check that the associated GCStrategy expects to encounter statepoints.
670   assert(GFI->getStrategy().useStatepoints() &&
671          "GCStrategy does not expect to encounter statepoints");
672 #endif
673
674   // Lower statepoint vmstate and gcstate arguments
675   SmallVector<SDValue, 10> LoweredMetaArgs;
676   lowerStatepointMetaArgs(LoweredMetaArgs, ISP, *this);
677
678   // Get call node, we will replace it later with statepoint
679   SDNode *CallNode =
680       lowerCallFromStatepoint(ISP, EHPadBB, *this, PendingExports);
681
682   // Construct the actual GC_TRANSITION_START, STATEPOINT, and GC_TRANSITION_END
683   // nodes with all the appropriate arguments and return values.
684
685   // Call Node: Chain, Target, {Args}, RegMask, [Glue]
686   SDValue Chain = CallNode->getOperand(0);
687
688   SDValue Glue;
689   bool CallHasIncomingGlue = CallNode->getGluedNode();
690   if (CallHasIncomingGlue) {
691     // Glue is always last operand
692     Glue = CallNode->getOperand(CallNode->getNumOperands() - 1);
693   }
694
695   // Build the GC_TRANSITION_START node if necessary.
696   //
697   // The operands to the GC_TRANSITION_{START,END} nodes are laid out in the
698   // order in which they appear in the call to the statepoint intrinsic. If
699   // any of the operands is a pointer-typed, that operand is immediately
700   // followed by a SRCVALUE for the pointer that may be used during lowering
701   // (e.g. to form MachinePointerInfo values for loads/stores).
702   const bool IsGCTransition =
703       (ISP.getFlags() & (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition) ==
704           (uint64_t)StatepointFlags::GCTransition;
705   if (IsGCTransition) {
706     SmallVector<SDValue, 8> TSOps;
707
708     // Add chain
709     TSOps.push_back(Chain);
710
711     // Add GC transition arguments
712     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
713       TSOps.push_back(getValue(V));
714       if (V->getType()->isPointerTy())
715         TSOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
716     }
717
718     // Add glue if necessary
719     if (CallHasIncomingGlue)
720       TSOps.push_back(Glue);
721
722     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
723
724     SDValue GCTransitionStart =
725         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_START, getCurSDLoc(), NodeTys, TSOps);
726
727     Chain = GCTransitionStart.getValue(0);
728     Glue = GCTransitionStart.getValue(1);
729   }
730
731   // TODO: Currently, all of these operands are being marked as read/write in
732   // PrologEpilougeInserter.cpp, we should special case the VMState arguments
733   // and flags to be read-only.
734   SmallVector<SDValue, 40> Ops;
735
736   // Add the <id> and <numBytes> constants.
737   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(ISP.getID(), getCurSDLoc(), MVT::i64));
738   Ops.push_back(
739       DAG.getTargetConstant(ISP.getNumPatchBytes(), getCurSDLoc(), MVT::i32));
740
741   // Calculate and push starting position of vmstate arguments
742   // Get number of arguments incoming directly into call node
743   unsigned NumCallRegArgs =
744       CallNode->getNumOperands() - (CallHasIncomingGlue ? 4 : 3);
745   Ops.push_back(DAG.getTargetConstant(NumCallRegArgs, getCurSDLoc(), MVT::i32));
746
747   // Add call target
748   SDValue CallTarget = SDValue(CallNode->getOperand(1).getNode(), 0);
749   Ops.push_back(CallTarget);
750
751   // Add call arguments
752   // Get position of register mask in the call
753   SDNode::op_iterator RegMaskIt;
754   if (CallHasIncomingGlue)
755     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 2;
756   else
757     RegMaskIt = CallNode->op_end() - 1;
758   Ops.insert(Ops.end(), CallNode->op_begin() + 2, RegMaskIt);
759
760   // Add a constant argument for the calling convention
761   pushStackMapConstant(Ops, *this, CS.getCallingConv());
762
763   // Add a constant argument for the flags
764   uint64_t Flags = ISP.getFlags();
765   assert(
766       ((Flags & ~(uint64_t)StatepointFlags::MaskAll) == 0)
767           && "unknown flag used");
768   pushStackMapConstant(Ops, *this, Flags);
769
770   // Insert all vmstate and gcstate arguments
771   Ops.insert(Ops.end(), LoweredMetaArgs.begin(), LoweredMetaArgs.end());
772
773   // Add register mask from call node
774   Ops.push_back(*RegMaskIt);
775
776   // Add chain
777   Ops.push_back(Chain);
778
779   // Same for the glue, but we add it only if original call had it
780   if (Glue.getNode())
781     Ops.push_back(Glue);
782
783   // Compute return values.  Provide a glue output since we consume one as
784   // input.  This allows someone else to chain off us as needed.
785   SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
786
787   SDNode *StatepointMCNode =
788       DAG.getMachineNode(TargetOpcode::STATEPOINT, getCurSDLoc(), NodeTys, Ops);
789
790   SDNode *SinkNode = StatepointMCNode;
791
792   // Build the GC_TRANSITION_END node if necessary.
793   //
794   // See the comment above regarding GC_TRANSITION_START for the layout of
795   // the operands to the GC_TRANSITION_END node.
796   if (IsGCTransition) {
797     SmallVector<SDValue, 8> TEOps;
798
799     // Add chain
800     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 0));
801
802     // Add GC transition arguments
803     for (const Value *V : ISP.gc_transition_args()) {
804       TEOps.push_back(getValue(V));
805       if (V->getType()->isPointerTy())
806         TEOps.push_back(DAG.getSrcValue(V));
807     }
808
809     // Add glue
810     TEOps.push_back(SDValue(StatepointMCNode, 1));
811
812     SDVTList NodeTys = DAG.getVTList(MVT::Other, MVT::Glue);
813
814     SDValue GCTransitionStart =
815         DAG.getNode(ISD::GC_TRANSITION_END, getCurSDLoc(), NodeTys, TEOps);
816
817     SinkNode = GCTransitionStart.getNode();
818   }
819
820   // Replace original call
821   DAG.ReplaceAllUsesWith(CallNode, SinkNode); // This may update Root
822   // Remove original call node
823   DAG.DeleteNode(CallNode);
824
825   // DON'T set the root - under the assumption that it's already set past the
826   // inserted node we created.
827
828   // TODO: A better future implementation would be to emit a single variable
829   // argument, variable return value STATEPOINT node here and then hookup the
830   // return value of each gc.relocate to the respective output of the
831   // previously emitted STATEPOINT value.  Unfortunately, this doesn't appear
832   // to actually be possible today.
833 }
834
835 void SelectionDAGBuilder::visitGCResult(const CallInst &CI) {
836   // The result value of the gc_result is simply the result of the actual
837   // call.  We've already emitted this, so just grab the value.
838   Instruction *I = cast<Instruction>(CI.getArgOperand(0));
839   assert(isStatepoint(I) && "first argument must be a statepoint token");
840
841   if (I->getParent() != CI.getParent()) {
842     // Statepoint is in different basic block so we should have stored call
843     // result in a virtual register.
844     // We can not use default getValue() functionality to copy value from this
845     // register because statepoint and actuall call return types can be
846     // different, and getValue() will use CopyFromReg of the wrong type,
847     // which is always i32 in our case.
848     PointerType *CalleeType = cast<PointerType>(
849         ImmutableStatepoint(I).getCalledValue()->getType());
850     Type *RetTy =
851         cast<FunctionType>(CalleeType->getElementType())->getReturnType();
852     SDValue CopyFromReg = getCopyFromRegs(I, RetTy);
853
854     assert(CopyFromReg.getNode());
855     setValue(&CI, CopyFromReg);
856   } else {
857     setValue(&CI, getValue(I));
858   }
859 }
860
861 void SelectionDAGBuilder::visitGCRelocate(const GCRelocateInst &Relocate) {
862 #ifndef NDEBUG
863   // Consistency check
864   // We skip this check for relocates not in the same basic block as thier
865   // statepoint. It would be too expensive to preserve validation info through
866   // different basic blocks.
867   if (Relocate.getStatepoint()->getParent() == Relocate.getParent()) {
868     StatepointLowering.relocCallVisited(Relocate);
869   }
870 #endif
871
872   const Value *DerivedPtr = Relocate.getDerivedPtr();
873   SDValue SD = getValue(DerivedPtr);
874
875   FunctionLoweringInfo::StatepointSpilledValueMapTy &SpillMap =
876     FuncInfo.StatepointRelocatedValues[Relocate.getStatepoint()];
877
878   // We should have recorded location for this pointer
879   assert(SpillMap.count(DerivedPtr) && "Relocating not lowered gc value");
880   Optional<int> DerivedPtrLocation = SpillMap[DerivedPtr];
881
882   // We didn't need to spill these special cases (constants and allocas).
883   // See the handling in spillIncomingValueForStatepoint for detail.
884   if (!DerivedPtrLocation) {
885     setValue(&Relocate, SD);
886     return;
887   }
888
889   SDValue SpillSlot = DAG.getTargetFrameIndex(*DerivedPtrLocation,
890                                               SD.getValueType());
891
892   // Be conservative: flush all pending loads
893   // TODO: Probably we can be less restrictive on this,
894   // it may allow more scheduling opportunities.
895   SDValue Chain = getRoot();
896
897   SDValue SpillLoad =
898       DAG.getLoad(SpillSlot.getValueType(), getCurSDLoc(), Chain, SpillSlot,
899                   MachinePointerInfo::getFixedStack(DAG.getMachineFunction(),
900                                                     *DerivedPtrLocation),
901                   false, false, false, 0);
902
903   // Again, be conservative, don't emit pending loads
904   DAG.setRoot(SpillLoad.getValue(1));
905
906   assert(SpillLoad.getNode());
907   setValue(&Relocate, SpillLoad);
908 }