lib/Target/AArch64/AArch64FrameLowering.cpp

   1 //===- AArch64FrameLowering.cpp - AArch64 Frame Information ---------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the AArch64 implementation of TargetFrameLowering class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "AArch64.h"
  15 #include "AArch64FrameLowering.h"
  16 #include "AArch64MachineFunctionInfo.h"
  17 #include "AArch64InstrInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  19 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  20 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineMemOperand.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
  25 #include "llvm/IR/Function.h"
  26 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  27 #include "llvm/Support/Debug.h"
  28 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 void AArch64FrameLowering::splitSPAdjustments(uint64_t Total,
  33                                               uint64_t &Initial,
  34                                               uint64_t &Residual) const {
  35   // 0x1f0 here is a pessimistic (i.e. realistic) boundary: x-register LDP
  36   // instructions have a 7-bit signed immediate scaled by 8, giving a reach of
  37   // 0x1f8, but stack adjustment should always be a multiple of 16.
  38   if (Total <= 0x1f0) {
  39     Initial = Total;
  40     Residual = 0;
  41   } else {
  42     Initial = 0x1f0;
  43     Residual = Total - Initial;
  44   }
  45 }
  46
  47 void AArch64FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
  48   AArch64MachineFunctionInfo *FuncInfo =
  49     MF.getInfo<AArch64MachineFunctionInfo>();
  50   MachineBasicBlock &MBB = MF.front();
  51   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
  52   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  53   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
  54   DebugLoc DL = MBBI != MBB.end() ? MBBI->getDebugLoc() : DebugLoc();
  55
  56   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
  57   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
  58   bool NeedsFrameMoves = MMI.hasDebugInfo()
  59     || MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
  60
  61   uint64_t NumInitialBytes, NumResidualBytes;
  62
  63   // Currently we expect the stack to be laid out by
  64   //     sub sp, sp, #initial
  65   //     stp x29, x30, [sp, #offset]
  66   //     ...
  67   //     str xxx, [sp, #offset]
  68   //     sub sp, sp, #rest (possibly via extra instructions).
  69   if (MFI->getCalleeSavedInfo().size()) {
  70     // If there are callee-saved registers, we want to store them efficiently as
  71     // a block, and virtual base assignment happens too early to do it for us so
  72     // we adjust the stack in two phases: first just for callee-saved fiddling,
  73     // then to allocate the rest of the frame.
  74     splitSPAdjustments(MFI->getStackSize(), NumInitialBytes, NumResidualBytes);
  75   } else {
  76     // If there aren't any callee-saved registers, two-phase adjustment is
  77     // inefficient. It's more efficient to adjust with NumInitialBytes too
  78     // because when we're in a "callee pops argument space" situation, that pop
  79     // must be tacked onto Initial for correctness.
  80     NumInitialBytes = MFI->getStackSize();
  81     NumResidualBytes = 0;
  82   }
  83
  84   // Tell everyone else how much adjustment we're expecting them to use. In
  85   // particular if an adjustment is required for a tail call the epilogue could
  86   // have a different view of things.
  87   FuncInfo->setInitialStackAdjust(NumInitialBytes);
  88
  89   emitSPUpdate(MBB, MBBI, DL, TII, AArch64::X16, -NumInitialBytes,
  90                MachineInstr::FrameSetup);
  91
  92   if (NeedsFrameMoves && NumInitialBytes) {
  93     // We emit this update even if the CFA is set from a frame pointer later so
  94     // that the CFA is valid in the interim.
  95     MCSymbol *SPLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
  96     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::PROLOG_LABEL))
  97       .addSym(SPLabel);
  98
  99     MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 100     MachineLocation Src(AArch64::XSP, NumInitialBytes);
 101     Moves.push_back(MachineMove(SPLabel, Dst, Src));
 102   }
 103
 104   // Otherwise we need to set the frame pointer and/or add a second stack
 105   // adjustment.
 106
 107   bool FPNeedsSetting = hasFP(MF);
 108   for (; MBBI != MBB.end(); ++MBBI) {
 109     // Note that this search makes strong assumptions about the operation used
 110     // to store the frame-pointer: it must be "STP x29, x30, ...". This could
 111     // change in future, but until then there's no point in implementing
 112     // untestable more generic cases.
 113     if (FPNeedsSetting && MBBI->getOpcode() == AArch64::LSPair64_STR
 114                        && MBBI->getOperand(0).getReg() == AArch64::X29) {
 115       int64_t X29FrameIdx = MBBI->getOperand(2).getIndex();
 116       FuncInfo->setFramePointerOffset(MFI->getObjectOffset(X29FrameIdx));
 117
 118       ++MBBI;
 119       emitRegUpdate(MBB, MBBI, DL, TII, AArch64::X29, AArch64::XSP,
 120                     AArch64::X29,
 121                     NumInitialBytes + MFI->getObjectOffset(X29FrameIdx),
 122                     MachineInstr::FrameSetup);
 123
 124       // The offset adjustment used when emitting debugging locations relative
 125       // to whatever frame base is set. AArch64 uses the default frame base (FP
 126       // or SP) and this adjusts the calculations to be correct.
 127       MFI->setOffsetAdjustment(- MFI->getObjectOffset(X29FrameIdx)
 128                                - MFI->getStackSize());
 129
 130       if (NeedsFrameMoves) {
 131         MCSymbol *FPLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 132         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::PROLOG_LABEL))
 133           .addSym(FPLabel);
 134         MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 135         MachineLocation Src(AArch64::X29, -MFI->getObjectOffset(X29FrameIdx));
 136         Moves.push_back(MachineMove(FPLabel, Dst, Src));
 137       }
 138
 139       FPNeedsSetting = false;
 140     }
 141
 142     if (!MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup))
 143       break;
 144   }
 145
 146   assert(!FPNeedsSetting && "Frame pointer couldn't be set");
 147
 148   emitSPUpdate(MBB, MBBI, DL, TII, AArch64::X16, -NumResidualBytes,
 149                MachineInstr::FrameSetup);
 150
 151   // Now we emit the rest of the frame setup information, if necessary: we've
 152   // already noted the FP and initial SP moves so we're left with the prologue's
 153   // final SP update and callee-saved register locations.
 154   if (!NeedsFrameMoves)
 155     return;
 156
 157   // Reuse the label if appropriate, so create it in this outer scope.
 158   MCSymbol *CSLabel = 0;
 159
 160   // The rest of the stack adjustment
 161   if (!hasFP(MF) && NumResidualBytes) {
 162     CSLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 163     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::PROLOG_LABEL))
 164       .addSym(CSLabel);
 165
 166     MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 167     MachineLocation Src(AArch64::XSP, NumResidualBytes + NumInitialBytes);
 168     Moves.push_back(MachineMove(CSLabel, Dst, Src));
 169   }
 170
 171   // And any callee-saved registers (it's fine to leave them to the end here,
 172   // because the old values are still valid at this point.
 173   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 174   if (CSI.size()) {
 175     if (!CSLabel) {
 176       CSLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 177       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::PROLOG_LABEL))
 178         .addSym(CSLabel);
 179     }
 180
 181     for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator I = CSI.begin(),
 182            E = CSI.end(); I != E; ++I) {
 183       MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP,
 184                           MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx()));
 185       MachineLocation Src(I->getReg());
 186       Moves.push_back(MachineMove(CSLabel, Dst, Src));
 187     }
 188   }
 189 }
 190
 191 void
 192 AArch64FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 193                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
 194   AArch64MachineFunctionInfo *FuncInfo =
 195     MF.getInfo<AArch64MachineFunctionInfo>();
 196
 197   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 198   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 199   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
 200   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
 201   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 202
 203   // Initial and residual are named for consitency with the prologue. Note that
 204   // in the epilogue, the residual adjustment is executed first.
 205   uint64_t NumInitialBytes = FuncInfo->getInitialStackAdjust();
 206   uint64_t NumResidualBytes = MFI.getStackSize() - NumInitialBytes;
 207   uint64_t ArgumentPopSize = 0;
 208   if (RetOpcode == AArch64::TC_RETURNdi ||
 209       RetOpcode == AArch64::TC_RETURNxi) {
 210     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
 211     MachineOperand &StackAdjust = MBBI->getOperand(1);
 212
 213     MachineInstrBuilder MIB;
 214     if (RetOpcode == AArch64::TC_RETURNdi) {
 215       MIB = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AArch64::TAIL_Bimm));
 216       if (JumpTarget.isGlobal()) {
 217         MIB.addGlobalAddress(JumpTarget.getGlobal(), JumpTarget.getOffset(),
 218                              JumpTarget.getTargetFlags());
 219       } else {
 220         assert(JumpTarget.isSymbol() && "unexpected tail call destination");
 221         MIB.addExternalSymbol(JumpTarget.getSymbolName(),
 222                               JumpTarget.getTargetFlags());
 223       }
 224     } else {
 225       assert(RetOpcode == AArch64::TC_RETURNxi && JumpTarget.isReg()
 226              && "Unexpected tail call");
 227
 228       MIB = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AArch64::TAIL_BRx));
 229       MIB.addReg(JumpTarget.getReg(), RegState::Kill);
 230     }
 231
 232     // Add the extra operands onto the new tail call instruction even though
 233     // they're not used directly (so that liveness is tracked properly etc).
 234     for (unsigned i = 2, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i)
 235         MIB->addOperand(MBBI->getOperand(i));
 236
 237
 238     // Delete the pseudo instruction TC_RETURN.
 239     MachineInstr *NewMI = prior(MBBI);
 240     MBB.erase(MBBI);
 241     MBBI = NewMI;
 242
 243     // For a tail-call in a callee-pops-arguments environment, some or all of
 244     // the stack may actually be in use for the call's arguments, this is
 245     // calculated during LowerCall and consumed here...
 246     ArgumentPopSize = StackAdjust.getImm();
 247   } else {
 248     // ... otherwise the amount to pop is *all* of the argument space,
 249     // conveniently stored in the MachineFunctionInfo by
 250     // LowerFormalArguments. This will, of course, be zero for the C calling
 251     // convention.
 252     ArgumentPopSize = FuncInfo->getArgumentStackToRestore();
 253   }
 254
 255   assert(NumInitialBytes % 16 == 0 && NumResidualBytes % 16 == 0
 256          && "refusing to adjust stack by misaligned amt");
 257
 258   // We may need to address callee-saved registers differently, so find out the
 259   // bound on the frame indices.
 260   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI.getCalleeSavedInfo();
 261   int MinCSFI = 0;
 262   int MaxCSFI = -1;
 263
 264   if (CSI.size()) {
 265     MinCSFI = CSI[0].getFrameIdx();
 266     MaxCSFI = CSI[CSI.size() - 1].getFrameIdx();
 267   }
 268
 269   // The "residual" stack update comes first from this direction and guarantees
 270   // that SP is NumInitialBytes below its value on function entry, either by a
 271   // direct update or restoring it from the frame pointer.
 272   if (NumInitialBytes + ArgumentPopSize != 0) {
 273     emitSPUpdate(MBB, MBBI, DL, TII, AArch64::X16,
 274                  NumInitialBytes + ArgumentPopSize);
 275     --MBBI;
 276   }
 277
 278
 279   // MBBI now points to the instruction just past the last callee-saved
 280   // restoration (either RET/B if NumInitialBytes == 0, or the "ADD sp, sp"
 281   // otherwise).
 282
 283   // Now we need to find out where to put the bulk of the stack adjustment
 284   MachineBasicBlock::iterator FirstEpilogue = MBBI;
 285   while (MBBI != MBB.begin()) {
 286     --MBBI;
 287
 288     unsigned FrameOp;
 289     for (FrameOp = 0; FrameOp < MBBI->getNumOperands(); ++FrameOp) {
 290       if (MBBI->getOperand(FrameOp).isFI())
 291         break;
 292     }
 293
 294     // If this instruction doesn't have a frame index we've reached the end of
 295     // the callee-save restoration.
 296     if (FrameOp == MBBI->getNumOperands())
 297       break;
 298
 299     // Likewise if it *is* a local reference, but not to a callee-saved object.
 300     int FrameIdx = MBBI->getOperand(FrameOp).getIndex();
 301     if (FrameIdx < MinCSFI || FrameIdx > MaxCSFI)
 302       break;
 303
 304     FirstEpilogue = MBBI;
 305   }
 306
 307   if (MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects()) {
 308     int64_t StaticFrameBase;
 309     StaticFrameBase = -(NumInitialBytes + FuncInfo->getFramePointerOffset());
 310     emitRegUpdate(MBB, FirstEpilogue, DL, TII,
 311                   AArch64::XSP, AArch64::X29, AArch64::NoRegister,
 312                   StaticFrameBase);
 313   } else {
 314     emitSPUpdate(MBB, FirstEpilogue, DL,TII, AArch64::X16, NumResidualBytes);
 315   }
 316 }
 317
 318 int64_t
 319 AArch64FrameLowering::resolveFrameIndexReference(MachineFunction &MF,
 320                                                  int FrameIndex,
 321                                                  unsigned &FrameReg,
 322                                                  int SPAdj,
 323                                                  bool IsCalleeSaveOp) const {
 324   AArch64MachineFunctionInfo *FuncInfo =
 325     MF.getInfo<AArch64MachineFunctionInfo>();
 326   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 327
 328   int64_t TopOfFrameOffset = MFI->getObjectOffset(FrameIndex);
 329
 330   assert(!(IsCalleeSaveOp && FuncInfo->getInitialStackAdjust() == 0)
 331          && "callee-saved register in unexpected place");
 332
 333   // If the frame for this function is particularly large, we adjust the stack
 334   // in two phases which means the callee-save related operations see a
 335   // different (intermediate) stack size.
 336   int64_t FrameRegPos;
 337   if (IsCalleeSaveOp) {
 338     FrameReg = AArch64::XSP;
 339     FrameRegPos = -static_cast<int64_t>(FuncInfo->getInitialStackAdjust());
 340   } else if (useFPForAddressing(MF)) {
 341     // Have to use the frame pointer since we have no idea where SP is.
 342     FrameReg = AArch64::X29;
 343     FrameRegPos = FuncInfo->getFramePointerOffset();
 344   } else {
 345     FrameReg = AArch64::XSP;
 346     FrameRegPos = -static_cast<int64_t>(MFI->getStackSize()) + SPAdj;
 347   }
 348
 349   return TopOfFrameOffset - FrameRegPos;
 350 }
 351
 352 /// Estimate and return the size of the frame.
 353 static unsigned estimateStackSize(MachineFunction &MF) {
 354   // FIXME: Make generic? Really consider after upstreaming.  This code is now
 355   // shared between PEI, ARM *and* here.
 356   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 357   const TargetFrameLowering *TFI = MF.getTarget().getFrameLowering();
 358   const TargetRegisterInfo *RegInfo = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 359   unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 360   int Offset = 0;
 361
 362   // This code is very, very similar to PEI::calculateFrameObjectOffsets().
 363   // It really should be refactored to share code. Until then, changes
 364   // should keep in mind that there's tight coupling between the two.
 365
 366   for (int i = MFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
 367     int FixedOff = -MFI->getObjectOffset(i);
 368     if (FixedOff > Offset) Offset = FixedOff;
 369   }
 370   for (unsigned i = 0, e = MFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
 371     if (MFI->isDeadObjectIndex(i))
 372       continue;
 373     Offset += MFI->getObjectSize(i);
 374     unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
 375     // Adjust to alignment boundary
 376     Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 377
 378     MaxAlign = std::max(Align, MaxAlign);
 379   }
 380
 381   if (MFI->adjustsStack() && TFI->hasReservedCallFrame(MF))
 382     Offset += MFI->getMaxCallFrameSize();
 383
 384   // Round up the size to a multiple of the alignment.  If the function has
 385   // any calls or alloca's, align to the target's StackAlignment value to
 386   // ensure that the callee's frame or the alloca data is suitably aligned;
 387   // otherwise, for leaf functions, align to the TransientStackAlignment
 388   // value.
 389   unsigned StackAlign;
 390   if (MFI->adjustsStack() || MFI->hasVarSizedObjects() ||
 391       (RegInfo->needsStackRealignment(MF) && MFI->getObjectIndexEnd() != 0))
 392     StackAlign = TFI->getStackAlignment();
 393   else
 394     StackAlign = TFI->getTransientStackAlignment();
 395
 396   // If the frame pointer is eliminated, all frame offsets will be relative to
 397   // SP not FP. Align to MaxAlign so this works.
 398   StackAlign = std::max(StackAlign, MaxAlign);
 399   unsigned AlignMask = StackAlign - 1;
 400   Offset = (Offset + AlignMask) & ~uint64_t(AlignMask);
 401
 402   return (unsigned)Offset;
 403 }
 404
 405 void
 406 AArch64FrameLowering::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
 407                                                        RegScavenger *RS) const {
 408   const AArch64RegisterInfo *RegInfo =
 409     static_cast<const AArch64RegisterInfo *>(MF.getTarget().getRegisterInfo());
 410   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 411   const AArch64InstrInfo &TII =
 412     *static_cast<const AArch64InstrInfo *>(MF.getTarget().getInstrInfo());
 413
 414   if (hasFP(MF)) {
 415     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(AArch64::X29);
 416     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(AArch64::X30);
 417   }
 418
 419   // If addressing of local variables is going to be more complicated than
 420   // shoving a base register and an offset into the instruction then we may well
 421   // need to scavenge registers. We should either specifically add an
 422   // callee-save register for this purpose or allocate an extra spill slot.
 423
 424   bool BigStack =
 425     (RS && estimateStackSize(MF) >= TII.estimateRSStackLimit(MF))
 426     || MFI->hasVarSizedObjects() // Access will be from X29: messes things up
 427     || (MFI->adjustsStack() && !hasReservedCallFrame(MF));
 428
 429   if (!BigStack)
 430     return;
 431
 432   // We certainly need some slack space for the scavenger, preferably an extra
 433   // register.
 434   const uint16_t *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs();
 435   uint16_t ExtraReg = AArch64::NoRegister;
 436
 437   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
 438     if (AArch64::GPR64RegClass.contains(CSRegs[i]) &&
 439         !MF.getRegInfo().isPhysRegUsed(CSRegs[i])) {
 440       ExtraReg = CSRegs[i];
 441       break;
 442     }
 443   }
 444
 445   if (ExtraReg != 0) {
 446     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(ExtraReg);
 447   } else {
 448     // Create a stack slot for scavenging purposes. PrologEpilogInserter
 449     // helpfully places it near either SP or FP for us to avoid
 450     // infinitely-regression during scavenging.
 451     const TargetRegisterClass *RC = &AArch64::GPR64RegClass;
 452     RS->setScavengingFrameIndex(MFI->CreateStackObject(RC->getSize(),
 453                                                        RC->getAlignment(),
 454                                                        false));
 455   }
 456 }
 457
 458 bool AArch64FrameLowering::determinePrologueDeath(MachineBasicBlock &MBB,
 459                                                   unsigned Reg) const {
 460   // If @llvm.returnaddress is called then it will refer to X30 by some means;
 461   // the prologue store does not kill the register.
 462   if (Reg == AArch64::X30) {
 463     if (MBB.getParent()->getFrameInfo()->isReturnAddressTaken()
 464         && MBB.getParent()->getRegInfo().isLiveIn(Reg))
 465     return false;
 466   }
 467
 468   // In all other cases, physical registers are dead after they've been saved
 469   // but live at the beginning of the prologue block.
 470   MBB.addLiveIn(Reg);
 471   return true;
 472 }
 473
 474 void
 475 AArch64FrameLowering::emitFrameMemOps(bool isPrologue, MachineBasicBlock &MBB,
 476                                       MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 477                                       const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
 478                                       const TargetRegisterInfo *TRI,
 479                                       LoadStoreMethod PossClasses[],
 480                                       unsigned NumClasses) const {
 481   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
 482   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
 483   MachineFrameInfo &MFI = *MF.getFrameInfo();
 484   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
 485
 486   // A certain amount of implicit contract is present here. The actual stack
 487   // offsets haven't been allocated officially yet, so for strictly correct code
 488   // we rely on the fact that the elements of CSI are allocated in order
 489   // starting at SP, purely as dictated by size and alignment. In practice since
 490   // this function handles the only accesses to those slots it's not quite so
 491   // important.
 492   //
 493   // We have also ordered the Callee-saved register list in AArch64CallingConv
 494   // so that the above scheme puts registers in order: in particular we want
 495   // &X30 to be &X29+8 for an ABI-correct frame record (PCS 5.2.2)
 496   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i < e; ++i) {
 497     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
 498
 499     // First we need to find out which register class the register belongs to so
 500     // that we can use the correct load/store instrucitons.
 501     unsigned ClassIdx;
 502     for (ClassIdx = 0; ClassIdx < NumClasses; ++ClassIdx) {
 503       if (PossClasses[ClassIdx].RegClass->contains(Reg))
 504         break;
 505     }
 506     assert(ClassIdx != NumClasses
 507            && "Asked to store register in unexpected class");
 508     const TargetRegisterClass &TheClass = *PossClasses[ClassIdx].RegClass;
 509
 510     // Now we need to decide whether it's possible to emit a paired instruction:
 511     // for this we want the next register to be in the same class.
 512     MachineInstrBuilder NewMI;
 513     bool Pair = false;
 514     if (i + 1 < CSI.size() && TheClass.contains(CSI[i+1].getReg())) {
 515       Pair = true;
 516       unsigned StLow = 0, StHigh = 0;
 517       if (isPrologue) {
 518         // Most of these registers will be live-in to the MBB and killed by our
 519         // store, though there are exceptions (see determinePrologueDeath).
 520         StLow = getKillRegState(determinePrologueDeath(MBB, CSI[i+1].getReg()));
 521         StHigh = getKillRegState(determinePrologueDeath(MBB, CSI[i].getReg()));
 522       } else {
 523         StLow = RegState::Define;
 524         StHigh = RegState::Define;
 525       }
 526
 527       NewMI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(PossClasses[ClassIdx].PairOpcode))
 528                 .addReg(CSI[i+1].getReg(), StLow)
 529                 .addReg(CSI[i].getReg(), StHigh);
 530
 531       // If it's a paired op, we've consumed two registers
 532       ++i;
 533     } else {
 534       unsigned State;
 535       if (isPrologue) {
 536         State = getKillRegState(determinePrologueDeath(MBB, CSI[i].getReg()));
 537       } else {
 538         State = RegState::Define;
 539       }
 540
 541       NewMI = BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 542                       TII.get(PossClasses[ClassIdx].SingleOpcode))
 543                 .addReg(CSI[i].getReg(), State);
 544     }
 545
 546     // Note that the FrameIdx refers to the second register in a pair: it will
 547     // be allocated the smaller numeric address and so is the one an LDP/STP
 548     // address must use.
 549     int FrameIdx = CSI[i].getFrameIdx();
 550     MachineMemOperand::MemOperandFlags Flags;
 551     Flags = isPrologue ? MachineMemOperand::MOStore : MachineMemOperand::MOLoad;
 552     MachineMemOperand *MMO =
 553       MF.getMachineMemOperand(MachinePointerInfo::getFixedStack(FrameIdx),
 554                              Flags,
 555                              Pair ? TheClass.getSize() * 2 : TheClass.getSize(),
 556                              MFI.getObjectAlignment(FrameIdx));
 557
 558     NewMI.addFrameIndex(FrameIdx)
 559       .addImm(0)                  // address-register offset
 560       .addMemOperand(MMO);
 561
 562     if (isPrologue)
 563       NewMI.setMIFlags(MachineInstr::FrameSetup);
 564
 565     // For aesthetic reasons, during an epilogue we want to emit complementary
 566     // operations to the prologue, but in the opposite order. So we still
 567     // iterate through the CalleeSavedInfo list in order, but we put the
 568     // instructions successively earlier in the MBB.
 569     if (!isPrologue)
 570       --MBBI;
 571   }
 572 }
 573
 574 bool
 575 AArch64FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 576                                         MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 577                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
 578                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 579   if (CSI.empty())
 580     return false;
 581
 582   static LoadStoreMethod PossibleClasses[] = {
 583     {&AArch64::GPR64RegClass, AArch64::LSPair64_STR, AArch64::LS64_STR},
 584     {&AArch64::FPR64RegClass, AArch64::LSFPPair64_STR, AArch64::LSFP64_STR},
 585   };
 586   unsigned NumClasses = llvm::array_lengthof(PossibleClasses);
 587
 588   emitFrameMemOps(/* isPrologue = */ true, MBB, MBBI, CSI, TRI,
 589                   PossibleClasses, NumClasses);
 590
 591   return true;
 592 }
 593
 594 bool
 595 AArch64FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
 596                                         MachineBasicBlock::iterator MBBI,
 597                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
 598                                         const TargetRegisterInfo *TRI) const {
 599
 600   if (CSI.empty())
 601     return false;
 602
 603   static LoadStoreMethod PossibleClasses[] = {
 604     {&AArch64::GPR64RegClass, AArch64::LSPair64_LDR, AArch64::LS64_LDR},
 605     {&AArch64::FPR64RegClass, AArch64::LSFPPair64_LDR, AArch64::LSFP64_LDR},
 606   };
 607   unsigned NumClasses = llvm::array_lengthof(PossibleClasses);
 608
 609   emitFrameMemOps(/* isPrologue = */ false, MBB, MBBI, CSI, TRI,
 610                   PossibleClasses, NumClasses);
 611
 612   return true;
 613 }
 614
 615 bool
 616 AArch64FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
 617   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 618   const TargetRegisterInfo *RI = MF.getTarget().getRegisterInfo();
 619
 620   // This is a decision of ABI compliance. The AArch64 PCS gives various options
 621   // for conformance, and even at the most stringent level more or less permits
 622   // elimination for leaf functions because there's no loss of functionality
 623   // (for debugging etc)..
 624   if (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) && MFI->hasCalls())
 625     return true;
 626
 627   // The following are hard-limits: incorrect code will be generated if we try
 628   // to omit the frame.
 629   return (RI->needsStackRealignment(MF) ||
 630           MFI->hasVarSizedObjects() ||
 631           MFI->isFrameAddressTaken());
 632 }
 633
 634 bool
 635 AArch64FrameLowering::useFPForAddressing(const MachineFunction &MF) const {
 636   return MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
 637 }
 638
 639 bool
 640 AArch64FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
 641   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 642
 643   // Of the various reasons for having a frame pointer, it's actually only
 644   // variable-sized objects that prevent reservation of a call frame.
 645   return !(hasFP(MF) && MFI->hasVarSizedObjects());
 646 }
 647
 648 void
 649 AArch64FrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr(
 650                                 MachineFunction &MF,
 651                                 MachineBasicBlock &MBB,
 652                                 MachineBasicBlock::iterator MI) const {
 653   const AArch64InstrInfo &TII =
 654     *static_cast<const AArch64InstrInfo *>(MF.getTarget().getInstrInfo());
 655   DebugLoc dl = MI->getDebugLoc();
 656   int Opcode = MI->getOpcode();
 657   bool IsDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 658   uint64_t CalleePopAmount = IsDestroy ? MI->getOperand(1).getImm() : 0;
 659
 660   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
 661     unsigned Align = getStackAlignment();
 662
 663     int64_t Amount = MI->getOperand(0).getImm();
 664     Amount = RoundUpToAlignment(Amount, Align);
 665     if (!IsDestroy) Amount = -Amount;
 666
 667     // N.b. if CalleePopAmount is valid but zero (i.e. callee would pop, but it
 668     // doesn't have to pop anything), then the first operand will be zero too so
 669     // this adjustment is a no-op.
 670     if (CalleePopAmount == 0) {
 671       // FIXME: in-function stack adjustment for calls is limited to 12-bits
 672       // because there's no guaranteed temporary register available. Mostly call
 673       // frames will be allocated at the start of a function so this is OK, but
 674       // it is a limitation that needs dealing with.
 675       assert(Amount > -0xfff && Amount < 0xfff && "call frame too large");
 676       emitSPUpdate(MBB, MI, dl, TII, AArch64::NoRegister, Amount);
 677     }
 678   } else if (CalleePopAmount != 0) {
 679     // If the calling convention demands that the callee pops arguments from the
 680     // stack, we want to add it back if we have a reserved call frame.
 681     assert(CalleePopAmount < 0xfff && "call frame too large");
 682     emitSPUpdate(MBB, MI, dl, TII, AArch64::NoRegister, -CalleePopAmount);
 683   }
 684
 685   MBB.erase(MI);
 686 }