437e671dc99b9c16e32a4a8dd7b957e936579a34
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86FrameLowering.cpp
1 //===-- X86FrameLowering.cpp - X86 Frame Information ----------------------===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file contains the X86 implementation of TargetFrameLowering class.
11 //
12 //===----------------------------------------------------------------------===//
13
14 #include "X86FrameLowering.h"
15 #include "X86InstrBuilder.h"
16 #include "X86InstrInfo.h"
17 #include "X86MachineFunctionInfo.h"
18 #include "X86Subtarget.h"
19 #include "X86TargetMachine.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
21 #include "llvm/Analysis/LibCallSemantics.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
27 #include "llvm/CodeGen/WinEHFuncInfo.h"
28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
29 #include "llvm/IR/Function.h"
30 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
31 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
32 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
33 #include "llvm/Support/Debug.h"
34 #include <cstdlib>
35
36 using namespace llvm;
37
38 X86FrameLowering::X86FrameLowering(const X86Subtarget &STI,
39                                    unsigned StackAlignOverride)
40     : TargetFrameLowering(StackGrowsDown, StackAlignOverride,
41                           STI.is64Bit() ? -8 : -4),
42       STI(STI), TII(*STI.getInstrInfo()), TRI(STI.getRegisterInfo()) {
43   // Cache a bunch of frame-related predicates for this subtarget.
44   SlotSize = TRI->getSlotSize();
45   Is64Bit = STI.is64Bit();
46   IsLP64 = STI.isTarget64BitLP64();
47   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
48   Uses64BitFramePtr = STI.isTarget64BitLP64() || STI.isTargetNaCl64();
49   StackPtr = TRI->getStackRegister();
50 }
51
52 bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
53   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects() &&
54          !MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
55 }
56
57 /// canSimplifyCallFramePseudos - If there is a reserved call frame, the
58 /// call frame pseudos can be simplified.  Having a FP, as in the default
59 /// implementation, is not sufficient here since we can't always use it.
60 /// Use a more nuanced condition.
61 bool
62 X86FrameLowering::canSimplifyCallFramePseudos(const MachineFunction &MF) const {
63   return hasReservedCallFrame(MF) ||
64          (hasFP(MF) && !TRI->needsStackRealignment(MF)) ||
65          TRI->hasBasePointer(MF);
66 }
67
68 // needsFrameIndexResolution - Do we need to perform FI resolution for
69 // this function. Normally, this is required only when the function
70 // has any stack objects. However, FI resolution actually has another job,
71 // not apparent from the title - it resolves callframesetup/destroy 
72 // that were not simplified earlier.
73 // So, this is required for x86 functions that have push sequences even
74 // when there are no stack objects.
75 bool
76 X86FrameLowering::needsFrameIndexResolution(const MachineFunction &MF) const {
77   return MF.getFrameInfo()->hasStackObjects() ||
78          MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
79 }
80
81 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
82 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
83 /// or if frame pointer elimination is disabled.
84 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
85   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
86   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
87
88   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
89           TRI->needsStackRealignment(MF) ||
90           MFI->hasVarSizedObjects() ||
91           MFI->isFrameAddressTaken() || MFI->hasOpaqueSPAdjustment() ||
92           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
93           MMI.callsUnwindInit() || MMI.hasEHFunclets() || MMI.callsEHReturn() ||
94           MFI->hasStackMap() || MFI->hasPatchPoint());
95 }
96
97 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
98   if (IsLP64) {
99     if (isInt<8>(Imm))
100       return X86::SUB64ri8;
101     return X86::SUB64ri32;
102   } else {
103     if (isInt<8>(Imm))
104       return X86::SUB32ri8;
105     return X86::SUB32ri;
106   }
107 }
108
109 static unsigned getADDriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
110   if (IsLP64) {
111     if (isInt<8>(Imm))
112       return X86::ADD64ri8;
113     return X86::ADD64ri32;
114   } else {
115     if (isInt<8>(Imm))
116       return X86::ADD32ri8;
117     return X86::ADD32ri;
118   }
119 }
120
121 static unsigned getSUBrrOpcode(unsigned isLP64) {
122   return isLP64 ? X86::SUB64rr : X86::SUB32rr;
123 }
124
125 static unsigned getADDrrOpcode(unsigned isLP64) {
126   return isLP64 ? X86::ADD64rr : X86::ADD32rr;
127 }
128
129 static unsigned getANDriOpcode(bool IsLP64, int64_t Imm) {
130   if (IsLP64) {
131     if (isInt<8>(Imm))
132       return X86::AND64ri8;
133     return X86::AND64ri32;
134   }
135   if (isInt<8>(Imm))
136     return X86::AND32ri8;
137   return X86::AND32ri;
138 }
139
140 static unsigned getLEArOpcode(unsigned IsLP64) {
141   return IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
142 }
143
144 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
145 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
146 /// to this register without worry about clobbering it.
147 static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
148                                        MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
149                                        const TargetRegisterInfo *TRI,
150                                        bool Is64Bit) {
151   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
152   const Function *F = MF->getFunction();
153   if (!F || MF->getMMI().callsEHReturn())
154     return 0;
155
156   static const uint16_t CallerSavedRegs32Bit[] = {
157     X86::EAX, X86::EDX, X86::ECX, 0
158   };
159
160   static const uint16_t CallerSavedRegs64Bit[] = {
161     X86::RAX, X86::RDX, X86::RCX, X86::RSI, X86::RDI,
162     X86::R8,  X86::R9,  X86::R10, X86::R11, 0
163   };
164
165   unsigned Opc = MBBI->getOpcode();
166   switch (Opc) {
167   default: return 0;
168   case X86::RETL:
169   case X86::RETQ:
170   case X86::RETIL:
171   case X86::RETIQ:
172   case X86::TCRETURNdi:
173   case X86::TCRETURNri:
174   case X86::TCRETURNmi:
175   case X86::TCRETURNdi64:
176   case X86::TCRETURNri64:
177   case X86::TCRETURNmi64:
178   case X86::EH_RETURN:
179   case X86::EH_RETURN64: {
180     SmallSet<uint16_t, 8> Uses;
181     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
182       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
183       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
184         continue;
185       unsigned Reg = MO.getReg();
186       if (!Reg)
187         continue;
188       for (MCRegAliasIterator AI(Reg, TRI, true); AI.isValid(); ++AI)
189         Uses.insert(*AI);
190     }
191
192     const uint16_t *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
193     for (; *CS; ++CS)
194       if (!Uses.count(*CS))
195         return *CS;
196   }
197   }
198
199   return 0;
200 }
201
202 static bool isEAXLiveIn(MachineFunction &MF) {
203   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator II = MF.getRegInfo().livein_begin(),
204        EE = MF.getRegInfo().livein_end(); II != EE; ++II) {
205     unsigned Reg = II->first;
206
207     if (Reg == X86::RAX || Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
208         Reg == X86::AH || Reg == X86::AL)
209       return true;
210   }
211
212   return false;
213 }
214
215 /// Check whether or not the terminators of \p MBB needs to read EFLAGS.
216 static bool terminatorsNeedFlagsAsInput(const MachineBasicBlock &MBB) {
217   for (const MachineInstr &MI : MBB.terminators()) {
218     bool BreakNext = false;
219     for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
220       if (!MO.isReg())
221         continue;
222       unsigned Reg = MO.getReg();
223       if (Reg != X86::EFLAGS)
224         continue;
225
226       // This terminator needs an eflag that is not defined
227       // by a previous terminator.
228       if (!MO.isDef())
229         return true;
230       BreakNext = true;
231     }
232     if (BreakNext)
233       break;
234   }
235   return false;
236 }
237
238 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
239 /// stack pointer by a constant value.
240 void X86FrameLowering::emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB,
241                                     MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
242                                     int64_t NumBytes, bool InEpilogue) const {
243   bool isSub = NumBytes < 0;
244   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
245
246   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
247   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
248
249   while (Offset) {
250     if (Offset > Chunk) {
251       // Rather than emit a long series of instructions for large offsets,
252       // load the offset into a register and do one sub/add
253       unsigned Reg = 0;
254
255       if (isSub && !isEAXLiveIn(*MBB.getParent()))
256         Reg = (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX);
257       else
258         Reg = findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
259
260       if (Reg) {
261         unsigned Opc = Is64Bit ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
262         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), Reg)
263           .addImm(Offset);
264         Opc = isSub
265           ? getSUBrrOpcode(Is64Bit)
266           : getADDrrOpcode(Is64Bit);
267         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
268           .addReg(StackPtr)
269           .addReg(Reg);
270         MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
271         Offset = 0;
272         continue;
273       }
274     }
275
276     uint64_t ThisVal = std::min(Offset, Chunk);
277     if (ThisVal == (Is64Bit ? 8 : 4)) {
278       // Use push / pop instead.
279       unsigned Reg = isSub
280         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
281         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
282       if (Reg) {
283         unsigned Opc = isSub
284           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
285           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
286         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
287           .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub));
288         if (isSub)
289           MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
290         else
291           MI->setFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
292         Offset -= ThisVal;
293         continue;
294       }
295     }
296
297     MachineInstrBuilder MI = BuildStackAdjustment(
298         MBB, MBBI, DL, isSub ? -ThisVal : ThisVal, InEpilogue);
299     if (isSub)
300       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
301     else
302       MI.setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
303
304     Offset -= ThisVal;
305   }
306 }
307
308 MachineInstrBuilder X86FrameLowering::BuildStackAdjustment(
309     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
310     int64_t Offset, bool InEpilogue) const {
311   assert(Offset != 0 && "zero offset stack adjustment requested");
312
313   // On Atom, using LEA to adjust SP is preferred, but using it in the epilogue
314   // is tricky.
315   bool UseLEA;
316   if (!InEpilogue) {
317     UseLEA = STI.useLeaForSP();
318   } else {
319     // If we can use LEA for SP but we shouldn't, check that none
320     // of the terminators uses the eflags. Otherwise we will insert
321     // a ADD that will redefine the eflags and break the condition.
322     // Alternatively, we could move the ADD, but this may not be possible
323     // and is an optimization anyway.
324     UseLEA = canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent());
325     if (UseLEA && !STI.useLeaForSP())
326       UseLEA = terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
327     // If that assert breaks, that means we do not do the right thing
328     // in canUseAsEpilogue.
329     assert((UseLEA || !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB)) &&
330            "We shouldn't have allowed this insertion point");
331   }
332
333   MachineInstrBuilder MI;
334   if (UseLEA) {
335     MI = addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL,
336                               TII.get(getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr)),
337                               StackPtr),
338                       StackPtr, false, Offset);
339   } else {
340     bool IsSub = Offset < 0;
341     uint64_t AbsOffset = IsSub ? -Offset : Offset;
342     unsigned Opc = IsSub ? getSUBriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset)
343                          : getADDriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset);
344     MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
345              .addReg(StackPtr)
346              .addImm(AbsOffset);
347     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
348   }
349   return MI;
350 }
351
352 int X86FrameLowering::mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
353                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
354                                      bool doMergeWithPrevious) const {
355   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
356       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
357     return 0;
358
359   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? std::prev(MBBI) : MBBI;
360   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? nullptr
361                                                        : std::next(MBBI);
362   unsigned Opc = PI->getOpcode();
363   int Offset = 0;
364
365   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
366        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
367        Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
368       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
369     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
370     MBB.erase(PI);
371     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
372   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
373               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
374              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
375     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
376     MBB.erase(PI);
377     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
378   }
379
380   return Offset;
381 }
382
383 void X86FrameLowering::BuildCFI(MachineBasicBlock &MBB,
384                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
385                                 MCCFIInstruction CFIInst) const {
386   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
387   unsigned CFIIndex = MF.getMMI().addFrameInst(CFIInst);
388   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
389       .addCFIIndex(CFIIndex);
390 }
391
392 void
393 X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineBasicBlock &MBB,
394                                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
395                                             DebugLoc DL) const {
396   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
397   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
398   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
399   const MCRegisterInfo *MRI = MMI.getContext().getRegisterInfo();
400
401   // Add callee saved registers to move list.
402   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
403   if (CSI.empty()) return;
404
405   // Calculate offsets.
406   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
407          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
408     int64_t Offset = MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx());
409     unsigned Reg = I->getReg();
410
411     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
412     BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
413              MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
414   }
415 }
416
417 /// usesTheStack - This function checks if any of the users of EFLAGS
418 /// copies the EFLAGS. We know that the code that lowers COPY of EFLAGS has
419 /// to use the stack, and if we don't adjust the stack we clobber the first
420 /// frame index.
421 /// See X86InstrInfo::copyPhysReg.
422 static bool usesTheStack(const MachineFunction &MF) {
423   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
424
425   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
426        ri = MRI.reg_instr_begin(X86::EFLAGS), re = MRI.reg_instr_end();
427        ri != re; ++ri)
428     if (ri->isCopy())
429       return true;
430
431   return false;
432 }
433
434 MachineInstr *X86FrameLowering::emitStackProbe(MachineFunction &MF,
435                                                MachineBasicBlock &MBB,
436                                                MachineBasicBlock::iterator MBBI,
437                                                DebugLoc DL,
438                                                bool InProlog) const {
439   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
440   if (STI.isTargetWindowsCoreCLR()) {
441     if (InProlog) {
442       return emitStackProbeInlineStub(MF, MBB, MBBI, DL, true);
443     } else {
444       return emitStackProbeInline(MF, MBB, MBBI, DL, false);
445     }
446   } else {
447     return emitStackProbeCall(MF, MBB, MBBI, DL, InProlog);
448   }
449 }
450
451 void X86FrameLowering::inlineStackProbe(MachineFunction &MF,
452                                         MachineBasicBlock &PrologMBB) const {
453   const StringRef ChkStkStubSymbol = "__chkstk_stub";
454   MachineInstr *ChkStkStub = nullptr;
455
456   for (MachineInstr &MI : PrologMBB) {
457     if (MI.isCall() && MI.getOperand(0).isSymbol() &&
458         ChkStkStubSymbol == MI.getOperand(0).getSymbolName()) {
459       ChkStkStub = &MI;
460       break;
461     }
462   }
463
464   if (ChkStkStub != nullptr) {
465     MachineBasicBlock::iterator MBBI = std::next(ChkStkStub->getIterator());
466     assert(std::prev(MBBI).operator==(ChkStkStub) &&
467       "MBBI expected after __chkstk_stub.");
468     DebugLoc DL = PrologMBB.findDebugLoc(MBBI);
469     emitStackProbeInline(MF, PrologMBB, MBBI, DL, true);
470     ChkStkStub->eraseFromParent();
471   }
472 }
473
474 MachineInstr *X86FrameLowering::emitStackProbeInline(
475   MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
476   MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL, bool InProlog) const {
477   const X86Subtarget &STI = MF.getSubtarget<X86Subtarget>();
478   assert(STI.is64Bit() && "different expansion needed for 32 bit");
479   assert(STI.isTargetWindowsCoreCLR() && "custom expansion expects CoreCLR");
480   const TargetInstrInfo &TII = *STI.getInstrInfo();
481   const BasicBlock *LLVM_BB = MBB.getBasicBlock();
482
483   // RAX contains the number of bytes of desired stack adjustment.
484   // The handling here assumes this value has already been updated so as to
485   // maintain stack alignment.
486   //
487   // We need to exit with RSP modified by this amount and execute suitable
488   // page touches to notify the OS that we're growing the stack responsibly.
489   // All stack probing must be done without modifying RSP.
490   //
491   // MBB:
492   //    SizeReg = RAX;
493   //    ZeroReg = 0
494   //    CopyReg = RSP
495   //    Flags, TestReg = CopyReg - SizeReg
496   //    FinalReg = !Flags.Ovf ? TestReg : ZeroReg
497   //    LimitReg = gs magic thread env access
498   //    if FinalReg >= LimitReg goto ContinueMBB
499   // RoundBB:
500   //    RoundReg = page address of FinalReg
501   // LoopMBB:
502   //    LoopReg = PHI(LimitReg,ProbeReg)
503   //    ProbeReg = LoopReg - PageSize
504   //    [ProbeReg] = 0
505   //    if (ProbeReg > RoundReg) goto LoopMBB
506   // ContinueMBB:
507   //    RSP = RSP - RAX
508   //    [rest of original MBB]
509
510   // Set up the new basic blocks
511   MachineBasicBlock *RoundMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
512   MachineBasicBlock *LoopMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
513   MachineBasicBlock *ContinueMBB = MF.CreateMachineBasicBlock(LLVM_BB);
514
515   MachineFunction::iterator MBBIter = std::next(MBB.getIterator());
516   MF.insert(MBBIter, RoundMBB);
517   MF.insert(MBBIter, LoopMBB);
518   MF.insert(MBBIter, ContinueMBB);
519
520   // Split MBB and move the tail portion down to ContinueMBB.
521   MachineBasicBlock::iterator BeforeMBBI = std::prev(MBBI);
522   ContinueMBB->splice(ContinueMBB->begin(), &MBB, MBBI, MBB.end());
523   ContinueMBB->transferSuccessorsAndUpdatePHIs(&MBB);
524
525   // Some useful constants
526   const int64_t ThreadEnvironmentStackLimit = 0x10;
527   const int64_t PageSize = 0x1000;
528   const int64_t PageMask = ~(PageSize - 1);
529
530   // Registers we need. For the normal case we use virtual
531   // registers. For the prolog expansion we use RAX, RCX and RDX.
532   MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
533   const TargetRegisterClass *RegClass = &X86::GR64RegClass;
534   const unsigned
535       SizeReg = InProlog ? X86::RAX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
536       ZeroReg = InProlog ? X86::RCX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
537       CopyReg = InProlog ? X86::RDX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
538       TestReg = InProlog ? X86::RDX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
539       FinalReg = InProlog ? X86::RDX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
540       RoundedReg = InProlog ? X86::RDX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
541       LimitReg = InProlog ? X86::RCX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
542       JoinReg = InProlog ? X86::RCX : MRI.createVirtualRegister(RegClass),
543       ProbeReg = InProlog ? X86::RCX : MRI.createVirtualRegister(RegClass);
544
545   // SP-relative offsets where we can save RCX and RDX.
546   int64_t RCXShadowSlot = 0;
547   int64_t RDXShadowSlot = 0;
548
549   // If inlining in the prolog, save RCX and RDX.     
550   // Future optimization: don't save or restore if not live in.
551   if (InProlog) {
552     // Compute the offsets. We need to account for things already
553     // pushed onto the stack at this point: return address, frame
554     // pointer (if used), and callee saves.
555     X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
556     const int64_t CalleeSaveSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
557     const bool HasFP = hasFP(MF);
558     RCXShadowSlot = 8 + CalleeSaveSize + (HasFP ? 8 : 0);
559     RDXShadowSlot = RCXShadowSlot + 8;
560     // Emit the saves.
561     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
562                  RCXShadowSlot)
563         .addReg(X86::RCX);
564     addRegOffset(BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64mr)), X86::RSP, false,
565                  RDXShadowSlot)
566         .addReg(X86::RDX);
567   } else {
568     // Not in the prolog. Copy RAX to a virtual reg.
569     BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), SizeReg).addReg(X86::RAX);
570   }
571
572   // Add code to MBB to check for overflow and set the new target stack pointer
573   // to zero if so.
574   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::XOR64rr), ZeroReg)
575       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef)
576       .addReg(ZeroReg, RegState::Undef);
577   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), CopyReg).addReg(X86::RSP);
578   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::SUB64rr), TestReg)
579       .addReg(CopyReg)
580       .addReg(SizeReg);
581   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMOVB64rr), FinalReg)
582       .addReg(TestReg)
583       .addReg(ZeroReg);
584
585   // FinalReg now holds final stack pointer value, or zero if
586   // allocation would overflow. Compare against the current stack
587   // limit from the thread environment block. Note this limit is the
588   // lowest touched page on the stack, not the point at which the OS
589   // will cause an overflow exception, so this is just an optimization
590   // to avoid unnecessarily touching pages that are below the current
591   // SP but already commited to the stack by the OS.
592   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::MOV64rm), LimitReg)
593       .addReg(0)
594       .addImm(1)
595       .addReg(0)
596       .addImm(ThreadEnvironmentStackLimit)
597       .addReg(X86::GS);
598   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr)).addReg(FinalReg).addReg(LimitReg);
599   // Jump if the desired stack pointer is at or above the stack limit.
600   BuildMI(&MBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(ContinueMBB);
601
602   // Add code to roundMBB to round the final stack pointer to a page boundary.
603   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::AND64ri32), RoundedReg)
604       .addReg(FinalReg)
605       .addImm(PageMask);
606   BuildMI(RoundMBB, DL, TII.get(X86::JMP_1)).addMBB(LoopMBB);
607
608   // LimitReg now holds the current stack limit, RoundedReg page-rounded
609   // final RSP value. Add code to loopMBB to decrement LimitReg page-by-page
610   // and probe until we reach RoundedReg.
611   if (!InProlog) {
612     BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::PHI), JoinReg)
613         .addReg(LimitReg)
614         .addMBB(RoundMBB)
615         .addReg(ProbeReg)
616         .addMBB(LoopMBB);
617   }
618
619   addRegOffset(BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ProbeReg), JoinReg,
620                false, -PageSize);
621
622   // Probe by storing a byte onto the stack.
623   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::MOV8mi))
624       .addReg(ProbeReg)
625       .addImm(1)
626       .addReg(0)
627       .addImm(0)
628       .addReg(0)
629       .addImm(0);
630   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::CMP64rr))
631       .addReg(RoundedReg)
632       .addReg(ProbeReg);
633   BuildMI(LoopMBB, DL, TII.get(X86::JNE_1)).addMBB(LoopMBB);
634
635   MachineBasicBlock::iterator ContinueMBBI = ContinueMBB->getFirstNonPHI();
636
637   // If in prolog, restore RDX and RCX.
638   if (InProlog) {
639     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
640                          X86::RCX),
641                  X86::RSP, false, RCXShadowSlot);
642     addRegOffset(BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rm),
643                          X86::RDX),
644                  X86::RSP, false, RDXShadowSlot);
645   }
646
647   // Now that the probing is done, add code to continueMBB to update
648   // the stack pointer for real.
649   BuildMI(*ContinueMBB, ContinueMBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
650       .addReg(X86::RSP)
651       .addReg(SizeReg);
652
653   // Add the control flow edges we need.
654   MBB.addSuccessor(ContinueMBB);
655   MBB.addSuccessor(RoundMBB);
656   RoundMBB->addSuccessor(LoopMBB);
657   LoopMBB->addSuccessor(ContinueMBB);
658   LoopMBB->addSuccessor(LoopMBB);
659
660   // Mark all the instructions added to the prolog as frame setup.
661   if (InProlog) {
662     for (++BeforeMBBI; BeforeMBBI != MBB.end(); ++BeforeMBBI) {
663       BeforeMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
664     }
665     for (MachineInstr &MI : *RoundMBB) {
666       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
667     }
668     for (MachineInstr &MI : *LoopMBB) {
669       MI.setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
670     }
671     for (MachineBasicBlock::iterator CMBBI = ContinueMBB->begin();
672          CMBBI != ContinueMBBI; ++CMBBI) {
673       CMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
674     }
675   }
676
677   // Possible TODO: physreg liveness for InProlog case.
678
679   return ContinueMBBI;
680 }
681
682 MachineInstr *X86FrameLowering::emitStackProbeCall(
683     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
684     MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL, bool InProlog) const {
685   bool IsLargeCodeModel = MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large;
686
687   unsigned CallOp;
688   if (Is64Bit)
689     CallOp = IsLargeCodeModel ? X86::CALL64r : X86::CALL64pcrel32;
690   else
691     CallOp = X86::CALLpcrel32;
692
693   const char *Symbol;
694   if (Is64Bit) {
695     if (STI.isTargetCygMing()) {
696       Symbol = "___chkstk_ms";
697     } else {
698       Symbol = "__chkstk";
699     }
700   } else if (STI.isTargetCygMing())
701     Symbol = "_alloca";
702   else
703     Symbol = "_chkstk";
704
705   MachineInstrBuilder CI;
706   MachineBasicBlock::iterator ExpansionMBBI = std::prev(MBBI);
707
708   // All current stack probes take AX and SP as input, clobber flags, and
709   // preserve all registers. x86_64 probes leave RSP unmodified.
710   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
711     // For the large code model, we have to call through a register. Use R11,
712     // as it is scratch in all supported calling conventions.
713     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
714         .addExternalSymbol(Symbol);
715     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addReg(X86::R11);
716   } else {
717     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addExternalSymbol(Symbol);
718   }
719
720   unsigned AX = Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX;
721   unsigned SP = Is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP;
722   CI.addReg(AX, RegState::Implicit)
723       .addReg(SP, RegState::Implicit)
724       .addReg(AX, RegState::Define | RegState::Implicit)
725       .addReg(SP, RegState::Define | RegState::Implicit)
726       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit);
727
728   if (Is64Bit) {
729     // MSVC x64's __chkstk and cygwin/mingw's ___chkstk_ms do not adjust %rsp
730     // themselves. It also does not clobber %rax so we can reuse it when
731     // adjusting %rsp.
732     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
733         .addReg(X86::RSP)
734         .addReg(X86::RAX);
735   }
736
737   if (InProlog) {
738     // Apply the frame setup flag to all inserted instrs.
739     for (++ExpansionMBBI; ExpansionMBBI != MBBI; ++ExpansionMBBI)
740       ExpansionMBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
741   }
742
743   return MBBI;
744 }
745
746 MachineInstr *X86FrameLowering::emitStackProbeInlineStub(
747     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
748     MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL, bool InProlog) const {
749
750   assert(InProlog && "ChkStkStub called outside prolog!");
751
752   MachineInstrBuilder CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
753                                .addExternalSymbol("__chkstk_stub");
754
755   return MBBI;
756 }
757
758 static unsigned calculateSetFPREG(uint64_t SPAdjust) {
759   // Win64 ABI has a less restrictive limitation of 240; 128 works equally well
760   // and might require smaller successive adjustments.
761   const uint64_t Win64MaxSEHOffset = 128;
762   uint64_t SEHFrameOffset = std::min(SPAdjust, Win64MaxSEHOffset);
763   // Win64 ABI requires 16-byte alignment for the UWOP_SET_FPREG opcode.
764   return SEHFrameOffset & -16;
765 }
766
767 // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
768 // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
769 // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
770 // go with the minimum SlotSize.
771 uint64_t X86FrameLowering::calculateMaxStackAlign(const MachineFunction &MF) const {
772   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
773   uint64_t MaxAlign = MFI->getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
774   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
775   if (MF.getFunction()->hasFnAttribute("stackrealign")) {
776     if (MFI->hasCalls())
777       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
778     else if (MaxAlign < SlotSize)
779       MaxAlign = SlotSize;
780   }
781   return MaxAlign;
782 }
783
784 void X86FrameLowering::BuildStackAlignAND(MachineBasicBlock &MBB,
785                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
786                                           DebugLoc DL, unsigned Reg,
787                                           uint64_t MaxAlign) const {
788   uint64_t Val = -MaxAlign;
789   unsigned AndOp = getANDriOpcode(Uses64BitFramePtr, Val);
790   MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(AndOp), Reg)
791                          .addReg(Reg)
792                          .addImm(Val)
793                          .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
794
795   // The EFLAGS implicit def is dead.
796   MI->getOperand(3).setIsDead();
797 }
798
799 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
800 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
801 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
802 /// generate the exception handling frames.
803
804 /*
805   Here's a gist of what gets emitted:
806
807   ; Establish frame pointer, if needed
808   [if needs FP]
809       push  %rbp
810       .cfi_def_cfa_offset 16
811       .cfi_offset %rbp, -16
812       .seh_pushreg %rpb
813       mov  %rsp, %rbp
814       .cfi_def_cfa_register %rbp
815
816   ; Spill general-purpose registers
817   [for all callee-saved GPRs]
818       pushq %<reg>
819       [if not needs FP]
820          .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
821       .seh_pushreg %<reg>
822
823   ; If the required stack alignment > default stack alignment
824   ; rsp needs to be re-aligned.  This creates a "re-alignment gap"
825   ; of unknown size in the stack frame.
826   [if stack needs re-alignment]
827       and  $MASK, %rsp
828
829   ; Allocate space for locals
830   [if target is Windows and allocated space > 4096 bytes]
831       ; Windows needs special care for allocations larger
832       ; than one page.
833       mov $NNN, %rax
834       call ___chkstk_ms/___chkstk
835       sub  %rax, %rsp
836   [else]
837       sub  $NNN, %rsp
838
839   [if needs FP]
840       .seh_stackalloc (size of XMM spill slots)
841       .seh_setframe %rbp, SEHFrameOffset ; = size of all spill slots
842   [else]
843       .seh_stackalloc NNN
844
845   ; Spill XMMs
846   ; Note, that while only Windows 64 ABI specifies XMMs as callee-preserved,
847   ; they may get spilled on any platform, if the current function
848   ; calls @llvm.eh.unwind.init
849   [if needs FP]
850       [for all callee-saved XMM registers]
851           movaps  %<xmm reg>, -MMM(%rbp)
852       [for all callee-saved XMM registers]
853           .seh_savexmm %<xmm reg>, (-MMM + SEHFrameOffset)
854               ; i.e. the offset relative to (%rbp - SEHFrameOffset)
855   [else]
856       [for all callee-saved XMM registers]
857           movaps  %<xmm reg>, KKK(%rsp)
858       [for all callee-saved XMM registers]
859           .seh_savexmm %<xmm reg>, KKK
860
861   .seh_endprologue
862
863   [if needs base pointer]
864       mov  %rsp, %rbx
865       [if needs to restore base pointer]
866           mov %rsp, -MMM(%rbp)
867
868   ; Emit CFI info
869   [if needs FP]
870       [for all callee-saved registers]
871           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rbp)
872   [else]
873        .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
874       [for all callee-saved registers]
875           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rsp)
876
877   Notes:
878   - .seh directives are emitted only for Windows 64 ABI
879   - .cfi directives are emitted for all other ABIs
880   - for 32-bit code, substitute %e?? registers for %r??
881 */
882
883 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
884                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
885   assert(&STI == &MF.getSubtarget<X86Subtarget>() &&
886          "MF used frame lowering for wrong subtarget");
887   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
888   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
889   const Function *Fn = MF.getFunction();
890   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
891   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
892   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF); // Desired stack alignment.
893   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
894   bool IsFunclet = MBB.isEHFuncletEntry();
895   bool IsClrFunclet =
896       IsFunclet &&
897       classifyEHPersonality(Fn->getPersonalityFn()) == EHPersonality::CoreCLR;
898   bool HasFP = hasFP(MF);
899   bool IsWin64CC = STI.isCallingConvWin64(Fn->getCallingConv());
900   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
901   bool NeedsWinCFI = IsWin64Prologue && Fn->needsUnwindTableEntry();
902   bool NeedsDwarfCFI =
903       !IsWin64Prologue && (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
904   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
905   const unsigned MachineFramePtr =
906       STI.isTarget64BitILP32()
907           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
908           : FramePtr;
909   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
910   
911   // Debug location must be unknown since the first debug location is used
912   // to determine the end of the prologue.
913   DebugLoc DL;
914
915   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
916   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
917   if (TailCallReturnAddrDelta && IsWin64Prologue)
918     report_fatal_error("Can't handle guaranteed tail call under win64 yet");
919
920   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
921     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
922       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
923
924   bool UseStackProbe = (STI.isOSWindows() && !STI.isTargetMachO());
925
926   // The default stack probe size is 4096 if the function has no stackprobesize
927   // attribute.
928   unsigned StackProbeSize = 4096;
929   if (Fn->hasFnAttribute("stack-probe-size"))
930     Fn->getFnAttribute("stack-probe-size")
931         .getValueAsString()
932         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
933
934   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
935   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
936   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
937   // stack pointer (we fit in the Red Zone). We also check that we don't
938   // push and pop from the stack.
939   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
940       !TRI->needsStackRealignment(MF) &&
941       !MFI->hasVarSizedObjects() && // No dynamic alloca.
942       !MFI->adjustsStack() &&       // No calls.
943       !IsWin64CC &&                 // Win64 has no Red Zone
944       !usesTheStack(MF) &&          // Don't push and pop.
945       !MF.shouldSplitStack()) {     // Regular stack
946     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
947     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
948     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
949     MFI->setStackSize(StackSize);
950   }
951
952   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
953   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
954   // size is bigger than the callers.
955   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
956     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, TailCallReturnAddrDelta,
957                          /*InEpilogue=*/false)
958         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
959   }
960
961   // Mapping for machine moves:
962   //
963   //   DST: VirtualFP AND
964   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
965   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
966   //
967   //   SRC: VirtualFP AND
968   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
969   //
970   //   ELSE
971   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
972   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
973   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
974
975   uint64_t NumBytes = 0;
976   int stackGrowth = -SlotSize;
977
978   // Find the funclet establisher parameter
979   unsigned Establisher = X86::NoRegister;
980   if (IsClrFunclet)
981     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RCX : X86::ECX;
982   else if (IsFunclet)
983     Establisher = Uses64BitFramePtr ? X86::RDX : X86::EDX;
984
985   if (IsWin64Prologue && IsFunclet & !IsClrFunclet) {
986     // Immediately spill establisher into the home slot.
987     // The runtime cares about this.
988     // MOV64mr %rdx, 16(%rsp)
989     unsigned MOVmr = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
990     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(MOVmr)), StackPtr, true, 16)
991         .addReg(Establisher)
992         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
993     MBB.addLiveIn(Establisher);
994   }
995
996   if (HasFP) {
997     // Calculate required stack adjustment.
998     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
999     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1000     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1001       FrameSize += SlotSize;
1002
1003     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1004
1005     // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack is realigned.
1006     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1007       NumBytes = RoundUpToAlignment(NumBytes, MaxAlign);
1008
1009     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
1010     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
1011     // Update the frame offset adjustment.
1012     if (!IsFunclet)
1013       MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
1014     else
1015       assert(MFI->getOffsetAdjustment() == -(int)NumBytes &&
1016              "should calculate same local variable offset for funclets");
1017
1018     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
1019     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
1020       .addReg(MachineFramePtr, RegState::Kill)
1021       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1022
1023     if (NeedsDwarfCFI) {
1024       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
1025       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1026       assert(StackSize);
1027       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1028                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 2 * stackGrowth));
1029
1030       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
1031       unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1032       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createOffset(
1033                                   nullptr, DwarfFramePtr, 2 * stackGrowth));
1034     }
1035
1036     if (NeedsWinCFI) {
1037       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg))
1038           .addImm(FramePtr)
1039           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1040     }
1041
1042     if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet) {
1043       // Update EBP with the new base value.
1044       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1045               TII.get(Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1046               FramePtr)
1047           .addReg(StackPtr)
1048           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1049
1050       if (NeedsDwarfCFI) {
1051         // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
1052         // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
1053         unsigned DwarfFramePtr = TRI->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
1054         BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(
1055                                     nullptr, DwarfFramePtr));
1056       }
1057     }
1058
1059     // Mark the FramePtr as live-in in every block. Don't do this again for
1060     // funclet prologues.
1061     if (!IsFunclet) {
1062       for (MachineBasicBlock &EveryMBB : MF)
1063         EveryMBB.addLiveIn(MachineFramePtr);
1064     }
1065   } else {
1066     assert(!IsFunclet && "funclets without FPs not yet implemented");
1067     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1068   }
1069
1070   // For EH funclets, only allocate enough space for outgoing calls. Save the
1071   // NumBytes value that we would've used for the parent frame.
1072   unsigned ParentFrameNumBytes = NumBytes;
1073   if (IsFunclet)
1074     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1075
1076   // Skip the callee-saved push instructions.
1077   bool PushedRegs = false;
1078   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
1079
1080   while (MBBI != MBB.end() &&
1081          MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup) &&
1082          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
1083           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
1084     PushedRegs = true;
1085     unsigned Reg = MBBI->getOperand(0).getReg();
1086     ++MBBI;
1087
1088     if (!HasFP && NeedsDwarfCFI) {
1089       // Mark callee-saved push instruction.
1090       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1091       assert(StackSize);
1092       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
1093                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, StackOffset));
1094       StackOffset += stackGrowth;
1095     }
1096
1097     if (NeedsWinCFI) {
1098       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg)).addImm(Reg).setMIFlag(
1099           MachineInstr::FrameSetup);
1100     }
1101   }
1102
1103   // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
1104   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1105   // Don't do this for Win64, it needs to realign the stack after the prologue.
1106   if (!IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1107     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1108     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, StackPtr, MaxAlign);
1109   }
1110
1111   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
1112   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
1113   // the callee has more arguments then the caller.
1114   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1115
1116   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
1117
1118   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
1119   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
1120   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
1121   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
1122   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
1123   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
1124   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
1125   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
1126   uint64_t AlignedNumBytes = NumBytes;
1127   if (IsWin64Prologue && !IsFunclet && TRI->needsStackRealignment(MF))
1128     AlignedNumBytes = RoundUpToAlignment(AlignedNumBytes, MaxAlign);
1129   if (AlignedNumBytes >= StackProbeSize && UseStackProbe) {
1130     // Check whether EAX is livein for this function.
1131     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MF);
1132
1133     if (isEAXAlive) {
1134       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
1135       // It should not be, so throw an assert.
1136       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
1137
1138       // Save EAX
1139       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1140         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
1141         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1142     }
1143
1144     if (Is64Bit) {
1145       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
1146       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
1147       if (isUInt<32>(NumBytes)) {
1148         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1149             .addImm(NumBytes)
1150             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1151       } else if (isInt<32>(NumBytes)) {
1152         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri32), X86::RAX)
1153             .addImm(NumBytes)
1154             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1155       } else {
1156         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
1157             .addImm(NumBytes)
1158             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1159       }
1160     } else {
1161       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
1162       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
1163       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1164           .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
1165           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1166     }
1167
1168     // Call __chkstk, __chkstk_ms, or __alloca.
1169     emitStackProbe(MF, MBB, MBBI, DL, true);
1170
1171     if (isEAXAlive) {
1172       // Restore EAX
1173       MachineInstr *MI =
1174           addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::EAX),
1175                        StackPtr, false, NumBytes - 4);
1176       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1177       MBB.insert(MBBI, MI);
1178     }
1179   } else if (NumBytes) {
1180     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, /*InEpilogue=*/false);
1181   }
1182
1183   if (NeedsWinCFI && NumBytes)
1184     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_StackAlloc))
1185         .addImm(NumBytes)
1186         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1187
1188   int SEHFrameOffset = 0;
1189   unsigned SPOrEstablisher = IsFunclet ? Establisher : StackPtr;
1190   if (IsWin64Prologue && HasFP) {
1191     // Set RBP to a small fixed offset from RSP. In the funclet case, we base
1192     // this calculation on the incoming establisher, which holds the value of
1193     // RSP from the parent frame at the end of the prologue.
1194     SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(ParentFrameNumBytes);
1195     if (SEHFrameOffset)
1196       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA64r), FramePtr),
1197                    SPOrEstablisher, false, SEHFrameOffset);
1198     else
1199       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rr), FramePtr)
1200           .addReg(SPOrEstablisher);
1201
1202     // If this is not a funclet, emit the CFI describing our frame pointer.
1203     if (NeedsWinCFI && !IsFunclet)
1204       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SetFrame))
1205           .addImm(FramePtr)
1206           .addImm(SEHFrameOffset)
1207           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1208   } else if (IsFunclet && STI.is32Bit()) {
1209     // Reset EBP / ESI to something good for funclets.
1210     MBBI = restoreWin32EHStackPointers(MBB, MBBI, DL);
1211   }
1212
1213   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) {
1214     const MachineInstr *FrameInstr = &*MBBI;
1215     ++MBBI;
1216
1217     if (NeedsWinCFI) {
1218       int FI;
1219       if (unsigned Reg = TII.isStoreToStackSlot(FrameInstr, FI)) {
1220         if (X86::FR64RegClass.contains(Reg)) {
1221           unsigned IgnoredFrameReg;
1222           int Offset = getFrameIndexReference(MF, FI, IgnoredFrameReg);
1223           Offset += SEHFrameOffset;
1224
1225           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SaveXMM))
1226               .addImm(Reg)
1227               .addImm(Offset)
1228               .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1229         }
1230       }
1231     }
1232   }
1233
1234   if (NeedsWinCFI)
1235     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_EndPrologue))
1236         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1237
1238   // Realign stack after we spilled callee-saved registers (so that we'll be
1239   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
1240   // Win64 requires aligning the stack after the prologue.
1241   if (IsWin64Prologue && TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1242     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
1243     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, SPOrEstablisher, MaxAlign);
1244   }
1245
1246   // We already dealt with stack realignment and funclets above.
1247   if (IsFunclet && STI.is32Bit())
1248     return;
1249
1250   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
1251   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
1252   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
1253   // to reference locals.
1254   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1255     // Update the base pointer with the current stack pointer.
1256     unsigned Opc = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1257     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
1258       .addReg(SPOrEstablisher)
1259       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1260     if (X86FI->getRestoreBasePointer()) {
1261       // Stash value of base pointer.  Saving RSP instead of EBP shortens
1262       // dependence chain. Used by SjLj EH.
1263       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1264       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
1265                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
1266         .addReg(SPOrEstablisher)
1267         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1268     }
1269
1270     if (X86FI->getHasSEHFramePtrSave() && !IsFunclet) {
1271       // Stash the value of the frame pointer relative to the base pointer for
1272       // Win32 EH. This supports Win32 EH, which does the inverse of the above:
1273       // it recovers the frame pointer from the base pointer rather than the
1274       // other way around.
1275       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
1276       unsigned UsedReg;
1277       int Offset =
1278           getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
1279       assert(UsedReg == BasePtr);
1280       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)), UsedReg, true, Offset)
1281           .addReg(FramePtr)
1282           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1283     }
1284   }
1285
1286   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
1287     // Mark end of stack pointer adjustment.
1288     if (!HasFP && NumBytes) {
1289       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1290       assert(StackSize);
1291       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
1292                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
1293     }
1294
1295     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1296     if (PushedRegs)
1297       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
1298   }
1299 }
1300
1301 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
1302     const MachineFunction &MF) const {
1303   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if this is a
1304   // leaf function in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used to
1305   // deallocate the stack.
1306   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1307   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1308   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1309   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1310 }
1311
1312 static bool isFuncletReturnInstr(MachineInstr *MI) {
1313   switch (MI->getOpcode()) {
1314   case X86::CATCHRET:
1315   case X86::CLEANUPRET:
1316     return true;
1317   default:
1318     return false;
1319   }
1320   llvm_unreachable("impossible");
1321 }
1322
1323 unsigned X86FrameLowering::getWinEHFuncletFrameSize(const MachineFunction &MF) const {
1324   // This is the size of the pushed CSRs.
1325   unsigned CSSize =
1326       MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
1327   // This is the amount of stack a funclet needs to allocate.
1328   unsigned MaxCallSize = MF.getFrameInfo()->getMaxCallFrameSize();
1329   // RBP is not included in the callee saved register block. After pushing RBP,
1330   // everything is 16 byte aligned. Everything we allocate before an outgoing
1331   // call must also be 16 byte aligned.
1332   unsigned FrameSizeMinusRBP =
1333       RoundUpToAlignment(CSSize + MaxCallSize, getStackAlignment());
1334   // Subtract out the size of the callee saved registers. This is how much stack
1335   // each funclet will allocate.
1336   return FrameSizeMinusRBP - CSSize;
1337 }
1338
1339 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1340                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1341   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1342   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1343   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1344   DebugLoc DL;
1345   if (MBBI != MBB.end())
1346     DL = MBBI->getDebugLoc();
1347   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1348   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1349   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
1350   unsigned MachineFramePtr =
1351       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
1352                    : FramePtr;
1353
1354   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1355   bool NeedsWinCFI =
1356       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1357   bool IsFunclet = isFuncletReturnInstr(MBBI);
1358   MachineBasicBlock *TargetMBB = nullptr;
1359
1360   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1361   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1362   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1363   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1364   uint64_t NumBytes = 0;
1365
1366   if (MBBI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
1367     // SEH shouldn't use catchret.
1368     assert(!isAsynchronousEHPersonality(
1369                classifyEHPersonality(MF.getFunction()->getPersonalityFn())) &&
1370            "SEH should not use CATCHRET");
1371
1372     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1373     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1374     TargetMBB = MBBI->getOperand(0).getMBB();
1375
1376     // Pop EBP.
1377     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1378             MachineFramePtr)
1379         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1380   } else if (MBBI->getOpcode() == X86::CLEANUPRET) {
1381     NumBytes = getWinEHFuncletFrameSize(MF);
1382     assert(hasFP(MF) && "EH funclets without FP not yet implemented");
1383     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r),
1384             MachineFramePtr)
1385         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1386   } else if (hasFP(MF)) {
1387     // Calculate required stack adjustment.
1388     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1389     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1390
1391     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1392     // realigned.
1393     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1394       NumBytes = RoundUpToAlignment(FrameSize, MaxAlign);
1395
1396     // Pop EBP.
1397     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1398             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr)
1399         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1400   } else {
1401     NumBytes = StackSize - CSSize;
1402   }
1403   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1404
1405   // Skip the callee-saved pop instructions.
1406   while (MBBI != MBB.begin()) {
1407     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1408     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1409
1410     if ((Opc != X86::POP32r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1411         (Opc != X86::POP64r || !PI->getFlag(MachineInstr::FrameDestroy)) &&
1412         Opc != X86::DBG_VALUE && !PI->isTerminator())
1413       break;
1414
1415     --MBBI;
1416   }
1417   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1418
1419   if (TargetMBB) {
1420     // Fill EAX/RAX with the address of the target block.
1421     unsigned ReturnReg = STI.is64Bit() ? X86::RAX : X86::EAX;
1422     if (STI.is64Bit()) {
1423       // LEA64r TargetMBB(%rip), %rax
1424       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::LEA64r), ReturnReg)
1425           .addReg(X86::RIP)
1426           .addImm(0)
1427           .addReg(0)
1428           .addMBB(TargetMBB)
1429           .addReg(0);
1430     } else {
1431       // MOV32ri $TargetMBB, %eax
1432       BuildMI(MBB, FirstCSPop, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ReturnReg)
1433           .addMBB(TargetMBB);
1434     }
1435     // Record that we've taken the address of TargetMBB and no longer just
1436     // reference it in a terminator.
1437     TargetMBB->setHasAddressTaken();
1438   }
1439
1440   if (MBBI != MBB.end())
1441     DL = MBBI->getDebugLoc();
1442
1443   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1444   // instruction, merge the two instructions.
1445   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1446     NumBytes += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1447
1448   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1449   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1450   // realigned. Don't do this if this was a funclet epilogue, since the funclets
1451   // will not do realignment or dynamic stack allocation.
1452   if ((TRI->needsStackRealignment(MF) || MFI->hasVarSizedObjects()) &&
1453       !IsFunclet) {
1454     if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1455       MBBI = FirstCSPop;
1456     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1457     uint64_t LEAAmount =
1458         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1459
1460     // There are only two legal forms of epilogue:
1461     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1462     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1463     //
1464     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1465     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1466     // effects of the prologue can safely be undone.
1467     if (LEAAmount != 0) {
1468       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1469       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1470                    FramePtr, false, LEAAmount);
1471       --MBBI;
1472     } else {
1473       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1474       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1475         .addReg(FramePtr);
1476       --MBBI;
1477     }
1478   } else if (NumBytes) {
1479     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1480     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1481     --MBBI;
1482   }
1483
1484   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1485   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1486   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1487   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1488   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1489   // final emitted code.
1490   if (NeedsWinCFI)
1491     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1492
1493   // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1494   int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1495   assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1496   if (Offset) {
1497     MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1498
1499     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1500     Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1501     emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1502   }
1503 }
1504
1505 // NOTE: this only has a subset of the full frame index logic. In
1506 // particular, the FI < 0 and AfterFPPop logic is handled in
1507 // X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex, but not here. Possibly
1508 // (probably?) it should be moved into here.
1509 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1510                                              unsigned &FrameReg) const {
1511   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1512
1513   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1514   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1515   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1516   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1517     FrameReg = TRI->getBaseRegister();
1518   else if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1519     FrameReg = TRI->getStackRegister();
1520   else
1521     FrameReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1522
1523   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1524   // object.
1525   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1526   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1527   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1528   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1529   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1530   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1531   bool HasFP = hasFP(MF);
1532   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1533   int64_t FPDelta = 0;
1534
1535   if (IsWin64Prologue) {
1536     assert(!MFI->hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1537
1538     // Calculate required stack adjustment.
1539     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1540     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1541     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1542       FrameSize += SlotSize;
1543     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1544
1545     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1546     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1547       return -SEHFrameOffset;
1548
1549     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1550     // pointer followed by return address and the location required by the
1551     // restricted Win64 prologue.
1552     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1553     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1554     assert((!MFI->hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1555            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1556   }
1557
1558
1559   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1560     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1561     if (FI < 0) {
1562       // Skip the saved EBP.
1563       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1564     } else {
1565       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1566       return Offset + StackSize;
1567     }
1568   } else if (TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1569     if (FI < 0) {
1570       // Skip the saved EBP.
1571       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1572     } else {
1573       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1574       return Offset + StackSize;
1575     }
1576     // FIXME: Support tail calls
1577   } else {
1578     if (!HasFP)
1579       return Offset + StackSize;
1580
1581     // Skip the saved EBP.
1582     Offset += SlotSize;
1583
1584     // Skip the RETADDR move area
1585     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1586     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1587       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1588   }
1589
1590   return Offset + FPDelta;
1591 }
1592
1593 // Simplified from getFrameIndexReference keeping only StackPointer cases
1594 int X86FrameLowering::getFrameIndexReferenceFromSP(const MachineFunction &MF,
1595                                                    int FI,
1596                                                    unsigned &FrameReg) const {
1597   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1598   // Does not include any dynamic realign.
1599   const uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1600   {
1601 #ifndef NDEBUG
1602     // LLVM arranges the stack as follows:
1603     //   ...
1604     //   ARG2
1605     //   ARG1
1606     //   RETADDR
1607     //   PUSH RBP   <-- RBP points here
1608     //   PUSH CSRs
1609     //   ~~~~~~~    <-- optional stack realignment dynamic adjustment
1610     //   ...
1611     //   STACK OBJECTS
1612     //   ...        <-- RSP after prologue points here
1613     //
1614     // if (hasVarSizedObjects()):
1615     //   ...        <-- "base pointer" (ESI/RBX) points here
1616     //   DYNAMIC ALLOCAS
1617     //   ...        <-- RSP points here
1618     //
1619     // Case 1: In the simple case of no stack realignment and no dynamic
1620     // allocas, both "fixed" stack objects (arguments and CSRs) are addressable
1621     // with fixed offsets from RSP.
1622     //
1623     // Case 2: In the case of stack realignment with no dynamic allocas, fixed
1624     // stack objects are addressed with RBP and regular stack objects with RSP.
1625     //
1626     // Case 3: In the case of dynamic allocas and stack realignment, RSP is used
1627     // to address stack arguments for outgoing calls and nothing else. The "base
1628     // pointer" points to local variables, and RBP points to fixed objects.
1629     //
1630     // In cases 2 and 3, we can only answer for non-fixed stack objects, and the
1631     // answer we give is relative to the SP after the prologue, and not the
1632     // SP in the middle of the function.
1633
1634     assert((!TRI->needsStackRealignment(MF) || !MFI->isFixedObjectIndex(FI)) &&
1635            "offset from fixed object to SP is not static");
1636
1637     // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them either.
1638     int TailCallReturnAddrDelta =
1639         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta();
1640     assert(!(TailCallReturnAddrDelta < 0) && "we don't handle this case!");
1641 #endif
1642   }
1643
1644   // Fill in FrameReg output argument.
1645   FrameReg = TRI->getStackRegister();
1646
1647   // This is how the math works out:
1648   //
1649   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1650   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1651   //  get to.
1652   //
1653   //    ----------------------------------
1654   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1655   //    ----------------------------------
1656   //    ^    ^      ^                   ^
1657   //    A    B      C                   E
1658   //
1659   // A is the incoming stack pointer.
1660   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1661   // (C - A) is the Offset returned by MFI->getObjectOffset for Obj0 [2]
1662   //
1663   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1664   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1665   //
1666   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1667   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1668   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1669   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1670   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1671   //
1672
1673   // Get the Offset from the StackPointer
1674   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1675
1676   return Offset + StackSize;
1677 }
1678
1679 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1680     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1681     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1682   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1683   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1684
1685   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1686   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1687
1688   if (hasFP(MF)) {
1689     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1690     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1691     MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1692
1693     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1694     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1695     // about avoiding it later.
1696     unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1697     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1698       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1699         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1700         break;
1701       }
1702     }
1703   }
1704
1705   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1706   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1707     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1708
1709     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1710       continue;
1711
1712     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1713     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1714
1715     int SlotIndex = MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1716     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1717   }
1718
1719   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1720
1721   // Assign slots for XMMs.
1722   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1723     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1724     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1725       continue;
1726
1727     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1728     // ensure alignment
1729     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % RC->getAlignment();
1730     // spill into slot
1731     SpillSlotOffset -= RC->getSize();
1732     int SlotIndex =
1733         MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), SpillSlotOffset);
1734     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1735     MFI->ensureMaxAlignment(RC->getAlignment());
1736   }
1737
1738   return true;
1739 }
1740
1741 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1742     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1743     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1744     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1745   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1746
1747   // Don't save CSRs in 32-bit EH funclets. The caller saves EBX, EBP, ESI, EDI
1748   // for us, and there are no XMM CSRs on Win32.
1749   if (MBB.isEHFuncletEntry() && STI.is32Bit() && STI.isOSWindows())
1750     return true;
1751
1752   // Push GPRs. It increases frame size.
1753   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1754   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1755     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1756
1757     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1758       continue;
1759     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1760     MBB.addLiveIn(Reg);
1761
1762     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, RegState::Kill)
1763       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1764   }
1765
1766   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1767   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1768   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1769     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1770     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1771       continue;
1772     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1773     MBB.addLiveIn(Reg);
1774     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1775
1776     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1777                             TRI);
1778     --MI;
1779     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1780     ++MI;
1781   }
1782
1783   return true;
1784 }
1785
1786 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1787                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1788                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1789                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1790   if (CSI.empty())
1791     return false;
1792
1793   if (isFuncletReturnInstr(MI) && STI.isOSWindows()) {
1794     // Don't restore CSRs in 32-bit EH funclets. Matches
1795     // spillCalleeSavedRegisters.
1796     if (STI.is32Bit())
1797       return true;
1798     // Don't restore CSRs before an SEH catchret. SEH except blocks do not form
1799     // funclets. emitEpilogue transforms these to normal jumps.
1800     if (MI->getOpcode() == X86::CATCHRET) {
1801       const Function *Func = MBB.getParent()->getFunction();
1802       bool IsSEH = isAsynchronousEHPersonality(
1803           classifyEHPersonality(Func->getPersonalityFn()));
1804       if (IsSEH)
1805         return true;
1806     }
1807   }
1808
1809   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1810
1811   // Reload XMMs from stack frame.
1812   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1813     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1814     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1815         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1816       continue;
1817
1818     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1819     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
1820   }
1821
1822   // POP GPRs.
1823   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
1824   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1825     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1826     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1827         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1828       continue;
1829
1830     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg)
1831         .setMIFlag(MachineInstr::FrameDestroy);
1832   }
1833   return true;
1834 }
1835
1836 void X86FrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1837                                             BitVector &SavedRegs,
1838                                             RegScavenger *RS) const {
1839   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1840
1841   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1842
1843   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1844   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1845
1846   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1847     // create RETURNADDR area
1848     //   arg
1849     //   arg
1850     //   RETADDR
1851     //   { ...
1852     //     RETADDR area
1853     //     ...
1854     //   }
1855     //   [EBP]
1856     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
1857                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
1858   }
1859
1860   // Spill the BasePtr if it's used.
1861   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1862     SavedRegs.set(TRI->getBaseRegister());
1863
1864     // Allocate a spill slot for EBP if we have a base pointer and EH funclets.
1865     if (MF.getMMI().hasEHFunclets()) {
1866       int FI = MFI->CreateSpillStackObject(SlotSize, SlotSize);
1867       X86FI->setHasSEHFramePtrSave(true);
1868       X86FI->setSEHFramePtrSaveIndex(FI);
1869     }
1870   }
1871 }
1872
1873 static bool
1874 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
1875   const Function *F = MF->getFunction();
1876   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1877        I != E; I++) {
1878     if (I->hasNestAttr())
1879       return true;
1880   }
1881   return false;
1882 }
1883
1884 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
1885 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
1886 /// and the properties of the function either one or two registers will be
1887 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
1888 static unsigned
1889 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
1890   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
1891
1892   // Erlang stuff.
1893   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
1894     if (Is64Bit)
1895       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
1896     else
1897       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
1898   }
1899
1900   if (Is64Bit) {
1901     if (IsLP64)
1902       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
1903     else
1904       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
1905   }
1906
1907   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
1908
1909   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
1910       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
1911     if (IsNested)
1912       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
1913                          "nested function.");
1914     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
1915   }
1916   if (IsNested)
1917     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
1918   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
1919 }
1920
1921 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
1922 // limit.
1923 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
1924
1925 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
1926     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1927   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1928   uint64_t StackSize;
1929   unsigned TlsReg, TlsOffset;
1930   DebugLoc DL;
1931
1932   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1933   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1934          "Scratch register is live-in");
1935
1936   if (MF.getFunction()->isVarArg())
1937     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
1938   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
1939       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
1940       !STI.isTargetDragonFly())
1941     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1942
1943   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
1944   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
1945   // prologue.
1946   StackSize = MFI->getStackSize();
1947
1948   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
1949   if (StackSize == 0)
1950     return;
1951
1952   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1953   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1954   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1955   bool IsNested = false;
1956
1957   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
1958   if (Is64Bit)
1959     IsNested = HasNestArgument(&MF);
1960
1961   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
1962   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
1963
1964   for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
1965     allocMBB->addLiveIn(LI);
1966     checkMBB->addLiveIn(LI);
1967   }
1968
1969   if (IsNested)
1970     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
1971
1972   MF.push_front(allocMBB);
1973   MF.push_front(checkMBB);
1974
1975   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
1976   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
1977   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
1978
1979   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
1980   if (Is64Bit) {
1981     if (STI.isTargetLinux()) {
1982       TlsReg = X86::FS;
1983       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
1984     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1985       TlsReg = X86::GS;
1986       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
1987     } else if (STI.isTargetWin64()) {
1988       TlsReg = X86::GS;
1989       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
1990     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1991       TlsReg = X86::FS;
1992       TlsOffset = 0x18;
1993     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1994       TlsReg = X86::FS;
1995       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
1996     } else {
1997       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1998     }
1999
2000     if (CompareStackPointer)
2001       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
2002     else
2003       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
2004         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2005
2006     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2007       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2008   } else {
2009     if (STI.isTargetLinux()) {
2010       TlsReg = X86::GS;
2011       TlsOffset = 0x30;
2012     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2013       TlsReg = X86::GS;
2014       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
2015     } else if (STI.isTargetWin32()) {
2016       TlsReg = X86::FS;
2017       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
2018     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
2019       TlsReg = X86::FS;
2020       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
2021     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
2022       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
2023     } else {
2024       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
2025     }
2026
2027     if (CompareStackPointer)
2028       ScratchReg = X86::ESP;
2029     else
2030       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
2031         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
2032
2033     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
2034         STI.isTargetDragonFly()) {
2035       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
2036         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
2037     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
2038
2039       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
2040       unsigned ScratchReg2;
2041       bool SaveScratch2;
2042       if (CompareStackPointer) {
2043         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
2044         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2045         SaveScratch2 = false;
2046       } else {
2047         // Need to use a second register to hold the TLS offset
2048         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
2049
2050         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
2051         // argument.
2052         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
2053       }
2054
2055       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
2056       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
2057              "Scratch register is live-in and not saved");
2058
2059       if (SaveScratch2)
2060         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
2061           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
2062
2063       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
2064         .addImm(TlsOffset);
2065       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
2066         .addReg(ScratchReg)
2067         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
2068         .addImm(0)
2069         .addReg(TlsReg);
2070
2071       if (SaveScratch2)
2072         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
2073     }
2074   }
2075
2076   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
2077   // It jumps to normal execution of the function body.
2078   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2079
2080   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
2081   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
2082   if (Is64Bit) {
2083     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
2084     // the call to _morestack
2085
2086     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
2087     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
2088     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
2089     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
2090     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
2091
2092     if (IsNested)
2093       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
2094
2095     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
2096       .addImm(StackSize);
2097     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
2098       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2099   } else {
2100     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2101       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
2102     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
2103       .addImm(StackSize);
2104   }
2105
2106   // __morestack is in libgcc
2107   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
2108     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
2109     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
2110     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
2111     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
2112     // other suitable registers may be either callee-save or used for
2113     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
2114     // because __morestack manipulates the stack directly.
2115     //
2116     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
2117     // location containing the address.
2118     //
2119     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
2120     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
2121     // to be sufficient for JIT.
2122     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
2123         .addReg(X86::RIP)
2124         .addImm(0)
2125         .addReg(0)
2126         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
2127         .addReg(0);
2128     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
2129   } else {
2130     if (Is64Bit)
2131       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
2132         .addExternalSymbol("__morestack");
2133     else
2134       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
2135         .addExternalSymbol("__morestack");
2136   }
2137
2138   if (IsNested)
2139     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
2140   else
2141     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
2142
2143   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2144
2145   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
2146   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
2147
2148 #ifdef XDEBUG
2149   MF.verify();
2150 #endif
2151 }
2152
2153 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
2154 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
2155 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
2156 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
2157 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
2158 ///
2159 /// CheckStack:
2160 ///       temp0 = sp - MaxStack
2161 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2162 /// OldStart:
2163 ///       ...
2164 /// IncStack:
2165 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
2166 ///       temp0 = sp - MaxStack
2167 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
2168 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
2169     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
2170   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
2171   DebugLoc DL;
2172   // HiPE-specific values
2173   const unsigned HipeLeafWords = 24;
2174   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
2175   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
2176   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
2177                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
2178   unsigned MaxStack = MFI->getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
2179
2180   assert(STI.isTargetLinux() &&
2181          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
2182
2183   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
2184   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
2185   //
2186   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
2187   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
2188   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
2189   //    functions it calls (a tunable ABI property).
2190   if (MFI->hasCalls()) {
2191     unsigned MoreStackForCalls = 0;
2192
2193     for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), MBBE = MF.end();
2194          MBBI != MBBE; ++MBBI)
2195       for (MachineBasicBlock::iterator MI = MBBI->begin(), ME = MBBI->end();
2196            MI != ME; ++MI) {
2197         if (!MI->isCall())
2198           continue;
2199
2200         // Get callee operand.
2201         const MachineOperand &MO = MI->getOperand(0);
2202
2203         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
2204         if (!MO.isGlobal())
2205           continue;
2206
2207         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
2208         if (!F)
2209           continue;
2210
2211         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
2212         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
2213         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
2214         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
2215         // stack.
2216         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
2217             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
2218             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
2219           continue;
2220
2221         unsigned CalleeStkArity =
2222           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
2223         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
2224           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
2225                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
2226       }
2227     MaxStack += MoreStackForCalls;
2228   }
2229
2230   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
2231   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
2232   if (MaxStack > Guaranteed) {
2233     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2234     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
2235
2236     for (const auto &LI : PrologueMBB.liveins()) {
2237       stackCheckMBB->addLiveIn(LI);
2238       incStackMBB->addLiveIn(LI);
2239     }
2240
2241     MF.push_front(incStackMBB);
2242     MF.push_front(stackCheckMBB);
2243
2244     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
2245     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
2246     if (Is64Bit) {
2247       SPReg = X86::RSP;
2248       PReg  = X86::RBP;
2249       LEAop = X86::LEA64r;
2250       CMPop = X86::CMP64rm;
2251       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
2252       SPLimitOffset = 0x90;
2253     } else {
2254       SPReg = X86::ESP;
2255       PReg  = X86::EBP;
2256       LEAop = X86::LEA32r;
2257       CMPop = X86::CMP32rm;
2258       CALLop = X86::CALLpcrel32;
2259       SPLimitOffset = 0x4c;
2260     }
2261
2262     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
2263     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
2264            "HiPE prologue scratch register is live-in");
2265
2266     // Create new MBB for StackCheck:
2267     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2268                  SPReg, false, -MaxStack);
2269     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
2270     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
2271                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2272     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
2273
2274     // Create new MBB for IncStack:
2275     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
2276       addExternalSymbol("inc_stack_0");
2277     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
2278                  SPReg, false, -MaxStack);
2279     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
2280                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
2281     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
2282
2283     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
2284     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
2285     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
2286     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
2287   }
2288 #ifdef XDEBUG
2289   MF.verify();
2290 #endif
2291 }
2292
2293 bool X86FrameLowering::adjustStackWithPops(MachineBasicBlock &MBB,
2294     MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL, int Offset) const {
2295
2296   if (Offset <= 0)
2297     return false;
2298
2299   if (Offset % SlotSize)
2300     return false;
2301
2302   int NumPops = Offset / SlotSize;
2303   // This is only worth it if we have at most 2 pops.
2304   if (NumPops != 1 && NumPops != 2)
2305     return false;
2306
2307   // Handle only the trivial case where the adjustment directly follows
2308   // a call. This is the most common one, anyway.
2309   if (MBBI == MBB.begin())
2310     return false;
2311   MachineBasicBlock::iterator Prev = std::prev(MBBI);
2312   if (!Prev->isCall() || !Prev->getOperand(1).isRegMask())
2313     return false;
2314
2315   unsigned Regs[2];
2316   unsigned FoundRegs = 0;
2317
2318   auto RegMask = Prev->getOperand(1);
2319
2320   auto &RegClass =
2321       Is64Bit ? X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass : X86::GR32_NOREX_NOSPRegClass;
2322   // Try to find up to NumPops free registers.
2323   for (auto Candidate : RegClass) {
2324
2325     // Poor man's liveness:
2326     // Since we're immediately after a call, any register that is clobbered
2327     // by the call and not defined by it can be considered dead.
2328     if (!RegMask.clobbersPhysReg(Candidate))
2329       continue;
2330
2331     bool IsDef = false;
2332     for (const MachineOperand &MO : Prev->implicit_operands()) {
2333       if (MO.isReg() && MO.isDef() && MO.getReg() == Candidate) {
2334         IsDef = true;
2335         break;
2336       }
2337     }
2338
2339     if (IsDef)
2340       continue;
2341
2342     Regs[FoundRegs++] = Candidate;
2343     if (FoundRegs == (unsigned)NumPops)
2344       break;
2345   }
2346
2347   if (FoundRegs == 0)
2348     return false;
2349
2350   // If we found only one free register, but need two, reuse the same one twice.
2351   while (FoundRegs < (unsigned)NumPops)
2352     Regs[FoundRegs++] = Regs[0];
2353
2354   for (int i = 0; i < NumPops; ++i)
2355     BuildMI(MBB, MBBI, DL, 
2356             TII.get(STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r), Regs[i]);
2357
2358   return true;
2359 }
2360
2361 void X86FrameLowering::
2362 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
2363                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
2364   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
2365   unsigned Opcode = I->getOpcode();
2366   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
2367   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
2368   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? I->getOperand(0).getImm() : 0;
2369   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? I->getOperand(1).getImm() : 0;
2370   I = MBB.erase(I);
2371
2372   if (!reserveCallFrame) {
2373     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
2374     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
2375     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
2376
2377     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
2378     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
2379     // alignment boundary.
2380     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
2381     Amount = RoundUpToAlignment(Amount, StackAlign);
2382
2383     MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2384     const Function *Fn = MF.getFunction();
2385     bool WindowsCFI = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
2386     bool DwarfCFI = !WindowsCFI && 
2387                     (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
2388
2389     // If we have any exception handlers in this function, and we adjust
2390     // the SP before calls, we may need to indicate this to the unwinder
2391     // using GNU_ARGS_SIZE. Note that this may be necessary even when
2392     // Amount == 0, because the preceding function may have set a non-0
2393     // GNU_ARGS_SIZE.
2394     // TODO: We don't need to reset this between subsequent functions,
2395     // if it didn't change.
2396     bool HasDwarfEHHandlers = !WindowsCFI &&
2397                               !MF.getMMI().getLandingPads().empty();
2398
2399     if (HasDwarfEHHandlers && !isDestroy &&
2400         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences())
2401       BuildCFI(MBB, I, DL,
2402                MCCFIInstruction::createGnuArgsSize(nullptr, Amount));
2403
2404     if (Amount == 0)
2405       return;
2406
2407     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
2408     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
2409     Amount -= InternalAmt;
2410
2411     // If this is a callee-pop calling convention, and we're emitting precise
2412     // SP-based CFI, emit a CFA adjust for the amount the callee popped.
2413     if (isDestroy && InternalAmt && DwarfCFI && !hasFP(MF) && 
2414         MMI.usePreciseUnwindInfo())
2415       BuildCFI(MBB, I, DL, 
2416                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, -InternalAmt));
2417
2418     if (Amount) {
2419       // Add Amount to SP to destroy a frame, and subtract to setup.
2420       int Offset = isDestroy ? Amount : -Amount;
2421
2422       if (!(Fn->optForMinSize() && 
2423             adjustStackWithPops(MBB, I, DL, Offset)))
2424         BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, Offset, /*InEpilogue=*/false);
2425     }
2426
2427     if (DwarfCFI && !hasFP(MF)) {
2428       // If we don't have FP, but need to generate unwind information,
2429       // we need to set the correct CFA offset after the stack adjustment.
2430       // How much we adjust the CFA offset depends on whether we're emitting
2431       // CFI only for EH purposes or for debugging. EH only requires the CFA
2432       // offset to be correct at each call site, while for debugging we want
2433       // it to be more precise.
2434       int CFAOffset = Amount;
2435       if (!MMI.usePreciseUnwindInfo())
2436         CFAOffset += InternalAmt;
2437       CFAOffset = isDestroy ? -CFAOffset : CFAOffset;
2438       BuildCFI(MBB, I, DL, 
2439                MCCFIInstruction::createAdjustCfaOffset(nullptr, CFAOffset));
2440     }
2441
2442     return;
2443   }
2444
2445   if (isDestroy && InternalAmt) {
2446     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
2447     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
2448     // more advanced stack pointer tracking ability.
2449     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
2450     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
2451     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
2452     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
2453     while (I != B && !std::prev(I)->isCall())
2454       --I;
2455     BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
2456   }
2457 }
2458
2459 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
2460   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
2461
2462   // Win64 has strict requirements in terms of epilogue and we are
2463   // not taking a chance at messing with them.
2464   // I.e., unless this block is already an exit block, we can't use
2465   // it as an epilogue.
2466   if (MBB.getParent()->getSubtarget<X86Subtarget>().isTargetWin64() &&
2467       !MBB.succ_empty() && !MBB.isReturnBlock())
2468     return false;
2469
2470   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
2471     return true;
2472
2473   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
2474   // clobbers the EFLAGS. Check that none of the terminators reads the
2475   // EFLAGS, and if one uses it, conservatively assume this is not
2476   // safe to insert the epilogue here.
2477   return !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
2478 }
2479
2480 MachineBasicBlock::iterator X86FrameLowering::restoreWin32EHStackPointers(
2481     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI,
2482     DebugLoc DL, bool RestoreSP) const {
2483   assert(STI.isTargetWindowsMSVC() && "funclets only supported in MSVC env");
2484   assert(STI.isTargetWin32() && "EBP/ESI restoration only required on win32");
2485   assert(STI.is32Bit() && !Uses64BitFramePtr &&
2486          "restoring EBP/ESI on non-32-bit target");
2487
2488   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
2489   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
2490   unsigned BasePtr = TRI->getBaseRegister();
2491   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
2492   const Function *Fn = MF.getFunction();
2493   WinEHFuncInfo &FuncInfo = MMI.getWinEHFuncInfo(Fn);
2494   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
2495   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
2496
2497   // FIXME: Don't set FrameSetup flag in catchret case.
2498
2499   int FI = FuncInfo.EHRegNodeFrameIndex;
2500   int EHRegSize = MFI->getObjectSize(FI);
2501
2502   if (RestoreSP) {
2503     // MOV32rm -EHRegSize(%ebp), %esp
2504     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), X86::ESP),
2505                  X86::EBP, true, -EHRegSize)
2506         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2507   }
2508
2509   unsigned UsedReg;
2510   int EHRegOffset = getFrameIndexReference(MF, FI, UsedReg);
2511   int EndOffset = -EHRegOffset - EHRegSize;
2512   FuncInfo.EHRegNodeEndOffset = EndOffset;
2513
2514   if (UsedReg == FramePtr) {
2515     // ADD $offset, %ebp
2516     unsigned ADDri = getADDriOpcode(false, EndOffset);
2517     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(ADDri), FramePtr)
2518         .addReg(FramePtr)
2519         .addImm(EndOffset)
2520         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup)
2521         ->getOperand(3)
2522         .setIsDead();
2523     assert(EndOffset >= 0 &&
2524            "end of registration object above normal EBP position!");
2525   } else if (UsedReg == BasePtr) {
2526     // LEA offset(%ebp), %esi
2527     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA32r), BasePtr),
2528                  FramePtr, false, EndOffset)
2529         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2530     // MOV32rm SavedEBPOffset(%esi), %ebp
2531     assert(X86FI->getHasSEHFramePtrSave());
2532     int Offset =
2533         getFrameIndexReference(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex(), UsedReg);
2534     assert(UsedReg == BasePtr);
2535     addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32rm), FramePtr),
2536                  UsedReg, true, Offset)
2537         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
2538   } else {
2539     llvm_unreachable("32-bit frames with WinEH must use FramePtr or BasePtr");
2540   }
2541   return MBBI;
2542 }
2543
2544 unsigned X86FrameLowering::getWinEHParentFrameOffset(const MachineFunction &MF) const {
2545   // RDX, the parent frame pointer, is homed into 16(%rsp) in the prologue.
2546   unsigned Offset = 16;
2547   // RBP is immediately pushed.
2548   Offset += SlotSize;
2549   // All callee-saved registers are then pushed.
2550   Offset += MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getCalleeSavedFrameSize();
2551   // Every funclet allocates enough stack space for the largest outgoing call.
2552   Offset += getWinEHFuncletFrameSize(MF);
2553   return Offset;
2554 }