c81a05017ee2bd82a8d3264fcbcee70b1c9ff725
[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/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
24 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
26 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
27 #include "llvm/IR/Function.h"
28 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
29 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
32 #include "llvm/Support/Debug.h"
33 #include <cstdlib>
34
35 using namespace llvm;
36
37 // FIXME: completely move here.
38 extern cl::opt<bool> ForceStackAlign;
39
40 X86FrameLowering::X86FrameLowering(const X86Subtarget &STI,
41                                    unsigned StackAlignOverride)
42     : TargetFrameLowering(StackGrowsDown, StackAlignOverride,
43                           STI.is64Bit() ? -8 : -4),
44       STI(STI), TII(*STI.getInstrInfo()), RegInfo(STI.getRegisterInfo()) {
45   // Cache a bunch of frame-related predicates for this subtarget.
46   SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
47   Is64Bit = STI.is64Bit();
48   IsLP64 = STI.isTarget64BitLP64();
49   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
50   Uses64BitFramePtr = STI.isTarget64BitLP64() || STI.isTargetNaCl64();
51   StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
52 }
53
54 bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
55   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects() &&
56          !MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
57 }
58
59 /// canSimplifyCallFramePseudos - If there is a reserved call frame, the
60 /// call frame pseudos can be simplified.  Having a FP, as in the default
61 /// implementation, is not sufficient here since we can't always use it.
62 /// Use a more nuanced condition.
63 bool
64 X86FrameLowering::canSimplifyCallFramePseudos(const MachineFunction &MF) const {
65   return hasReservedCallFrame(MF) ||
66          (hasFP(MF) && !RegInfo->needsStackRealignment(MF)) ||
67          RegInfo->hasBasePointer(MF);
68 }
69
70 // needsFrameIndexResolution - Do we need to perform FI resolution for
71 // this function. Normally, this is required only when the function
72 // has any stack objects. However, FI resolution actually has another job,
73 // not apparent from the title - it resolves callframesetup/destroy 
74 // that were not simplified earlier.
75 // So, this is required for x86 functions that have push sequences even
76 // when there are no stack objects.
77 bool
78 X86FrameLowering::needsFrameIndexResolution(const MachineFunction &MF) const {
79   return MF.getFrameInfo()->hasStackObjects() ||
80          MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getHasPushSequences();
81 }
82
83 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
84 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
85 /// or if frame pointer elimination is disabled.
86 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
87   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
88   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
89
90   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
91           RegInfo->needsStackRealignment(MF) ||
92           MFI->hasVarSizedObjects() ||
93           MFI->isFrameAddressTaken() || MFI->hasInlineAsmWithSPAdjust() ||
94           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
95           MMI.callsUnwindInit() || MMI.callsEHReturn() ||
96           MFI->hasStackMap() || MFI->hasPatchPoint());
97 }
98
99 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
100   if (IsLP64) {
101     if (isInt<8>(Imm))
102       return X86::SUB64ri8;
103     return X86::SUB64ri32;
104   } else {
105     if (isInt<8>(Imm))
106       return X86::SUB32ri8;
107     return X86::SUB32ri;
108   }
109 }
110
111 static unsigned getADDriOpcode(unsigned IsLP64, int64_t Imm) {
112   if (IsLP64) {
113     if (isInt<8>(Imm))
114       return X86::ADD64ri8;
115     return X86::ADD64ri32;
116   } else {
117     if (isInt<8>(Imm))
118       return X86::ADD32ri8;
119     return X86::ADD32ri;
120   }
121 }
122
123 static unsigned getSUBrrOpcode(unsigned isLP64) {
124   return isLP64 ? X86::SUB64rr : X86::SUB32rr;
125 }
126
127 static unsigned getADDrrOpcode(unsigned isLP64) {
128   return isLP64 ? X86::ADD64rr : X86::ADD32rr;
129 }
130
131 static unsigned getANDriOpcode(bool IsLP64, int64_t Imm) {
132   if (IsLP64) {
133     if (isInt<8>(Imm))
134       return X86::AND64ri8;
135     return X86::AND64ri32;
136   }
137   if (isInt<8>(Imm))
138     return X86::AND32ri8;
139   return X86::AND32ri;
140 }
141
142 static unsigned getLEArOpcode(unsigned IsLP64) {
143   return IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
144 }
145
146 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
147 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
148 /// to this register without worry about clobbering it.
149 static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
150                                        MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
151                                        const TargetRegisterInfo *RegInfo,
152                                        bool Is64Bit) {
153   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
154   const Function *F = MF->getFunction();
155   if (!F || MF->getMMI().callsEHReturn())
156     return 0;
157
158   static const uint16_t CallerSavedRegs32Bit[] = {
159     X86::EAX, X86::EDX, X86::ECX, 0
160   };
161
162   static const uint16_t CallerSavedRegs64Bit[] = {
163     X86::RAX, X86::RDX, X86::RCX, X86::RSI, X86::RDI,
164     X86::R8,  X86::R9,  X86::R10, X86::R11, 0
165   };
166
167   unsigned Opc = MBBI->getOpcode();
168   switch (Opc) {
169   default: return 0;
170   case X86::RETL:
171   case X86::RETQ:
172   case X86::RETIL:
173   case X86::RETIQ:
174   case X86::TCRETURNdi:
175   case X86::TCRETURNri:
176   case X86::TCRETURNmi:
177   case X86::TCRETURNdi64:
178   case X86::TCRETURNri64:
179   case X86::TCRETURNmi64:
180   case X86::EH_RETURN:
181   case X86::EH_RETURN64: {
182     SmallSet<uint16_t, 8> Uses;
183     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
184       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
185       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
186         continue;
187       unsigned Reg = MO.getReg();
188       if (!Reg)
189         continue;
190       for (MCRegAliasIterator AI(Reg, RegInfo, true); AI.isValid(); ++AI)
191         Uses.insert(*AI);
192     }
193
194     const uint16_t *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
195     for (; *CS; ++CS)
196       if (!Uses.count(*CS))
197         return *CS;
198   }
199   }
200
201   return 0;
202 }
203
204 static bool isEAXLiveIn(MachineFunction &MF) {
205   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator II = MF.getRegInfo().livein_begin(),
206        EE = MF.getRegInfo().livein_end(); II != EE; ++II) {
207     unsigned Reg = II->first;
208
209     if (Reg == X86::RAX || Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
210         Reg == X86::AH || Reg == X86::AL)
211       return true;
212   }
213
214   return false;
215 }
216
217 /// Check whether or not the terminators of \p MBB needs to read EFLAGS.
218 static bool terminatorsNeedFlagsAsInput(const MachineBasicBlock &MBB) {
219   for (const MachineInstr &MI : MBB.terminators()) {
220     bool BreakNext = false;
221     for (const MachineOperand &MO : MI.operands()) {
222       if (!MO.isReg())
223         continue;
224       unsigned Reg = MO.getReg();
225       if (Reg != X86::EFLAGS)
226         continue;
227
228       // This terminator needs an eflag that is not defined
229       // by a previous terminator.
230       if (!MO.isDef())
231         return true;
232       BreakNext = true;
233     }
234     if (BreakNext)
235       break;
236   }
237   return false;
238 }
239
240 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
241 /// stack pointer by a constant value.
242 void X86FrameLowering::emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB,
243                                     MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
244                                     int64_t NumBytes, bool InEpilogue) const {
245   bool isSub = NumBytes < 0;
246   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
247
248   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
249   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
250
251   while (Offset) {
252     if (Offset > Chunk) {
253       // Rather than emit a long series of instructions for large offsets,
254       // load the offset into a register and do one sub/add
255       unsigned Reg = 0;
256
257       if (isSub && !isEAXLiveIn(*MBB.getParent()))
258         Reg = (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX);
259       else
260         Reg = findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, RegInfo, Is64Bit);
261
262       if (Reg) {
263         unsigned Opc = Is64Bit ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
264         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), Reg)
265           .addImm(Offset);
266         Opc = isSub
267           ? getSUBrrOpcode(Is64Bit)
268           : getADDrrOpcode(Is64Bit);
269         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
270           .addReg(StackPtr)
271           .addReg(Reg);
272         MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
273         Offset = 0;
274         continue;
275       }
276     }
277
278     uint64_t ThisVal = std::min(Offset, Chunk);
279     if (ThisVal == (Is64Bit ? 8 : 4)) {
280       // Use push / pop instead.
281       unsigned Reg = isSub
282         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
283         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, RegInfo, Is64Bit);
284       if (Reg) {
285         unsigned Opc = isSub
286           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
287           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
288         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
289           .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub));
290         if (isSub)
291           MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
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
302     Offset -= ThisVal;
303   }
304 }
305
306 MachineInstrBuilder X86FrameLowering::BuildStackAdjustment(
307     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
308     int64_t Offset, bool InEpilogue) const {
309   assert(Offset != 0 && "zero offset stack adjustment requested");
310
311   // On Atom, using LEA to adjust SP is preferred, but using it in the epilogue
312   // is tricky.
313   bool UseLEA;
314   if (!InEpilogue) {
315     UseLEA = STI.useLeaForSP();
316   } else {
317     // If we can use LEA for SP but we shouldn't, check that none
318     // of the terminators uses the eflags. Otherwise we will insert
319     // a ADD that will redefine the eflags and break the condition.
320     // Alternatively, we could move the ADD, but this may not be possible
321     // and is an optimization anyway.
322     UseLEA = canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent());
323     if (UseLEA && !STI.useLeaForSP())
324       UseLEA = terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
325     // If that assert breaks, that means we do not do the right thing
326     // in canUseAsEpilogue.
327     assert((UseLEA || !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB)) &&
328            "We shouldn't have allowed this insertion point");
329   }
330
331   MachineInstrBuilder MI;
332   if (UseLEA) {
333     MI = addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL,
334                               TII.get(getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr)),
335                               StackPtr),
336                       StackPtr, false, Offset);
337   } else {
338     bool IsSub = Offset < 0;
339     uint64_t AbsOffset = IsSub ? -Offset : Offset;
340     unsigned Opc = IsSub ? getSUBriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset)
341                          : getADDriOpcode(Uses64BitFramePtr, AbsOffset);
342     MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
343              .addReg(StackPtr)
344              .addImm(AbsOffset);
345     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
346   }
347   return MI;
348 }
349
350 /// mergeSPUpdatesUp - Merge two stack-manipulating instructions upper iterator.
351 static
352 void mergeSPUpdatesUp(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
353                       unsigned StackPtr, uint64_t *NumBytes = nullptr) {
354   if (MBBI == MBB.begin()) return;
355
356   MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
357   unsigned Opc = PI->getOpcode();
358   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
359        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
360        Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
361       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
362     if (NumBytes)
363       *NumBytes += PI->getOperand(2).getImm();
364     MBB.erase(PI);
365   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
366               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
367              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
368     if (NumBytes)
369       *NumBytes -= PI->getOperand(2).getImm();
370     MBB.erase(PI);
371   }
372 }
373
374 int X86FrameLowering::mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
375                                      MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
376                                      bool doMergeWithPrevious) const {
377   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
378       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
379     return 0;
380
381   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? std::prev(MBBI) : MBBI;
382   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? nullptr
383                                                        : std::next(MBBI);
384   unsigned Opc = PI->getOpcode();
385   int Offset = 0;
386
387   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
388        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
389        Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
390       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
391     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
392     MBB.erase(PI);
393     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
394   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
395               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
396              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
397     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
398     MBB.erase(PI);
399     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
400   }
401
402   return Offset;
403 }
404
405 void X86FrameLowering::BuildCFI(MachineBasicBlock &MBB,
406                                 MachineBasicBlock::iterator MBBI, DebugLoc DL,
407                                 MCCFIInstruction CFIInst) const {
408   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
409   unsigned CFIIndex = MF.getMMI().addFrameInst(CFIInst);
410   BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(TargetOpcode::CFI_INSTRUCTION))
411       .addCFIIndex(CFIIndex);
412 }
413
414 void
415 X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineBasicBlock &MBB,
416                                             MachineBasicBlock::iterator MBBI,
417                                             DebugLoc DL) const {
418   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
419   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
420   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
421   const MCRegisterInfo *MRI = MMI.getContext().getRegisterInfo();
422
423   // Add callee saved registers to move list.
424   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
425   if (CSI.empty()) return;
426
427   // Calculate offsets.
428   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
429          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
430     int64_t Offset = MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx());
431     unsigned Reg = I->getReg();
432
433     unsigned DwarfReg = MRI->getDwarfRegNum(Reg, true);
434     BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
435              MCCFIInstruction::createOffset(nullptr, DwarfReg, Offset));
436   }
437 }
438
439 /// usesTheStack - This function checks if any of the users of EFLAGS
440 /// copies the EFLAGS. We know that the code that lowers COPY of EFLAGS has
441 /// to use the stack, and if we don't adjust the stack we clobber the first
442 /// frame index.
443 /// See X86InstrInfo::copyPhysReg.
444 static bool usesTheStack(const MachineFunction &MF) {
445   const MachineRegisterInfo &MRI = MF.getRegInfo();
446
447   for (MachineRegisterInfo::reg_instr_iterator
448        ri = MRI.reg_instr_begin(X86::EFLAGS), re = MRI.reg_instr_end();
449        ri != re; ++ri)
450     if (ri->isCopy())
451       return true;
452
453   return false;
454 }
455
456 void X86FrameLowering::emitStackProbeCall(MachineFunction &MF,
457                                           MachineBasicBlock &MBB,
458                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
459                                           DebugLoc DL) const {
460   bool IsLargeCodeModel = MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large;
461
462   unsigned CallOp;
463   if (Is64Bit)
464     CallOp = IsLargeCodeModel ? X86::CALL64r : X86::CALL64pcrel32;
465   else
466     CallOp = X86::CALLpcrel32;
467
468   const char *Symbol;
469   if (Is64Bit) {
470     if (STI.isTargetCygMing()) {
471       Symbol = "___chkstk_ms";
472     } else {
473       Symbol = "__chkstk";
474     }
475   } else if (STI.isTargetCygMing())
476     Symbol = "_alloca";
477   else
478     Symbol = "_chkstk";
479
480   MachineInstrBuilder CI;
481
482   // All current stack probes take AX and SP as input, clobber flags, and
483   // preserve all registers. x86_64 probes leave RSP unmodified.
484   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
485     // For the large code model, we have to call through a register. Use R11,
486     // as it is scratch in all supported calling conventions.
487     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
488         .addExternalSymbol(Symbol);
489     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addReg(X86::R11);
490   } else {
491     CI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(CallOp)).addExternalSymbol(Symbol);
492   }
493
494   unsigned AX = Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX;
495   unsigned SP = Is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP;
496   CI.addReg(AX, RegState::Implicit)
497       .addReg(SP, RegState::Implicit)
498       .addReg(AX, RegState::Define | RegState::Implicit)
499       .addReg(SP, RegState::Define | RegState::Implicit)
500       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit);
501
502   if (Is64Bit) {
503     // MSVC x64's __chkstk and cygwin/mingw's ___chkstk_ms do not adjust %rsp
504     // themselves. It also does not clobber %rax so we can reuse it when
505     // adjusting %rsp.
506     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SUB64rr), X86::RSP)
507         .addReg(X86::RSP)
508         .addReg(X86::RAX);
509   }
510 }
511
512 static unsigned calculateSetFPREG(uint64_t SPAdjust) {
513   // Win64 ABI has a less restrictive limitation of 240; 128 works equally well
514   // and might require smaller successive adjustments.
515   const uint64_t Win64MaxSEHOffset = 128;
516   uint64_t SEHFrameOffset = std::min(SPAdjust, Win64MaxSEHOffset);
517   // Win64 ABI requires 16-byte alignment for the UWOP_SET_FPREG opcode.
518   return SEHFrameOffset & -16;
519 }
520
521 // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
522 // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
523 // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
524 // go with the minimum SlotSize.
525 uint64_t X86FrameLowering::calculateMaxStackAlign(const MachineFunction &MF) const {
526   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
527   uint64_t MaxAlign = MFI->getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
528   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
529   if (ForceStackAlign) {
530     if (MFI->hasCalls())
531       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
532     else if (MaxAlign < SlotSize)
533       MaxAlign = SlotSize;
534   }
535   return MaxAlign;
536 }
537
538 void X86FrameLowering::BuildStackAlignAND(MachineBasicBlock &MBB,
539                                           MachineBasicBlock::iterator MBBI,
540                                           DebugLoc DL,
541                                           uint64_t MaxAlign) const {
542   uint64_t Val = -MaxAlign;
543   MachineInstr *MI =
544       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(getANDriOpcode(Uses64BitFramePtr, Val)),
545               StackPtr)
546           .addReg(StackPtr)
547           .addImm(Val)
548           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
549
550   // The EFLAGS implicit def is dead.
551   MI->getOperand(3).setIsDead();
552 }
553
554 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
555 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
556 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
557 /// generate the exception handling frames.
558
559 /*
560   Here's a gist of what gets emitted:
561
562   ; Establish frame pointer, if needed
563   [if needs FP]
564       push  %rbp
565       .cfi_def_cfa_offset 16
566       .cfi_offset %rbp, -16
567       .seh_pushreg %rpb
568       mov  %rsp, %rbp
569       .cfi_def_cfa_register %rbp
570
571   ; Spill general-purpose registers
572   [for all callee-saved GPRs]
573       pushq %<reg>
574       [if not needs FP]
575          .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
576       .seh_pushreg %<reg>
577
578   ; If the required stack alignment > default stack alignment
579   ; rsp needs to be re-aligned.  This creates a "re-alignment gap"
580   ; of unknown size in the stack frame.
581   [if stack needs re-alignment]
582       and  $MASK, %rsp
583
584   ; Allocate space for locals
585   [if target is Windows and allocated space > 4096 bytes]
586       ; Windows needs special care for allocations larger
587       ; than one page.
588       mov $NNN, %rax
589       call ___chkstk_ms/___chkstk
590       sub  %rax, %rsp
591   [else]
592       sub  $NNN, %rsp
593
594   [if needs FP]
595       .seh_stackalloc (size of XMM spill slots)
596       .seh_setframe %rbp, SEHFrameOffset ; = size of all spill slots
597   [else]
598       .seh_stackalloc NNN
599
600   ; Spill XMMs
601   ; Note, that while only Windows 64 ABI specifies XMMs as callee-preserved,
602   ; they may get spilled on any platform, if the current function
603   ; calls @llvm.eh.unwind.init
604   [if needs FP]
605       [for all callee-saved XMM registers]
606           movaps  %<xmm reg>, -MMM(%rbp)
607       [for all callee-saved XMM registers]
608           .seh_savexmm %<xmm reg>, (-MMM + SEHFrameOffset)
609               ; i.e. the offset relative to (%rbp - SEHFrameOffset)
610   [else]
611       [for all callee-saved XMM registers]
612           movaps  %<xmm reg>, KKK(%rsp)
613       [for all callee-saved XMM registers]
614           .seh_savexmm %<xmm reg>, KKK
615
616   .seh_endprologue
617
618   [if needs base pointer]
619       mov  %rsp, %rbx
620       [if needs to restore base pointer]
621           mov %rsp, -MMM(%rbp)
622
623   ; Emit CFI info
624   [if needs FP]
625       [for all callee-saved registers]
626           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rbp)
627   [else]
628        .cfi_def_cfa_offset (offset from RETADDR)
629       [for all callee-saved registers]
630           .cfi_offset %<reg>, (offset from %rsp)
631
632   Notes:
633   - .seh directives are emitted only for Windows 64 ABI
634   - .cfi directives are emitted for all other ABIs
635   - for 32-bit code, substitute %e?? registers for %r??
636 */
637
638 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF,
639                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
640   assert(&STI == &MF.getSubtarget<X86Subtarget>() &&
641          "MF used frame lowering for wrong subtarget");
642   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
643   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
644   const Function *Fn = MF.getFunction();
645   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
646   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
647   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF); // Desired stack alignment.
648   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
649   bool HasFP = hasFP(MF);
650   bool IsWin64CC = STI.isCallingConvWin64(Fn->getCallingConv());
651   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
652   bool NeedsWinCFI = IsWin64Prologue && Fn->needsUnwindTableEntry();
653   bool NeedsDwarfCFI =
654       !IsWin64Prologue && (MMI.hasDebugInfo() || Fn->needsUnwindTableEntry());
655   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
656   const unsigned MachineFramePtr =
657       STI.isTarget64BitILP32()
658           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
659           : FramePtr;
660   unsigned BasePtr = RegInfo->getBaseRegister();
661   DebugLoc DL;
662
663   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
664   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
665   if (TailCallReturnAddrDelta && IsWin64Prologue)
666     report_fatal_error("Can't handle guaranteed tail call under win64 yet");
667
668   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
669     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
670       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
671
672   bool UseStackProbe = (STI.isOSWindows() && !STI.isTargetMachO());
673
674   // The default stack probe size is 4096 if the function has no stackprobesize
675   // attribute.
676   unsigned StackProbeSize = 4096;
677   if (Fn->hasFnAttribute("stack-probe-size"))
678     Fn->getFnAttribute("stack-probe-size")
679         .getValueAsString()
680         .getAsInteger(0, StackProbeSize);
681
682   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
683   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
684   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
685   // stack pointer (we fit in the Red Zone). We also check that we don't
686   // push and pop from the stack.
687   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttribute(Attribute::NoRedZone) &&
688       !RegInfo->needsStackRealignment(MF) &&
689       !MFI->hasVarSizedObjects() && // No dynamic alloca.
690       !MFI->adjustsStack() &&       // No calls.
691       !IsWin64CC &&                 // Win64 has no Red Zone
692       !usesTheStack(MF) &&          // Don't push and pop.
693       !MF.shouldSplitStack()) {     // Regular stack
694     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
695     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
696     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
697     MFI->setStackSize(StackSize);
698   }
699
700   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
701   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
702   // size is bigger than the callers.
703   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
704     BuildStackAdjustment(MBB, MBBI, DL, TailCallReturnAddrDelta,
705                          /*InEpilogue=*/false)
706         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
707   }
708
709   // Mapping for machine moves:
710   //
711   //   DST: VirtualFP AND
712   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
713   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
714   //
715   //   SRC: VirtualFP AND
716   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
717   //
718   //   ELSE
719   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
720   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
721   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
722
723   uint64_t NumBytes = 0;
724   int stackGrowth = -SlotSize;
725
726   if (HasFP) {
727     // Calculate required stack adjustment.
728     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
729     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
730     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
731       FrameSize += SlotSize;
732
733     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
734
735     // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack is realigned.
736     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
737       NumBytes = RoundUpToAlignment(NumBytes, MaxAlign);
738
739     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
740     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
741     // Update the frame offset adjustment.
742     MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
743
744     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
745     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
746       .addReg(MachineFramePtr, RegState::Kill)
747       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
748
749     if (NeedsDwarfCFI) {
750       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
751       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
752       assert(StackSize);
753       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
754                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, 2 * stackGrowth));
755
756       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
757       unsigned DwarfFramePtr = RegInfo->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
758       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createOffset(
759                                   nullptr, DwarfFramePtr, 2 * stackGrowth));
760     }
761
762     if (NeedsWinCFI) {
763       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg))
764           .addImm(FramePtr)
765           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
766     }
767
768     if (!IsWin64Prologue) {
769       // Update EBP with the new base value.
770       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
771               TII.get(Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
772               FramePtr)
773           .addReg(StackPtr)
774           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
775     }
776
777     if (NeedsDwarfCFI) {
778       // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
779       // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
780       unsigned DwarfFramePtr = RegInfo->getDwarfRegNum(MachineFramePtr, true);
781       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
782                MCCFIInstruction::createDefCfaRegister(nullptr, DwarfFramePtr));
783     }
784
785     // Mark the FramePtr as live-in in every block.
786     for (MachineFunction::iterator I = MF.begin(), E = MF.end(); I != E; ++I)
787       I->addLiveIn(MachineFramePtr);
788   } else {
789     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
790   }
791
792   // Skip the callee-saved push instructions.
793   bool PushedRegs = false;
794   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
795
796   while (MBBI != MBB.end() &&
797          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
798           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
799     PushedRegs = true;
800     unsigned Reg = MBBI->getOperand(0).getReg();
801     ++MBBI;
802
803     if (!HasFP && NeedsDwarfCFI) {
804       // Mark callee-saved push instruction.
805       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
806       assert(StackSize);
807       BuildCFI(MBB, MBBI, DL,
808                MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(nullptr, StackOffset));
809       StackOffset += stackGrowth;
810     }
811
812     if (NeedsWinCFI) {
813       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_PushReg)).addImm(Reg).setMIFlag(
814           MachineInstr::FrameSetup);
815     }
816   }
817
818   // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
819   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
820   // Don't do this for Win64, it needs to realign the stack after the prologue.
821   if (!IsWin64Prologue && RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
822     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
823     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, MaxAlign);
824   }
825
826   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
827   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
828   // the callee has more arguments then the caller.
829   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
830
831   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
832
833   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
834   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
835   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
836   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
837   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
838   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
839   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
840   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
841   uint64_t AlignedNumBytes = NumBytes;
842   if (IsWin64Prologue && RegInfo->needsStackRealignment(MF))
843     AlignedNumBytes = RoundUpToAlignment(AlignedNumBytes, MaxAlign);
844   if (AlignedNumBytes >= StackProbeSize && UseStackProbe) {
845     // Check whether EAX is livein for this function.
846     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MF);
847
848     if (isEAXAlive) {
849       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
850       // It should not be, so throw an assert.
851       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
852
853       // Save EAX
854       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
855         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
856         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
857     }
858
859     if (Is64Bit) {
860       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
861       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
862       if (isUInt<32>(NumBytes)) {
863         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
864             .addImm(NumBytes)
865             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
866       } else if (isInt<32>(NumBytes)) {
867         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri32), X86::RAX)
868             .addImm(NumBytes)
869             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
870       } else {
871         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
872             .addImm(NumBytes)
873             .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
874       }
875     } else {
876       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
877       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
878       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
879         .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
880         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
881     }
882
883     // Save a pointer to the MI where we set AX.
884     MachineBasicBlock::iterator SetRAX = MBBI;
885     --SetRAX;
886
887     // Call __chkstk, __chkstk_ms, or __alloca.
888     emitStackProbeCall(MF, MBB, MBBI, DL);
889
890     // Apply the frame setup flag to all inserted instrs.
891     for (; SetRAX != MBBI; ++SetRAX)
892       SetRAX->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
893
894     if (isEAXAlive) {
895       // Restore EAX
896       MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm),
897                                               X86::EAX),
898                                       StackPtr, false, NumBytes - 4);
899       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
900       MBB.insert(MBBI, MI);
901     }
902   } else if (NumBytes) {
903     emitSPUpdate(MBB, MBBI, -(int64_t)NumBytes, /*InEpilogue=*/false);
904   }
905
906   if (NeedsWinCFI && NumBytes)
907     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_StackAlloc))
908         .addImm(NumBytes)
909         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
910
911   int SEHFrameOffset = 0;
912   if (IsWin64Prologue && HasFP) {
913     SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
914     if (SEHFrameOffset)
915       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::LEA64r), FramePtr),
916                    StackPtr, false, SEHFrameOffset);
917     else
918       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64rr), FramePtr).addReg(StackPtr);
919
920     if (NeedsWinCFI)
921       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SetFrame))
922           .addImm(FramePtr)
923           .addImm(SEHFrameOffset)
924           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
925   }
926
927   while (MBBI != MBB.end() && MBBI->getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) {
928     const MachineInstr *FrameInstr = &*MBBI;
929     ++MBBI;
930
931     if (NeedsWinCFI) {
932       int FI;
933       if (unsigned Reg = TII.isStoreToStackSlot(FrameInstr, FI)) {
934         if (X86::FR64RegClass.contains(Reg)) {
935           int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FI);
936           Offset += SEHFrameOffset;
937
938           BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_SaveXMM))
939               .addImm(Reg)
940               .addImm(Offset)
941               .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
942         }
943       }
944     }
945   }
946
947   if (NeedsWinCFI)
948     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_EndPrologue))
949         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
950
951   // Realign stack after we spilled callee-saved registers (so that we'll be
952   // able to calculate their offsets from the frame pointer).
953   // Win64 requires aligning the stack after the prologue.
954   if (IsWin64Prologue && RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
955     assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
956     BuildStackAlignAND(MBB, MBBI, DL, MaxAlign);
957   }
958
959   // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
960   // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
961   // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
962   // to reference locals.
963   if (RegInfo->hasBasePointer(MF)) {
964     // Update the base pointer with the current stack pointer.
965     unsigned Opc = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
966     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
967       .addReg(StackPtr)
968       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
969     if (X86FI->getRestoreBasePointer()) {
970       // Stash value of base pointer.  Saving RSP instead of EBP shortens dependence chain.
971       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
972       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
973                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
974         .addReg(StackPtr)
975         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
976     }
977   }
978
979   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
980     // Mark end of stack pointer adjustment.
981     if (!HasFP && NumBytes) {
982       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
983       assert(StackSize);
984       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
985                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
986     }
987
988     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
989     if (PushedRegs)
990       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
991   }
992 }
993
994 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
995     const MachineFunction &MF) const {
996   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if this is a
997   // leaf function in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used to
998   // deallocate the stack.
999   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1000   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1001   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1002   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1003 }
1004
1005 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1006                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1007   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1008   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1009   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1010   DebugLoc DL;
1011   if (MBBI != MBB.end())
1012     DL = MBBI->getDebugLoc();
1013   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1014   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1015   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
1016   unsigned MachineFramePtr =
1017       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
1018                    : FramePtr;
1019
1020   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1021   bool NeedsWinCFI =
1022       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1023
1024   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1025   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1026   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1027   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1028   uint64_t NumBytes = 0;
1029
1030   if (hasFP(MF)) {
1031     // Calculate required stack adjustment.
1032     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1033     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1034
1035     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1036     // realigned.
1037     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1038       NumBytes = RoundUpToAlignment(FrameSize, MaxAlign);
1039
1040     // Pop EBP.
1041     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1042             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr);
1043   } else {
1044     NumBytes = StackSize - CSSize;
1045   }
1046   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1047
1048   // Skip the callee-saved pop instructions.
1049   while (MBBI != MBB.begin()) {
1050     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1051     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1052
1053     if (Opc != X86::POP32r && Opc != X86::POP64r && Opc != X86::DBG_VALUE &&
1054         !PI->isTerminator())
1055       break;
1056
1057     --MBBI;
1058   }
1059   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1060
1061   if (MBBI != MBB.end())
1062     DL = MBBI->getDebugLoc();
1063
1064   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1065   // instruction, merge the two instructions.
1066   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1067     mergeSPUpdatesUp(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
1068
1069   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1070   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1071   // realigned.
1072   if (RegInfo->needsStackRealignment(MF) || MFI->hasVarSizedObjects()) {
1073     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
1074       MBBI = FirstCSPop;
1075     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1076     uint64_t LEAAmount =
1077         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1078
1079     // There are only two legal forms of epilogue:
1080     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1081     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1082     //
1083     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1084     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1085     // effects of the prologue can safely be undone.
1086     if (LEAAmount != 0) {
1087       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1088       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1089                    FramePtr, false, LEAAmount);
1090       --MBBI;
1091     } else {
1092       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1093       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1094         .addReg(FramePtr);
1095       --MBBI;
1096     }
1097   } else if (NumBytes) {
1098     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1099     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1100     --MBBI;
1101   }
1102
1103   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1104   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1105   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1106   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1107   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1108   // final emitted code.
1109   if (NeedsWinCFI)
1110     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1111
1112   // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1113   int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1114   assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1115   if (Offset) {
1116     MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1117
1118     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1119     Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1120     emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1121   }
1122 }
1123
1124 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF,
1125                                           int FI) const {
1126   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1127   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1128   // object.
1129   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1130   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1131   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1132   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1133   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1134   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1135   bool HasFP = hasFP(MF);
1136   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1137   int64_t FPDelta = 0;
1138
1139   if (IsWin64Prologue) {
1140     assert(!MFI->hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1141
1142     // Calculate required stack adjustment.
1143     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1144     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1145     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1146       FrameSize += SlotSize;
1147     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1148
1149     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1150     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1151       return -SEHFrameOffset;
1152
1153     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1154     // pointer followed by return address and the location required by the
1155     // restricted Win64 prologue.
1156     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1157     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1158     assert((!MFI->hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1159            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1160   }
1161
1162
1163   if (RegInfo->hasBasePointer(MF)) {
1164     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1165     if (FI < 0) {
1166       // Skip the saved EBP.
1167       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1168     } else {
1169       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1170       return Offset + StackSize;
1171     }
1172   } else if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
1173     if (FI < 0) {
1174       // Skip the saved EBP.
1175       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1176     } else {
1177       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1178       return Offset + StackSize;
1179     }
1180     // FIXME: Support tail calls
1181   } else {
1182     if (!HasFP)
1183       return Offset + StackSize;
1184
1185     // Skip the saved EBP.
1186     Offset += SlotSize;
1187
1188     // Skip the RETADDR move area
1189     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1190     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1191       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1192   }
1193
1194   return Offset + FPDelta;
1195 }
1196
1197 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1198                                              unsigned &FrameReg) const {
1199   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1200   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1201   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1202   if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
1203     FrameReg = RegInfo->getBaseRegister();
1204   else if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
1205     FrameReg = RegInfo->getStackRegister();
1206   else
1207     FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
1208   return getFrameIndexOffset(MF, FI);
1209 }
1210
1211 // Simplified from getFrameIndexOffset keeping only StackPointer cases
1212 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffsetFromSP(const MachineFunction &MF, int FI) const {
1213   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1214   // Does not include any dynamic realign.
1215   const uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1216   {
1217 #ifndef NDEBUG
1218     // Note: LLVM arranges the stack as:
1219     // Args > Saved RetPC (<--FP) > CSRs > dynamic alignment (<--BP)
1220     //      > "Stack Slots" (<--SP)
1221     // We can always address StackSlots from RSP.  We can usually (unless
1222     // needsStackRealignment) address CSRs from RSP, but sometimes need to
1223     // address them from RBP.  FixedObjects can be placed anywhere in the stack
1224     // frame depending on their specific requirements (i.e. we can actually
1225     // refer to arguments to the function which are stored in the *callers*
1226     // frame).  As a result, THE RESULT OF THIS CALL IS MEANINGLESS FOR CSRs
1227     // AND FixedObjects IFF needsStackRealignment or hasVarSizedObject.
1228
1229     assert(!RegInfo->hasBasePointer(MF) && "we don't handle this case");
1230
1231     // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them
1232     // either.
1233     int TailCallReturnAddrDelta =
1234         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta();
1235     assert(!(TailCallReturnAddrDelta < 0) && "we don't handle this case!");
1236 #endif
1237   }
1238
1239   // This is how the math works out:
1240   //
1241   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1242   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1243   //  get to.
1244   //
1245   //    ----------------------------------
1246   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1247   //    ----------------------------------
1248   //    ^    ^      ^                   ^
1249   //    A    B      C                   E
1250   //
1251   // A is the incoming stack pointer.
1252   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1253   // (C - A) is the Offset returned by MFI->getObjectOffset for Obj0 [2]
1254   //
1255   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1256   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1257   //
1258   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1259   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1260   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1261   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1262   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1263   //
1264
1265   // Get the Offset from the StackPointer
1266   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1267
1268   return Offset + StackSize;
1269 }
1270 // Simplified from getFrameIndexReference keeping only StackPointer cases
1271 int X86FrameLowering::getFrameIndexReferenceFromSP(const MachineFunction &MF,
1272                                                    int FI,
1273                                                    unsigned &FrameReg) const {
1274   assert(!RegInfo->hasBasePointer(MF) && "we don't handle this case");
1275
1276   FrameReg = RegInfo->getStackRegister();
1277   return getFrameIndexOffsetFromSP(MF, FI);
1278 }
1279
1280 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1281     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1282     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1283   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1284   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1285
1286   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1287   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1288
1289   if (hasFP(MF)) {
1290     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1291     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1292     MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1293
1294     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1295     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1296     // about avoiding it later.
1297     unsigned FPReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
1298     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1299       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1300         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1301         break;
1302       }
1303     }
1304   }
1305
1306   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1307   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1308     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1309
1310     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1311       continue;
1312
1313     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1314     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1315
1316     int SlotIndex = MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1317     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1318   }
1319
1320   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1321
1322   // Assign slots for XMMs.
1323   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1324     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1325     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1326       continue;
1327
1328     const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1329     // ensure alignment
1330     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % RC->getAlignment();
1331     // spill into slot
1332     SpillSlotOffset -= RC->getSize();
1333     int SlotIndex =
1334         MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), SpillSlotOffset);
1335     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1336     MFI->ensureMaxAlignment(RC->getAlignment());
1337   }
1338
1339   return true;
1340 }
1341
1342 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1343     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1344     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1345     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1346   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1347
1348   // Push GPRs. It increases frame size.
1349   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1350   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1351     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1352
1353     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1354       continue;
1355     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1356     MBB.addLiveIn(Reg);
1357
1358     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, RegState::Kill)
1359       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1360   }
1361
1362   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1363   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1364   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1365     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1366     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1367       continue;
1368     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1369     MBB.addLiveIn(Reg);
1370     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1371
1372     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1373                             TRI);
1374     --MI;
1375     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1376     ++MI;
1377   }
1378
1379   return true;
1380 }
1381
1382 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1383                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1384                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1385                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1386   if (CSI.empty())
1387     return false;
1388
1389   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1390
1391   // Reload XMMs from stack frame.
1392   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1393     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1394     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1395         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1396       continue;
1397
1398     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1399     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
1400   }
1401
1402   // POP GPRs.
1403   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
1404   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1405     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1406     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1407         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1408       continue;
1409
1410     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg);
1411   }
1412   return true;
1413 }
1414
1415 void
1416 X86FrameLowering::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
1417                                                        RegScavenger *RS) const {
1418   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1419
1420   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1421   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1422
1423   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1424     // create RETURNADDR area
1425     //   arg
1426     //   arg
1427     //   RETADDR
1428     //   { ...
1429     //     RETADDR area
1430     //     ...
1431     //   }
1432     //   [EBP]
1433     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
1434                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
1435   }
1436
1437   // Spill the BasePtr if it's used.
1438   if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
1439     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(RegInfo->getBaseRegister());
1440 }
1441
1442 static bool
1443 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
1444   const Function *F = MF->getFunction();
1445   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1446        I != E; I++) {
1447     if (I->hasNestAttr())
1448       return true;
1449   }
1450   return false;
1451 }
1452
1453 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
1454 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
1455 /// and the properties of the function either one or two registers will be
1456 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
1457 static unsigned
1458 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
1459   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
1460
1461   // Erlang stuff.
1462   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
1463     if (Is64Bit)
1464       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
1465     else
1466       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
1467   }
1468
1469   if (Is64Bit) {
1470     if (IsLP64)
1471       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
1472     else
1473       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
1474   }
1475
1476   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
1477
1478   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
1479       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
1480     if (IsNested)
1481       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
1482                          "nested function.");
1483     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
1484   }
1485   if (IsNested)
1486     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
1487   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
1488 }
1489
1490 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
1491 // limit.
1492 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
1493
1494 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
1495     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1496   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1497   uint64_t StackSize;
1498   unsigned TlsReg, TlsOffset;
1499   DebugLoc DL;
1500
1501   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1502   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1503          "Scratch register is live-in");
1504
1505   if (MF.getFunction()->isVarArg())
1506     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
1507   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
1508       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
1509       !STI.isTargetDragonFly())
1510     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1511
1512   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
1513   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
1514   // prologue.
1515   StackSize = MFI->getStackSize();
1516
1517   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
1518   if (StackSize == 0)
1519     return;
1520
1521   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1522   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1523   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1524   bool IsNested = false;
1525
1526   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
1527   if (Is64Bit)
1528     IsNested = HasNestArgument(&MF);
1529
1530   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
1531   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
1532
1533   for (MachineBasicBlock::livein_iterator i = PrologueMBB.livein_begin(),
1534                                           e = PrologueMBB.livein_end();
1535        i != e; i++) {
1536     allocMBB->addLiveIn(*i);
1537     checkMBB->addLiveIn(*i);
1538   }
1539
1540   if (IsNested)
1541     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
1542
1543   MF.push_front(allocMBB);
1544   MF.push_front(checkMBB);
1545
1546   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
1547   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
1548   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
1549
1550   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
1551   if (Is64Bit) {
1552     if (STI.isTargetLinux()) {
1553       TlsReg = X86::FS;
1554       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
1555     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1556       TlsReg = X86::GS;
1557       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
1558     } else if (STI.isTargetWin64()) {
1559       TlsReg = X86::GS;
1560       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
1561     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1562       TlsReg = X86::FS;
1563       TlsOffset = 0x18;
1564     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1565       TlsReg = X86::FS;
1566       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
1567     } else {
1568       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1569     }
1570
1571     if (CompareStackPointer)
1572       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
1573     else
1574       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
1575         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1576
1577     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1578       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1579   } else {
1580     if (STI.isTargetLinux()) {
1581       TlsReg = X86::GS;
1582       TlsOffset = 0x30;
1583     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1584       TlsReg = X86::GS;
1585       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
1586     } else if (STI.isTargetWin32()) {
1587       TlsReg = X86::FS;
1588       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
1589     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1590       TlsReg = X86::FS;
1591       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
1592     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1593       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
1594     } else {
1595       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1596     }
1597
1598     if (CompareStackPointer)
1599       ScratchReg = X86::ESP;
1600     else
1601       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
1602         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1603
1604     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
1605         STI.isTargetDragonFly()) {
1606       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1607         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1608     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1609
1610       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
1611       unsigned ScratchReg2;
1612       bool SaveScratch2;
1613       if (CompareStackPointer) {
1614         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
1615         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1616         SaveScratch2 = false;
1617       } else {
1618         // Need to use a second register to hold the TLS offset
1619         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
1620
1621         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
1622         // argument.
1623         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
1624       }
1625
1626       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
1627       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
1628              "Scratch register is live-in and not saved");
1629
1630       if (SaveScratch2)
1631         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1632           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
1633
1634       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
1635         .addImm(TlsOffset);
1636       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
1637         .addReg(ScratchReg)
1638         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
1639         .addImm(0)
1640         .addReg(TlsReg);
1641
1642       if (SaveScratch2)
1643         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
1644     }
1645   }
1646
1647   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
1648   // It jumps to normal execution of the function body.
1649   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
1650
1651   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
1652   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
1653   if (Is64Bit) {
1654     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
1655     // the call to _morestack
1656
1657     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
1658     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
1659     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
1660     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1661     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
1662
1663     if (IsNested)
1664       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
1665
1666     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
1667       .addImm(StackSize);
1668     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
1669       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1670     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg10);
1671     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg11);
1672   } else {
1673     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1674       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1675     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1676       .addImm(StackSize);
1677   }
1678
1679   // __morestack is in libgcc
1680   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
1681     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
1682     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
1683     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
1684     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
1685     // other suitable registers may be either callee-save or used for
1686     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
1687     // because __morestack manipulates the stack directly.
1688     //
1689     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
1690     // location containing the address.
1691     //
1692     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
1693     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
1694     // to be sufficient for JIT.
1695     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
1696         .addReg(X86::RIP)
1697         .addImm(0)
1698         .addReg(0)
1699         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
1700         .addReg(0);
1701     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
1702   } else {
1703     if (Is64Bit)
1704       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
1705         .addExternalSymbol("__morestack");
1706     else
1707       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1708         .addExternalSymbol("__morestack");
1709   }
1710
1711   if (IsNested)
1712     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
1713   else
1714     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
1715
1716   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1717
1718   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
1719   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1720
1721 #ifdef XDEBUG
1722   MF.verify();
1723 #endif
1724 }
1725
1726 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
1727 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
1728 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
1729 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
1730 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
1731 ///
1732 /// CheckStack:
1733 ///       temp0 = sp - MaxStack
1734 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1735 /// OldStart:
1736 ///       ...
1737 /// IncStack:
1738 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
1739 ///       temp0 = sp - MaxStack
1740 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1741 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
1742     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1743   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1744   DebugLoc DL;
1745   // HiPE-specific values
1746   const unsigned HipeLeafWords = 24;
1747   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
1748   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
1749   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
1750                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
1751   unsigned MaxStack = MFI->getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
1752
1753   assert(STI.isTargetLinux() &&
1754          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
1755
1756   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
1757   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
1758   //
1759   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
1760   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
1761   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
1762   //    functions it calls (a tunable ABI property).
1763   if (MFI->hasCalls()) {
1764     unsigned MoreStackForCalls = 0;
1765
1766     for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), MBBE = MF.end();
1767          MBBI != MBBE; ++MBBI)
1768       for (MachineBasicBlock::iterator MI = MBBI->begin(), ME = MBBI->end();
1769            MI != ME; ++MI) {
1770         if (!MI->isCall())
1771           continue;
1772
1773         // Get callee operand.
1774         const MachineOperand &MO = MI->getOperand(0);
1775
1776         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
1777         if (!MO.isGlobal())
1778           continue;
1779
1780         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
1781         if (!F)
1782           continue;
1783
1784         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
1785         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
1786         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
1787         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
1788         // stack.
1789         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
1790             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
1791             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
1792           continue;
1793
1794         unsigned CalleeStkArity =
1795           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
1796         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
1797           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
1798                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
1799       }
1800     MaxStack += MoreStackForCalls;
1801   }
1802
1803   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
1804   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
1805   if (MaxStack > Guaranteed) {
1806     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1807     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1808
1809     for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = PrologueMBB.livein_begin(),
1810                                             E = PrologueMBB.livein_end();
1811          I != E; I++) {
1812       stackCheckMBB->addLiveIn(*I);
1813       incStackMBB->addLiveIn(*I);
1814     }
1815
1816     MF.push_front(incStackMBB);
1817     MF.push_front(stackCheckMBB);
1818
1819     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
1820     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
1821     if (Is64Bit) {
1822       SPReg = X86::RSP;
1823       PReg  = X86::RBP;
1824       LEAop = X86::LEA64r;
1825       CMPop = X86::CMP64rm;
1826       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
1827       SPLimitOffset = 0x90;
1828     } else {
1829       SPReg = X86::ESP;
1830       PReg  = X86::EBP;
1831       LEAop = X86::LEA32r;
1832       CMPop = X86::CMP32rm;
1833       CALLop = X86::CALLpcrel32;
1834       SPLimitOffset = 0x4c;
1835     }
1836
1837     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1838     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1839            "HiPE prologue scratch register is live-in");
1840
1841     // Create new MBB for StackCheck:
1842     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
1843                  SPReg, false, -MaxStack);
1844     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
1845     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
1846                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
1847     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
1848
1849     // Create new MBB for IncStack:
1850     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
1851       addExternalSymbol("inc_stack_0");
1852     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
1853                  SPReg, false, -MaxStack);
1854     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
1855                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
1856     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
1857
1858     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
1859     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
1860     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
1861     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
1862   }
1863 #ifdef XDEBUG
1864   MF.verify();
1865 #endif
1866 }
1867
1868 void X86FrameLowering::
1869 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1870                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
1871   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
1872   unsigned Opcode = I->getOpcode();
1873   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
1874   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
1875   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? I->getOperand(0).getImm() : 0;
1876   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? I->getOperand(1).getImm() : 0;
1877   I = MBB.erase(I);
1878
1879   if (!reserveCallFrame) {
1880     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
1881     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
1882     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
1883     if (Amount == 0)
1884       return;
1885
1886     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
1887     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
1888     // alignment boundary.
1889     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
1890     Amount = RoundUpToAlignment(Amount, StackAlign);
1891
1892     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
1893     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
1894     Amount -= InternalAmt;
1895
1896     if (Amount) {
1897       // Add Amount to SP to destroy a frame, and subtract to setup.
1898       int Offset = isDestroy ? Amount : -Amount;
1899       BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, Offset, /*InEpilogue=*/false);
1900     }
1901     return;
1902   }
1903
1904   if (isDestroy && InternalAmt) {
1905     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
1906     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
1907     // more advanced stack pointer tracking ability.
1908     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
1909     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
1910     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
1911     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
1912     while (I != B && !std::prev(I)->isCall())
1913       --I;
1914     BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
1915   }
1916 }
1917
1918 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
1919   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
1920
1921   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
1922     return true;
1923
1924   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
1925   // clobbers the EFLAGS. Check that none of the terminators reads the
1926   // EFLAGS, and if one uses it, conservatively assume this is not
1927   // safe to insert the epilogue here.
1928   return !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
1929 }