PrologEpilogInserter: Rewrite API to determine callee save regsiters.
[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()), TRI(STI.getRegisterInfo()) {
45   // Cache a bunch of frame-related predicates for this subtarget.
46   SlotSize = TRI->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 = TRI->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) && !TRI->needsStackRealignment(MF)) ||
67          TRI->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           TRI->needsStackRealignment(MF) ||
92           MFI->hasVarSizedObjects() ||
93           MFI->isFrameAddressTaken() || MFI->hasOpaqueSPAdjustment() ||
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 *TRI,
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, TRI, 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, TRI, 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, TRI, 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 = TRI->getFrameRegister(MF);
656   const unsigned MachineFramePtr =
657       STI.isTarget64BitILP32()
658           ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
659           : FramePtr;
660   unsigned BasePtr = TRI->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       !TRI->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 (TRI->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 = TRI->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 = TRI->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 && TRI->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 && TRI->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 && TRI->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 (TRI->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
971       // dependence chain. Used by SjLj EH.
972       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
973       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)),
974                    FramePtr, true, X86FI->getRestoreBasePointerOffset())
975         .addReg(StackPtr)
976         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
977     }
978
979     if (X86FI->getHasSEHFramePtrSave()) {
980       // Stash the value of the frame pointer relative to the base pointer for
981       // Win32 EH. This supports Win32 EH, which does the inverse of the above:
982       // it recovers the frame pointer from the base pointer rather than the
983       // other way around.
984       unsigned Opm = Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64mr : X86::MOV32mr;
985       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opm)), BasePtr, true,
986                    getFrameIndexOffset(MF, X86FI->getSEHFramePtrSaveIndex()))
987           .addReg(FramePtr)
988           .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
989     }
990   }
991
992   if (((!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && NeedsDwarfCFI) {
993     // Mark end of stack pointer adjustment.
994     if (!HasFP && NumBytes) {
995       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
996       assert(StackSize);
997       BuildCFI(MBB, MBBI, DL, MCCFIInstruction::createDefCfaOffset(
998                                   nullptr, -StackSize + stackGrowth));
999     }
1000
1001     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1002     if (PushedRegs)
1003       emitCalleeSavedFrameMoves(MBB, MBBI, DL);
1004   }
1005 }
1006
1007 bool X86FrameLowering::canUseLEAForSPInEpilogue(
1008     const MachineFunction &MF) const {
1009   // We can't use LEA instructions for adjusting the stack pointer if this is a
1010   // leaf function in the Win64 ABI.  Only ADD instructions may be used to
1011   // deallocate the stack.
1012   // This means that we can use LEA for SP in two situations:
1013   // 1. We *aren't* using the Win64 ABI which means we are free to use LEA.
1014   // 2. We *have* a frame pointer which means we are permitted to use LEA.
1015   return !MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI() || hasFP(MF);
1016 }
1017
1018 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1019                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
1020   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1021   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1022   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1023   DebugLoc DL;
1024   if (MBBI != MBB.end())
1025     DL = MBBI->getDebugLoc();
1026   // standard x86_64 and NaCl use 64-bit frame/stack pointers, x32 - 32-bit.
1027   const bool Is64BitILP32 = STI.isTarget64BitILP32();
1028   unsigned FramePtr = TRI->getFrameRegister(MF);
1029   unsigned MachineFramePtr =
1030       Is64BitILP32 ? getX86SubSuperRegister(FramePtr, MVT::i64, false)
1031                    : FramePtr;
1032
1033   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1034   bool NeedsWinCFI =
1035       IsWin64Prologue && MF.getFunction()->needsUnwindTableEntry();
1036
1037   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1038   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1039   uint64_t MaxAlign = calculateMaxStackAlign(MF);
1040   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1041   uint64_t NumBytes = 0;
1042
1043   if (hasFP(MF)) {
1044     // Calculate required stack adjustment.
1045     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1046     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1047
1048     // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack was
1049     // realigned.
1050     if (TRI->needsStackRealignment(MF) && !IsWin64Prologue)
1051       NumBytes = RoundUpToAlignment(FrameSize, MaxAlign);
1052
1053     // Pop EBP.
1054     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1055             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), MachineFramePtr);
1056   } else {
1057     NumBytes = StackSize - CSSize;
1058   }
1059   uint64_t SEHStackAllocAmt = NumBytes;
1060
1061   // Skip the callee-saved pop instructions.
1062   while (MBBI != MBB.begin()) {
1063     MachineBasicBlock::iterator PI = std::prev(MBBI);
1064     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1065
1066     if (Opc != X86::POP32r && Opc != X86::POP64r && Opc != X86::DBG_VALUE &&
1067         !PI->isTerminator())
1068       break;
1069
1070     --MBBI;
1071   }
1072   MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
1073
1074   if (MBBI != MBB.end())
1075     DL = MBBI->getDebugLoc();
1076
1077   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1078   // instruction, merge the two instructions.
1079   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1080     mergeSPUpdatesUp(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
1081
1082   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1083   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1084   // realigned.
1085   if (TRI->needsStackRealignment(MF) || MFI->hasVarSizedObjects()) {
1086     if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1087       MBBI = FirstCSPop;
1088     unsigned SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(SEHStackAllocAmt);
1089     uint64_t LEAAmount =
1090         IsWin64Prologue ? SEHStackAllocAmt - SEHFrameOffset : -CSSize;
1091
1092     // There are only two legal forms of epilogue:
1093     // - add SEHAllocationSize, %rsp
1094     // - lea SEHAllocationSize(%FramePtr), %rsp
1095     //
1096     // 'mov %FramePtr, %rsp' will not be recognized as an epilogue sequence.
1097     // However, we may use this sequence if we have a frame pointer because the
1098     // effects of the prologue can safely be undone.
1099     if (LEAAmount != 0) {
1100       unsigned Opc = getLEArOpcode(Uses64BitFramePtr);
1101       addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1102                    FramePtr, false, LEAAmount);
1103       --MBBI;
1104     } else {
1105       unsigned Opc = (Uses64BitFramePtr ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
1106       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
1107         .addReg(FramePtr);
1108       --MBBI;
1109     }
1110   } else if (NumBytes) {
1111     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1112     emitSPUpdate(MBB, MBBI, NumBytes, /*InEpilogue=*/true);
1113     --MBBI;
1114   }
1115
1116   // Windows unwinder will not invoke function's exception handler if IP is
1117   // either in prologue or in epilogue.  This behavior causes a problem when a
1118   // call immediately precedes an epilogue, because the return address points
1119   // into the epilogue.  To cope with that, we insert an epilogue marker here,
1120   // then replace it with a 'nop' if it ends up immediately after a CALL in the
1121   // final emitted code.
1122   if (NeedsWinCFI)
1123     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::SEH_Epilogue));
1124
1125   // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1126   int Offset = -1 * X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1127   assert(Offset >= 0 && "TCDelta should never be positive");
1128   if (Offset) {
1129     MBBI = MBB.getFirstTerminator();
1130
1131     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1132     Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, true);
1133     emitSPUpdate(MBB, MBBI, Offset, /*InEpilogue=*/true);
1134   }
1135 }
1136
1137 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF,
1138                                           int FI) const {
1139   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1140   // Offset will hold the offset from the stack pointer at function entry to the
1141   // object.
1142   // We need to factor in additional offsets applied during the prologue to the
1143   // frame, base, and stack pointer depending on which is used.
1144   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1145   const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1146   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1147   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1148   bool HasFP = hasFP(MF);
1149   bool IsWin64Prologue = MF.getTarget().getMCAsmInfo()->usesWindowsCFI();
1150   int64_t FPDelta = 0;
1151
1152   if (IsWin64Prologue) {
1153     assert(!MFI->hasCalls() || (StackSize % 16) == 8);
1154
1155     // Calculate required stack adjustment.
1156     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1157     // If required, include space for extra hidden slot for stashing base pointer.
1158     if (X86FI->getRestoreBasePointer())
1159       FrameSize += SlotSize;
1160     uint64_t NumBytes = FrameSize - CSSize;
1161
1162     uint64_t SEHFrameOffset = calculateSetFPREG(NumBytes);
1163     if (FI && FI == X86FI->getFAIndex())
1164       return -SEHFrameOffset;
1165
1166     // FPDelta is the offset from the "traditional" FP location of the old base
1167     // pointer followed by return address and the location required by the
1168     // restricted Win64 prologue.
1169     // Add FPDelta to all offsets below that go through the frame pointer.
1170     FPDelta = FrameSize - SEHFrameOffset;
1171     assert((!MFI->hasCalls() || (FPDelta % 16) == 0) &&
1172            "FPDelta isn't aligned per the Win64 ABI!");
1173   }
1174
1175
1176   if (TRI->hasBasePointer(MF)) {
1177     assert(HasFP && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
1178     if (FI < 0) {
1179       // Skip the saved EBP.
1180       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1181     } else {
1182       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1183       return Offset + StackSize;
1184     }
1185   } else if (TRI->needsStackRealignment(MF)) {
1186     if (FI < 0) {
1187       // Skip the saved EBP.
1188       return Offset + SlotSize + FPDelta;
1189     } else {
1190       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1191       return Offset + StackSize;
1192     }
1193     // FIXME: Support tail calls
1194   } else {
1195     if (!HasFP)
1196       return Offset + StackSize;
1197
1198     // Skip the saved EBP.
1199     Offset += SlotSize;
1200
1201     // Skip the RETADDR move area
1202     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1203     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1204       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1205   }
1206
1207   return Offset + FPDelta;
1208 }
1209
1210 int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
1211                                              unsigned &FrameReg) const {
1212   // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
1213   // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
1214   // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
1215   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1216     FrameReg = TRI->getBaseRegister();
1217   else if (TRI->needsStackRealignment(MF))
1218     FrameReg = TRI->getStackRegister();
1219   else
1220     FrameReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1221   return getFrameIndexOffset(MF, FI);
1222 }
1223
1224 // Simplified from getFrameIndexOffset keeping only StackPointer cases
1225 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffsetFromSP(const MachineFunction &MF, int FI) const {
1226   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1227   // Does not include any dynamic realign.
1228   const uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1229   {
1230 #ifndef NDEBUG
1231     // Note: LLVM arranges the stack as:
1232     // Args > Saved RetPC (<--FP) > CSRs > dynamic alignment (<--BP)
1233     //      > "Stack Slots" (<--SP)
1234     // We can always address StackSlots from RSP.  We can usually (unless
1235     // needsStackRealignment) address CSRs from RSP, but sometimes need to
1236     // address them from RBP.  FixedObjects can be placed anywhere in the stack
1237     // frame depending on their specific requirements (i.e. we can actually
1238     // refer to arguments to the function which are stored in the *callers*
1239     // frame).  As a result, THE RESULT OF THIS CALL IS MEANINGLESS FOR CSRs
1240     // AND FixedObjects IFF needsStackRealignment or hasVarSizedObject.
1241
1242     assert(!TRI->hasBasePointer(MF) && "we don't handle this case");
1243
1244     // We don't handle tail calls, and shouldn't be seeing them
1245     // either.
1246     int TailCallReturnAddrDelta =
1247         MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getTCReturnAddrDelta();
1248     assert(!(TailCallReturnAddrDelta < 0) && "we don't handle this case!");
1249 #endif
1250   }
1251
1252   // This is how the math works out:
1253   //
1254   //  %rsp grows (i.e. gets lower) left to right. Each box below is
1255   //  one word (eight bytes).  Obj0 is the stack slot we're trying to
1256   //  get to.
1257   //
1258   //    ----------------------------------
1259   //    | BP | Obj0 | Obj1 | ... | ObjN |
1260   //    ----------------------------------
1261   //    ^    ^      ^                   ^
1262   //    A    B      C                   E
1263   //
1264   // A is the incoming stack pointer.
1265   // (B - A) is the local area offset (-8 for x86-64) [1]
1266   // (C - A) is the Offset returned by MFI->getObjectOffset for Obj0 [2]
1267   //
1268   // |(E - B)| is the StackSize (absolute value, positive).  For a
1269   // stack that grown down, this works out to be (B - E). [3]
1270   //
1271   // E is also the value of %rsp after stack has been set up, and we
1272   // want (C - E) -- the value we can add to %rsp to get to Obj0.  Now
1273   // (C - E) == (C - A) - (B - A) + (B - E)
1274   //            { Using [1], [2] and [3] above }
1275   //         == getObjectOffset - LocalAreaOffset + StackSize
1276   //
1277
1278   // Get the Offset from the StackPointer
1279   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1280
1281   return Offset + StackSize;
1282 }
1283 // Simplified from getFrameIndexReference keeping only StackPointer cases
1284 int X86FrameLowering::getFrameIndexReferenceFromSP(const MachineFunction &MF,
1285                                                    int FI,
1286                                                    unsigned &FrameReg) const {
1287   assert(!TRI->hasBasePointer(MF) && "we don't handle this case");
1288
1289   FrameReg = TRI->getStackRegister();
1290   return getFrameIndexOffsetFromSP(MF, FI);
1291 }
1292
1293 bool X86FrameLowering::assignCalleeSavedSpillSlots(
1294     MachineFunction &MF, const TargetRegisterInfo *TRI,
1295     std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) const {
1296   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1297   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1298
1299   unsigned CalleeSavedFrameSize = 0;
1300   int SpillSlotOffset = getOffsetOfLocalArea() + X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1301
1302   if (hasFP(MF)) {
1303     // emitPrologue always spills frame register the first thing.
1304     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1305     MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1306
1307     // Since emitPrologue and emitEpilogue will handle spilling and restoring of
1308     // the frame register, we can delete it from CSI list and not have to worry
1309     // about avoiding it later.
1310     unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1311     for (unsigned i = 0; i < CSI.size(); ++i) {
1312       if (TRI->regsOverlap(CSI[i].getReg(),FPReg)) {
1313         CSI.erase(CSI.begin() + i);
1314         break;
1315       }
1316     }
1317   }
1318
1319   // Assign slots for GPRs. It increases frame size.
1320   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1321     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1322
1323     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) && !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1324       continue;
1325
1326     SpillSlotOffset -= SlotSize;
1327     CalleeSavedFrameSize += SlotSize;
1328
1329     int SlotIndex = MFI->CreateFixedSpillStackObject(SlotSize, SpillSlotOffset);
1330     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1331   }
1332
1333   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeSavedFrameSize);
1334
1335   // Assign slots for XMMs.
1336   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1337     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1338     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1339       continue;
1340
1341     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1342     // ensure alignment
1343     SpillSlotOffset -= std::abs(SpillSlotOffset) % RC->getAlignment();
1344     // spill into slot
1345     SpillSlotOffset -= RC->getSize();
1346     int SlotIndex =
1347         MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), SpillSlotOffset);
1348     CSI[i - 1].setFrameIdx(SlotIndex);
1349     MFI->ensureMaxAlignment(RC->getAlignment());
1350   }
1351
1352   return true;
1353 }
1354
1355 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(
1356     MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator MI,
1357     const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1358     const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1359   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1360
1361   // Push GPRs. It increases frame size.
1362   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1363   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1364     unsigned Reg = CSI[i - 1].getReg();
1365
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
1371     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, RegState::Kill)
1372       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1373   }
1374
1375   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1376   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1377   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1378     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1379     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) || X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1380       continue;
1381     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1382     MBB.addLiveIn(Reg);
1383     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1384
1385     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i - 1].getFrameIdx(), RC,
1386                             TRI);
1387     --MI;
1388     MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1389     ++MI;
1390   }
1391
1392   return true;
1393 }
1394
1395 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1396                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1397                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1398                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1399   if (CSI.empty())
1400     return false;
1401
1402   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1403
1404   // Reload XMMs from stack frame.
1405   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1406     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1407     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1408         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1409       continue;
1410
1411     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1412     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
1413   }
1414
1415   // POP GPRs.
1416   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
1417   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1418     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1419     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1420         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1421       continue;
1422
1423     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg);
1424   }
1425   return true;
1426 }
1427
1428 void X86FrameLowering::determineCalleeSaves(MachineFunction &MF,
1429                                             BitVector &SavedRegs,
1430                                             RegScavenger *RS) const {
1431   TargetFrameLowering::determineCalleeSaves(MF, SavedRegs, RS);
1432
1433   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1434
1435   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1436   int64_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1437
1438   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1439     // create RETURNADDR area
1440     //   arg
1441     //   arg
1442     //   RETADDR
1443     //   { ...
1444     //     RETADDR area
1445     //     ...
1446     //   }
1447     //   [EBP]
1448     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
1449                            TailCallReturnAddrDelta - SlotSize, true);
1450   }
1451
1452   // Spill the BasePtr if it's used.
1453   if (TRI->hasBasePointer(MF))
1454     SavedRegs.set(TRI->getBaseRegister());
1455 }
1456
1457 static bool
1458 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
1459   const Function *F = MF->getFunction();
1460   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1461        I != E; I++) {
1462     if (I->hasNestAttr())
1463       return true;
1464   }
1465   return false;
1466 }
1467
1468 /// GetScratchRegister - Get a temp register for performing work in the
1469 /// segmented stack and the Erlang/HiPE stack prologue. Depending on platform
1470 /// and the properties of the function either one or two registers will be
1471 /// needed. Set primary to true for the first register, false for the second.
1472 static unsigned
1473 GetScratchRegister(bool Is64Bit, bool IsLP64, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
1474   CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
1475
1476   // Erlang stuff.
1477   if (CallingConvention == CallingConv::HiPE) {
1478     if (Is64Bit)
1479       return Primary ? X86::R14 : X86::R13;
1480     else
1481       return Primary ? X86::EBX : X86::EDI;
1482   }
1483
1484   if (Is64Bit) {
1485     if (IsLP64)
1486       return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
1487     else
1488       return Primary ? X86::R11D : X86::R12D;
1489   }
1490
1491   bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
1492
1493   if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
1494       CallingConvention == CallingConv::Fast) {
1495     if (IsNested)
1496       report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
1497                          "nested function.");
1498     return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
1499   }
1500   if (IsNested)
1501     return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
1502   return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
1503 }
1504
1505 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
1506 // limit.
1507 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
1508
1509 void X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(
1510     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1511   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1512   uint64_t StackSize;
1513   unsigned TlsReg, TlsOffset;
1514   DebugLoc DL;
1515
1516   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1517   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1518          "Scratch register is live-in");
1519
1520   if (MF.getFunction()->isVarArg())
1521     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
1522   if (!STI.isTargetLinux() && !STI.isTargetDarwin() && !STI.isTargetWin32() &&
1523       !STI.isTargetWin64() && !STI.isTargetFreeBSD() &&
1524       !STI.isTargetDragonFly())
1525     report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1526
1527   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
1528   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
1529   // prologue.
1530   StackSize = MFI->getStackSize();
1531
1532   // Do not generate a prologue for functions with a stack of size zero
1533   if (StackSize == 0)
1534     return;
1535
1536   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1537   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1538   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1539   bool IsNested = false;
1540
1541   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
1542   if (Is64Bit)
1543     IsNested = HasNestArgument(&MF);
1544
1545   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
1546   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
1547
1548   for (MachineBasicBlock::livein_iterator i = PrologueMBB.livein_begin(),
1549                                           e = PrologueMBB.livein_end();
1550        i != e; i++) {
1551     allocMBB->addLiveIn(*i);
1552     checkMBB->addLiveIn(*i);
1553   }
1554
1555   if (IsNested)
1556     allocMBB->addLiveIn(IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D);
1557
1558   MF.push_front(allocMBB);
1559   MF.push_front(checkMBB);
1560
1561   // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
1562   // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
1563   bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
1564
1565   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
1566   if (Is64Bit) {
1567     if (STI.isTargetLinux()) {
1568       TlsReg = X86::FS;
1569       TlsOffset = IsLP64 ? 0x70 : 0x40;
1570     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1571       TlsReg = X86::GS;
1572       TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
1573     } else if (STI.isTargetWin64()) {
1574       TlsReg = X86::GS;
1575       TlsOffset = 0x28; // pvArbitrary, reserved for application use
1576     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1577       TlsReg = X86::FS;
1578       TlsOffset = 0x18;
1579     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1580       TlsReg = X86::FS;
1581       TlsOffset = 0x20; // use tls_tcb.tcb_segstack
1582     } else {
1583       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1584     }
1585
1586     if (CompareStackPointer)
1587       ScratchReg = IsLP64 ? X86::RSP : X86::ESP;
1588     else
1589       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::LEA64r : X86::LEA64_32r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
1590         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1591
1592     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(IsLP64 ? X86::CMP64rm : X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1593       .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1594   } else {
1595     if (STI.isTargetLinux()) {
1596       TlsReg = X86::GS;
1597       TlsOffset = 0x30;
1598     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1599       TlsReg = X86::GS;
1600       TlsOffset = 0x48 + 90*4;
1601     } else if (STI.isTargetWin32()) {
1602       TlsReg = X86::FS;
1603       TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
1604     } else if (STI.isTargetDragonFly()) {
1605       TlsReg = X86::FS;
1606       TlsOffset = 0x10; // use tls_tcb.tcb_segstack
1607     } else if (STI.isTargetFreeBSD()) {
1608       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
1609     } else {
1610       report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
1611     }
1612
1613     if (CompareStackPointer)
1614       ScratchReg = X86::ESP;
1615     else
1616       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
1617         .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1618
1619     if (STI.isTargetLinux() || STI.isTargetWin32() || STI.isTargetWin64() ||
1620         STI.isTargetDragonFly()) {
1621       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1622         .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1623     } else if (STI.isTargetDarwin()) {
1624
1625       // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register.
1626       unsigned ScratchReg2;
1627       bool SaveScratch2;
1628       if (CompareStackPointer) {
1629         // The primary scratch register is available for holding the TLS offset.
1630         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1631         SaveScratch2 = false;
1632       } else {
1633         // Need to use a second register to hold the TLS offset
1634         ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, false);
1635
1636         // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an
1637         // argument.
1638         SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
1639       }
1640
1641       // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved.
1642       assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
1643              "Scratch register is live-in and not saved");
1644
1645       if (SaveScratch2)
1646         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1647           .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
1648
1649       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
1650         .addImm(TlsOffset);
1651       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
1652         .addReg(ScratchReg)
1653         .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
1654         .addImm(0)
1655         .addReg(TlsReg);
1656
1657       if (SaveScratch2)
1658         BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
1659     }
1660   }
1661
1662   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
1663   // It jumps to normal execution of the function body.
1664   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_1)).addMBB(&PrologueMBB);
1665
1666   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
1667   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
1668   if (Is64Bit) {
1669     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
1670     // the call to _morestack
1671
1672     const unsigned RegAX = IsLP64 ? X86::RAX : X86::EAX;
1673     const unsigned Reg10 = IsLP64 ? X86::R10 : X86::R10D;
1674     const unsigned Reg11 = IsLP64 ? X86::R11 : X86::R11D;
1675     const unsigned MOVrr = IsLP64 ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
1676     const unsigned MOVri = IsLP64 ? X86::MOV64ri : X86::MOV32ri;
1677
1678     if (IsNested)
1679       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVrr), RegAX).addReg(Reg10);
1680
1681     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg10)
1682       .addImm(StackSize);
1683     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(MOVri), Reg11)
1684       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1685     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg10);
1686     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(Reg11);
1687   } else {
1688     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1689       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1690     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1691       .addImm(StackSize);
1692   }
1693
1694   // __morestack is in libgcc
1695   if (Is64Bit && MF.getTarget().getCodeModel() == CodeModel::Large) {
1696     // Under the large code model, we cannot assume that __morestack lives
1697     // within 2^31 bytes of the call site, so we cannot use pc-relative
1698     // addressing. We cannot perform the call via a temporary register,
1699     // as the rax register may be used to store the static chain, and all
1700     // other suitable registers may be either callee-save or used for
1701     // parameter passing. We cannot use the stack at this point either
1702     // because __morestack manipulates the stack directly.
1703     //
1704     // To avoid these issues, perform an indirect call via a read-only memory
1705     // location containing the address.
1706     //
1707     // This solution is not perfect, as it assumes that the .rodata section
1708     // is laid out within 2^31 bytes of each function body, but this seems
1709     // to be sufficient for JIT.
1710     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64m))
1711         .addReg(X86::RIP)
1712         .addImm(0)
1713         .addReg(0)
1714         .addExternalSymbol("__morestack_addr")
1715         .addReg(0);
1716     MF.getMMI().setUsesMorestackAddr(true);
1717   } else {
1718     if (Is64Bit)
1719       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
1720         .addExternalSymbol("__morestack");
1721     else
1722       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1723         .addExternalSymbol("__morestack");
1724   }
1725
1726   if (IsNested)
1727     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
1728   else
1729     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
1730
1731   allocMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1732
1733   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
1734   checkMBB->addSuccessor(&PrologueMBB);
1735
1736 #ifdef XDEBUG
1737   MF.verify();
1738 #endif
1739 }
1740
1741 /// Erlang programs may need a special prologue to handle the stack size they
1742 /// might need at runtime. That is because Erlang/OTP does not implement a C
1743 /// stack but uses a custom implementation of hybrid stack/heap architecture.
1744 /// (for more information see Eric Stenman's Ph.D. thesis:
1745 /// http://publications.uu.se/uu/fulltext/nbn_se_uu_diva-2688.pdf)
1746 ///
1747 /// CheckStack:
1748 ///       temp0 = sp - MaxStack
1749 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1750 /// OldStart:
1751 ///       ...
1752 /// IncStack:
1753 ///       call inc_stack   # doubles the stack space
1754 ///       temp0 = sp - MaxStack
1755 ///       if( temp0 < SP_LIMIT(P) ) goto IncStack else goto OldStart
1756 void X86FrameLowering::adjustForHiPEPrologue(
1757     MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &PrologueMBB) const {
1758   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1759   DebugLoc DL;
1760   // HiPE-specific values
1761   const unsigned HipeLeafWords = 24;
1762   const unsigned CCRegisteredArgs = Is64Bit ? 6 : 5;
1763   const unsigned Guaranteed = HipeLeafWords * SlotSize;
1764   unsigned CallerStkArity = MF.getFunction()->arg_size() > CCRegisteredArgs ?
1765                             MF.getFunction()->arg_size() - CCRegisteredArgs : 0;
1766   unsigned MaxStack = MFI->getStackSize() + CallerStkArity*SlotSize + SlotSize;
1767
1768   assert(STI.isTargetLinux() &&
1769          "HiPE prologue is only supported on Linux operating systems.");
1770
1771   // Compute the largest caller's frame that is needed to fit the callees'
1772   // frames. This 'MaxStack' is computed from:
1773   //
1774   // a) the fixed frame size, which is the space needed for all spilled temps,
1775   // b) outgoing on-stack parameter areas, and
1776   // c) the minimum stack space this function needs to make available for the
1777   //    functions it calls (a tunable ABI property).
1778   if (MFI->hasCalls()) {
1779     unsigned MoreStackForCalls = 0;
1780
1781     for (MachineFunction::iterator MBBI = MF.begin(), MBBE = MF.end();
1782          MBBI != MBBE; ++MBBI)
1783       for (MachineBasicBlock::iterator MI = MBBI->begin(), ME = MBBI->end();
1784            MI != ME; ++MI) {
1785         if (!MI->isCall())
1786           continue;
1787
1788         // Get callee operand.
1789         const MachineOperand &MO = MI->getOperand(0);
1790
1791         // Only take account of global function calls (no closures etc.).
1792         if (!MO.isGlobal())
1793           continue;
1794
1795         const Function *F = dyn_cast<Function>(MO.getGlobal());
1796         if (!F)
1797           continue;
1798
1799         // Do not update 'MaxStack' for primitive and built-in functions
1800         // (encoded with names either starting with "erlang."/"bif_" or not
1801         // having a ".", such as a simple <Module>.<Function>.<Arity>, or an
1802         // "_", such as the BIF "suspend_0") as they are executed on another
1803         // stack.
1804         if (F->getName().find("erlang.") != StringRef::npos ||
1805             F->getName().find("bif_") != StringRef::npos ||
1806             F->getName().find_first_of("._") == StringRef::npos)
1807           continue;
1808
1809         unsigned CalleeStkArity =
1810           F->arg_size() > CCRegisteredArgs ? F->arg_size()-CCRegisteredArgs : 0;
1811         if (HipeLeafWords - 1 > CalleeStkArity)
1812           MoreStackForCalls = std::max(MoreStackForCalls,
1813                                (HipeLeafWords - 1 - CalleeStkArity) * SlotSize);
1814       }
1815     MaxStack += MoreStackForCalls;
1816   }
1817
1818   // If the stack frame needed is larger than the guaranteed then runtime checks
1819   // and calls to "inc_stack_0" BIF should be inserted in the assembly prologue.
1820   if (MaxStack > Guaranteed) {
1821     MachineBasicBlock *stackCheckMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1822     MachineBasicBlock *incStackMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1823
1824     for (MachineBasicBlock::livein_iterator I = PrologueMBB.livein_begin(),
1825                                             E = PrologueMBB.livein_end();
1826          I != E; I++) {
1827       stackCheckMBB->addLiveIn(*I);
1828       incStackMBB->addLiveIn(*I);
1829     }
1830
1831     MF.push_front(incStackMBB);
1832     MF.push_front(stackCheckMBB);
1833
1834     unsigned ScratchReg, SPReg, PReg, SPLimitOffset;
1835     unsigned LEAop, CMPop, CALLop;
1836     if (Is64Bit) {
1837       SPReg = X86::RSP;
1838       PReg  = X86::RBP;
1839       LEAop = X86::LEA64r;
1840       CMPop = X86::CMP64rm;
1841       CALLop = X86::CALL64pcrel32;
1842       SPLimitOffset = 0x90;
1843     } else {
1844       SPReg = X86::ESP;
1845       PReg  = X86::EBP;
1846       LEAop = X86::LEA32r;
1847       CMPop = X86::CMP32rm;
1848       CALLop = X86::CALLpcrel32;
1849       SPLimitOffset = 0x4c;
1850     }
1851
1852     ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, IsLP64, MF, true);
1853     assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1854            "HiPE prologue scratch register is live-in");
1855
1856     // Create new MBB for StackCheck:
1857     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
1858                  SPReg, false, -MaxStack);
1859     // SPLimitOffset is in a fixed heap location (pointed by BP).
1860     addRegOffset(BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(CMPop))
1861                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
1862     BuildMI(stackCheckMBB, DL, TII.get(X86::JAE_1)).addMBB(&PrologueMBB);
1863
1864     // Create new MBB for IncStack:
1865     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CALLop)).
1866       addExternalSymbol("inc_stack_0");
1867     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(LEAop), ScratchReg),
1868                  SPReg, false, -MaxStack);
1869     addRegOffset(BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(CMPop))
1870                  .addReg(ScratchReg), PReg, false, SPLimitOffset);
1871     BuildMI(incStackMBB, DL, TII.get(X86::JLE_1)).addMBB(incStackMBB);
1872
1873     stackCheckMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
1874     stackCheckMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
1875     incStackMBB->addSuccessor(&PrologueMBB, 99);
1876     incStackMBB->addSuccessor(incStackMBB, 1);
1877   }
1878 #ifdef XDEBUG
1879   MF.verify();
1880 #endif
1881 }
1882
1883 void X86FrameLowering::
1884 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
1885                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
1886   bool reserveCallFrame = hasReservedCallFrame(MF);
1887   unsigned Opcode = I->getOpcode();
1888   bool isDestroy = Opcode == TII.getCallFrameDestroyOpcode();
1889   DebugLoc DL = I->getDebugLoc();
1890   uint64_t Amount = !reserveCallFrame ? I->getOperand(0).getImm() : 0;
1891   uint64_t InternalAmt = (isDestroy || Amount) ? I->getOperand(1).getImm() : 0;
1892   I = MBB.erase(I);
1893
1894   if (!reserveCallFrame) {
1895     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
1896     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
1897     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
1898     if (Amount == 0)
1899       return;
1900
1901     // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
1902     // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
1903     // alignment boundary.
1904     unsigned StackAlign = getStackAlignment();
1905     Amount = RoundUpToAlignment(Amount, StackAlign);
1906
1907     // Factor out the amount that gets handled inside the sequence
1908     // (Pushes of argument for frame setup, callee pops for frame destroy)
1909     Amount -= InternalAmt;
1910
1911     if (Amount) {
1912       // Add Amount to SP to destroy a frame, and subtract to setup.
1913       int Offset = isDestroy ? Amount : -Amount;
1914       BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, Offset, /*InEpilogue=*/false);
1915     }
1916     return;
1917   }
1918
1919   if (isDestroy && InternalAmt) {
1920     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
1921     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
1922     // more advanced stack pointer tracking ability.
1923     // We are not tracking the stack pointer adjustment by the callee, so make
1924     // sure we restore the stack pointer immediately after the call, there may
1925     // be spill code inserted between the CALL and ADJCALLSTACKUP instructions.
1926     MachineBasicBlock::iterator B = MBB.begin();
1927     while (I != B && !std::prev(I)->isCall())
1928       --I;
1929     BuildStackAdjustment(MBB, I, DL, -InternalAmt, /*InEpilogue=*/false);
1930   }
1931 }
1932
1933 bool X86FrameLowering::canUseAsEpilogue(const MachineBasicBlock &MBB) const {
1934   assert(MBB.getParent() && "Block is not attached to a function!");
1935
1936   if (canUseLEAForSPInEpilogue(*MBB.getParent()))
1937     return true;
1938
1939   // If we cannot use LEA to adjust SP, we may need to use ADD, which
1940   // clobbers the EFLAGS. Check that none of the terminators reads the
1941   // EFLAGS, and if one uses it, conservatively assume this is not
1942   // safe to insert the epilogue here.
1943   return !terminatorsNeedFlagsAsInput(MBB);
1944 }