Fix PR6696 and PR6663
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86RegisterInfo.cpp
1 //===- X86RegisterInfo.cpp - X86 Register Information -----------*- C++ -*-===//
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 the TargetRegisterInfo class.
11 // This file is responsible for the frame pointer elimination optimization
12 // on X86.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "X86.h"
17 #include "X86RegisterInfo.h"
18 #include "X86InstrBuilder.h"
19 #include "X86MachineFunctionInfo.h"
20 #include "X86Subtarget.h"
21 #include "X86TargetMachine.h"
22 #include "llvm/Constants.h"
23 #include "llvm/Function.h"
24 #include "llvm/Type.h"
25 #include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
26 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
27 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
28 #include "llvm/CodeGen/MachineFunctionPass.h"
29 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
30 #include "llvm/CodeGen/MachineLocation.h"
31 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
32 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
33 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
34 #include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
35 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
36 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
37 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
38 #include "llvm/ADT/BitVector.h"
39 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
40 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
41 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
42 using namespace llvm;
43
44 X86RegisterInfo::X86RegisterInfo(X86TargetMachine &tm,
45                                  const TargetInstrInfo &tii)
46   : X86GenRegisterInfo(tm.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit() ?
47                          X86::ADJCALLSTACKDOWN64 :
48                          X86::ADJCALLSTACKDOWN32,
49                        tm.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit() ?
50                          X86::ADJCALLSTACKUP64 :
51                          X86::ADJCALLSTACKUP32),
52     TM(tm), TII(tii) {
53   // Cache some information.
54   const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
55   Is64Bit = Subtarget->is64Bit();
56   IsWin64 = Subtarget->isTargetWin64();
57   StackAlign = TM.getFrameInfo()->getStackAlignment();
58
59   if (Is64Bit) {
60     SlotSize = 8;
61     StackPtr = X86::RSP;
62     FramePtr = X86::RBP;
63   } else {
64     SlotSize = 4;
65     StackPtr = X86::ESP;
66     FramePtr = X86::EBP;
67   }
68 }
69
70 /// getDwarfRegNum - This function maps LLVM register identifiers to the DWARF
71 /// specific numbering, used in debug info and exception tables.
72 int X86RegisterInfo::getDwarfRegNum(unsigned RegNo, bool isEH) const {
73   const X86Subtarget *Subtarget = &TM.getSubtarget<X86Subtarget>();
74   unsigned Flavour = DWARFFlavour::X86_64;
75
76   if (!Subtarget->is64Bit()) {
77     if (Subtarget->isTargetDarwin()) {
78       if (isEH)
79         Flavour = DWARFFlavour::X86_32_DarwinEH;
80       else
81         Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
82     } else if (Subtarget->isTargetCygMing()) {
83       // Unsupported by now, just quick fallback
84       Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
85     } else {
86       Flavour = DWARFFlavour::X86_32_Generic;
87     }
88   }
89
90   return X86GenRegisterInfo::getDwarfRegNumFull(RegNo, Flavour);
91 }
92
93 /// getX86RegNum - This function maps LLVM register identifiers to their X86
94 /// specific numbering, which is used in various places encoding instructions.
95 unsigned X86RegisterInfo::getX86RegNum(unsigned RegNo) {
96   switch(RegNo) {
97   case X86::RAX: case X86::EAX: case X86::AX: case X86::AL: return N86::EAX;
98   case X86::RCX: case X86::ECX: case X86::CX: case X86::CL: return N86::ECX;
99   case X86::RDX: case X86::EDX: case X86::DX: case X86::DL: return N86::EDX;
100   case X86::RBX: case X86::EBX: case X86::BX: case X86::BL: return N86::EBX;
101   case X86::RSP: case X86::ESP: case X86::SP: case X86::SPL: case X86::AH:
102     return N86::ESP;
103   case X86::RBP: case X86::EBP: case X86::BP: case X86::BPL: case X86::CH:
104     return N86::EBP;
105   case X86::RSI: case X86::ESI: case X86::SI: case X86::SIL: case X86::DH:
106     return N86::ESI;
107   case X86::RDI: case X86::EDI: case X86::DI: case X86::DIL: case X86::BH:
108     return N86::EDI;
109
110   case X86::R8:  case X86::R8D:  case X86::R8W:  case X86::R8B:
111     return N86::EAX;
112   case X86::R9:  case X86::R9D:  case X86::R9W:  case X86::R9B:
113     return N86::ECX;
114   case X86::R10: case X86::R10D: case X86::R10W: case X86::R10B:
115     return N86::EDX;
116   case X86::R11: case X86::R11D: case X86::R11W: case X86::R11B:
117     return N86::EBX;
118   case X86::R12: case X86::R12D: case X86::R12W: case X86::R12B:
119     return N86::ESP;
120   case X86::R13: case X86::R13D: case X86::R13W: case X86::R13B:
121     return N86::EBP;
122   case X86::R14: case X86::R14D: case X86::R14W: case X86::R14B:
123     return N86::ESI;
124   case X86::R15: case X86::R15D: case X86::R15W: case X86::R15B:
125     return N86::EDI;
126
127   case X86::ST0: case X86::ST1: case X86::ST2: case X86::ST3:
128   case X86::ST4: case X86::ST5: case X86::ST6: case X86::ST7:
129     return RegNo-X86::ST0;
130
131   case X86::XMM0: case X86::XMM8: case X86::MM0:
132     return 0;
133   case X86::XMM1: case X86::XMM9: case X86::MM1:
134     return 1;
135   case X86::XMM2: case X86::XMM10: case X86::MM2:
136     return 2;
137   case X86::XMM3: case X86::XMM11: case X86::MM3:
138     return 3;
139   case X86::XMM4: case X86::XMM12: case X86::MM4:
140     return 4;
141   case X86::XMM5: case X86::XMM13: case X86::MM5:
142     return 5;
143   case X86::XMM6: case X86::XMM14: case X86::MM6:
144     return 6;
145   case X86::XMM7: case X86::XMM15: case X86::MM7:
146     return 7;
147
148   default:
149     assert(isVirtualRegister(RegNo) && "Unknown physical register!");
150     llvm_unreachable("Register allocator hasn't allocated reg correctly yet!");
151     return 0;
152   }
153 }
154
155 const TargetRegisterClass *
156 X86RegisterInfo::getMatchingSuperRegClass(const TargetRegisterClass *A,
157                                           const TargetRegisterClass *B,
158                                           unsigned SubIdx) const {
159   switch (SubIdx) {
160   default: return 0;
161   case 1:
162     // 8-bit
163     if (B == &X86::GR8RegClass) {
164       if (A->getSize() == 2 || A->getSize() == 4 || A->getSize() == 8)
165         return A;
166     } else if (B == &X86::GR8_ABCD_LRegClass || B == &X86::GR8_ABCD_HRegClass) {
167       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
168           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
169           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
170           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
171         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
172       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
173                A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
174                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
175         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
176       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_ABCDRegClass ||
177                A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
178         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
179     } else if (B == &X86::GR8_NOREXRegClass) {
180       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
181           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
182         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
183       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
184         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
185       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
186                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
187         return &X86::GR32_NOREXRegClass;
188       else if (A == &X86::GR32_ABCDRegClass)
189         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
190       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
191         return &X86::GR16_NOREXRegClass;
192       else if (A == &X86::GR16_ABCDRegClass)
193         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
194     } else if (B == &X86::FR32RegClass) {
195       return A;
196     }
197     break;
198   case 2:
199     // 8-bit hi
200     if (B == &X86::GR8_ABCD_HRegClass) {
201       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
202           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
203           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
204           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
205         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
206       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
207                A == &X86::GR32_NOREXRegClass || A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
208         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
209       else if (A == &X86::GR16RegClass || A == &X86::GR16_ABCDRegClass ||
210                A == &X86::GR16_NOREXRegClass)
211         return &X86::GR16_ABCDRegClass;
212     } else if (B == &X86::FR64RegClass) {
213       return A;
214     }
215     break;
216   case 3:
217     // 16-bit
218     if (B == &X86::GR16RegClass) {
219       if (A->getSize() == 4 || A->getSize() == 8)
220         return A;
221     } else if (B == &X86::GR16_ABCDRegClass) {
222       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
223           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
224           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
225           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
226         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
227       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_ABCDRegClass ||
228                A == &X86::GR32_NOREXRegClass || A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
229         return &X86::GR32_ABCDRegClass;
230     } else if (B == &X86::GR16_NOREXRegClass) {
231       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
232           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
233         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
234       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
235         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
236       else if (A == &X86::GR32RegClass || A == &X86::GR32_NOREXRegClass ||
237                A == &X86::GR32_NOSPRegClass)
238         return &X86::GR32_NOREXRegClass;
239       else if (A == &X86::GR32_ABCDRegClass)
240         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
241     } else if (B == &X86::VR128RegClass) {
242       return A;
243     }
244     break;
245   case 4:
246     // 32-bit
247     if (B == &X86::GR32RegClass || B == &X86::GR32_NOSPRegClass) {
248       if (A->getSize() == 8)
249         return A;
250     } else if (B == &X86::GR32_ABCDRegClass) {
251       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_ABCDRegClass ||
252           A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
253           A == &X86::GR64_NOSPRegClass ||
254           A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
255         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
256     } else if (B == &X86::GR32_NOREXRegClass) {
257       if (A == &X86::GR64RegClass || A == &X86::GR64_NOREXRegClass ||
258           A == &X86::GR64_NOSPRegClass || A == &X86::GR64_NOREX_NOSPRegClass)
259         return &X86::GR64_NOREXRegClass;
260       else if (A == &X86::GR64_ABCDRegClass)
261         return &X86::GR64_ABCDRegClass;
262     }
263     break;
264   }
265   return 0;
266 }
267
268 const TargetRegisterClass *
269 X86RegisterInfo::getPointerRegClass(unsigned Kind) const {
270   switch (Kind) {
271   default: llvm_unreachable("Unexpected Kind in getPointerRegClass!");
272   case 0: // Normal GPRs.
273     if (TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit())
274       return &X86::GR64RegClass;
275     return &X86::GR32RegClass;
276   case 1: // Normal GRPs except the stack pointer (for encoding reasons).
277     if (TM.getSubtarget<X86Subtarget>().is64Bit())
278       return &X86::GR64_NOSPRegClass;
279     return &X86::GR32_NOSPRegClass;
280   }
281 }
282
283 const TargetRegisterClass *
284 X86RegisterInfo::getCrossCopyRegClass(const TargetRegisterClass *RC) const {
285   if (RC == &X86::CCRRegClass) {
286     if (Is64Bit)
287       return &X86::GR64RegClass;
288     else
289       return &X86::GR32RegClass;
290   }
291   return NULL;
292 }
293
294 const unsigned *
295 X86RegisterInfo::getCalleeSavedRegs(const MachineFunction *MF) const {
296   bool callsEHReturn = false;
297   bool ghcCall = false;
298
299   if (MF) {
300     callsEHReturn = MF->getMMI().callsEHReturn();
301     const Function *F = MF->getFunction();
302     ghcCall = (F ? F->getCallingConv() == CallingConv::GHC : false);
303   }
304
305   static const unsigned GhcCalleeSavedRegs[] = {
306     0
307   };
308
309   static const unsigned CalleeSavedRegs32Bit[] = {
310     X86::ESI, X86::EDI, X86::EBX, X86::EBP,  0
311   };
312
313   static const unsigned CalleeSavedRegs32EHRet[] = {
314     X86::EAX, X86::EDX, X86::ESI, X86::EDI, X86::EBX, X86::EBP,  0
315   };
316
317   static const unsigned CalleeSavedRegs64Bit[] = {
318     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
319   };
320
321   static const unsigned CalleeSavedRegs64EHRet[] = {
322     X86::RAX, X86::RDX, X86::RBX, X86::R12,
323     X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
324   };
325
326   static const unsigned CalleeSavedRegsWin64[] = {
327     X86::RBX,   X86::RBP,   X86::RDI,   X86::RSI,
328     X86::R12,   X86::R13,   X86::R14,   X86::R15,
329     X86::XMM6,  X86::XMM7,  X86::XMM8,  X86::XMM9,
330     X86::XMM10, X86::XMM11, X86::XMM12, X86::XMM13,
331     X86::XMM14, X86::XMM15, 0
332   };
333
334   if (ghcCall) {
335     return GhcCalleeSavedRegs;
336   } else if (Is64Bit) {
337     if (IsWin64)
338       return CalleeSavedRegsWin64;
339     else
340       return (callsEHReturn ? CalleeSavedRegs64EHRet : CalleeSavedRegs64Bit);
341   } else {
342     return (callsEHReturn ? CalleeSavedRegs32EHRet : CalleeSavedRegs32Bit);
343   }
344 }
345
346 const TargetRegisterClass* const*
347 X86RegisterInfo::getCalleeSavedRegClasses(const MachineFunction *MF) const {
348   bool callsEHReturn = false;
349   if (MF)
350     callsEHReturn = MF->getMMI().callsEHReturn();
351
352   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses32Bit[] = {
353     &X86::GR32RegClass, &X86::GR32RegClass,
354     &X86::GR32RegClass, &X86::GR32RegClass,  0
355   };
356   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses32EHRet[] = {
357     &X86::GR32RegClass, &X86::GR32RegClass,
358     &X86::GR32RegClass, &X86::GR32RegClass,
359     &X86::GR32RegClass, &X86::GR32RegClass,  0
360   };
361   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses64Bit[] = {
362     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass,
363     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass,
364     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass, 0
365   };
366   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClasses64EHRet[] = {
367     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass,
368     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass,
369     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass,
370     &X86::GR64RegClass, &X86::GR64RegClass, 0
371   };
372   static const TargetRegisterClass * const CalleeSavedRegClassesWin64[] = {
373     &X86::GR64RegClass,  &X86::GR64RegClass,
374     &X86::GR64RegClass,  &X86::GR64RegClass,
375     &X86::GR64RegClass,  &X86::GR64RegClass,
376     &X86::GR64RegClass,  &X86::GR64RegClass,
377     &X86::VR128RegClass, &X86::VR128RegClass,
378     &X86::VR128RegClass, &X86::VR128RegClass,
379     &X86::VR128RegClass, &X86::VR128RegClass,
380     &X86::VR128RegClass, &X86::VR128RegClass,
381     &X86::VR128RegClass, &X86::VR128RegClass, 0
382   };
383
384   if (Is64Bit) {
385     if (IsWin64)
386       return CalleeSavedRegClassesWin64;
387     else
388       return (callsEHReturn ?
389               CalleeSavedRegClasses64EHRet : CalleeSavedRegClasses64Bit);
390   } else {
391     return (callsEHReturn ?
392             CalleeSavedRegClasses32EHRet : CalleeSavedRegClasses32Bit);
393   }
394 }
395
396 BitVector X86RegisterInfo::getReservedRegs(const MachineFunction &MF) const {
397   BitVector Reserved(getNumRegs());
398   // Set the stack-pointer register and its aliases as reserved.
399   Reserved.set(X86::RSP);
400   Reserved.set(X86::ESP);
401   Reserved.set(X86::SP);
402   Reserved.set(X86::SPL);
403
404   // Set the instruction pointer register and its aliases as reserved.
405   Reserved.set(X86::RIP);
406   Reserved.set(X86::EIP);
407   Reserved.set(X86::IP);
408
409   // Set the frame-pointer register and its aliases as reserved if needed.
410   if (hasFP(MF)) {
411     Reserved.set(X86::RBP);
412     Reserved.set(X86::EBP);
413     Reserved.set(X86::BP);
414     Reserved.set(X86::BPL);
415   }
416
417   // Mark the x87 stack registers as reserved, since they don't behave normally
418   // with respect to liveness. We don't fully model the effects of x87 stack
419   // pushes and pops after stackification.
420   Reserved.set(X86::ST0);
421   Reserved.set(X86::ST1);
422   Reserved.set(X86::ST2);
423   Reserved.set(X86::ST3);
424   Reserved.set(X86::ST4);
425   Reserved.set(X86::ST5);
426   Reserved.set(X86::ST6);
427   Reserved.set(X86::ST7);
428   return Reserved;
429 }
430
431 //===----------------------------------------------------------------------===//
432 // Stack Frame Processing methods
433 //===----------------------------------------------------------------------===//
434
435 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
436 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
437 /// or if frame pointer elimination is disabled.
438 bool X86RegisterInfo::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
439   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
440   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
441
442   return (NoFramePointerElim ||
443           needsStackRealignment(MF) ||
444           MFI->hasVarSizedObjects() ||
445           MFI->isFrameAddressTaken() ||
446           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
447           MMI.callsUnwindInit());
448 }
449
450 bool X86RegisterInfo::canRealignStack(const MachineFunction &MF) const {
451   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
452   return (RealignStack &&
453           !MFI->hasVarSizedObjects());
454 }
455
456 bool X86RegisterInfo::needsStackRealignment(const MachineFunction &MF) const {
457   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
458   const Function *F = MF.getFunction();
459   bool requiresRealignment =
460     RealignStack && ((MFI->getMaxAlignment() > StackAlign) ||
461                      F->hasFnAttr(Attribute::StackAlignment));
462
463   // FIXME: Currently we don't support stack realignment for functions with
464   //        variable-sized allocas.
465   // FIXME: Temporary disable the error - it seems to be too conservative.
466   if (0 && requiresRealignment && MFI->hasVarSizedObjects())
467     llvm_report_error(
468       "Stack realignment in presense of dynamic allocas is not supported");
469
470   return (requiresRealignment && !MFI->hasVarSizedObjects());
471 }
472
473 bool X86RegisterInfo::hasReservedCallFrame(MachineFunction &MF) const {
474   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
475 }
476
477 bool X86RegisterInfo::hasReservedSpillSlot(MachineFunction &MF, unsigned Reg,
478                                            int &FrameIdx) const {
479   if (Reg == FramePtr && hasFP(MF)) {
480     FrameIdx = MF.getFrameInfo()->getObjectIndexBegin();
481     return true;
482   }
483   return false;
484 }
485
486 int
487 X86RegisterInfo::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) const {
488   const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
489   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
490   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - TFI.getOffsetOfLocalArea();
491   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
492
493   if (needsStackRealignment(MF)) {
494     if (FI < 0) {
495       // Skip the saved EBP.
496       Offset += SlotSize;
497     } else {
498       unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(FI);
499       assert((-(Offset + StackSize)) % Align == 0);
500       Align = 0;
501       return Offset + StackSize;
502     }
503     // FIXME: Support tail calls
504   } else {
505     if (!hasFP(MF))
506       return Offset + StackSize;
507
508     // Skip the saved EBP.
509     Offset += SlotSize;
510
511     // Skip the RETADDR move area
512     const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
513     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
514     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
515       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
516   }
517
518   return Offset;
519 }
520
521 void X86RegisterInfo::
522 eliminateCallFramePseudoInstr(MachineFunction &MF, MachineBasicBlock &MBB,
523                               MachineBasicBlock::iterator I) const {
524   if (!hasReservedCallFrame(MF)) {
525     // If the stack pointer can be changed after prologue, turn the
526     // adjcallstackup instruction into a 'sub ESP, <amt>' and the
527     // adjcallstackdown instruction into 'add ESP, <amt>'
528     // TODO: consider using push / pop instead of sub + store / add
529     MachineInstr *Old = I;
530     uint64_t Amount = Old->getOperand(0).getImm();
531     if (Amount != 0) {
532       // We need to keep the stack aligned properly.  To do this, we round the
533       // amount of space needed for the outgoing arguments up to the next
534       // alignment boundary.
535       Amount = (Amount + StackAlign - 1) / StackAlign * StackAlign;
536
537       MachineInstr *New = 0;
538       if (Old->getOpcode() == getCallFrameSetupOpcode()) {
539         New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(),
540                       TII.get(Is64Bit ? X86::SUB64ri32 : X86::SUB32ri),
541                       StackPtr)
542           .addReg(StackPtr)
543           .addImm(Amount);
544       } else {
545         assert(Old->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode());
546
547         // Factor out the amount the callee already popped.
548         uint64_t CalleeAmt = Old->getOperand(1).getImm();
549         Amount -= CalleeAmt;
550   
551       if (Amount) {
552           unsigned Opc = (Amount < 128) ?
553             (Is64Bit ? X86::ADD64ri8 : X86::ADD32ri8) :
554             (Is64Bit ? X86::ADD64ri32 : X86::ADD32ri);
555           New = BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(), TII.get(Opc), StackPtr)
556             .addReg(StackPtr)
557             .addImm(Amount);
558         }
559       }
560
561       if (New) {
562         // The EFLAGS implicit def is dead.
563         New->getOperand(3).setIsDead();
564
565         // Replace the pseudo instruction with a new instruction.
566         MBB.insert(I, New);
567       }
568     }
569   } else if (I->getOpcode() == getCallFrameDestroyOpcode()) {
570     // If we are performing frame pointer elimination and if the callee pops
571     // something off the stack pointer, add it back.  We do this until we have
572     // more advanced stack pointer tracking ability.
573     if (uint64_t CalleeAmt = I->getOperand(1).getImm()) {
574       unsigned Opc = (CalleeAmt < 128) ?
575         (Is64Bit ? X86::SUB64ri8 : X86::SUB32ri8) :
576         (Is64Bit ? X86::SUB64ri32 : X86::SUB32ri);
577       MachineInstr *Old = I;
578       MachineInstr *New =
579         BuildMI(MF, Old->getDebugLoc(), TII.get(Opc), 
580                 StackPtr)
581           .addReg(StackPtr)
582           .addImm(CalleeAmt);
583
584       // The EFLAGS implicit def is dead.
585       New->getOperand(3).setIsDead();
586       MBB.insert(I, New);
587     }
588   }
589
590   MBB.erase(I);
591 }
592
593 unsigned
594 X86RegisterInfo::eliminateFrameIndex(MachineBasicBlock::iterator II,
595                                      int SPAdj, FrameIndexValue *Value,
596                                      RegScavenger *RS) const{
597   assert(SPAdj == 0 && "Unexpected");
598
599   unsigned i = 0;
600   MachineInstr &MI = *II;
601   MachineFunction &MF = *MI.getParent()->getParent();
602
603   while (!MI.getOperand(i).isFI()) {
604     ++i;
605     assert(i < MI.getNumOperands() && "Instr doesn't have FrameIndex operand!");
606   }
607
608   int FrameIndex = MI.getOperand(i).getIndex();
609   unsigned BasePtr;
610
611   if (needsStackRealignment(MF))
612     BasePtr = (FrameIndex < 0 ? FramePtr : StackPtr);
613   else
614     BasePtr = (hasFP(MF) ? FramePtr : StackPtr);
615
616   // This must be part of a four operand memory reference.  Replace the
617   // FrameIndex with base register with EBP.  Add an offset to the offset.
618   MI.getOperand(i).ChangeToRegister(BasePtr, false);
619
620   // Now add the frame object offset to the offset from EBP.
621   if (MI.getOperand(i+3).isImm()) {
622     // Offset is a 32-bit integer.
623     int Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) +
624       (int)(MI.getOperand(i + 3).getImm());
625
626     MI.getOperand(i + 3).ChangeToImmediate(Offset);
627   } else {
628     // Offset is symbolic. This is extremely rare.
629     uint64_t Offset = getFrameIndexOffset(MF, FrameIndex) +
630                       (uint64_t)MI.getOperand(i+3).getOffset();
631     MI.getOperand(i+3).setOffset(Offset);
632   }
633   return 0;
634 }
635
636 void
637 X86RegisterInfo::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
638                                                       RegScavenger *RS) const {
639   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
640
641   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
642   int32_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
643
644   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
645     // create RETURNADDR area
646     //   arg
647     //   arg
648     //   RETADDR
649     //   { ...
650     //     RETADDR area
651     //     ...
652     //   }
653     //   [EBP]
654     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
655                            (-1U*SlotSize)+TailCallReturnAddrDelta,
656                            true, false);
657   }
658
659   if (hasFP(MF)) {
660     assert((TailCallReturnAddrDelta <= 0) &&
661            "The Delta should always be zero or negative");
662     const TargetFrameInfo &TFI = *MF.getTarget().getFrameInfo();
663
664     // Create a frame entry for the EBP register that must be saved.
665     int FrameIdx = MFI->CreateFixedObject(SlotSize,
666                                           -(int)SlotSize +
667                                           TFI.getOffsetOfLocalArea() +
668                                           TailCallReturnAddrDelta,
669                                           true, false);
670     assert(FrameIdx == MFI->getObjectIndexBegin() &&
671            "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
672     FrameIdx = 0;
673   }
674 }
675
676 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
677 /// stack pointer by a constant value.
678 static
679 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
680                   unsigned StackPtr, int64_t NumBytes, bool Is64Bit,
681                   const TargetInstrInfo &TII) {
682   bool isSub = NumBytes < 0;
683   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
684   unsigned Opc = isSub
685     ? ((Offset < 128) ?
686        (Is64Bit ? X86::SUB64ri8 : X86::SUB32ri8) :
687        (Is64Bit ? X86::SUB64ri32 : X86::SUB32ri))
688     : ((Offset < 128) ?
689        (Is64Bit ? X86::ADD64ri8 : X86::ADD32ri8) :
690        (Is64Bit ? X86::ADD64ri32 : X86::ADD32ri));
691   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
692   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
693
694   while (Offset) {
695     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
696     MachineInstr *MI =
697       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
698         .addReg(StackPtr)
699         .addImm(ThisVal);
700     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
701     Offset -= ThisVal;
702   }
703 }
704
705 /// mergeSPUpdatesUp - Merge two stack-manipulating instructions upper iterator.
706 static
707 void mergeSPUpdatesUp(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
708                       unsigned StackPtr, uint64_t *NumBytes = NULL) {
709   if (MBBI == MBB.begin()) return;
710
711   MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
712   unsigned Opc = PI->getOpcode();
713   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
714        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
715       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
716     if (NumBytes)
717       *NumBytes += PI->getOperand(2).getImm();
718     MBB.erase(PI);
719   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
720               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
721              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
722     if (NumBytes)
723       *NumBytes -= PI->getOperand(2).getImm();
724     MBB.erase(PI);
725   }
726 }
727
728 /// mergeSPUpdatesUp - Merge two stack-manipulating instructions lower iterator.
729 static
730 void mergeSPUpdatesDown(MachineBasicBlock &MBB,
731                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
732                         unsigned StackPtr, uint64_t *NumBytes = NULL) {
733   // FIXME: THIS ISN'T RUN!!!
734   return;
735
736   if (MBBI == MBB.end()) return;
737
738   MachineBasicBlock::iterator NI = llvm::next(MBBI);
739   if (NI == MBB.end()) return;
740
741   unsigned Opc = NI->getOpcode();
742   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
743        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
744       NI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
745     if (NumBytes)
746       *NumBytes -= NI->getOperand(2).getImm();
747     MBB.erase(NI);
748     MBBI = NI;
749   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
750               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
751              NI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
752     if (NumBytes)
753       *NumBytes += NI->getOperand(2).getImm();
754     MBB.erase(NI);
755     MBBI = NI;
756   }
757 }
758
759 /// mergeSPUpdates - Checks the instruction before/after the passed
760 /// instruction. If it is an ADD/SUB instruction it is deleted argument and the
761 /// stack adjustment is returned as a positive value for ADD and a negative for
762 /// SUB.
763 static int mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
764                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
765                            unsigned StackPtr,
766                            bool doMergeWithPrevious) {
767   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
768       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
769     return 0;
770
771   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? prior(MBBI) : MBBI;
772   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? 0 : llvm::next(MBBI);
773   unsigned Opc = PI->getOpcode();
774   int Offset = 0;
775
776   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
777        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
778       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
779     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
780     MBB.erase(PI);
781     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
782   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
783               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
784              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
785     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
786     MBB.erase(PI);
787     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
788   }
789
790   return Offset;
791 }
792
793 void X86RegisterInfo::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineFunction &MF,
794                                                 MCSymbol *Label,
795                                                 unsigned FramePtr) const {
796   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
797   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
798
799   // Add callee saved registers to move list.
800   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
801   if (CSI.empty()) return;
802
803   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
804   const TargetData *TD = MF.getTarget().getTargetData();
805   bool HasFP = hasFP(MF);
806
807   // Calculate amount of bytes used for return address storing.
808   int stackGrowth =
809     (MF.getTarget().getFrameInfo()->getStackGrowthDirection() ==
810      TargetFrameInfo::StackGrowsUp ?
811      TD->getPointerSize() : -TD->getPointerSize());
812
813   // FIXME: This is dirty hack. The code itself is pretty mess right now.
814   // It should be rewritten from scratch and generalized sometimes.
815
816   // Determine maximum offset (minumum due to stack growth).
817   int64_t MaxOffset = 0;
818   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
819          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I)
820     MaxOffset = std::min(MaxOffset,
821                          MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx()));
822
823   // Calculate offsets.
824   int64_t saveAreaOffset = (HasFP ? 3 : 2) * stackGrowth;
825   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
826          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
827     int64_t Offset = MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx());
828     unsigned Reg = I->getReg();
829     Offset = MaxOffset - Offset + saveAreaOffset;
830
831     // Don't output a new machine move if we're re-saving the frame
832     // pointer. This happens when the PrologEpilogInserter has inserted an extra
833     // "PUSH" of the frame pointer -- the "emitPrologue" method automatically
834     // generates one when frame pointers are used. If we generate a "machine
835     // move" for this extra "PUSH", the linker will lose track of the fact that
836     // the frame pointer should have the value of the first "PUSH" when it's
837     // trying to unwind.
838     // 
839     // FIXME: This looks inelegant. It's possibly correct, but it's covering up
840     //        another bug. I.e., one where we generate a prolog like this:
841     //
842     //          pushl  %ebp
843     //          movl   %esp, %ebp
844     //          pushl  %ebp
845     //          pushl  %esi
846     //           ...
847     //
848     //        The immediate re-push of EBP is unnecessary. At the least, it's an
849     //        optimization bug. EBP can be used as a scratch register in certain
850     //        cases, but probably not when we have a frame pointer.
851     if (HasFP && FramePtr == Reg)
852       continue;
853
854     MachineLocation CSDst(MachineLocation::VirtualFP, Offset);
855     MachineLocation CSSrc(Reg);
856     Moves.push_back(MachineMove(Label, CSDst, CSSrc));
857   }
858 }
859
860 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
861 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
862 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
863 /// generate the exception handling frames.
864 void X86RegisterInfo::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
865   MachineBasicBlock &MBB = MF.front(); // Prologue goes in entry BB.
866   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
867   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
868   const Function *Fn = MF.getFunction();
869   const X86Subtarget *Subtarget = &MF.getTarget().getSubtarget<X86Subtarget>();
870   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
871   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
872   bool needsFrameMoves = MMI.hasDebugInfo() ||
873                           !Fn->doesNotThrow() || UnwindTablesMandatory;
874   uint64_t MaxAlign  = MFI->getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
875   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
876   bool HasFP = hasFP(MF);
877   DebugLoc DL;
878
879   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
880   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
881   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
882     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
883       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
884
885   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
886   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
887   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
888   // stack pointer (we fit in the Red Zone).
889   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttr(Attribute::NoRedZone) &&
890       !needsStackRealignment(MF) &&
891       !MFI->hasVarSizedObjects() &&                // No dynamic alloca.
892       !MFI->hasCalls() &&                          // No calls.
893       !Subtarget->isTargetWin64()) {               // Win64 has no Red Zone
894     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
895     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
896     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
897     MFI->setStackSize(StackSize);
898   } else if (Subtarget->isTargetWin64()) {
899     // We need to always allocate 32 bytes as register spill area.
900     // FIXME: We might reuse these 32 bytes for leaf functions.
901     StackSize += 32;
902     MFI->setStackSize(StackSize);
903   }
904
905   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
906   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
907   // size is bigger than the callers.
908   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
909     MachineInstr *MI =
910       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit? X86::SUB64ri32 : X86::SUB32ri),
911               StackPtr)
912         .addReg(StackPtr)
913         .addImm(-TailCallReturnAddrDelta);
914     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
915   }
916
917   // Mapping for machine moves:
918   //
919   //   DST: VirtualFP AND
920   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
921   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
922   //
923   //   SRC: VirtualFP AND
924   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
925   //
926   //   ELSE
927   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
928   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
929   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
930
931   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
932   const TargetData *TD = MF.getTarget().getTargetData();
933   uint64_t NumBytes = 0;
934   int stackGrowth = -TD->getPointerSize();
935
936   if (HasFP) {
937     // Calculate required stack adjustment.
938     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
939     if (needsStackRealignment(MF))
940       FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1) / MaxAlign * MaxAlign;
941
942     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
943
944     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
945     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
946     // Update the frame offset adjustment.
947     MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
948
949     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
950     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
951       .addReg(FramePtr, RegState::Kill);
952
953     if (needsFrameMoves) {
954       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
955       MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
956       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::DBG_LABEL)).addSym(FrameLabel);
957
958       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
959       if (StackSize) {
960         MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
961         MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP, 2 * stackGrowth);
962         Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SPDst, SPSrc));
963       } else {
964         // FIXME: Verify & implement for FP
965         MachineLocation SPDst(StackPtr);
966         MachineLocation SPSrc(StackPtr, stackGrowth);
967         Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SPDst, SPSrc));
968       }
969
970       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
971       MachineLocation FPDst(MachineLocation::VirtualFP, 2 * stackGrowth);
972       MachineLocation FPSrc(FramePtr);
973       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, FPDst, FPSrc));
974     }
975
976     // Update EBP with the new base value...
977     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
978             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr), FramePtr)
979         .addReg(StackPtr);
980
981     if (needsFrameMoves) {
982       // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
983       MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
984       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::DBG_LABEL)).addSym(FrameLabel);
985
986       // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
987       MachineLocation FPDst(FramePtr);
988       MachineLocation FPSrc(MachineLocation::VirtualFP);
989       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, FPDst, FPSrc));
990     }
991
992     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
993     for (MachineFunction::iterator I = llvm::next(MF.begin()), E = MF.end();
994          I != E; ++I)
995       I->addLiveIn(FramePtr);
996
997     // Realign stack
998     if (needsStackRealignment(MF)) {
999       MachineInstr *MI =
1000         BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1001                 TII.get(Is64Bit ? X86::AND64ri32 : X86::AND32ri),
1002                 StackPtr).addReg(StackPtr).addImm(-MaxAlign);
1003
1004       // The EFLAGS implicit def is dead.
1005       MI->getOperand(3).setIsDead();
1006     }
1007   } else {
1008     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1009   }
1010
1011   // Skip the callee-saved push instructions.
1012   bool PushedRegs = false;
1013   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
1014
1015   while (MBBI != MBB.end() &&
1016          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
1017           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
1018     PushedRegs = true;
1019     ++MBBI;
1020
1021     if (!HasFP && needsFrameMoves) {
1022       // Mark callee-saved push instruction.
1023       MCSymbol *Label = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
1024       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::DBG_LABEL)).addSym(Label);
1025
1026       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1027       unsigned Ptr = StackSize ?
1028         MachineLocation::VirtualFP : StackPtr;
1029       MachineLocation SPDst(Ptr);
1030       MachineLocation SPSrc(Ptr, StackOffset);
1031       Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
1032       StackOffset += stackGrowth;
1033     }
1034   }
1035
1036   DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
1037
1038   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
1039   if (NumBytes >= 4096 && Subtarget->isTargetCygMing()) {
1040     // Check, whether EAX is livein for this function.
1041     bool isEAXAlive = false;
1042     for (MachineRegisterInfo::livein_iterator
1043            II = MF.getRegInfo().livein_begin(),
1044            EE = MF.getRegInfo().livein_end(); (II != EE) && !isEAXAlive; ++II) {
1045       unsigned Reg = II->first;
1046       isEAXAlive = (Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
1047                     Reg == X86::AH || Reg == X86::AL);
1048     }
1049
1050     // Function prologue calls _alloca to probe the stack when allocating more
1051     // than 4k bytes in one go. Touching the stack at 4K increments is necessary
1052     // to ensure that the guard pages used by the OS virtual memory manager are
1053     // allocated in correct sequence.
1054     if (!isEAXAlive) {
1055       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1056         .addImm(NumBytes);
1057       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1058         .addExternalSymbol("_alloca")
1059         .addReg(StackPtr, RegState::Define | RegState::Implicit);
1060     } else {
1061       // Save EAX
1062       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
1063         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill);
1064
1065       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack. We'll also use 4 already
1066       // allocated bytes for EAX.
1067       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
1068         .addImm(NumBytes - 4);
1069       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1070         .addExternalSymbol("_alloca")
1071         .addReg(StackPtr, RegState::Define | RegState::Implicit);
1072
1073       // Restore EAX
1074       MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm),
1075                                               X86::EAX),
1076                                       StackPtr, false, NumBytes - 4);
1077       MBB.insert(MBBI, MI);
1078     }
1079   } else if (NumBytes) {
1080     // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
1081     // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
1082     // the callee has more arguments then the caller.
1083     NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
1084
1085     // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately after this
1086     // instruction, merge the two instructions.
1087     mergeSPUpdatesDown(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
1088
1089     if (NumBytes)
1090       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, -(int64_t)NumBytes, Is64Bit, TII);
1091   }
1092
1093   if ((NumBytes || PushedRegs) && needsFrameMoves) {
1094     // Mark end of stack pointer adjustment.
1095     MCSymbol *Label = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
1096     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::DBG_LABEL)).addSym(Label);
1097
1098     if (!HasFP && NumBytes) {
1099       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
1100       if (StackSize) {
1101         MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
1102         MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP,
1103                               -StackSize + stackGrowth);
1104         Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
1105       } else {
1106         // FIXME: Verify & implement for FP
1107         MachineLocation SPDst(StackPtr);
1108         MachineLocation SPSrc(StackPtr, stackGrowth);
1109         Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
1110       }
1111     }
1112
1113     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
1114     if (PushedRegs)
1115       emitCalleeSavedFrameMoves(MF, Label, HasFP ? FramePtr : StackPtr);
1116   }
1117 }
1118
1119 void X86RegisterInfo::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
1120                                    MachineBasicBlock &MBB) const {
1121   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1122   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1123   MachineBasicBlock::iterator MBBI = prior(MBB.end());
1124   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
1125   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
1126
1127   switch (RetOpcode) {
1128   default:
1129     llvm_unreachable("Can only insert epilog into returning blocks");
1130   case X86::RET:
1131   case X86::RETI:
1132   case X86::TCRETURNdi:
1133   case X86::TCRETURNri:
1134   case X86::TCRETURNmi:
1135   case X86::TCRETURNdi64:
1136   case X86::TCRETURNri64:
1137   case X86::TCRETURNmi64:
1138   case X86::EH_RETURN:
1139   case X86::EH_RETURN64:
1140     break;  // These are ok
1141   }
1142
1143   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
1144   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1145   uint64_t MaxAlign  = MFI->getMaxAlignment();
1146   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
1147   uint64_t NumBytes = 0;
1148
1149   if (hasFP(MF)) {
1150     // Calculate required stack adjustment.
1151     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
1152     if (needsStackRealignment(MF))
1153       FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1)/MaxAlign*MaxAlign;
1154
1155     NumBytes = FrameSize - CSSize;
1156
1157     // Pop EBP.
1158     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1159             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), FramePtr);
1160   } else {
1161     NumBytes = StackSize - CSSize;
1162   }
1163
1164   // Skip the callee-saved pop instructions.
1165   MachineBasicBlock::iterator LastCSPop = MBBI;
1166   while (MBBI != MBB.begin()) {
1167     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
1168     unsigned Opc = PI->getOpcode();
1169
1170     if (Opc != X86::POP32r && Opc != X86::POP64r &&
1171         !PI->getDesc().isTerminator())
1172       break;
1173
1174     --MBBI;
1175   }
1176
1177   DL = MBBI->getDebugLoc();
1178
1179   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1180   // instruction, merge the two instructions.
1181   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1182     mergeSPUpdatesUp(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
1183
1184   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1185   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1186   // realigned.
1187   if (needsStackRealignment(MF)) {
1188     // We cannot use LEA here, because stack pointer was realigned. We need to
1189     // deallocate local frame back.
1190     if (CSSize) {
1191       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII);
1192       MBBI = prior(LastCSPop);
1193     }
1194
1195     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1196             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1197             StackPtr).addReg(FramePtr);
1198   } else if (MFI->hasVarSizedObjects()) {
1199     if (CSSize) {
1200       unsigned Opc = Is64Bit ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
1201       MachineInstr *MI =
1202         addLeaRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1203                         FramePtr, false, -CSSize);
1204       MBB.insert(MBBI, MI);
1205     } else {
1206       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1207               TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr), StackPtr)
1208         .addReg(FramePtr);
1209     }
1210   } else if (NumBytes) {
1211     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1212     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII);
1213   }
1214
1215   // We're returning from function via eh_return.
1216   if (RetOpcode == X86::EH_RETURN || RetOpcode == X86::EH_RETURN64) {
1217     MBBI = prior(MBB.end());
1218     MachineOperand &DestAddr  = MBBI->getOperand(0);
1219     assert(DestAddr.isReg() && "Offset should be in register!");
1220     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1221             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1222             StackPtr).addReg(DestAddr.getReg());
1223   } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNri || RetOpcode == X86::TCRETURNdi ||
1224              RetOpcode == X86::TCRETURNmi ||
1225              RetOpcode == X86::TCRETURNri64 || RetOpcode == X86::TCRETURNdi64 ||
1226              RetOpcode == X86::TCRETURNmi64) {
1227     bool isMem = RetOpcode == X86::TCRETURNmi || RetOpcode == X86::TCRETURNmi64;
1228     // Tail call return: adjust the stack pointer and jump to callee.
1229     MBBI = prior(MBB.end());
1230     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
1231     MachineOperand &StackAdjust = MBBI->getOperand(isMem ? 5 : 1);
1232     assert(StackAdjust.isImm() && "Expecting immediate value.");
1233
1234     // Adjust stack pointer.
1235     int StackAdj = StackAdjust.getImm();
1236     int MaxTCDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1237     int Offset = 0;
1238     assert(MaxTCDelta <= 0 && "MaxTCDelta should never be positive");
1239
1240     // Incoporate the retaddr area.
1241     Offset = StackAdj-MaxTCDelta;
1242     assert(Offset >= 0 && "Offset should never be negative");
1243
1244     if (Offset) {
1245       // Check for possible merge with preceeding ADD instruction.
1246       Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
1247       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, Offset, Is64Bit, TII);
1248     }
1249
1250     // Jump to label or value in register.
1251     if (RetOpcode == X86::TCRETURNdi || RetOpcode == X86::TCRETURNdi64) {
1252       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get((RetOpcode == X86::TCRETURNdi)
1253                                      ? X86::TAILJMPd : X86::TAILJMPd64)).
1254         addGlobalAddress(JumpTarget.getGlobal(), JumpTarget.getOffset(),
1255                          JumpTarget.getTargetFlags());
1256     } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNmi || RetOpcode == X86::TCRETURNmi64) {
1257       MachineInstrBuilder MIB =
1258         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get((RetOpcode == X86::TCRETURNmi)
1259                                        ? X86::TAILJMPm : X86::TAILJMPm64));
1260       for (unsigned i = 0; i != 5; ++i)
1261         MIB.addOperand(MBBI->getOperand(i));
1262     } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNri64) {
1263       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::TAILJMPr64), JumpTarget.getReg());
1264     } else {
1265       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::TAILJMPr), JumpTarget.getReg());
1266     }
1267
1268     MachineInstr *NewMI = prior(MBBI);
1269     for (unsigned i = 2, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i)
1270       NewMI->addOperand(MBBI->getOperand(i));
1271
1272     // Delete the pseudo instruction TCRETURN.
1273     MBB.erase(MBBI);
1274   } else if ((RetOpcode == X86::RET || RetOpcode == X86::RETI) &&
1275              (X86FI->getTCReturnAddrDelta() < 0)) {
1276     // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1277     int delta = -1*X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1278     MBBI = prior(MBB.end());
1279
1280     // Check for possible merge with preceeding ADD instruction.
1281     delta += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
1282     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, delta, Is64Bit, TII);
1283   }
1284 }
1285
1286 unsigned X86RegisterInfo::getRARegister() const {
1287   return Is64Bit ? X86::RIP     // Should have dwarf #16.
1288                  : X86::EIP;    // Should have dwarf #8.
1289 }
1290
1291 unsigned X86RegisterInfo::getFrameRegister(const MachineFunction &MF) const {
1292   return hasFP(MF) ? FramePtr : StackPtr;
1293 }
1294
1295 void
1296 X86RegisterInfo::getInitialFrameState(std::vector<MachineMove> &Moves) const {
1297   // Calculate amount of bytes used for return address storing
1298   int stackGrowth = (Is64Bit ? -8 : -4);
1299
1300   // Initial state of the frame pointer is esp+4.
1301   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
1302   MachineLocation Src(StackPtr, stackGrowth);
1303   Moves.push_back(MachineMove(0, Dst, Src));
1304
1305   // Add return address to move list
1306   MachineLocation CSDst(StackPtr, stackGrowth);
1307   MachineLocation CSSrc(getRARegister());
1308   Moves.push_back(MachineMove(0, CSDst, CSSrc));
1309 }
1310
1311 unsigned X86RegisterInfo::getEHExceptionRegister() const {
1312   llvm_unreachable("What is the exception register");
1313   return 0;
1314 }
1315
1316 unsigned X86RegisterInfo::getEHHandlerRegister() const {
1317   llvm_unreachable("What is the exception handler register");
1318   return 0;
1319 }
1320
1321 namespace llvm {
1322 unsigned getX86SubSuperRegister(unsigned Reg, EVT VT, bool High) {
1323   switch (VT.getSimpleVT().SimpleTy) {
1324   default: return Reg;
1325   case MVT::i8:
1326     if (High) {
1327       switch (Reg) {
1328       default: return 0;
1329       case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
1330         return X86::AH;
1331       case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
1332         return X86::DH;
1333       case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
1334         return X86::CH;
1335       case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
1336         return X86::BH;
1337       }
1338     } else {
1339       switch (Reg) {
1340       default: return 0;
1341       case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
1342         return X86::AL;
1343       case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
1344         return X86::DL;
1345       case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
1346         return X86::CL;
1347       case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
1348         return X86::BL;
1349       case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
1350         return X86::SIL;
1351       case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
1352         return X86::DIL;
1353       case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
1354         return X86::BPL;
1355       case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
1356         return X86::SPL;
1357       case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
1358         return X86::R8B;
1359       case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
1360         return X86::R9B;
1361       case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
1362         return X86::R10B;
1363       case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
1364         return X86::R11B;
1365       case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
1366         return X86::R12B;
1367       case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
1368         return X86::R13B;
1369       case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
1370         return X86::R14B;
1371       case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
1372         return X86::R15B;
1373       }
1374     }
1375   case MVT::i16:
1376     switch (Reg) {
1377     default: return Reg;
1378     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
1379       return X86::AX;
1380     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
1381       return X86::DX;
1382     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
1383       return X86::CX;
1384     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
1385       return X86::BX;
1386     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
1387       return X86::SI;
1388     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
1389       return X86::DI;
1390     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
1391       return X86::BP;
1392     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
1393       return X86::SP;
1394     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
1395       return X86::R8W;
1396     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
1397       return X86::R9W;
1398     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
1399       return X86::R10W;
1400     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
1401       return X86::R11W;
1402     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
1403       return X86::R12W;
1404     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
1405       return X86::R13W;
1406     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
1407       return X86::R14W;
1408     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
1409       return X86::R15W;
1410     }
1411   case MVT::i32:
1412     switch (Reg) {
1413     default: return Reg;
1414     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
1415       return X86::EAX;
1416     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
1417       return X86::EDX;
1418     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
1419       return X86::ECX;
1420     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
1421       return X86::EBX;
1422     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
1423       return X86::ESI;
1424     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
1425       return X86::EDI;
1426     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
1427       return X86::EBP;
1428     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
1429       return X86::ESP;
1430     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
1431       return X86::R8D;
1432     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
1433       return X86::R9D;
1434     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
1435       return X86::R10D;
1436     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
1437       return X86::R11D;
1438     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
1439       return X86::R12D;
1440     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
1441       return X86::R13D;
1442     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
1443       return X86::R14D;
1444     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
1445       return X86::R15D;
1446     }
1447   case MVT::i64:
1448     switch (Reg) {
1449     default: return Reg;
1450     case X86::AH: case X86::AL: case X86::AX: case X86::EAX: case X86::RAX:
1451       return X86::RAX;
1452     case X86::DH: case X86::DL: case X86::DX: case X86::EDX: case X86::RDX:
1453       return X86::RDX;
1454     case X86::CH: case X86::CL: case X86::CX: case X86::ECX: case X86::RCX:
1455       return X86::RCX;
1456     case X86::BH: case X86::BL: case X86::BX: case X86::EBX: case X86::RBX:
1457       return X86::RBX;
1458     case X86::SIL: case X86::SI: case X86::ESI: case X86::RSI:
1459       return X86::RSI;
1460     case X86::DIL: case X86::DI: case X86::EDI: case X86::RDI:
1461       return X86::RDI;
1462     case X86::BPL: case X86::BP: case X86::EBP: case X86::RBP:
1463       return X86::RBP;
1464     case X86::SPL: case X86::SP: case X86::ESP: case X86::RSP:
1465       return X86::RSP;
1466     case X86::R8B: case X86::R8W: case X86::R8D: case X86::R8:
1467       return X86::R8;
1468     case X86::R9B: case X86::R9W: case X86::R9D: case X86::R9:
1469       return X86::R9;
1470     case X86::R10B: case X86::R10W: case X86::R10D: case X86::R10:
1471       return X86::R10;
1472     case X86::R11B: case X86::R11W: case X86::R11D: case X86::R11:
1473       return X86::R11;
1474     case X86::R12B: case X86::R12W: case X86::R12D: case X86::R12:
1475       return X86::R12;
1476     case X86::R13B: case X86::R13W: case X86::R13D: case X86::R13:
1477       return X86::R13;
1478     case X86::R14B: case X86::R14W: case X86::R14D: case X86::R14:
1479       return X86::R14;
1480     case X86::R15B: case X86::R15W: case X86::R15D: case X86::R15:
1481       return X86::R15;
1482     }
1483   }
1484
1485   return Reg;
1486 }
1487 }
1488
1489 #include "X86GenRegisterInfo.inc"
1490
1491 namespace {
1492   struct MSAH : public MachineFunctionPass {
1493     static char ID;
1494     MSAH() : MachineFunctionPass(&ID) {}
1495
1496     virtual bool runOnMachineFunction(MachineFunction &MF) {
1497       const X86TargetMachine *TM =
1498         static_cast<const X86TargetMachine *>(&MF.getTarget());
1499       const X86RegisterInfo *X86RI = TM->getRegisterInfo();
1500       MachineRegisterInfo &RI = MF.getRegInfo();
1501       X86MachineFunctionInfo *FuncInfo = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1502       unsigned StackAlignment = X86RI->getStackAlignment();
1503
1504       // Be over-conservative: scan over all vreg defs and find whether vector
1505       // registers are used. If yes, there is a possibility that vector register
1506       // will be spilled and thus require dynamic stack realignment.
1507       for (unsigned RegNum = TargetRegisterInfo::FirstVirtualRegister;
1508            RegNum < RI.getLastVirtReg(); ++RegNum)
1509         if (RI.getRegClass(RegNum)->getAlignment() > StackAlignment) {
1510           FuncInfo->setReserveFP(true);
1511           return true;
1512         }
1513
1514       // Nothing to do
1515       return false;
1516     }
1517
1518     virtual const char *getPassName() const {
1519       return "X86 Maximal Stack Alignment Check";
1520     }
1521
1522     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1523       AU.setPreservesCFG();
1524       MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
1525     }
1526   };
1527
1528   char MSAH::ID = 0;
1529 }
1530
1531 FunctionPass*
1532 llvm::createX86MaxStackAlignmentHeuristicPass() { return new MSAH(); }