Add the llvm.frameallocate and llvm.recoverframeallocation intrinsics
[oota-llvm.git] / include / llvm / CodeGen / MachineFrameInfo.h
index bed82af81c1438339a7015cdad1f1fd4aef7832f..667736021f9271719270f8f20bcc93dc4f6de039 100644 (file)
 #ifndef LLVM_CODEGEN_MACHINEFRAMEINFO_H
 #define LLVM_CODEGEN_MACHINEFRAMEINFO_H
 
-#include "llvm/ADT/BitVector.h"
-#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-#include "llvm/System/DataTypes.h"
+#include "llvm/Support/DataTypes.h"
 #include <cassert>
-#include <limits>
 #include <vector>
 
 namespace llvm {
 class raw_ostream;
-class TargetData;
+class DataLayout;
 class TargetRegisterClass;
 class Type;
-class MachineModuleInfo;
 class MachineFunction;
 class MachineBasicBlock;
-class TargetFrameInfo;
+class TargetFrameLowering;
+class TargetMachine;
+class BitVector;
+class Value;
+class AllocaInst;
 
 /// The CalleeSavedInfo class tracks the information need to locate where a
-/// callee saved register in the current frame.  
+/// callee saved register is in the current frame.
 class CalleeSavedInfo {
-
-private:
   unsigned Reg;
-  const TargetRegisterClass *RegClass;
   int FrameIdx;
-  
+
 public:
-  CalleeSavedInfo(unsigned R, const TargetRegisterClass *RC, int FI = 0)
-  : Reg(R)
-  , RegClass(RC)
-  , FrameIdx(FI)
-  {}
-  
+  explicit CalleeSavedInfo(unsigned R, int FI = 0)
+  : Reg(R), FrameIdx(FI) {}
+
   // Accessors.
   unsigned getReg()                        const { return Reg; }
-  const TargetRegisterClass *getRegClass() const { return RegClass; }
   int getFrameIdx()                        const { return FrameIdx; }
   void setFrameIdx(int FI)                       { FrameIdx = FI; }
 };
@@ -91,7 +84,7 @@ class MachineFrameInfo {
     // SPOffset - The offset of this object from the stack pointer on entry to
     // the function.  This field has no meaning for a variable sized element.
     int64_t SPOffset;
-    
+
     // The size of this object on the stack. 0 means a variable sized object,
     // ~0ULL means a dead object.
     uint64_t Size;
@@ -104,16 +97,36 @@ class MachineFrameInfo {
     // default, fixed objects are immutable unless marked otherwise.
     bool isImmutable;
 
-    // isSpillSlot - If true, the stack object is used as spill slot. It
+    // isSpillSlot - If true the stack object is used as spill slot. It
     // cannot alias any other memory objects.
     bool isSpillSlot;
 
+    /// Alloca - If this stack object is originated from an Alloca instruction
+    /// this value saves the original IR allocation. Can be NULL.
+    const AllocaInst *Alloca;
+
+    // PreAllocated - If true, the object was mapped into the local frame
+    // block and doesn't need additional handling for allocation beyond that.
+    bool PreAllocated;
+
+    // If true, an LLVM IR value might point to this object.
+    // Normally, spill slots and fixed-offset objects don't alias IR-accessible
+    // objects, but there are exceptions (on PowerPC, for example, some byval
+    // arguments have ABI-prescribed offsets).
+    bool isAliased;
+
     StackObject(uint64_t Sz, unsigned Al, int64_t SP, bool IM,
-                bool isSS)
+                bool isSS, const AllocaInst *Val, bool A)
       : SPOffset(SP), Size(Sz), Alignment(Al), isImmutable(IM),
-        isSpillSlot(isSS) {}
+        isSpillSlot(isSS), Alloca(Val), PreAllocated(false), isAliased(A) {}
   };
 
+  /// StackAlignment - The alignment of the stack.
+  unsigned StackAlignment;
+
+  /// StackRealignable - Can the stack be realigned.
+  bool StackRealignable;
+
   /// Objects - The list of stack objects allocated...
   ///
   std::vector<StackObject> Objects;
@@ -133,13 +146,25 @@ class MachineFrameInfo {
   /// to builtin \@llvm.frameaddress.
   bool FrameAddressTaken;
 
+  /// ReturnAddressTaken - This boolean keeps track of whether there is a call
+  /// to builtin \@llvm.returnaddress.
+  bool ReturnAddressTaken;
+
+  /// HasStackMap - This boolean keeps track of whether there is a call
+  /// to builtin \@llvm.experimental.stackmap.
+  bool HasStackMap;
+
+  /// HasPatchPoint - This boolean keeps track of whether there is a call
+  /// to builtin \@llvm.experimental.patchpoint.
+  bool HasPatchPoint;
+
   /// StackSize - The prolog/epilog code inserter calculates the final stack
   /// offsets for all of the fixed size objects, updating the Objects list
   /// above.  It then updates StackSize to contain the number of bytes that need
   /// to be allocated on entry to the function.
   ///
   uint64_t StackSize;
-  
+
   /// OffsetAdjustment - The amount that a frame offset needs to be adjusted to
   /// have the actual offset from the stack/frame pointer.  The exact usage of
   /// this is target-dependent, but it is typically used to adjust between
@@ -150,23 +175,31 @@ class MachineFrameInfo {
   /// TargetRegisterInfo::getFrameIndexOffset); when generating code, the
   /// corresponding adjustments are performed directly.
   int OffsetAdjustment;
-  
-  /// MaxAlignment - The prolog/epilog code inserter may process objects 
+
+  /// MaxAlignment - The prolog/epilog code inserter may process objects
   /// that require greater alignment than the default alignment the target
-  /// provides. To handle this, MaxAlignment is set to the maximum alignment 
+  /// provides. To handle this, MaxAlignment is set to the maximum alignment
   /// needed by the objects on the current frame.  If this is greater than the
   /// native alignment maintained by the compiler, dynamic alignment code will
   /// be needed.
   ///
   unsigned MaxAlignment;
 
-  /// HasCalls - Set to true if this function has any function calls.  This is
-  /// only valid during and after prolog/epilog code insertion.
+  /// AdjustsStack - Set to true if this function adjusts the stack -- e.g.,
+  /// when calling another function. This is only valid during and after
+  /// prolog/epilog code insertion.
+  bool AdjustsStack;
+
+  /// HasCalls - Set to true if this function has any function calls.
   bool HasCalls;
 
   /// StackProtectorIdx - The frame index for the stack protector.
   int StackProtectorIdx;
 
+  /// FunctionContextIdx - The frame index for the function context. Used for
+  /// SjLj exceptions.
+  int FunctionContextIdx;
+
   /// MaxCallFrameSize - This contains the size of the largest call frame if the
   /// target uses frame setup/destroy pseudo instructions (as defined in the
   /// TargetFrameInfo class).  This information is important for frame pointer
@@ -174,7 +207,7 @@ class MachineFrameInfo {
   /// insertion.
   ///
   unsigned MaxCallFrameSize;
-  
+
   /// CSInfo - The prolog/epilog code inserter fills in this vector with each
   /// callee saved register saved in the frame.  Beyond its use by the prolog/
   /// epilog code inserter, this data used for debug info and exception
@@ -184,31 +217,58 @@ class MachineFrameInfo {
   /// CSIValid - Has CSInfo been set yet?
   bool CSIValid;
 
-  /// SpillObjects - A vector indicating which frame indices refer to
-  /// spill slots.
-  SmallVector<bool, 8> SpillObjects;
-
-  /// MMI - This field is set (via setMachineModuleInfo) by a module info
-  /// consumer (ex. DwarfWriter) to indicate that frame layout information
-  /// should be acquired.  Typically, it's the responsibility of the target's
-  /// TargetRegisterInfo prologue/epilogue emitting code to inform
-  /// MachineModuleInfo of frame layouts.
-  MachineModuleInfo *MMI;
-  
-  /// TargetFrameInfo - Target information about frame layout.
-  ///
-  const TargetFrameInfo &TFI;
+  /// LocalFrameObjects - References to frame indices which are mapped
+  /// into the local frame allocation block. <FrameIdx, LocalOffset>
+  SmallVector<std::pair<int, int64_t>, 32> LocalFrameObjects;
+
+  /// LocalFrameSize - Size of the pre-allocated local frame block.
+  int64_t LocalFrameSize;
+
+  /// Required alignment of the local object blob, which is the strictest
+  /// alignment of any object in it.
+  unsigned LocalFrameMaxAlign;
+
+  /// Whether the local object blob needs to be allocated together. If not,
+  /// PEI should ignore the isPreAllocated flags on the stack objects and
+  /// just allocate them normally.
+  bool UseLocalStackAllocationBlock;
+
+  /// Whether the "realign-stack" option is on.
+  bool RealignOption;
+
+  /// True if the function includes inline assembly that adjusts the stack
+  /// pointer.
+  bool HasInlineAsmWithSPAdjust;
+
+  /// True if the function contains a call to the llvm.vastart intrinsic.
+  bool HasVAStart;
+
+  /// True if this is a varargs function that contains a musttail call.
+  bool HasMustTailInVarArgFunc;
 
 public:
-  explicit MachineFrameInfo(const TargetFrameInfo &tfi) : TFI(tfi) {
+  explicit MachineFrameInfo(unsigned StackAlign, bool isStackRealign,
+                            bool RealignOpt)
+      : StackAlignment(StackAlign), StackRealignable(isStackRealign),
+        RealignOption(RealignOpt) {
     StackSize = NumFixedObjects = OffsetAdjustment = MaxAlignment = 0;
     HasVarSizedObjects = false;
     FrameAddressTaken = false;
+    ReturnAddressTaken = false;
+    HasStackMap = false;
+    HasPatchPoint = false;
+    AdjustsStack = false;
     HasCalls = false;
     StackProtectorIdx = -1;
+    FunctionContextIdx = -1;
     MaxCallFrameSize = 0;
     CSIValid = false;
-    MMI = 0;
+    LocalFrameSize = 0;
+    LocalFrameMaxAlign = 0;
+    UseLocalStackAllocationBlock = false;
+    HasInlineAsmWithSPAdjust = false;
+    HasVAStart = false;
+    HasMustTailInVarArgFunc = false;
   }
 
   /// hasStackObjects - Return true if there are any stack objects in this
@@ -228,12 +288,35 @@ public:
   int getStackProtectorIndex() const { return StackProtectorIdx; }
   void setStackProtectorIndex(int I) { StackProtectorIdx = I; }
 
+  /// getFunctionContextIndex/setFunctionContextIndex - Return the index for the
+  /// function context object. This object is used for SjLj exceptions.
+  int getFunctionContextIndex() const { return FunctionContextIdx; }
+  void setFunctionContextIndex(int I) { FunctionContextIdx = I; }
+
   /// isFrameAddressTaken - This method may be called any time after instruction
   /// selection is complete to determine if there is a call to
   /// \@llvm.frameaddress in this function.
   bool isFrameAddressTaken() const { return FrameAddressTaken; }
   void setFrameAddressIsTaken(bool T) { FrameAddressTaken = T; }
 
+  /// isReturnAddressTaken - This method may be called any time after
+  /// instruction selection is complete to determine if there is a call to
+  /// \@llvm.returnaddress in this function.
+  bool isReturnAddressTaken() const { return ReturnAddressTaken; }
+  void setReturnAddressIsTaken(bool s) { ReturnAddressTaken = s; }
+
+  /// hasStackMap - This method may be called any time after instruction
+  /// selection is complete to determine if there is a call to builtin
+  /// \@llvm.experimental.stackmap.
+  bool hasStackMap() const { return HasStackMap; }
+  void setHasStackMap(bool s = true) { HasStackMap = s; }
+
+  /// hasPatchPoint - This method may be called any time after instruction
+  /// selection is complete to determine if there is a call to builtin
+  /// \@llvm.experimental.patchpoint.
+  bool hasPatchPoint() const { return HasPatchPoint; }
+  void setHasPatchPoint(bool s = true) { HasPatchPoint = s; }
+
   /// getObjectIndexBegin - Return the minimum frame object index.
   ///
   int getObjectIndexBegin() const { return -NumFixedObjects; }
@@ -242,13 +325,64 @@ public:
   ///
   int getObjectIndexEnd() const { return (int)Objects.size()-NumFixedObjects; }
 
-  /// getNumFixedObjects() - Return the number of fixed objects.
+  /// getNumFixedObjects - Return the number of fixed objects.
   unsigned getNumFixedObjects() const { return NumFixedObjects; }
 
-  /// getNumObjects() - Return the number of objects.
+  /// getNumObjects - Return the number of objects.
   ///
   unsigned getNumObjects() const { return Objects.size(); }
 
+  /// mapLocalFrameObject - Map a frame index into the local object block
+  void mapLocalFrameObject(int ObjectIndex, int64_t Offset) {
+    LocalFrameObjects.push_back(std::pair<int, int64_t>(ObjectIndex, Offset));
+    Objects[ObjectIndex + NumFixedObjects].PreAllocated = true;
+  }
+
+  /// getLocalFrameObjectMap - Get the local offset mapping for a for an object
+  std::pair<int, int64_t> getLocalFrameObjectMap(int i) {
+    assert (i >= 0 && (unsigned)i < LocalFrameObjects.size() &&
+            "Invalid local object reference!");
+    return LocalFrameObjects[i];
+  }
+
+  /// getLocalFrameObjectCount - Return the number of objects allocated into
+  /// the local object block.
+  int64_t getLocalFrameObjectCount() { return LocalFrameObjects.size(); }
+
+  /// setLocalFrameSize - Set the size of the local object blob.
+  void setLocalFrameSize(int64_t sz) { LocalFrameSize = sz; }
+
+  /// getLocalFrameSize - Get the size of the local object blob.
+  int64_t getLocalFrameSize() const { return LocalFrameSize; }
+
+  /// setLocalFrameMaxAlign - Required alignment of the local object blob,
+  /// which is the strictest alignment of any object in it.
+  void setLocalFrameMaxAlign(unsigned Align) { LocalFrameMaxAlign = Align; }
+
+  /// getLocalFrameMaxAlign - Return the required alignment of the local
+  /// object blob.
+  unsigned getLocalFrameMaxAlign() const { return LocalFrameMaxAlign; }
+
+  /// getUseLocalStackAllocationBlock - Get whether the local allocation blob
+  /// should be allocated together or let PEI allocate the locals in it
+  /// directly.
+  bool getUseLocalStackAllocationBlock() {return UseLocalStackAllocationBlock;}
+
+  /// setUseLocalStackAllocationBlock - Set whether the local allocation blob
+  /// should be allocated together or let PEI allocate the locals in it
+  /// directly.
+  void setUseLocalStackAllocationBlock(bool v) {
+    UseLocalStackAllocationBlock = v;
+  }
+
+  /// isObjectPreAllocated - Return true if the object was pre-allocated into
+  /// the local block.
+  bool isObjectPreAllocated(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].PreAllocated;
+  }
+
   /// getObjectSize - Return the size of the specified object.
   ///
   int64_t getObjectSize(int ObjectIdx) const {
@@ -276,6 +410,15 @@ public:
     assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
            "Invalid Object Idx!");
     Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Alignment = Align;
+    ensureMaxAlignment(Align);
+  }
+
+  /// getObjectAllocation - Return the underlying Alloca of the specified
+  /// stack object if it exists. Returns 0 if none exists.
+  const AllocaInst* getObjectAllocation(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Alloca;
   }
 
   /// getObjectOffset - Return the assigned stack offset of the specified object
@@ -309,31 +452,50 @@ public:
   /// setStackSize - Set the size of the stack...
   ///
   void setStackSize(uint64_t Size) { StackSize = Size; }
-  
+
+  /// Estimate and return the size of the stack frame.
+  unsigned estimateStackSize(const MachineFunction &MF) const;
+
   /// getOffsetAdjustment - Return the correction for frame offsets.
   ///
   int getOffsetAdjustment() const { return OffsetAdjustment; }
-  
+
   /// setOffsetAdjustment - Set the correction for frame offsets.
   ///
   void setOffsetAdjustment(int Adj) { OffsetAdjustment = Adj; }
 
-  /// getMaxAlignment - Return the alignment in bytes that this function must be 
-  /// aligned to, which is greater than the default stack alignment provided by 
+  /// getMaxAlignment - Return the alignment in bytes that this function must be
+  /// aligned to, which is greater than the default stack alignment provided by
   /// the target.
   ///
   unsigned getMaxAlignment() const { return MaxAlignment; }
-  
-  /// setMaxAlignment - Set the preferred alignment.
-  ///
-  void setMaxAlignment(unsigned Align) { MaxAlignment = Align; }
-  
-  /// hasCalls - Return true if the current function has no function calls.
-  /// This is only valid during or after prolog/epilog code emission.
-  ///
+
+  /// ensureMaxAlignment - Make sure the function is at least Align bytes
+  /// aligned.
+  void ensureMaxAlignment(unsigned Align);
+
+  /// AdjustsStack - Return true if this function adjusts the stack -- e.g.,
+  /// when calling another function. This is only valid during and after
+  /// prolog/epilog code insertion.
+  bool adjustsStack() const { return AdjustsStack; }
+  void setAdjustsStack(bool V) { AdjustsStack = V; }
+
+  /// hasCalls - Return true if the current function has any function calls.
   bool hasCalls() const { return HasCalls; }
   void setHasCalls(bool V) { HasCalls = V; }
 
+  /// Returns true if the function contains any stack-adjusting inline assembly.
+  bool hasInlineAsmWithSPAdjust() const { return HasInlineAsmWithSPAdjust; }
+  void setHasInlineAsmWithSPAdjust(bool B) { HasInlineAsmWithSPAdjust = B; }
+
+  /// Returns true if the function calls the llvm.va_start intrinsic.
+  bool hasVAStart() const { return HasVAStart; }
+  void setHasVAStart(bool B) { HasVAStart = B; }
+
+  /// Returns true if the function is variadic and contains a musttail call.
+  bool hasMustTailInVarArgFunc() const { return HasMustTailInVarArgFunc; }
+  void setHasMustTailInVarArgFunc(bool B) { HasMustTailInVarArgFunc = B; }
+
   /// getMaxCallFrameSize - Return the maximum size of a call frame that must be
   /// allocated for an outgoing function call.  This is only available if
   /// CallFrameSetup/Destroy pseudo instructions are used by the target, and
@@ -344,19 +506,34 @@ public:
 
   /// CreateFixedObject - Create a new object at a fixed location on the stack.
   /// All fixed objects should be created before other objects are created for
-  /// efficiency. By default, fixed objects are immutable. This returns an
-  /// index with a negative value.
+  /// efficiency. By default, fixed objects are not pointed to by LLVM IR
+  /// values. This returns an index with a negative value.
   ///
-  int CreateFixedObject(uint64_t Size, int64_t SPOffset,
-                        bool Immutable, bool isSS);
-  
-  
+  int CreateFixedObject(uint64_t Size, int64_t SPOffset, bool Immutable,
+                        bool isAliased = false);
+
+  /// CreateFixedSpillStackObject - Create a spill slot at a fixed location
+  /// on the stack.  Returns an index with a negative value.
+  int CreateFixedSpillStackObject(uint64_t Size, int64_t SPOffset);
+
+  /// Allocates memory at a fixed, target-specific offset from the frame
+  /// pointer. Marks the function as having its frame address taken.
+  int CreateFrameAllocation(uint64_t Size);
+
   /// isFixedObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds to a
   /// fixed stack object.
   bool isFixedObjectIndex(int ObjectIdx) const {
     return ObjectIdx < 0 && (ObjectIdx >= -(int)NumFixedObjects);
   }
 
+  /// isAliasedObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds
+  /// to an object that might be pointed to by an LLVM IR value.
+  bool isAliasedObjectIndex(int ObjectIdx) const {
+    assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
+           "Invalid Object Idx!");
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].isAliased;
+  }
+
   /// isImmutableObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds
   /// to an immutable object.
   bool isImmutableObjectIndex(int ObjectIdx) const {
@@ -370,7 +547,7 @@ public:
   bool isSpillSlotObjectIndex(int ObjectIdx) const {
     assert(unsigned(ObjectIdx+NumFixedObjects) < Objects.size() &&
            "Invalid Object Idx!");
-    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].isSpillSlot;;
+    return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].isSpillSlot;
   }
 
   /// isDeadObjectIndex - Returns true if the specified index corresponds to
@@ -381,26 +558,17 @@ public:
     return Objects[ObjectIdx+NumFixedObjects].Size == ~0ULL;
   }
 
-  /// CreateStackObject - Create a new statically sized stack object,
-  /// returning a nonnegative identifier to represent it.
+  /// CreateStackObject - Create a new statically sized stack object, returning
+  /// a nonnegative identifier to represent it.
   ///
-  int CreateStackObject(uint64_t Size, unsigned Alignment, bool isSS) {
-    assert(Size != 0 && "Cannot allocate zero size stack objects!");
-    Objects.push_back(StackObject(Size, Alignment, 0, false, isSS));
-    int Index = (int)Objects.size()-NumFixedObjects-1;
-    assert(Index >= 0 && "Bad frame index!");
-    return Index;
-  }
+  int CreateStackObject(uint64_t Size, unsigned Alignment, bool isSS,
+                        const AllocaInst *Alloca = nullptr);
 
-  /// CreateSpillStackObject - Create a new statically sized stack
-  /// object that represents a spill slot, returning a nonnegative
-  /// identifier to represent it.
+  /// CreateSpillStackObject - Create a new statically sized stack object that
+  /// represents a spill slot, returning a nonnegative identifier to represent
+  /// it.
   ///
-  int CreateSpillStackObject(uint64_t Size, unsigned Alignment) {
-    CreateStackObject(Size, Alignment, true);
-    int Index = (int)Objects.size()-NumFixedObjects-1;
-    return Index;
-  }
+  int CreateSpillStackObject(uint64_t Size, unsigned Alignment);
 
   /// RemoveStackObject - Remove or mark dead a statically sized stack object.
   ///
@@ -414,11 +582,7 @@ public:
   /// variable sized object is created, whether or not the index returned is
   /// actually used.
   ///
-  int CreateVariableSizedObject() {
-    HasVarSizedObjects = true;
-    Objects.push_back(StackObject(0, 1, 0, false, false));
-    return (int)Objects.size()-NumFixedObjects-1;
-  }
+  int CreateVariableSizedObject(unsigned Alignment, const AllocaInst *Alloca);
 
   /// getCalleeSavedInfo - Returns a reference to call saved info vector for the
   /// current function.
@@ -428,7 +592,7 @@ public:
 
   /// setCalleeSavedInfo - Used by prolog/epilog inserter to set the function's
   /// callee saved information.
-  void  setCalleeSavedInfo(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) {
+  void setCalleeSavedInfo(const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI) {
     CSInfo = CSI;
   }
 
@@ -448,16 +612,8 @@ public:
   /// method always returns an empty set.
   BitVector getPristineRegs(const MachineBasicBlock *MBB) const;
 
-  /// getMachineModuleInfo - Used by a prologue/epilogue
-  /// emitter (TargetRegisterInfo) to provide frame layout information. 
-  MachineModuleInfo *getMachineModuleInfo() const { return MMI; }
-
-  /// setMachineModuleInfo - Used by a meta info consumer (DwarfWriter) to
-  /// indicate that frame layout information should be gathered.
-  void setMachineModuleInfo(MachineModuleInfo *mmi) { MMI = mmi; }
-
   /// print - Used by the MachineFunction printer to print information about
-  /// stack objects.  Implemented in MachineFunction.cpp
+  /// stack objects. Implemented in MachineFunction.cpp
   ///
   void print(const MachineFunction &MF, raw_ostream &OS) const;