A few 80-col violations.
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / PrologEpilogInserter.cpp
index 040259e15c529e73c4775e5416f5d50e47931732..32c932552bedd8c438026a978da767bcda7b7b5d 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "pei"
 #include "PrologEpilogInserter.h"
+#include "llvm/InlineAsm.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineInstr.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
-#include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
-#include "llvm/Target/TargetFrameInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetFrameLowering.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
+#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include <climits>
 
@@ -41,8 +46,17 @@ using namespace llvm;
 
 char PEI::ID = 0;
 
-static RegisterPass<PEI>
-X("prologepilog", "Prologue/Epilogue Insertion");
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(PEI, "prologepilog",
+                "Prologue/Epilogue Insertion", false, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_END(PEI, "prologepilog",
+                "Prologue/Epilogue Insertion", false, false)
+
+STATISTIC(NumVirtualFrameRegs, "Number of virtual frame regs encountered");
+STATISTIC(NumScavengedRegs, "Number of frame index regs scavenged");
+STATISTIC(NumBytesStackSpace,
+          "Number of bytes used for stack in all functions");
 
 /// createPrologEpilogCodeInserter - This function returns a pass that inserts
 /// prolog and epilog code, and eliminates abstract frame references.
@@ -55,31 +69,29 @@ FunctionPass *llvm::createPrologEpilogCodeInserter() { return new PEI(); }
 bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   const Function* F = Fn.getFunction();
   const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+
   RS = TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) ? new RegScavenger() : NULL;
   FrameIndexVirtualScavenging = TRI->requiresFrameIndexScavenging(Fn);
 
-  // Get MachineModuleInfo so that we can track the construction of the
-  // frame.
-  if (MachineModuleInfo *MMI = getAnalysisIfAvailable<MachineModuleInfo>())
-    Fn.getFrameInfo()->setMachineModuleInfo(MMI);
-
-  // Calculate the MaxCallFrameSize and HasCalls variables for the function's
-  // frame information. Also eliminates call frame pseudo instructions.
+  // Calculate the MaxCallFrameSize and AdjustsStack variables for the
+  // function's frame information. Also eliminates call frame pseudo
+  // instructions.
   calculateCallsInformation(Fn);
 
   // Allow the target machine to make some adjustments to the function
   // e.g. UsedPhysRegs before calculateCalleeSavedRegisters.
-  TRI->processFunctionBeforeCalleeSavedScan(Fn, RS);
+  TFI->processFunctionBeforeCalleeSavedScan(Fn, RS);
 
   // Scan the function for modified callee saved registers and insert spill code
   // for any callee saved registers that are modified.
   calculateCalleeSavedRegisters(Fn);
 
   // Determine placement of CSR spill/restore code:
-  //  - with shrink wrapping, place spills and restores to tightly
+  //  - With shrink wrapping, place spills and restores to tightly
   //    enclose regions in the Machine CFG of the function where
-  //    they are used. Without shrink wrapping
-  //  - default (no shrink wrapping), place all spills in the
+  //    they are used.
+  //  - Without shink wrapping (default), place all spills in the
   //    entry block, all restores in return blocks.
   placeCSRSpillsAndRestores(Fn);
 
@@ -89,15 +101,15 @@ bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 
   // Allow the target machine to make final modifications to the function
   // before the frame layout is finalized.
-  TRI->processFunctionBeforeFrameFinalized(Fn);
+  TFI->processFunctionBeforeFrameFinalized(Fn);
 
   // Calculate actual frame offsets for all abstract stack objects...
   calculateFrameObjectOffsets(Fn);
 
   // Add prolog and epilog code to the function.  This function is required
   // to align the stack frame as necessary for any stack variables or
-  // called functions.  Because of this, calculateCalleeSavedRegisters
-  // must be called before this function in order to set the HasCalls
+  // called functions.  Because of this, calculateCalleeSavedRegisters()
+  // must be called before this function in order to set the AdjustsStack
   // and MaxCallFrameSize variables.
   if (!F->hasFnAttr(Attribute::Naked))
     insertPrologEpilogCode(Fn);
@@ -131,19 +143,21 @@ void PEI::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 }
 #endif
 
-/// calculateCallsInformation - Calculate the MaxCallFrameSize and HasCalls
+/// calculateCallsInformation - Calculate the MaxCallFrameSize and AdjustsStack
 /// variables for the function's frame information and eliminate call frame
 /// pseudo instructions.
 void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
   const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
   unsigned MaxCallFrameSize = 0;
-  bool HasCalls = FFI->hasCalls();
+  bool AdjustsStack = MFI->adjustsStack();
 
   // Get the function call frame set-up and tear-down instruction opcode
-  int FrameSetupOpcode   = RegInfo->getCallFrameSetupOpcode();
-  int FrameDestroyOpcode = RegInfo->getCallFrameDestroyOpcode();
+  int FrameSetupOpcode   = TII.getCallFrameSetupOpcode();
+  int FrameDestroyOpcode = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 
   // Early exit for targets which have no call frame setup/destroy pseudo
   // instructions.
@@ -159,25 +173,27 @@ void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
                " instructions should have a single immediate argument!");
         unsigned Size = I->getOperand(0).getImm();
         if (Size > MaxCallFrameSize) MaxCallFrameSize = Size;
-        HasCalls = true;
+        AdjustsStack = true;
         FrameSDOps.push_back(I);
       } else if (I->isInlineAsm()) {
-        // An InlineAsm might be a call; assume it is to get the stack frame
-        // aligned correctly for calls.
-        HasCalls = true;
+        // Some inline asm's need a stack frame, as indicated by operand 1.
+        unsigned ExtraInfo = I->getOperand(InlineAsm::MIOp_ExtraInfo).getImm();
+        if (ExtraInfo & InlineAsm::Extra_IsAlignStack)
+          AdjustsStack = true;
       }
 
-  FFI->setHasCalls(HasCalls);
-  FFI->setMaxCallFrameSize(MaxCallFrameSize);
+  MFI->setAdjustsStack(AdjustsStack);
+  MFI->setMaxCallFrameSize(MaxCallFrameSize);
 
   for (std::vector<MachineBasicBlock::iterator>::iterator
          i = FrameSDOps.begin(), e = FrameSDOps.end(); i != e; ++i) {
     MachineBasicBlock::iterator I = *i;
 
     // If call frames are not being included as part of the stack frame, and
-    // there is no dynamic allocation (therefore referencing frame slots off
-    // sp), leave the pseudo ops alone. We'll eliminate them later.
-    if (RegInfo->hasReservedCallFrame(Fn) || RegInfo->hasFP(Fn))
+    // the target doesn't indicate otherwise, remove the call frame pseudos
+    // here. The sub/add sp instruction pairs are still inserted, but we don't
+    // need to track the SP adjustment for frame index elimination.
+    if (TFI->canSimplifyCallFramePseudos(Fn))
       RegInfo->eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *I->getParent(), I);
   }
 }
@@ -187,8 +203,8 @@ void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
 /// registers.
 void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
   const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  const TargetFrameInfo *TFI = Fn.getTarget().getFrameInfo();
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
   // Get the callee saved register list...
   const unsigned *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&Fn);
@@ -201,22 +217,21 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
   if (CSRegs == 0 || CSRegs[0] == 0)
     return;
 
-  // Figure out which *callee saved* registers are modified by the current
-  // function, thus needing to be saved and restored in the prolog/epilog.
-  const TargetRegisterClass * const *CSRegClasses =
-    RegInfo->getCalleeSavedRegClasses(&Fn);
+  // In Naked functions we aren't going to save any registers.
+  if (Fn.getFunction()->hasFnAttr(Attribute::Naked))
+    return;
 
   std::vector<CalleeSavedInfo> CSI;
   for (unsigned i = 0; CSRegs[i]; ++i) {
     unsigned Reg = CSRegs[i];
     if (Fn.getRegInfo().isPhysRegUsed(Reg)) {
       // If the reg is modified, save it!
-      CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg, CSRegClasses[i]));
+      CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg));
     } else {
       for (const unsigned *AliasSet = RegInfo->getAliasSet(Reg);
            *AliasSet; ++AliasSet) {  // Check alias registers too.
         if (Fn.getRegInfo().isPhysRegUsed(*AliasSet)) {
-          CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg, CSRegClasses[i]));
+          CSI.push_back(CalleeSavedInfo(Reg));
           break;
         }
       }
@@ -227,7 +242,7 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
     return;   // Early exit if no callee saved registers are modified!
 
   unsigned NumFixedSpillSlots;
-  const TargetFrameInfo::SpillSlot *FixedSpillSlots =
+  const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSpillSlots =
     TFI->getCalleeSavedSpillSlots(NumFixedSpillSlots);
 
   // Now that we know which registers need to be saved and restored, allocate
@@ -235,7 +250,7 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::iterator
          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
     unsigned Reg = I->getReg();
-    const TargetRegisterClass *RC = I->getRegClass();
+    const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getMinimalPhysRegClass(Reg);
 
     int FrameIdx;
     if (RegInfo->hasReservedSpillSlot(Fn, Reg, FrameIdx)) {
@@ -245,7 +260,7 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
 
     // Check to see if this physreg must be spilled to a particular stack slot
     // on this target.
-    const TargetFrameInfo::SpillSlot *FixedSlot = FixedSpillSlots;
+    const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSlot = FixedSpillSlots;
     while (FixedSlot != FixedSpillSlots+NumFixedSpillSlots &&
            FixedSlot->Reg != Reg)
       ++FixedSlot;
@@ -259,19 +274,18 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
       // the TargetRegisterClass if the stack alignment is smaller. Use the
       // min.
       Align = std::min(Align, StackAlign);
-      FrameIdx = FFI->CreateStackObject(RC->getSize(), Align, true);
+      FrameIdx = MFI->CreateStackObject(RC->getSize(), Align, true);
       if ((unsigned)FrameIdx < MinCSFrameIndex) MinCSFrameIndex = FrameIdx;
       if ((unsigned)FrameIdx > MaxCSFrameIndex) MaxCSFrameIndex = FrameIdx;
     } else {
       // Spill it to the stack where we must.
-      FrameIdx = FFI->CreateFixedObject(RC->getSize(), FixedSlot->Offset,
-                                        true, false);
+      FrameIdx = MFI->CreateFixedObject(RC->getSize(), FixedSlot->Offset, true);
     }
 
     I->setFrameIdx(FrameIdx);
   }
 
-  FFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
+  MFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
 }
 
 /// insertCSRSpillsAndRestores - Insert spill and restore code for
@@ -279,30 +293,34 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn) {
 ///
 void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
   // Get callee saved register information.
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
-  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = FFI->getCalleeSavedInfo();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
+  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 
-  FFI->setCalleeSavedInfoValid(true);
+  MFI->setCalleeSavedInfoValid(true);
 
   // Early exit if no callee saved registers are modified!
   if (CSI.empty())
     return;
 
   const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
   MachineBasicBlock::iterator I;
 
   if (! ShrinkWrapThisFunction) {
     // Spill using target interface.
     I = EntryBlock->begin();
-    if (!TII.spillCalleeSavedRegisters(*EntryBlock, I, CSI)) {
+    if (!TFI->spillCalleeSavedRegisters(*EntryBlock, I, CSI, TRI)) {
       for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
         // Add the callee-saved register as live-in.
         // It's killed at the spill.
         EntryBlock->addLiveIn(CSI[i].getReg());
 
         // Insert the spill to the stack frame.
-        TII.storeRegToStackSlot(*EntryBlock, I, CSI[i].getReg(), true,
-                                CSI[i].getFrameIdx(), CSI[i].getRegClass());
+        unsigned Reg = CSI[i].getReg();
+        const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+        TII.storeRegToStackSlot(*EntryBlock, I, Reg, true,
+                                CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
       }
     }
 
@@ -323,12 +341,14 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
         --BeforeI;
 
       // Restore all registers immediately before the return and any
-      // terminators that preceed it.
-      if (!TII.restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI)) {
+      // terminators that precede it.
+      if (!TFI->restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI, TRI)) {
         for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
-          TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, CSI[i].getReg(),
+          unsigned Reg = CSI[i].getReg();
+          const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+          TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg,
                                    CSI[i].getFrameIdx(),
-                                   CSI[i].getRegClass());
+                                   RC, TRI);
           assert(I != MBB->begin() &&
                  "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
           // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
@@ -372,10 +392,12 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
       MBB->addLiveIn(blockCSI[i].getReg());
 
       // Insert the spill to the stack frame.
-      TII.storeRegToStackSlot(*MBB, I, blockCSI[i].getReg(),
+      unsigned Reg = blockCSI[i].getReg();
+      const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+      TII.storeRegToStackSlot(*MBB, I, Reg,
                               true,
                               blockCSI[i].getFrameIdx(),
-                              blockCSI[i].getRegClass());
+                              RC, TRI);
     }
   }
 
@@ -419,11 +441,13 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
       --BeforeI;
 
     // Restore all registers immediately before the return and any
-    // terminators that preceed it.
+    // terminators that precede it.
     for (unsigned i = 0, e = blockCSI.size(); i != e; ++i) {
-      TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, blockCSI[i].getReg(),
+      unsigned Reg = blockCSI[i].getReg();
+      const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+      TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg,
                                blockCSI[i].getFrameIdx(),
-                               blockCSI[i].getRegClass());
+                               RC, TRI);
       assert(I != MBB->begin() &&
              "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
       // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
@@ -440,14 +464,14 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
 
 /// AdjustStackOffset - Helper function used to adjust the stack frame offset.
 static inline void
-AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
+AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *MFI, int FrameIdx,
                   bool StackGrowsDown, int64_t &Offset,
                   unsigned &MaxAlign) {
   // If the stack grows down, add the object size to find the lowest address.
   if (StackGrowsDown)
-    Offset += FFI->getObjectSize(FrameIdx);
+    Offset += MFI->getObjectSize(FrameIdx);
 
-  unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(FrameIdx);
+  unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(FrameIdx);
 
   // If the alignment of this object is greater than that of the stack, then
   // increase the stack alignment to match.
@@ -457,10 +481,12 @@ AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
   Offset = (Offset + Align - 1) / Align * Align;
 
   if (StackGrowsDown) {
-    FFI->setObjectOffset(FrameIdx, -Offset); // Set the computed offset
+    DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << FrameIdx << ") at SP[" << -Offset << "]\n");
+    MFI->setObjectOffset(FrameIdx, -Offset); // Set the computed offset
   } else {
-    FFI->setObjectOffset(FrameIdx, Offset);
-    Offset += FFI->getObjectSize(FrameIdx);
+    DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << FrameIdx << ") at SP[" << Offset << "]\n");
+    MFI->setObjectOffset(FrameIdx, Offset);
+    Offset += MFI->getObjectSize(FrameIdx);
   }
 }
 
@@ -468,13 +494,13 @@ AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *FFI, int FrameIdx,
 /// abstract stack objects.
 ///
 void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetFrameInfo &TFI = *Fn.getTarget().getFrameInfo();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getTarget().getFrameLowering();
 
   bool StackGrowsDown =
-    TFI.getStackGrowthDirection() == TargetFrameInfo::StackGrowsDown;
+    TFI.getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
 
   // Loop over all of the stack objects, assigning sequential addresses...
-  MachineFrameInfo *FFI = Fn.getFrameInfo();
+  MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
   // Start at the beginning of the local area.
   // The Offset is the distance from the stack top in the direction
@@ -491,17 +517,17 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
   // We currently don't support filling in holes in between fixed sized
   // objects, so we adjust 'Offset' to point to the end of last fixed sized
   // preallocated object.
-  for (int i = FFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
+  for (int i = MFI->getObjectIndexBegin(); i != 0; ++i) {
     int64_t FixedOff;
     if (StackGrowsDown) {
       // The maximum distance from the stack pointer is at lower address of
       // the object -- which is given by offset. For down growing stack
       // the offset is negative, so we negate the offset to get the distance.
-      FixedOff = -FFI->getObjectOffset(i);
+      FixedOff = -MFI->getObjectOffset(i);
     } else {
       // The maximum distance from the start pointer is at the upper
       // address of the object.
-      FixedOff = FFI->getObjectOffset(i) + FFI->getObjectSize(i);
+      FixedOff = MFI->getObjectOffset(i) + MFI->getObjectSize(i);
     }
     if (FixedOff > Offset) Offset = FixedOff;
   }
@@ -510,74 +536,129 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
   // callee saved registers.
   if (StackGrowsDown) {
     for (unsigned i = MinCSFrameIndex; i <= MaxCSFrameIndex; ++i) {
-      // If stack grows down, we need to add size of find the lowest
+      // If the stack grows down, we need to add the size to find the lowest
       // address of the object.
-      Offset += FFI->getObjectSize(i);
+      Offset += MFI->getObjectSize(i);
 
-      unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
+      unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
       Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 
-      FFI->setObjectOffset(i, -Offset);        // Set the computed offset
+      MFI->setObjectOffset(i, -Offset);        // Set the computed offset
     }
   } else {
     int MaxCSFI = MaxCSFrameIndex, MinCSFI = MinCSFrameIndex;
     for (int i = MaxCSFI; i >= MinCSFI ; --i) {
-      unsigned Align = FFI->getObjectAlignment(i);
+      unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
       Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
 
-      FFI->setObjectOffset(i, Offset);
-      Offset += FFI->getObjectSize(i);
+      MFI->setObjectOffset(i, Offset);
+      Offset += MFI->getObjectSize(i);
     }
   }
 
-  unsigned MaxAlign = FFI->getMaxAlignment();
+  unsigned MaxAlign = MFI->getMaxAlignment();
 
   // Make sure the special register scavenging spill slot is closest to the
   // frame pointer if a frame pointer is required.
   const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  if (RS && RegInfo->hasFP(Fn) && !RegInfo->needsStackRealignment(Fn)) {
+  if (RS && TFI.hasFP(Fn) && RegInfo->useFPForScavengingIndex(Fn) &&
+      !RegInfo->needsStackRealignment(Fn)) {
     int SFI = RS->getScavengingFrameIndex();
     if (SFI >= 0)
-      AdjustStackOffset(FFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+      AdjustStackOffset(MFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+  }
+
+  // FIXME: Once this is working, then enable flag will change to a target
+  // check for whether the frame is large enough to want to use virtual
+  // frame index registers. Functions which don't want/need this optimization
+  // will continue to use the existing code path.
+  if (MFI->getUseLocalStackAllocationBlock()) {
+    unsigned Align = MFI->getLocalFrameMaxAlign();
+
+    // Adjust to alignment boundary.
+    Offset = (Offset + Align - 1) / Align * Align;
+
+    DEBUG(dbgs() << "Local frame base offset: " << Offset << "\n");
+
+    // Resolve offsets for objects in the local block.
+    for (unsigned i = 0, e = MFI->getLocalFrameObjectCount(); i != e; ++i) {
+      std::pair<int, int64_t> Entry = MFI->getLocalFrameObjectMap(i);
+      int64_t FIOffset = (StackGrowsDown ? -Offset : Offset) + Entry.second;
+      DEBUG(dbgs() << "alloc FI(" << Entry.first << ") at SP[" <<
+            FIOffset << "]\n");
+      MFI->setObjectOffset(Entry.first, FIOffset);
+    }
+    // Allocate the local block
+    Offset += MFI->getLocalFrameSize();
+
+    MaxAlign = std::max(Align, MaxAlign);
   }
 
   // Make sure that the stack protector comes before the local variables on the
   // stack.
-  if (FFI->getStackProtectorIndex() >= 0)
-    AdjustStackOffset(FFI, FFI->getStackProtectorIndex(), StackGrowsDown,
+  SmallSet<int, 16> LargeStackObjs;
+  if (MFI->getStackProtectorIndex() >= 0) {
+    AdjustStackOffset(MFI, MFI->getStackProtectorIndex(), StackGrowsDown,
                       Offset, MaxAlign);
 
+    // Assign large stack objects first.
+    for (unsigned i = 0, e = MFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+      if (MFI->isObjectPreAllocated(i) &&
+          MFI->getUseLocalStackAllocationBlock())
+        continue;
+      if (i >= MinCSFrameIndex && i <= MaxCSFrameIndex)
+        continue;
+      if (RS && (int)i == RS->getScavengingFrameIndex())
+        continue;
+      if (MFI->isDeadObjectIndex(i))
+        continue;
+      if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
+        continue;
+      if (!MFI->MayNeedStackProtector(i))
+        continue;
+
+      AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+      LargeStackObjs.insert(i);
+    }
+  }
+
   // Then assign frame offsets to stack objects that are not used to spill
   // callee saved registers.
-  for (unsigned i = 0, e = FFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+  for (unsigned i = 0, e = MFI->getObjectIndexEnd(); i != e; ++i) {
+    if (MFI->isObjectPreAllocated(i) &&
+        MFI->getUseLocalStackAllocationBlock())
+      continue;
     if (i >= MinCSFrameIndex && i <= MaxCSFrameIndex)
       continue;
     if (RS && (int)i == RS->getScavengingFrameIndex())
       continue;
-    if (FFI->isDeadObjectIndex(i))
+    if (MFI->isDeadObjectIndex(i))
+      continue;
+    if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
       continue;
-    if (FFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
+    if (LargeStackObjs.count(i))
       continue;
 
-    AdjustStackOffset(FFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+    AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
   }
 
   // Make sure the special register scavenging spill slot is closest to the
   // stack pointer.
-  if (RS && (!RegInfo->hasFP(Fn) || RegInfo->needsStackRealignment(Fn))) {
+  if (RS && (!TFI.hasFP(Fn) || RegInfo->needsStackRealignment(Fn) ||
+             !RegInfo->useFPForScavengingIndex(Fn))) {
     int SFI = RS->getScavengingFrameIndex();
     if (SFI >= 0)
-      AdjustStackOffset(FFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+      AdjustStackOffset(MFI, SFI, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
   }
 
-  if (!RegInfo->targetHandlesStackFrameRounding()) {
+  if (!TFI.targetHandlesStackFrameRounding()) {
     // If we have reserved argument space for call sites in the function
     // immediately on entry to the current function, count it as part of the
     // overall stack size.
-    if (FFI->hasCalls() && RegInfo->hasReservedCallFrame(Fn))
-      Offset += FFI->getMaxCallFrameSize();
+    if (MFI->adjustsStack() && TFI.hasReservedCallFrame(Fn))
+      Offset += MFI->getMaxCallFrameSize();
 
     // Round up the size to a multiple of the alignment.  If the function has
     // any calls or alloca's, align to the target's StackAlignment value to
@@ -585,41 +666,49 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
     // otherwise, for leaf functions, align to the TransientStackAlignment
     // value.
     unsigned StackAlign;
-    if (FFI->hasCalls() || FFI->hasVarSizedObjects() ||
-        (RegInfo->needsStackRealignment(Fn) && FFI->getObjectIndexEnd() != 0))
+    if (MFI->adjustsStack() || MFI->hasVarSizedObjects() ||
+        (RegInfo->needsStackRealignment(Fn) && MFI->getObjectIndexEnd() != 0))
       StackAlign = TFI.getStackAlignment();
     else
       StackAlign = TFI.getTransientStackAlignment();
-    // If the frame pointer is eliminated, all frame offsets will be relative
-    // to SP not FP; align to MaxAlign so this works.
+
+    // If the frame pointer is eliminated, all frame offsets will be relative to
+    // SP not FP. Align to MaxAlign so this works.
     StackAlign = std::max(StackAlign, MaxAlign);
     unsigned AlignMask = StackAlign - 1;
     Offset = (Offset + AlignMask) & ~uint64_t(AlignMask);
   }
 
   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
-  FFI->setStackSize(Offset - LocalAreaOffset);
+  int64_t StackSize = Offset - LocalAreaOffset;
+  MFI->setStackSize(StackSize);
+  NumBytesStackSpace += StackSize;
 }
 
-
 /// insertPrologEpilogCode - Scan the function for modified callee saved
 /// registers, insert spill code for these callee saved registers, then add
 /// prolog and epilog code to the function.
 ///
 void PEI::insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getTarget().getFrameLowering();
 
   // Add prologue to the function...
-  TRI->emitPrologue(Fn);
+  TFI.emitPrologue(Fn);
 
   // Add epilogue to restore the callee-save registers in each exiting block
   for (MachineFunction::iterator I = Fn.begin(), E = Fn.end(); I != E; ++I) {
     // If last instruction is a return instruction, add an epilogue
     if (!I->empty() && I->back().getDesc().isReturn())
-      TRI->emitEpilogue(Fn, *I);
+      TFI.emitEpilogue(Fn, *I);
   }
-}
 
+  // Emit additional code that is required to support segmented stacks, if
+  // we've been asked for it.  This, when linked with a runtime with support
+  // for segmented stacks (libgcc is one), will result in allocating stack
+  // space in small chunks instead of one large contiguous block.
+  if (EnableSegmentedStacks)
+    TFI.adjustForSegmentedStacks(Fn);
+}
 
 /// replaceFrameIndices - Replace all MO_FrameIndex operands with physical
 /// register references and actual offsets.
@@ -629,15 +718,19 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
 
   const TargetMachine &TM = Fn.getTarget();
   assert(TM.getRegisterInfo() && "TM::getRegisterInfo() must be implemented!");
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
   const TargetRegisterInfo &TRI = *TM.getRegisterInfo();
-  const TargetFrameInfo *TFI = TM.getFrameInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = TM.getFrameLowering();
   bool StackGrowsDown =
-    TFI->getStackGrowthDirection() == TargetFrameInfo::StackGrowsDown;
-  int FrameSetupOpcode   = TRI.getCallFrameSetupOpcode();
-  int FrameDestroyOpcode = TRI.getCallFrameDestroyOpcode();
+    TFI->getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
+  int FrameSetupOpcode   = TII.getCallFrameSetupOpcode();
+  int FrameDestroyOpcode = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 
   for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(),
          E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
+#ifndef NDEBUG
+    int SPAdjCount = 0; // frame setup / destroy count.
+#endif
     int SPAdj = 0;  // SP offset due to call frame setup / destroy.
     if (RS && !FrameIndexVirtualScavenging) RS->enterBasicBlock(BB);
 
@@ -645,6 +738,10 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
 
       if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
           I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
+#ifndef NDEBUG
+        // Track whether we see even pairs of them
+        SPAdjCount += I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ? 1 : -1;
+#endif
         // Remember how much SP has been adjusted to create the call
         // frame.
         int Size = I->getOperand(0).getImm();
@@ -684,16 +781,8 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
           // If this instruction has a FrameIndex operand, we need to
           // use that target machine register info object to eliminate
           // it.
-          int Value;
-          unsigned VReg =
-            TRI.eliminateFrameIndex(MI, SPAdj, &Value,
-                                    FrameIndexVirtualScavenging ?  NULL : RS);
-          if (VReg) {
-            assert (FrameIndexVirtualScavenging &&
-                    "Not scavenging, but virtual returned from "
-                    "eliminateFrameIndex()!");
-            FrameConstantRegMap[VReg] = FrameConstantEntry(Value, SPAdj);
-          }
+          TRI.eliminateFrameIndex(MI, SPAdj,
+                                  FrameIndexVirtualScavenging ?  NULL : RS);
 
           // Reset the iterator if we were at the beginning of the BB.
           if (AtBeginning) {
@@ -711,42 +800,16 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
       if (RS && !FrameIndexVirtualScavenging && MI) RS->forward(MI);
     }
 
-    assert(SPAdj == 0 && "Unbalanced call frame setup / destroy pairs?");
+    // If we have evenly matched pairs of frame setup / destroy instructions,
+    // make sure the adjustments come out to zero. If we don't have matched
+    // pairs, we can't be sure the missing bit isn't in another basic block
+    // due to a custom inserter playing tricks, so just asserting SPAdj==0
+    // isn't sufficient. See tMOVCC on Thumb1, for example.
+    assert((SPAdjCount || SPAdj == 0) &&
+           "Unbalanced call frame setup / destroy pairs?");
   }
 }
 
-/// findLastUseReg - find the killing use of the specified register within
-/// the instruciton range. Return the operand number of the kill in Operand.
-static MachineBasicBlock::iterator
-findLastUseReg(MachineBasicBlock::iterator I, MachineBasicBlock::iterator ME,
-               unsigned Reg) {
-  // Scan forward to find the last use of this virtual register
-  for (++I; I != ME; ++I) {
-    MachineInstr *MI = I;
-    bool isDefInsn = false;
-    bool isKillInsn = false;
-    for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      if (MI->getOperand(i).isReg()) {
-        unsigned OpReg = MI->getOperand(i).getReg();
-        if (OpReg == 0 || !TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(OpReg))
-          continue;
-        assert (OpReg == Reg
-                && "overlapping use of scavenged index register!");
-        // If this is the killing use, we have a candidate.
-        if (MI->getOperand(i).isKill())
-          isKillInsn = true;
-        else if (MI->getOperand(i).isDef())
-          isDefInsn = true;
-      }
-    if (isKillInsn && !isDefInsn)
-      return I;
-  }
-  // If we hit the end of the basic block, there was no kill of
-  // the virtual register, which is wrong.
-  assert (0 && "scavenged index register never killed!");
-  return ME;
-}
-
 /// scavengeFrameVirtualRegs - Replace all frame index virtual registers
 /// with physical registers. Use the register scavenger to find an
 /// appropriate register to use.
@@ -756,154 +819,46 @@ void PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
        E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
     RS->enterBasicBlock(BB);
 
-    // FIXME: The logic flow in this function is still too convoluted.
-    // It needs a cleanup refactoring. Do that in preparation for tracking
-    // more than one scratch register value and using ranges to find
-    // available scratch registers.
-    unsigned CurrentVirtReg = 0;
-    unsigned CurrentScratchReg = 0;
-    bool havePrevValue = false;
-    int PrevValue = 0;
-    MachineInstr *PrevLastUseMI = NULL;
-    unsigned PrevLastUseOp = 0;
-    bool trackingCurrentValue = false;
+    unsigned VirtReg = 0;
+    unsigned ScratchReg = 0;
     int SPAdj = 0;
-    int Value = 0;
 
     // The instruction stream may change in the loop, so check BB->end()
     // directly.
     for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ) {
       MachineInstr *MI = I;
-      bool isDefInsn = false;
-      bool isKillInsn = false;
-      bool clobbersScratchReg = false;
-      bool DoIncr = true;
       for (unsigned i = 0, e = MI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
         if (MI->getOperand(i).isReg()) {
           MachineOperand &MO = MI->getOperand(i);
           unsigned Reg = MO.getReg();
           if (Reg == 0)
             continue;
-          if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg)) {
-            // If we have a previous scratch reg, check and see if anything
-            // here kills whatever value is in there.
-            if (Reg == CurrentScratchReg) {
-              if (MO.isUse()) {
-                // Two-address operands implicitly kill
-                if (MO.isKill() || MI->isRegTiedToDefOperand(i))
-                  clobbersScratchReg = true;
-              } else {
-                assert (MO.isDef());
-                clobbersScratchReg = true;
-              }
-            }
+          if (!TargetRegisterInfo::isVirtualRegister(Reg))
             continue;
-          }
-          // If this is a def, remember that this insn defines the value.
-          // This lets us properly consider insns which re-use the scratch
-          // register, such as r2 = sub r2, #imm, in the middle of the
-          // scratch range.
-          if (MO.isDef())
-            isDefInsn = true;
+
+          ++NumVirtualFrameRegs;
 
           // Have we already allocated a scratch register for this virtual?
-          if (Reg != CurrentVirtReg) {
+          if (Reg != VirtReg) {
             // When we first encounter a new virtual register, it
             // must be a definition.
             assert(MI->getOperand(i).isDef() &&
                    "frame index virtual missing def!");
-            // We can't have nested virtual register live ranges because
-            // there's only a guarantee of one scavenged register at a time.
-            assert (CurrentVirtReg == 0 &&
-                    "overlapping frame index virtual registers!");
-
-            // If the target gave us information about what's in the register,
-            // we can use that to re-use scratch regs.
-            DenseMap<unsigned, FrameConstantEntry>::iterator Entry =
-              FrameConstantRegMap.find(Reg);
-            trackingCurrentValue = Entry != FrameConstantRegMap.end();
-            if (trackingCurrentValue) {
-              SPAdj = (*Entry).second.second;
-              Value = (*Entry).second.first;
-            } else
-              SPAdj = Value = 0;
-
-            // If the scratch register from the last allocation is still
-            // available, see if the value matches. If it does, just re-use it.
-            if (trackingCurrentValue && havePrevValue && PrevValue == Value) {
-              // FIXME: This assumes that the instructions in the live range
-              // for the virtual register are exclusively for the purpose
-              // of populating the value in the register. That's reasonable
-              // for these frame index registers, but it's still a very, very
-              // strong assumption. rdar://7322732. Better would be to
-              // explicitly check each instruction in the range for references
-              // to the virtual register. Only delete those insns that
-              // touch the virtual register.
-
-              // Find the last use of the new virtual register. Remove all
-              // instruction between here and there, and update the current
-              // instruction to reference the last use insn instead.
-              MachineBasicBlock::iterator LastUseMI =
-                findLastUseReg(I, BB->end(), Reg);
-
-              // Remove all instructions up 'til the last use, since they're
-              // just calculating the value we already have.
-              BB->erase(I, LastUseMI);
-              I = LastUseMI;
-
-              // Extend the live range of the scratch register
-              PrevLastUseMI->getOperand(PrevLastUseOp).setIsKill(false);
-              RS->setUsed(CurrentScratchReg);
-              CurrentVirtReg = Reg;
-
-              // We deleted the instruction we were scanning the operands of.
-              // Jump back to the instruction iterator loop. Don't increment
-              // past this instruction since we updated the iterator already.
-              DoIncr = false;
-              break;
-            }
-
             // Scavenge a new scratch register
-            CurrentVirtReg = Reg;
+            VirtReg = Reg;
             const TargetRegisterClass *RC = Fn.getRegInfo().getRegClass(Reg);
-            CurrentScratchReg = RS->FindUnusedReg(RC);
-            if (CurrentScratchReg == 0)
-              // No register is "free". Scavenge a register.
-              CurrentScratchReg = RS->scavengeRegister(RC, I, SPAdj);
-
-            PrevValue = Value;
+            ScratchReg = RS->scavengeRegister(RC, I, SPAdj);
+            ++NumScavengedRegs;
           }
-          // replace this reference to the virtual register with the
+          // Replace this reference to the virtual register with the
           // scratch register.
-          assert (CurrentScratchReg && "Missing scratch register!");
-          MI->getOperand(i).setReg(CurrentScratchReg);
+          assert (ScratchReg && "Missing scratch register!");
+          MI->getOperand(i).setReg(ScratchReg);
 
-          if (MI->getOperand(i).isKill()) {
-            isKillInsn = true;
-            PrevLastUseOp = i;
-            PrevLastUseMI = MI;
-          }
         }
       }
-      // If this is the last use of the scratch, stop tracking it. The
-      // last use will be a kill operand in an instruction that does
-      // not also define the scratch register.
-      if (isKillInsn && !isDefInsn) {
-        CurrentVirtReg = 0;
-        havePrevValue = trackingCurrentValue;
-      }
-      // Similarly, notice if instruction clobbered the value in the
-      // register we're tracking for possible later reuse. This is noted
-      // above, but enforced here since the value is still live while we
-      // process the rest of the operands of the instruction.
-      if (clobbersScratchReg) {
-        havePrevValue = false;
-        CurrentScratchReg = 0;
-      }
-      if (DoIncr) {
-        RS->forward(I);
-        ++I;
-      }
+      RS->forward(I);
+      ++I;
     }
   }
 }