Revert r236546, "propagate IR-level fast-math-flags to DAG nodes (NFC)"
[oota-llvm.git] / lib / CodeGen / PrologEpilogInserter.cpp
index 24a03bd67dd36e32bdffc4ccacb0ac8f068c7e92..e4f359c213c4c201b9264d1ced402d028e70edd7 100644 (file)
 // This pass must be run after register allocation.  After this pass is
 // executed, it is illegal to construct MO_FrameIndex operands.
 //
-// This pass provides an optional shrink wrapping variant of prolog/epilog
-// insertion, enabled via --shrink-wrap. See ShrinkWrapping.cpp.
-//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "pei"
-#include "PrologEpilogInserter.h"
 #include "llvm/ADT/IndexedMap.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineDominators.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineLoopInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
+#include "llvm/CodeGen/Passes.h"
 #include "llvm/CodeGen/RegisterScavenging.h"
+#include "llvm/CodeGen/StackProtector.h"
+#include "llvm/CodeGen/WinEHFuncInfo.h"
+#include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
 #include "llvm/IR/InlineAsm.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
 #include <climits>
 
 using namespace llvm;
 
+#define DEBUG_TYPE "pei"
+
+namespace {
+class PEI : public MachineFunctionPass {
+public:
+  static char ID;
+  PEI() : MachineFunctionPass(ID) {
+    initializePEIPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
+
+  /// runOnMachineFunction - Insert prolog/epilog code and replace abstract
+  /// frame indexes with appropriate references.
+  ///
+  bool runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) override;
+
+private:
+  RegScavenger *RS;
+
+  // MinCSFrameIndex, MaxCSFrameIndex - Keeps the range of callee saved
+  // stack frame indexes.
+  unsigned MinCSFrameIndex, MaxCSFrameIndex;
+
+  // Save and Restore blocks of the current function.
+  MachineBasicBlock *SaveBlock;
+  SmallVector<MachineBasicBlock *, 4> RestoreBlocks;
+
+  // Flag to control whether to use the register scavenger to resolve
+  // frame index materialization registers. Set according to
+  // TRI->requiresFrameIndexScavenging() for the current function.
+  bool FrameIndexVirtualScavenging;
+
+  void calculateSets(MachineFunction &Fn);
+  void calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn);
+  void calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &Fn);
+  void insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn);
+  void calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn);
+  void replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn);
+  void replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
+                           int &SPAdj);
+  void scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn);
+  void insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn);
+
+  // Convenience for recognizing return blocks.
+  bool isReturnBlock(MachineBasicBlock *MBB);
+};
+} // namespace
+
 char PEI::ID = 0;
 char &llvm::PrologEpilogCodeInserterID = PEI::ID;
 
@@ -57,6 +108,7 @@ INITIALIZE_PASS_BEGIN(PEI, "prologepilog",
                 "Prologue/Epilogue Insertion", false, false)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineLoopInfo)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(MachineDominatorTree)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(StackProtector)
 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetPassConfig)
 INITIALIZE_PASS_END(PEI, "prologepilog",
                     "Prologue/Epilogue Insertion & Frame Finalization",
@@ -66,17 +118,59 @@ STATISTIC(NumScavengedRegs, "Number of frame index regs scavenged");
 STATISTIC(NumBytesStackSpace,
           "Number of bytes used for stack in all functions");
 
+void PEI::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesCFG();
+  AU.addPreserved<MachineLoopInfo>();
+  AU.addPreserved<MachineDominatorTree>();
+  AU.addRequired<StackProtector>();
+  AU.addRequired<TargetPassConfig>();
+  MachineFunctionPass::getAnalysisUsage(AU);
+}
+
+bool PEI::isReturnBlock(MachineBasicBlock* MBB) {
+  return (MBB && !MBB->empty() && MBB->back().isReturn());
+}
+
+/// Compute the set of return blocks
+void PEI::calculateSets(MachineFunction &Fn) {
+  const MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
+
+  // Even when we do not change any CSR, we still want to insert the
+  // prologue and epilogue of the function.
+  // So set the save points for those.
+
+  // Use the points found by shrink-wrapping, if any.
+  if (MFI->getSavePoint()) {
+    SaveBlock = MFI->getSavePoint();
+    assert(MFI->getRestorePoint() && "Both restore and save must be set");
+    RestoreBlocks.push_back(MFI->getRestorePoint());
+    return;
+  }
+
+  // Save refs to entry and return blocks.
+  SaveBlock = Fn.begin();
+  for (MachineFunction::iterator MBB = Fn.begin(), E = Fn.end();
+       MBB != E; ++MBB)
+    if (isReturnBlock(MBB))
+      RestoreBlocks.push_back(MBB);
+
+  return;
+}
+
+/// StackObjSet - A set of stack object indexes
+typedef SmallSetVector<int, 8> StackObjSet;
+
 /// runOnMachineFunction - Insert prolog/epilog code and replace abstract
 /// frame indexes with appropriate references.
 ///
 bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   const Function* F = Fn.getFunction();
-  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
-  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
 
   assert(!Fn.getRegInfo().getNumVirtRegs() && "Regalloc must assign all vregs");
 
-  RS = TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) ? new RegScavenger() : NULL;
+  RS = TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) ? new RegScavenger() : nullptr;
   FrameIndexVirtualScavenging = TRI->requiresFrameIndexScavenging(Fn);
 
   // Calculate the MaxCallFrameSize and AdjustsStack variables for the
@@ -93,12 +187,8 @@ bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   calculateCalleeSavedRegisters(Fn);
 
   // Determine placement of CSR spill/restore code:
-  //  - With shrink wrapping, place spills and restores to tightly
-  //    enclose regions in the Machine CFG of the function where
-  //    they are used.
-  //  - Without shink wrapping (default), place all spills in the
-  //    entry block, all restores in return blocks.
-  placeCSRSpillsAndRestores(Fn);
+  // place all spills in the entry block, all restores in return blocks.
+  calculateSets(Fn);
 
   // Add the code to save and restore the callee saved registers
   if (!F->hasFnAttribute(Attribute::Naked))
@@ -125,7 +215,7 @@ bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
   replaceFrameIndices(Fn);
 
   // If register scavenging is needed, as we've enabled doing it as a
-  // post-pass, scavenge the virtual registers that frame index elimiation
+  // post-pass, scavenge the virtual registers that frame index elimination
   // inserted.
   if (TRI->requiresRegisterScavenging(Fn) && FrameIndexVirtualScavenging)
     scavengeFrameVirtualRegs(Fn);
@@ -135,13 +225,14 @@ bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 
   // Warn on stack size when we exceeds the given limit.
   MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
-  if (WarnStackSize.getNumOccurrences() > 0 &&
-      WarnStackSize < MFI->getStackSize())
-    errs() << "warning: Stack size limit exceeded (" << MFI->getStackSize()
-           << ") in " << Fn.getName()  << ".\n";
+  uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
+  if (WarnStackSize.getNumOccurrences() > 0 && WarnStackSize < StackSize) {
+    DiagnosticInfoStackSize DiagStackSize(*F, StackSize);
+    F->getContext().diagnose(DiagStackSize);
+  }
 
   delete RS;
-  clearAllSets();
+  RestoreBlocks.clear();
   return true;
 }
 
@@ -149,8 +240,8 @@ bool PEI::runOnMachineFunction(MachineFunction &Fn) {
 /// variables for the function's frame information and eliminate call frame
 /// pseudo instructions.
 void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
-  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
   MachineFrameInfo *MFI = Fn.getFrameInfo();
 
   unsigned MaxCallFrameSize = 0;
@@ -203,19 +294,19 @@ void PEI::calculateCallsInformation(MachineFunction &Fn) {
 /// calculateCalleeSavedRegisters - Scan the function for modified callee saved
 /// registers.
 void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &F) {
-  const TargetRegisterInfo *RegInfo = F.getTarget().getRegisterInfo();
-  const TargetFrameLowering *TFI = F.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetRegisterInfo *RegInfo = F.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = F.getSubtarget().getFrameLowering();
   MachineFrameInfo *MFI = F.getFrameInfo();
 
   // Get the callee saved register list...
-  const uint16_t *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&F);
+  const MCPhysReg *CSRegs = RegInfo->getCalleeSavedRegs(&F);
 
   // These are used to keep track the callee-save area. Initialize them.
   MinCSFrameIndex = INT_MAX;
   MaxCSFrameIndex = 0;
 
   // Early exit for targets which have no callee saved registers.
-  if (CSRegs == 0 || CSRegs[0] == 0)
+  if (!CSRegs || CSRegs[0] == 0)
     return;
 
   // In Naked functions we aren't going to save any registers.
@@ -232,58 +323,118 @@ void PEI::calculateCalleeSavedRegisters(MachineFunction &F) {
     }
   }
 
-  if (CSI.empty())
-    return;   // Early exit if no callee saved registers are modified!
+  if (!TFI->assignCalleeSavedSpillSlots(F, RegInfo, CSI)) {
+    // If target doesn't implement this, use generic code.
+
+    if (CSI.empty())
+      return; // Early exit if no callee saved registers are modified!
+
+    unsigned NumFixedSpillSlots;
+    const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSpillSlots =
+        TFI->getCalleeSavedSpillSlots(NumFixedSpillSlots);
 
-  unsigned NumFixedSpillSlots;
-  const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSpillSlots =
-    TFI->getCalleeSavedSpillSlots(NumFixedSpillSlots);
+    // Now that we know which registers need to be saved and restored, allocate
+    // stack slots for them.
+    for (std::vector<CalleeSavedInfo>::iterator I = CSI.begin(), E = CSI.end();
+         I != E; ++I) {
+      unsigned Reg = I->getReg();
+      const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getMinimalPhysRegClass(Reg);
 
-  // Now that we know which registers need to be saved and restored, allocate
-  // stack slots for them.
-  for (std::vector<CalleeSavedInfo>::iterator
-         I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
-    unsigned Reg = I->getReg();
-    const TargetRegisterClass *RC = RegInfo->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+      int FrameIdx;
+      if (RegInfo->hasReservedSpillSlot(F, Reg, FrameIdx)) {
+        I->setFrameIdx(FrameIdx);
+        continue;
+      }
+
+      // Check to see if this physreg must be spilled to a particular stack slot
+      // on this target.
+      const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSlot = FixedSpillSlots;
+      while (FixedSlot != FixedSpillSlots + NumFixedSpillSlots &&
+             FixedSlot->Reg != Reg)
+        ++FixedSlot;
+
+      if (FixedSlot == FixedSpillSlots + NumFixedSpillSlots) {
+        // Nope, just spill it anywhere convenient.
+        unsigned Align = RC->getAlignment();
+        unsigned StackAlign = TFI->getStackAlignment();
+
+        // We may not be able to satisfy the desired alignment specification of
+        // the TargetRegisterClass if the stack alignment is smaller. Use the
+        // min.
+        Align = std::min(Align, StackAlign);
+        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 =
+            MFI->CreateFixedSpillStackObject(RC->getSize(), FixedSlot->Offset);
+      }
 
-    int FrameIdx;
-    if (RegInfo->hasReservedSpillSlot(F, Reg, FrameIdx)) {
       I->setFrameIdx(FrameIdx);
-      continue;
     }
+  }
 
-    // Check to see if this physreg must be spilled to a particular stack slot
-    // on this target.
-    const TargetFrameLowering::SpillSlot *FixedSlot = FixedSpillSlots;
-    while (FixedSlot != FixedSpillSlots+NumFixedSpillSlots &&
-           FixedSlot->Reg != Reg)
-      ++FixedSlot;
-
-    if (FixedSlot == FixedSpillSlots + NumFixedSpillSlots) {
-      // Nope, just spill it anywhere convenient.
-      unsigned Align = RC->getAlignment();
-      unsigned StackAlign = TFI->getStackAlignment();
-
-      // We may not be able to satisfy the desired alignment specification of
-      // the TargetRegisterClass if the stack alignment is smaller. Use the
-      // min.
-      Align = std::min(Align, StackAlign);
-      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 = MFI->CreateFixedObject(RC->getSize(), FixedSlot->Offset, true);
-    }
+  MFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
+}
 
-    I->setFrameIdx(FrameIdx);
+/// Helper function to update the liveness information for the callee-saved
+/// registers.
+static void updateLiveness(MachineFunction &MF) {
+  MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
+  // Visited will contain all the basic blocks that are in the region
+  // where the callee saved registers are alive:
+  // - Anything that is not Save or Restore -> LiveThrough.
+  // - Save -> LiveIn.
+  // - Restore -> LiveOut.
+  // The live-out is not attached to the block, so no need to keep
+  // Restore in this set.
+  SmallPtrSet<MachineBasicBlock *, 8> Visited;
+  SmallVector<MachineBasicBlock *, 8> WorkList;
+  MachineBasicBlock *Entry = &MF.front();
+  MachineBasicBlock *Save = MFI->getSavePoint();
+
+  if (!Save)
+    Save = Entry;
+
+  if (Entry != Save) {
+    WorkList.push_back(Entry);
+    Visited.insert(Entry);
+  }
+  Visited.insert(Save);
+
+  MachineBasicBlock *Restore = MFI->getRestorePoint();
+  if (Restore)
+    // By construction Restore cannot be visited, otherwise it
+    // means there exists a path to Restore that does not go
+    // through Save.
+    WorkList.push_back(Restore);
+
+  while (!WorkList.empty()) {
+    const MachineBasicBlock *CurBB = WorkList.pop_back_val();
+    // By construction, the region that is after the save point is
+    // dominated by the Save and post-dominated by the Restore.
+    if (CurBB == Save)
+      continue;
+    // Enqueue all the successors not already visited.
+    // Those are by construction either before Save or after Restore.
+    for (MachineBasicBlock *SuccBB : CurBB->successors())
+      if (Visited.insert(SuccBB).second)
+        WorkList.push_back(SuccBB);
   }
 
-  MFI->setCalleeSavedInfo(CSI);
+  const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
+
+  for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
+    for (MachineBasicBlock *MBB : Visited)
+      // Add the callee-saved register as live-in.
+      // It's killed at the spill.
+      MBB->addLiveIn(CSI[i].getReg());
+  }
 }
 
 /// insertCSRSpillsAndRestores - Insert spill and restore code for
-/// callee saved registers used in the function, handling shrink wrapping.
+/// callee saved registers used in the function.
 ///
 void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
   // Get callee saved register information.
@@ -296,138 +447,34 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
   if (CSI.empty())
     return;
 
-  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getTarget().getInstrInfo();
-  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getTarget().getFrameLowering();
-  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  const TargetRegisterInfo *TRI = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
   MachineBasicBlock::iterator I;
 
-  if (!ShrinkWrapThisFunction) {
-    // Spill using target interface.
-    I = EntryBlock->begin();
-    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.
-        unsigned Reg = CSI[i].getReg();
-        const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
-        TII.storeRegToStackSlot(*EntryBlock, I, Reg, true,
-                                CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
-      }
-    }
-
-    // Restore using target interface.
-    for (unsigned ri = 0, re = ReturnBlocks.size(); ri != re; ++ri) {
-      MachineBasicBlock* MBB = ReturnBlocks[ri];
-      I = MBB->end(); --I;
-
-      // Skip over all terminator instructions, which are part of the return
-      // sequence.
-      MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
-      while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->isTerminator())
-        I = I2;
-
-      bool AtStart = I == MBB->begin();
-      MachineBasicBlock::iterator BeforeI = I;
-      if (!AtStart)
-        --BeforeI;
-
-      // Restore all registers immediately before the return and any
-      // terminators that precede it.
-      if (!TFI->restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI, TRI)) {
-        for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
-          unsigned Reg = CSI[i].getReg();
-          const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
-          TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg,
-                                   CSI[i].getFrameIdx(),
-                                   RC, TRI);
-          assert(I != MBB->begin() &&
-                 "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
-          // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
-          // multiple instructions.
-          if (AtStart)
-            I = MBB->begin();
-          else {
-            I = BeforeI;
-            ++I;
-          }
-        }
-      }
-    }
-    return;
-  }
-
-  // Insert spills.
-  std::vector<CalleeSavedInfo> blockCSI;
-  for (CSRegBlockMap::iterator BI = CSRSave.begin(),
-         BE = CSRSave.end(); BI != BE; ++BI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = BI->first;
-    CSRegSet save = BI->second;
-
-    if (save.empty())
-      continue;
-
-    blockCSI.clear();
-    for (CSRegSet::iterator RI = save.begin(),
-           RE = save.end(); RI != RE; ++RI) {
-      blockCSI.push_back(CSI[*RI]);
-    }
-    assert(blockCSI.size() > 0 &&
-           "Could not collect callee saved register info");
-
-    I = MBB->begin();
-
-    // When shrink wrapping, use stack slot stores/loads.
-    for (unsigned i = 0, e = blockCSI.size(); i != e; ++i) {
-      // Add the callee-saved register as live-in.
-      // It's killed at the spill.
-      MBB->addLiveIn(blockCSI[i].getReg());
-
+  // Spill using target interface.
+  I = SaveBlock->begin();
+  if (!TFI->spillCalleeSavedRegisters(*SaveBlock, I, CSI, TRI)) {
+    for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
       // Insert the spill to the stack frame.
-      unsigned Reg = blockCSI[i].getReg();
+      unsigned Reg = CSI[i].getReg();
       const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
-      TII.storeRegToStackSlot(*MBB, I, Reg,
-                              true,
-                              blockCSI[i].getFrameIdx(),
+      TII.storeRegToStackSlot(*SaveBlock, I, Reg, true, CSI[i].getFrameIdx(),
                               RC, TRI);
     }
   }
+  // Update the live-in information of all the blocks up to the save point.
+  updateLiveness(Fn);
 
-  for (CSRegBlockMap::iterator BI = CSRRestore.begin(),
-         BE = CSRRestore.end(); BI != BE; ++BI) {
-    MachineBasicBlock* MBB = BI->first;
-    CSRegSet restore = BI->second;
+  // Restore using target interface.
+  for (MachineBasicBlock *MBB : RestoreBlocks) {
+    I = MBB->end();
 
-    if (restore.empty())
-      continue;
-
-    blockCSI.clear();
-    for (CSRegSet::iterator RI = restore.begin(),
-           RE = restore.end(); RI != RE; ++RI) {
-      blockCSI.push_back(CSI[*RI]);
-    }
-    assert(blockCSI.size() > 0 &&
-           "Could not find callee saved register info");
-
-    // If MBB is empty and needs restores, insert at the _beginning_.
-    if (MBB->empty()) {
-      I = MBB->begin();
-    } else {
-      I = MBB->end();
-      --I;
-
-      // Skip over all terminator instructions, which are part of the
-      // return sequence.
-      if (! I->isTerminator()) {
-        ++I;
-      } else {
-        MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
-        while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->isTerminator())
-          I = I2;
-      }
-    }
+    // Skip over all terminator instructions, which are part of the return
+    // sequence.
+    MachineBasicBlock::iterator I2 = I;
+    while (I2 != MBB->begin() && (--I2)->isTerminator())
+      I = I2;
 
     bool AtStart = I == MBB->begin();
     MachineBasicBlock::iterator BeforeI = I;
@@ -436,21 +483,21 @@ void PEI::insertCSRSpillsAndRestores(MachineFunction &Fn) {
 
     // Restore all registers immediately before the return and any
     // terminators that precede it.
-    for (unsigned i = 0, e = blockCSI.size(); i != e; ++i) {
-      unsigned Reg = blockCSI[i].getReg();
-      const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
-      TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg,
-                               blockCSI[i].getFrameIdx(),
-                               RC, TRI);
-      assert(I != MBB->begin() &&
-             "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
-      // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
-      // multiple instructions.
-      if (AtStart)
-        I = MBB->begin();
-      else {
-        I = BeforeI;
-        ++I;
+    if (!TFI->restoreCalleeSavedRegisters(*MBB, I, CSI, TRI)) {
+      for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
+        unsigned Reg = CSI[i].getReg();
+        const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
+        TII.loadRegFromStackSlot(*MBB, I, Reg, CSI[i].getFrameIdx(), RC, TRI);
+        assert(I != MBB->begin() &&
+               "loadRegFromStackSlot didn't insert any code!");
+        // Insert in reverse order.  loadRegFromStackSlot can insert
+        // multiple instructions.
+        if (AtStart)
+          I = MBB->begin();
+        else {
+          I = BeforeI;
+          ++I;
+        }
       }
     }
   }
@@ -484,11 +531,28 @@ AdjustStackOffset(MachineFrameInfo *MFI, int FrameIdx,
   }
 }
 
+/// AssignProtectedObjSet - Helper function to assign large stack objects (i.e.,
+/// those required to be close to the Stack Protector) to stack offsets.
+static void
+AssignProtectedObjSet(const StackObjSet &UnassignedObjs,
+                      SmallSet<int, 16> &ProtectedObjs,
+                      MachineFrameInfo *MFI, bool StackGrowsDown,
+                      int64_t &Offset, unsigned &MaxAlign) {
+
+  for (StackObjSet::const_iterator I = UnassignedObjs.begin(),
+        E = UnassignedObjs.end(); I != E; ++I) {
+    int i = *I;
+    AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
+    ProtectedObjs.insert(i);
+  }
+}
+
 /// calculateFrameObjectOffsets - Calculate actual frame offsets for all of the
 /// abstract stack objects.
 ///
 void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  StackProtector *SP = &getAnalysis<StackProtector>();
 
   bool StackGrowsDown =
     TFI.getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
@@ -536,7 +600,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
 
       unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
-      Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
+      Offset = RoundUpToAlignment(Offset, Align);
 
       MFI->setObjectOffset(i, -Offset);        // Set the computed offset
     }
@@ -545,7 +609,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
     for (int i = MaxCSFI; i >= MinCSFI ; --i) {
       unsigned Align = MFI->getObjectAlignment(i);
       // Adjust to alignment boundary
-      Offset = (Offset+Align-1)/Align*Align;
+      Offset = RoundUpToAlignment(Offset, Align);
 
       MFI->setObjectOffset(i, Offset);
       Offset += MFI->getObjectSize(i);
@@ -557,7 +621,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
   // Make sure the special register scavenging spill slot is closest to the
   // incoming stack pointer if a frame pointer is required and is closer
   // to the incoming rather than the final stack pointer.
-  const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getTarget().getRegisterInfo();
+  const TargetRegisterInfo *RegInfo = Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
   bool EarlyScavengingSlots = (TFI.hasFP(Fn) &&
                                TFI.isFPCloseToIncomingSP() &&
                                RegInfo->useFPForScavengingIndex(Fn) &&
@@ -578,7 +642,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
     unsigned Align = MFI->getLocalFrameMaxAlign();
 
     // Adjust to alignment boundary.
-    Offset = (Offset + Align - 1) / Align * Align;
+    Offset = RoundUpToAlignment(Offset, Align);
 
     DEBUG(dbgs() << "Local frame base offset: " << Offset << "\n");
 
@@ -598,8 +662,12 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
 
   // Make sure that the stack protector comes before the local variables on the
   // stack.
-  SmallSet<int, 16> LargeStackObjs;
+  SmallSet<int, 16> ProtectedObjs;
   if (MFI->getStackProtectorIndex() >= 0) {
+    StackObjSet LargeArrayObjs;
+    StackObjSet SmallArrayObjs;
+    StackObjSet AddrOfObjs;
+
     AdjustStackOffset(MFI, MFI->getStackProtectorIndex(), StackGrowsDown,
                       Offset, MaxAlign);
 
@@ -616,12 +684,29 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
         continue;
       if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
         continue;
-      if (!MFI->MayNeedStackProtector(i))
-        continue;
 
-      AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
-      LargeStackObjs.insert(i);
+      switch (SP->getSSPLayout(MFI->getObjectAllocation(i))) {
+      case StackProtector::SSPLK_None:
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_SmallArray:
+        SmallArrayObjs.insert(i);
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_AddrOf:
+        AddrOfObjs.insert(i);
+        continue;
+      case StackProtector::SSPLK_LargeArray:
+        LargeArrayObjs.insert(i);
+        continue;
+      }
+      llvm_unreachable("Unexpected SSPLayoutKind.");
     }
+
+    AssignProtectedObjSet(LargeArrayObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
+    AssignProtectedObjSet(SmallArrayObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
+    AssignProtectedObjSet(AddrOfObjs, ProtectedObjs, MFI, StackGrowsDown,
+                          Offset, MaxAlign);
   }
 
   // Then assign frame offsets to stack objects that are not used to spill
@@ -638,7 +723,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
       continue;
     if (MFI->getStackProtectorIndex() == (int)i)
       continue;
-    if (LargeStackObjs.count(i))
+    if (ProtectedObjs.count(i))
       continue;
 
     AdjustStackOffset(MFI, i, StackGrowsDown, Offset, MaxAlign);
@@ -676,8 +761,7 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
     // 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);
+    Offset = RoundUpToAlignment(Offset, StackAlign);
   }
 
   // Update frame info to pretend that this is part of the stack...
@@ -691,24 +775,21 @@ void PEI::calculateFrameObjectOffsets(MachineFunction &Fn) {
 /// prolog and epilog code to the function.
 ///
 void PEI::insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn) {
-  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getTarget().getFrameLowering();
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
 
   // Add prologue to the function...
-  TFI.emitPrologue(Fn);
+  TFI.emitPrologue(Fn, *SaveBlock);
 
-  // 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().isReturn())
-      TFI.emitEpilogue(Fn, *I);
-  }
+  // Add epilogue to restore the callee-save registers in each exiting block.
+  for (MachineBasicBlock *RestoreBlock : RestoreBlocks)
+    TFI.emitEpilogue(Fn, *RestoreBlock);
 
   // 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 (Fn.getTarget().Options.EnableSegmentedStacks)
-    TFI.adjustForSegmentedStacks(Fn);
+  if (Fn.shouldSplitStack())
+    TFI.adjustForSegmentedStacks(Fn, *SaveBlock);
 
   // Emit additional code that is required to explicitly handle the stack in
   // HiPE native code (if needed) when loaded in the Erlang/OTP runtime. The
@@ -716,14 +797,34 @@ void PEI::insertPrologEpilogCode(MachineFunction &Fn) {
   // different conditional check and another BIF for allocating more stack
   // space.
   if (Fn.getFunction()->getCallingConv() == CallingConv::HiPE)
-    TFI.adjustForHiPEPrologue(Fn);
+    TFI.adjustForHiPEPrologue(Fn, *SaveBlock);
 }
 
 /// replaceFrameIndices - Replace all MO_FrameIndex operands with physical
 /// register references and actual offsets.
 ///
 void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
-  if (!Fn.getFrameInfo()->hasStackObjects()) return; // Nothing to do?
+  const TargetFrameLowering &TFI = *Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
+  if (!TFI.needsFrameIndexResolution(Fn)) return;
+
+  MachineModuleInfo &MMI = Fn.getMMI();
+  const Function *F = Fn.getFunction();
+  const Function *ParentF = MMI.getWinEHParent(F);
+  unsigned FrameReg;
+  if (F == ParentF) {
+    WinEHFuncInfo &FuncInfo = MMI.getWinEHFuncInfo(Fn.getFunction());
+    // FIXME: This should be unconditional but we have bugs in the preparation
+    // pass.
+    if (FuncInfo.UnwindHelpFrameIdx != INT_MAX)
+      FuncInfo.UnwindHelpFrameOffset = TFI.getFrameIndexReferenceFromSP(
+          Fn, FuncInfo.UnwindHelpFrameIdx, FrameReg);
+  } else if (MMI.hasWinEHFuncInfo(F)) {
+    WinEHFuncInfo &FuncInfo = MMI.getWinEHFuncInfo(Fn.getFunction());
+    auto I = FuncInfo.CatchHandlerParentFrameObjIdx.find(F);
+    if (I != FuncInfo.CatchHandlerParentFrameObjIdx.end())
+      FuncInfo.CatchHandlerParentFrameObjOffset[F] =
+          TFI.getFrameIndexReferenceFromSP(Fn, I->second, FrameReg);
+  }
 
   // Store SPAdj at exit of a basic block.
   SmallVector<int, 8> SPState;
@@ -731,8 +832,7 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
   SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> Reachable;
 
   // Iterate over the reachable blocks in DFS order.
-  for (df_ext_iterator<MachineFunction*, SmallPtrSet<MachineBasicBlock*, 8> >
-       DFI = df_ext_begin(&Fn, Reachable), DFE = df_ext_end(&Fn, Reachable);
+  for (auto DFI = df_ext_begin(&Fn, Reachable), DFE = df_ext_end(&Fn, Reachable);
        DFI != DFE; ++DFI) {
     int SPAdj = 0;
     // Check the exit state of the DFS stack predecessor.
@@ -759,41 +859,34 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &Fn) {
 
 void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
                               int &SPAdj) {
-  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 TargetFrameLowering *TFI = TM.getFrameLowering();
-  bool StackGrowsDown =
-    TFI->getStackGrowthDirection() == TargetFrameLowering::StackGrowsDown;
+  assert(Fn.getSubtarget().getRegisterInfo() &&
+         "getRegisterInfo() must be implemented!");
+  const TargetInstrInfo &TII = *Fn.getSubtarget().getInstrInfo();
+  const TargetRegisterInfo &TRI = *Fn.getSubtarget().getRegisterInfo();
+  const TargetFrameLowering *TFI = Fn.getSubtarget().getFrameLowering();
   int FrameSetupOpcode   = TII.getCallFrameSetupOpcode();
   int FrameDestroyOpcode = TII.getCallFrameDestroyOpcode();
 
   if (RS && !FrameIndexVirtualScavenging) RS->enterBasicBlock(BB);
 
+  bool InsideCallSequence = false;
+
   for (MachineBasicBlock::iterator I = BB->begin(); I != BB->end(); ) {
 
     if (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode ||
         I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode) {
-      // Remember how much SP has been adjusted to create the call
-      // frame.
-      int Size = I->getOperand(0).getImm();
-
-      if ((!StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameSetupOpcode) ||
-          (StackGrowsDown && I->getOpcode() == FrameDestroyOpcode))
-        Size = -Size;
-
-      SPAdj += Size;
+      InsideCallSequence = (I->getOpcode() == FrameSetupOpcode);
+      SPAdj += TII.getSPAdjust(I);
 
       MachineBasicBlock::iterator PrevI = BB->end();
-      if (I != BB->begin()) PrevI = prior(I);
+      if (I != BB->begin()) PrevI = std::prev(I);
       TFI->eliminateCallFramePseudoInstr(Fn, *BB, I);
 
       // Visit the instructions created by eliminateCallFramePseudoInstr().
       if (PrevI == BB->end())
         I = BB->begin();     // The replaced instr was the first in the block.
       else
-        I = llvm::next(PrevI);
+        I = std::next(PrevI);
       continue;
     }
 
@@ -818,6 +911,26 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
         continue;
       }
 
+      // TODO: This code should be commoned with the code for
+      // PATCHPOINT. There's no good reason for the difference in
+      // implementation other than historical accident.  The only
+      // remaining difference is the unconditional use of the stack
+      // pointer as the base register.
+      if (MI->getOpcode() == TargetOpcode::STATEPOINT) {
+        assert((!MI->isDebugValue() || i == 0) &&
+               "Frame indicies can only appear as the first operand of a "
+               "DBG_VALUE machine instruction");
+        unsigned Reg;
+        MachineOperand &Offset = MI->getOperand(i + 1);
+        const unsigned refOffset =
+          TFI->getFrameIndexReferenceFromSP(Fn, MI->getOperand(i).getIndex(),
+                                            Reg);
+
+        Offset.setImm(Offset.getImm() + refOffset);
+        MI->getOperand(i).ChangeToRegister(Reg, false /*isDef*/);
+        continue;
+      }
+
       // Some instructions (e.g. inline asm instructions) can have
       // multiple frame indices and/or cause eliminateFrameIndex
       // to insert more than one instruction. We need the register
@@ -832,7 +945,7 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
       // use that target machine register info object to eliminate
       // it.
       TRI.eliminateFrameIndex(MI, SPAdj, i,
-                              FrameIndexVirtualScavenging ?  NULL : RS);
+                              FrameIndexVirtualScavenging ?  nullptr : RS);
 
       // Reset the iterator if we were at the beginning of the BB.
       if (AtBeginning) {
@@ -840,10 +953,20 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
         DoIncr = false;
       }
 
-      MI = 0;
+      MI = nullptr;
       break;
     }
 
+    // If we are looking at a call sequence, we need to keep track of
+    // the SP adjustment made by each instruction in the sequence.
+    // This includes both the frame setup/destroy pseudos (handled above),
+    // as well as other instructions that have side effects w.r.t the SP.
+    // Note that this must come after eliminateFrameIndex, because 
+    // if I itself referred to a frame index, we shouldn't count its own
+    // adjustment.
+    if (MI && InsideCallSequence)
+      SPAdj += TII.getSPAdjust(MI);
+
     if (DoIncr && I != BB->end()) ++I;
 
     // Update register states.
@@ -858,7 +981,8 @@ void PEI::replaceFrameIndices(MachineBasicBlock *BB, MachineFunction &Fn,
 /// FIXME: Iterating over the instruction stream is unnecessary. We can simply
 /// iterate over the vreg use list, which at this point only contains machine
 /// operands for which eliminateFrameIndex need a new scratch reg.
-void PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
+void
+PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
   // Run through the instructions and find any virtual registers.
   for (MachineFunction::iterator BB = Fn.begin(),
        E = Fn.end(); BB != E; ++BB) {
@@ -872,13 +996,14 @@ void PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
       // We might end up here again with a NULL iterator if we scavenged a
       // register for which we inserted spill code for definition by what was
       // originally the first instruction in BB.
-      if (I == MachineBasicBlock::iterator(NULL))
+      if (I == MachineBasicBlock::iterator(nullptr))
         I = BB->begin();
 
       MachineInstr *MI = I;
-      MachineBasicBlock::iterator J = llvm::next(I);
-      MachineBasicBlock::iterator P = I == BB->begin() ?
-        MachineBasicBlock::iterator(NULL) : llvm::prior(I);
+      MachineBasicBlock::iterator J = std::next(I);
+      MachineBasicBlock::iterator P =
+                         I == BB->begin() ? MachineBasicBlock::iterator(nullptr)
+                                          : std::prev(I);
 
       // RS should process this instruction before we might scavenge at this
       // location. This is because we might be replacing a virtual register
@@ -908,12 +1033,16 @@ void PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
           // Replace this reference to the virtual register with the
           // scratch register.
           assert (ScratchReg && "Missing scratch register!");
+          MachineRegisterInfo &MRI = Fn.getRegInfo();
           Fn.getRegInfo().replaceRegWith(Reg, ScratchReg);
+          
+          // Make sure MRI now accounts this register as used.
+          MRI.setPhysRegUsed(ScratchReg);
 
           // Because this instruction was processed by the RS before this
           // register was allocated, make sure that the RS now records the
           // register as being used.
-          RS->setUsed(ScratchReg);
+          RS->setRegUsed(ScratchReg);
         }
       }
 
@@ -921,7 +1050,7 @@ void PEI::scavengeFrameVirtualRegs(MachineFunction &Fn) {
       // spill code will have been inserted in between I and J. This is a
       // problem because we need the spill code before I: Move I to just
       // prior to J.
-      if (I != llvm::prior(J)) {
+      if (I != std::prev(J)) {
         BB->splice(J, BB, I);
 
         // Before we move I, we need to prepare the RS to visit I again.