Don't use a debug location for frame setup instructions in the
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86FrameLowering.cpp
index ed3118af0583153d2953ae8702f3fbd99c33247f..f480de0bad5ac74d56da994cf0ebac16e972b7c0 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//=======- X86FrameLowering.cpp - X86 Frame Information --------*- C++ -*-====//
+//===-- X86FrameLowering.cpp - X86 Frame Information ----------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -45,14 +45,14 @@ bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
-  const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
+  const TargetRegisterInfo *RegInfo = TM.getRegisterInfo();
 
   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
-          RI->needsStackRealignment(MF) ||
+          RegInfo->needsStackRealignment(MF) ||
           MFI->hasVarSizedObjects() ||
           MFI->isFrameAddressTaken() ||
           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
-          MMI.callsUnwindInit());
+          MMI.callsUnwindInit() || MMI.callsEHReturn());
 }
 
 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
@@ -79,6 +79,10 @@ static unsigned getADDriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
   }
 }
 
+static unsigned getLEArOpcode(unsigned is64Bit) {
+  return is64Bit ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
+}
+
 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
 /// to this register without worry about clobbering it.
@@ -91,11 +95,11 @@ static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
   if (!F || MF->getMMI().callsEHReturn())
     return 0;
 
-  static const unsigned CallerSavedRegs32Bit[] = {
+  static const uint16_t CallerSavedRegs32Bit[] = {
     X86::EAX, X86::EDX, X86::ECX, 0
   };
 
-  static const unsigned CallerSavedRegs64Bit[] = {
+  static const uint16_t CallerSavedRegs64Bit[] = {
     X86::RAX, X86::RDX, X86::RCX, X86::RSI, X86::RDI,
     X86::R8,  X86::R9,  X86::R10, X86::R11, 0
   };
@@ -113,7 +117,7 @@ static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
   case X86::TCRETURNmi64:
   case X86::EH_RETURN:
   case X86::EH_RETURN64: {
-    SmallSet<unsigned, 8> Uses;
+    SmallSet<uint16_t, 8> Uses;
     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
@@ -121,11 +125,11 @@ static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
       unsigned Reg = MO.getReg();
       if (!Reg)
         continue;
-      for (const unsigned *AsI = TRI.getOverlaps(Reg); *AsI; ++AsI)
-        Uses.insert(*AsI);
+      for (MCRegAliasIterator AI(Reg, &TRI, true); AI.isValid(); ++AI)
+        Uses.insert(*AI);
     }
 
-    const unsigned *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
+    const uint16_t *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
     for (; *CS; ++CS)
       if (!Uses.count(*CS))
         return *CS;
@@ -141,15 +145,20 @@ static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
 static
 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
                   unsigned StackPtr, int64_t NumBytes,
-                  bool Is64Bit, const TargetInstrInfo &TII,
-                  const TargetRegisterInfo &TRI) {
+                  bool Is64Bit, bool UseLEA,
+                  const TargetInstrInfo &TII, const TargetRegisterInfo &TRI,
+                 DebugLoc DL) {
   bool isSub = NumBytes < 0;
   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
-  unsigned Opc = isSub ?
-    getSUBriOpcode(Is64Bit, Offset) :
-    getADDriOpcode(Is64Bit, Offset);
+  unsigned Opc;
+  if (UseLEA)
+    Opc = getLEArOpcode(Is64Bit);
+  else
+    Opc = isSub
+      ? getSUBriOpcode(Is64Bit, Offset)
+      : getADDriOpcode(Is64Bit, Offset);
+
   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
-  DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
 
   while (Offset) {
     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
@@ -171,13 +180,21 @@ void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
       }
     }
 
-    MachineInstr *MI =
-      BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
-      .addReg(StackPtr)
-      .addImm(ThisVal);
+    MachineInstr *MI = NULL;
+
+    if (UseLEA) {
+      MI =  addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
+                          StackPtr, false, isSub ? -ThisVal : ThisVal);
+    } else {
+      MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
+            .addReg(StackPtr)
+            .addImm(ThisVal);
+      MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
+    }
+
     if (isSub)
       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
-    MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
+
     Offset -= ThisVal;
   }
 }
@@ -191,7 +208,8 @@ void mergeSPUpdatesUp(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
   MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
   unsigned Opc = PI->getOpcode();
   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
-       Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
+       Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
+       Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
     if (NumBytes)
       *NumBytes += PI->getOperand(2).getImm();
@@ -237,8 +255,8 @@ void mergeSPUpdatesDown(MachineBasicBlock &MBB,
 }
 
 /// mergeSPUpdates - Checks the instruction before/after the passed
-/// instruction. If it is an ADD/SUB instruction it is deleted argument and the
-/// stack adjustment is returned as a positive value for ADD and a negative for
+/// instruction. If it is an ADD/SUB/LEA instruction it is deleted argument and the
+/// stack adjustment is returned as a positive value for ADD/LEA and a negative for
 /// SUB.
 static int mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
@@ -254,7 +272,8 @@ static int mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
   int Offset = 0;
 
   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
-       Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
+       Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8 ||
+       Opc == X86::LEA32r || Opc == X86::LEA64_32r) &&
       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
     MBB.erase(PI);
@@ -350,21 +369,23 @@ void X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineFunction &MF,
 /// getCompactUnwindRegNum - Get the compact unwind number for a given
 /// register. The number corresponds to the enum lists in
 /// compact_unwind_encoding.h.
-static int getCompactUnwindRegNum(const unsigned *CURegs, unsigned Reg) {
-  int Idx = 1;
-  for (; *CURegs; ++CURegs, ++Idx)
+static int getCompactUnwindRegNum(const uint16_t *CURegs, unsigned Reg) {
+  for (int Idx = 1; *CURegs; ++CURegs, ++Idx)
     if (*CURegs == Reg)
       return Idx;
 
   return -1;
 }
 
+// Number of registers that can be saved in a compact unwind encoding.
+#define CU_NUM_SAVED_REGS 6
+
 /// encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame - Create the permutation encoding
 /// used with frameless stacks. It is passed the number of registers to be saved
 /// and an array of the registers saved.
-static uint32_t encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(unsigned SavedRegs[6],
-                                                         unsigned RegCount,
-                                                         bool Is64Bit) {
+static uint32_t
+encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS],
+                                         unsigned RegCount, bool Is64Bit) {
   // The saved registers are numbered from 1 to 6. In order to encode the order
   // in which they were saved, we re-number them according to their place in the
   // register order. The re-numbering is relative to the last re-numbered
@@ -377,22 +398,29 @@ static uint32_t encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(unsigned SavedRegs[6],
   //     4       3
   //     5       3
   //
-  static const unsigned CU32BitRegs[] = {
+  static const uint16_t CU32BitRegs[] = {
     X86::EBX, X86::ECX, X86::EDX, X86::EDI, X86::ESI, X86::EBP, 0
   };
-  static const unsigned CU64BitRegs[] = {
+  static const uint16_t CU64BitRegs[] = {
     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
   };
-  const unsigned *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
+  const uint16_t *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
 
-  uint32_t RenumRegs[6];
-  for (unsigned i = 6 - RegCount; i < 6; ++i) {
+  for (unsigned i = 0; i != CU_NUM_SAVED_REGS; ++i) {
     int CUReg = getCompactUnwindRegNum(CURegs, SavedRegs[i]);
     if (CUReg == -1) return ~0U;
     SavedRegs[i] = CUReg;
+  }
 
+  // Reverse the list.
+  std::swap(SavedRegs[0], SavedRegs[5]);
+  std::swap(SavedRegs[1], SavedRegs[4]);
+  std::swap(SavedRegs[2], SavedRegs[3]);
+
+  uint32_t RenumRegs[CU_NUM_SAVED_REGS];
+  for (unsigned i = CU_NUM_SAVED_REGS - RegCount; i < CU_NUM_SAVED_REGS; ++i) {
     unsigned Countless = 0;
-    for (unsigned j = 6 - RegCount; j < i; ++j)
+    for (unsigned j = CU_NUM_SAVED_REGS - RegCount; j < i; ++j)
       if (SavedRegs[j] < SavedRegs[i])
         ++Countless;
 
@@ -435,29 +463,33 @@ static uint32_t encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(unsigned SavedRegs[6],
 
 /// encodeCompactUnwindRegistersWithFrame - Return the registers encoded for a
 /// compact encoding with a frame pointer.
-static uint32_t encodeCompactUnwindRegistersWithFrame(unsigned SavedRegs[6],
-                                                      bool Is64Bit) {
-  static const unsigned CU32BitRegs[] = {
+static uint32_t
+encodeCompactUnwindRegistersWithFrame(unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS],
+                                      bool Is64Bit) {
+  static const uint16_t CU32BitRegs[] = {
     X86::EBX, X86::ECX, X86::EDX, X86::EDI, X86::ESI, X86::EBP, 0
   };
-  static const unsigned CU64BitRegs[] = {
+  static const uint16_t CU64BitRegs[] = {
     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
   };
-  const unsigned *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
+  const uint16_t *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
 
   // Encode the registers in the order they were saved, 3-bits per register. The
-  // registers are numbered from 1 to 6.
+  // registers are numbered from 1 to CU_NUM_SAVED_REGS.
   uint32_t RegEnc = 0;
-  for (int I = 5; I >= 0; --I) {
+  for (int I = CU_NUM_SAVED_REGS - 1, Idx = 0; I != -1; --I) {
     unsigned Reg = SavedRegs[I];
-    if (Reg == 0) break;
+    if (Reg == 0) continue;
+
     int CURegNum = getCompactUnwindRegNum(CURegs, Reg);
-    if (CURegNum == -1)
-      return ~0U;
-    RegEnc |= (CURegNum & 0x7) << (5 - I);
+    if (CURegNum == -1) return ~0U;
+
+    // Encode the 3-bit register number in order, skipping over 3-bits for each
+    // register.
+    RegEnc |= (CURegNum & 0x7) << (Idx++ * 3);
   }
 
-  assert((RegEnc & 0x7FFF) == RegEnc && "Invalid compact register encoding!");
+  assert((RegEnc & 0x3FFFF) == RegEnc && "Invalid compact register encoding!");
   return RegEnc;
 }
 
@@ -466,14 +498,11 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
   unsigned StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
 
-  X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
-  int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
-
   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
   bool HasFP = hasFP(MF);
 
-  unsigned SavedRegs[6] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
-  int SavedRegIdx = 6;
+  unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
+  unsigned SavedRegIdx = 0;
 
   unsigned OffsetSize = (Is64Bit ? 8 : 4);
 
@@ -481,14 +510,13 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
   unsigned PushInstrSize = 1;
   unsigned MoveInstr = (Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
   unsigned MoveInstrSize = (Is64Bit ? 3 : 2);
-  unsigned SubtractInstr = getSUBriOpcode(Is64Bit, -TailCallReturnAddrDelta);
   unsigned SubtractInstrIdx = (Is64Bit ? 3 : 2);
 
   unsigned StackDivide = (Is64Bit ? 8 : 4);
 
   unsigned InstrOffset = 0;
-  unsigned CFAOffset = 0;
   unsigned StackAdjust = 0;
+  unsigned StackSize = 0;
 
   MachineBasicBlock &MBB = MF.front(); // Prologue is in entry BB.
   bool ExpectEnd = false;
@@ -504,10 +532,10 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
 
     if (Opc == PushInstr) {
       // If there are too many saved registers, we cannot use compact encoding.
-      if (--SavedRegIdx < 0) return 0;
+      if (SavedRegIdx >= CU_NUM_SAVED_REGS) return 0;
 
-      SavedRegs[SavedRegIdx] = MI.getOperand(0).getReg();
-      CFAOffset += OffsetSize;
+      SavedRegs[SavedRegIdx++] = MI.getOperand(0).getReg();
+      StackAdjust += OffsetSize;
       InstrOffset += PushInstrSize;
     } else if (Opc == MoveInstr) {
       unsigned SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
@@ -516,13 +544,14 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
       if (DstReg != FramePtr || SrcReg != StackPtr)
         return 0;
 
-      CFAOffset = 0;
+      StackAdjust = 0;
       memset(SavedRegs, 0, sizeof(SavedRegs));
-      SavedRegIdx = 6;
+      SavedRegIdx = 0;
       InstrOffset += MoveInstrSize;
-    } else if (Opc == SubtractInstr) {
-      if (StackAdjust)
-        // We all ready have a stack pointer adjustment.
+    } else if (Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
+               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) {
+      if (StackSize)
+        // We already have a stack size.
         return 0;
 
       if (!MI.getOperand(0).isReg() ||
@@ -533,7 +562,7 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
         //   %RSP<def> = SUB64ri8 %RSP, 48
         return 0;
 
-      StackAdjust = MI.getOperand(2).getImm() / StackDivide;
+      StackSize = MI.getOperand(2).getImm() / StackDivide;
       SubtractInstrIdx += InstrOffset;
       ExpectEnd = true;
     }
@@ -541,28 +570,30 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
 
   // Encode that we are using EBP/RBP as the frame pointer.
   uint32_t CompactUnwindEncoding = 0;
-  CFAOffset /= StackDivide;
+  StackAdjust /= StackDivide;
   if (HasFP) {
-    if ((CFAOffset & 0xFF) != CFAOffset)
+    if ((StackAdjust & 0xFF) != StackAdjust)
       // Offset was too big for compact encoding.
       return 0;
 
     // Get the encoding of the saved registers when we have a frame pointer.
     uint32_t RegEnc = encodeCompactUnwindRegistersWithFrame(SavedRegs, Is64Bit);
-    if (RegEnc == ~0U)
-      return 0;
+    if (RegEnc == ~0U) return 0;
 
     CompactUnwindEncoding |= 0x01000000;
-    CompactUnwindEncoding |= (CFAOffset & 0xFF) << 16;
+    CompactUnwindEncoding |= (StackAdjust & 0xFF) << 16;
     CompactUnwindEncoding |= RegEnc & 0x7FFF;
   } else {
-    unsigned FullOffset = CFAOffset + StackAdjust;
-    if ((FullOffset & 0xFF) == FullOffset) {
-      // Frameless stack.
+    ++StackAdjust;
+    uint32_t TotalStackSize = StackAdjust + StackSize;
+    if ((TotalStackSize & 0xFF) == TotalStackSize) {
+      // Frameless stack with a small stack size.
       CompactUnwindEncoding |= 0x02000000;
-      CompactUnwindEncoding |= (FullOffset & 0xFF) << 16;
+
+      // Encode the stack size.
+      CompactUnwindEncoding |= (TotalStackSize & 0xFF) << 16;
     } else {
-      if ((CFAOffset & 0x7) != CFAOffset)
+      if ((StackAdjust & 0x7) != StackAdjust)
         // The extra stack adjustments are too big for us to handle.
         return 0;
 
@@ -573,16 +604,21 @@ uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
       // instruction.
       CompactUnwindEncoding |= (SubtractInstrIdx & 0xFF) << 16;
 
-      // Encode any extra stack stack changes (done via push instructions).
-      CompactUnwindEncoding |= (CFAOffset & 0x7) << 13;
+      // Encode any extra stack stack adjustments (done via push instructions).
+      CompactUnwindEncoding |= (StackAdjust & 0x7) << 13;
     }
 
+    // Encode the number of registers saved.
+    CompactUnwindEncoding |= (SavedRegIdx & 0x7) << 10;
+
     // Get the encoding of the saved registers when we don't have a frame
     // pointer.
-    uint32_t RegEnc = encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(SavedRegs,
-                                                               6 - SavedRegIdx,
-                                                               Is64Bit);
+    uint32_t RegEnc =
+      encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(SavedRegs, SavedRegIdx,
+                                               Is64Bit);
     if (RegEnc == ~0U) return 0;
+
+    // Encode the register encoding.
     CompactUnwindEncoding |= RegEnc & 0x3FF;
   }
 
@@ -609,10 +645,12 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
   bool HasFP = hasFP(MF);
   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
   bool IsWin64 = STI.isTargetWin64();
+  bool UseLEA = STI.useLeaForSP();
   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
   unsigned SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
   unsigned StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
+  unsigned BasePtr = RegInfo->getBaseRegister();
   DebugLoc DL;
 
   // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
@@ -636,7 +674,7 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
   // stack pointer (we fit in the Red Zone).
-  if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttr(Attribute::NoRedZone) &&
+  if (Is64Bit && !Fn->getFnAttributes().hasNoRedZoneAttr() &&
       !RegInfo->needsStackRealignment(MF) &&
       !MFI->hasVarSizedObjects() &&                     // No dynamic alloca.
       !MFI->adjustsStack() &&                           // No calls.
@@ -684,10 +722,14 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
   if (HasFP) {
     // Calculate required stack adjustment.
     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
-    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
-      FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1) / MaxAlign * MaxAlign;
-
-    NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
+    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
+      // Callee-saved registers are pushed on stack before the stack
+      // is realigned.
+      FrameSize -= X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
+      NumBytes = (FrameSize + MaxAlign - 1) / MaxAlign * MaxAlign;
+    } else {
+      NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
+    }
 
     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
@@ -744,19 +786,6 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
     for (MachineFunction::iterator I = llvm::next(MF.begin()), E = MF.end();
          I != E; ++I)
       I->addLiveIn(FramePtr);
-
-    // Realign stack
-    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
-      MachineInstr *MI =
-        BuildMI(MBB, MBBI, DL,
-                TII.get(Is64Bit ? X86::AND64ri32 : X86::AND32ri), StackPtr)
-        .addReg(StackPtr)
-        .addImm(-MaxAlign)
-        .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
-
-      // The EFLAGS implicit def is dead.
-      MI->getOperand(3).setIsDead();
-    }
   } else {
     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
   }
@@ -786,7 +815,26 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
     }
   }
 
-  DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
+  // Realign stack after we pushed callee-saved registers (so that we'll be
+  // able to calculate their offsets from the frame pointer).
+
+  // NOTE: We push the registers before realigning the stack, so
+  // vector callee-saved (xmm) registers may be saved w/o proper
+  // alignment in this way. However, currently these regs are saved in
+  // stack slots (see X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters()), so
+  // this shouldn't be a problem.
+  if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
+    assert(HasFP && "There should be a frame pointer if stack is realigned.");
+    MachineInstr *MI =
+      BuildMI(MBB, MBBI, DL,
+              TII.get(Is64Bit ? X86::AND64ri32 : X86::AND32ri), StackPtr)
+      .addReg(StackPtr)
+      .addImm(-MaxAlign)
+      .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
+
+    // The EFLAGS implicit def is dead.
+    MI->getOperand(3).setIsDead();
+  }
 
   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
@@ -862,7 +910,7 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
     // FIXME: %rax preserves the offset and should be available.
     if (isSPUpdateNeeded)
       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, -(int64_t)NumBytes, Is64Bit,
-                   TII, *RegInfo);
+                   UseLEA, TII, *RegInfo, MBB.findDebugLoc(MBBI));
 
     if (isEAXAlive) {
         // Restore EAX
@@ -874,7 +922,19 @@ void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
     }
   } else if (NumBytes)
     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, -(int64_t)NumBytes, Is64Bit,
-                 TII, *RegInfo);
+                 UseLEA, TII, *RegInfo, DL);
+
+  // If we need a base pointer, set it up here. It's whatever the value
+  // of the stack pointer is at this point. Any variable size objects
+  // will be allocated after this, so we can still use the base pointer
+  // to reference locals.
+  if (RegInfo->hasBasePointer(MF)) {
+    // Update the frame pointer with the current stack pointer.
+    unsigned Opc = Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr;
+    BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), BasePtr)
+      .addReg(StackPtr)
+      .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
+  }
 
   if (( (!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && needsFrameMoves) {
     // Mark end of stack pointer adjustment.
@@ -918,6 +978,7 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
+  bool UseLEA = STI.useLeaForSP();
   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
   unsigned SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
@@ -959,10 +1020,14 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
   if (hasFP(MF)) {
     // Calculate required stack adjustment.
     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
-    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
-      FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1)/MaxAlign*MaxAlign;
-
-    NumBytes = FrameSize - CSSize;
+    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
+      // Callee-saved registers were pushed on stack before the stack
+      // was realigned.
+      FrameSize -= CSSize;
+      NumBytes = (FrameSize + MaxAlign - 1) / MaxAlign * MaxAlign;
+    } else {
+      NumBytes = FrameSize - CSSize;
+    }
 
     // Pop EBP.
     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
@@ -972,17 +1037,17 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
   }
 
   // Skip the callee-saved pop instructions.
-  MachineBasicBlock::iterator LastCSPop = MBBI;
   while (MBBI != MBB.begin()) {
     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
     unsigned Opc = PI->getOpcode();
 
     if (Opc != X86::POP32r && Opc != X86::POP64r && Opc != X86::DBG_VALUE &&
-        !PI->getDesc().isTerminator())
+        !PI->isTerminator())
       break;
 
     --MBBI;
   }
+  MachineBasicBlock::iterator FirstCSPop = MBBI;
 
   DL = MBBI->getDebugLoc();
 
@@ -994,32 +1059,22 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
   // realigned.
-  if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
-    // We cannot use LEA here, because stack pointer was realigned. We need to
-    // deallocate local frame back.
-    if (CSSize) {
-      emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII, *RegInfo);
-      MBBI = prior(LastCSPop);
-    }
-
-    BuildMI(MBB, MBBI, DL,
-            TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
-            StackPtr).addReg(FramePtr);
-  } else if (MFI->hasVarSizedObjects()) {
-    if (CSSize) {
-      unsigned Opc = Is64Bit ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
-      MachineInstr *MI =
-        addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
-                     FramePtr, false, -CSSize);
-      MBB.insert(MBBI, MI);
+  if (RegInfo->needsStackRealignment(MF) || MFI->hasVarSizedObjects()) {
+    if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
+      MBBI = FirstCSPop;
+    if (CSSize != 0) {
+      unsigned Opc = getLEArOpcode(Is64Bit);
+      addRegOffset(BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
+                   FramePtr, false, -CSSize);
     } else {
-      BuildMI(MBB, MBBI, DL,
-              TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr), StackPtr)
+      unsigned Opc = (Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
+      BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
         .addReg(FramePtr);
     }
   } else if (NumBytes) {
     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
-    emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII, *RegInfo);
+    emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, UseLEA, TII,
+                *RegInfo, MBB.findDebugLoc(MBBI));
   }
 
   // We're returning from function via eh_return.
@@ -1054,7 +1109,8 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
     if (Offset) {
       // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
       Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
-      emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, Offset, Is64Bit, TII, *RegInfo);
+      emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, Offset, Is64Bit, UseLEA, TII,
+                  *RegInfo, MBB.findDebugLoc(MBBI));
     }
 
     // Jump to label or value in register.
@@ -1085,8 +1141,7 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
     }
 
     MachineInstr *NewMI = prior(MBBI);
-    for (unsigned i = 2, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i)
-      NewMI->addOperand(MBBI->getOperand(i));
+    NewMI->copyImplicitOps(MBBI);
 
     // Delete the pseudo instruction TCRETURN.
     MBB.erase(MBBI);
@@ -1098,21 +1153,31 @@ void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 
     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
     delta += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
-    emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, delta, Is64Bit, TII, *RegInfo);
+    emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, delta, Is64Bit, UseLEA, TII,
+                *RegInfo, MBB.findDebugLoc(MBBI));
   }
 }
 
 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) const {
-  const X86RegisterInfo *RI =
+  const X86RegisterInfo *RegInfo =
     static_cast<const X86RegisterInfo*>(MF.getTarget().getRegisterInfo());
   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 
-  if (RI->needsStackRealignment(MF)) {
+  if (RegInfo->hasBasePointer(MF)) {
+    assert (hasFP(MF) && "VLAs and dynamic stack realign, but no FP?!");
+    if (FI < 0) {
+      // Skip the saved EBP.
+      return Offset + RegInfo->getSlotSize();
+    } else {
+      assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
+      return Offset + StackSize;
+    }
+  } else if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
     if (FI < 0) {
       // Skip the saved EBP.
-      Offset += RI->getSlotSize();
+      return Offset + RegInfo->getSlotSize();
     } else {
       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
       return Offset + StackSize;
@@ -1123,7 +1188,7 @@ int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) con
       return Offset + StackSize;
 
     // Skip the saved EBP.
-    Offset += RI->getSlotSize();
+    Offset += RegInfo->getSlotSize();
 
     // Skip the RETADDR move area
     const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
@@ -1135,6 +1200,22 @@ int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) con
   return Offset;
 }
 
+int X86FrameLowering::getFrameIndexReference(const MachineFunction &MF, int FI,
+                                             unsigned &FrameReg) const {
+  const X86RegisterInfo *RegInfo =
+      static_cast<const X86RegisterInfo*>(MF.getTarget().getRegisterInfo());
+  // We can't calculate offset from frame pointer if the stack is realigned,
+  // so enforce usage of stack/base pointer.  The base pointer is used when we
+  // have dynamic allocas in addition to dynamic realignment.
+  if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
+    FrameReg = RegInfo->getBaseRegister();
+  else if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
+    FrameReg = RegInfo->getStackRegister();
+  else
+    FrameReg = RegInfo->getFrameRegister(MF);
+  return getFrameIndexOffset(MF, FI);
+}
+
 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
                                              MachineBasicBlock::iterator MI,
                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
@@ -1268,6 +1349,10 @@ X86FrameLowering::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
            "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
     (void)FrameIdx;
   }
+
+  // Spill the BasePtr if it's used.
+  if (RegInfo->hasBasePointer(MF))
+    MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(RegInfo->getBaseRegister());
 }
 
 static bool
@@ -1281,31 +1366,35 @@ HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
   return false;
 }
 
+
+/// GetScratchRegister - Get a register for performing work in the segmented
+/// stack prologue. Depending on platform and the properties of the function
+/// either one or two registers will be needed. Set primary to true for
+/// the first register, false for the second.
 static unsigned
-GetScratchRegister(bool Is64Bit, const MachineFunction &MF) {
-  if (Is64Bit) {
-    return X86::R11;
-  } else {
-    CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
-    bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
-
-    if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall) {
-      if (IsNested) {
-        report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
-                           "nested function.");
-        return -1;
-      } else {
-        return X86::EAX;
-      }
-    } else {
-      if (IsNested)
-        return X86::EDX;
-      else
-        return X86::ECX;
-    }
+GetScratchRegister(bool Is64Bit, const MachineFunction &MF, bool Primary) {
+  if (Is64Bit)
+    return Primary ? X86::R11 : X86::R12;
+
+  CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
+  bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
+
+  if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall ||
+      CallingConvention == CallingConv::Fast) {
+    if (IsNested)
+      report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
+                         "nested function.");
+    return Primary ? X86::EAX : X86::ECX;
   }
+  if (IsNested)
+    return Primary ? X86::EDX : X86::EAX;
+  return Primary ? X86::ECX : X86::EAX;
 }
 
+// The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
+// limit.
+static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
+
 void
 X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
   MachineBasicBlock &prologueMBB = MF.front();
@@ -1317,14 +1406,15 @@ X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
   DebugLoc DL;
   const X86Subtarget *ST = &MF.getTarget().getSubtarget<X86Subtarget>();
 
-  unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, MF);
+  unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, MF, true);
   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
          "Scratch register is live-in");
 
   if (MF.getFunction()->isVarArg())
     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
-  if (!ST->isTargetLinux())
-    report_fatal_error("Segmented stacks supported only on linux.");
+  if (!ST->isTargetLinux() && !ST->isTargetDarwin() &&
+      !ST->isTargetWin32() && !ST->isTargetFreeBSD())
+    report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
 
   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
@@ -1355,28 +1445,99 @@ X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
   // prologue.
   StackSize = MFI->getStackSize();
 
+  // When the frame size is less than 256 we just compare the stack
+  // boundary directly to the value of the stack pointer, per gcc.
+  bool CompareStackPointer = StackSize < kSplitStackAvailable;
+
   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
   if (Is64Bit) {
-    TlsReg = X86::FS;
-    TlsOffset = 0x70;
+    if (ST->isTargetLinux()) {
+      TlsReg = X86::FS;
+      TlsOffset = 0x70;
+    } else if (ST->isTargetDarwin()) {
+      TlsReg = X86::GS;
+      TlsOffset = 0x60 + 90*8; // See pthread_machdep.h. Steal TLS slot 90.
+    } else if (ST->isTargetFreeBSD()) {
+      TlsReg = X86::FS;
+      TlsOffset = 0x18;
+    } else {
+      report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
+    }
+
+    if (CompareStackPointer)
+      ScratchReg = X86::RSP;
+    else
+      BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
+        .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
 
-    BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
-      .addImm(0).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP64rm)).addReg(ScratchReg)
-      .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
+      .addReg(0).addImm(1).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
   } else {
-    TlsReg = X86::GS;
-    TlsOffset = 0x30;
+    if (ST->isTargetLinux()) {
+      TlsReg = X86::GS;
+      TlsOffset = 0x30;
+    } else if (ST->isTargetDarwin()) {
+      TlsReg = X86::GS;
+      TlsOffset = 0x48 + 90*4;
+    } else if (ST->isTargetWin32()) {
+      TlsReg = X86::FS;
+      TlsOffset = 0x14; // pvArbitrary, reserved for application use
+    } else if (ST->isTargetFreeBSD()) {
+      report_fatal_error("Segmented stacks not supported on FreeBSD i386.");
+    } else {
+      report_fatal_error("Segmented stacks not supported on this platform.");
+    }
+
+    if (CompareStackPointer)
+      ScratchReg = X86::ESP;
+    else
+      BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
+        .addImm(1).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
+
+    if (ST->isTargetLinux() || ST->isTargetWin32()) {
+      BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
+        .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
+    } else if (ST->isTargetDarwin()) {
+
+      // TlsOffset doesn't fit into a mod r/m byte so we need an extra register
+      unsigned ScratchReg2;
+      bool SaveScratch2;
+      if (CompareStackPointer) {
+        // The primary scratch register is available for holding the TLS offset
+        ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, MF, true);
+        SaveScratch2 = false;
+      } else {
+        // Need to use a second register to hold the TLS offset
+        ScratchReg2 = GetScratchRegister(Is64Bit, MF, false);
 
-    BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
-      .addImm(0).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
-    BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
-      .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
+        // Unfortunately, with fastcc the second scratch register may hold an arg
+        SaveScratch2 = MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2);
+      }
+
+      // If Scratch2 is live-in then it needs to be saved
+      assert((!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg2) || SaveScratch2) &&
+             "Scratch register is live-in and not saved");
+
+      if (SaveScratch2)
+        BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
+          .addReg(ScratchReg2, RegState::Kill);
+
+      BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::MOV32ri), ScratchReg2)
+        .addImm(TlsOffset);
+      BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm))
+        .addReg(ScratchReg)
+        .addReg(ScratchReg2).addImm(1).addReg(0)
+        .addImm(0)
+        .addReg(TlsReg);
+
+      if (SaveScratch2)
+        BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::POP32r), ScratchReg2);
+    }
   }
 
   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
   // It jumps to normal execution of the function body.
-  BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JG_4)).addMBB(&prologueMBB);
+  BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JA_4)).addMBB(&prologueMBB);
 
   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
@@ -1394,9 +1555,6 @@ X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(X86::R10);
     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(X86::R11);
   } else {
-    // Since we'll call __morestack, stack alignment needs to be preserved.
-    BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::SUB32ri), X86::ESP).addReg(X86::ESP)
-      .addImm(8);
     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
@@ -1411,11 +1569,6 @@ X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
       .addExternalSymbol("__morestack");
 
-  // __morestack only seems to remove 8 bytes off the stack. Add back the
-  // additional 8 bytes we added before pushing the arguments.
-  if (!Is64Bit)
-    BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::ADD32ri), X86::ESP).addReg(X86::ESP)
-      .addImm(8);
   if (IsNested)
     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
   else