lib/Target/X86/X86FrameLowering.cpp

   1 //=======- X86FrameLowering.cpp - X86 Frame Information --------*- C++ -*-====//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file contains the X86 implementation of TargetFrameLowering class.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86FrameLowering.h"
  15 #include "X86InstrBuilder.h"
  16 #include "X86InstrInfo.h"
  17 #include "X86MachineFunctionInfo.h"
  18 #include "X86Subtarget.h"
  19 #include "X86TargetMachine.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/CodeGen/MachineFrameInfo.h"
  22 #include "llvm/CodeGen/MachineFunction.h"
  23 #include "llvm/CodeGen/MachineInstrBuilder.h"
  24 #include "llvm/CodeGen/MachineModuleInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/MC/MCAsmInfo.h"
  27 #include "llvm/MC/MCSymbol.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  30 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  32
  33 using namespace llvm;
  34
  35 // FIXME: completely move here.
  36 extern cl::opt<bool> ForceStackAlign;
  37
  38 bool X86FrameLowering::hasReservedCallFrame(const MachineFunction &MF) const {
  39   return !MF.getFrameInfo()->hasVarSizedObjects();
  40 }
  41
  42 /// hasFP - Return true if the specified function should have a dedicated frame
  43 /// pointer register.  This is true if the function has variable sized allocas
  44 /// or if frame pointer elimination is disabled.
  45 bool X86FrameLowering::hasFP(const MachineFunction &MF) const {
  46   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
  47   const MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
  48   const TargetRegisterInfo *RI = TM.getRegisterInfo();
  49
  50   return (MF.getTarget().Options.DisableFramePointerElim(MF) ||
  51           RI->needsStackRealignment(MF) ||
  52           MFI->hasVarSizedObjects() ||
  53           MFI->isFrameAddressTaken() ||
  54           MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>()->getForceFramePointer() ||
  55           MMI.callsUnwindInit());
  56 }
  57
  58 static unsigned getSUBriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
  59   if (is64Bit) {
  60     if (isInt<8>(Imm))
  61       return X86::SUB64ri8;
  62     return X86::SUB64ri32;
  63   } else {
  64     if (isInt<8>(Imm))
  65       return X86::SUB32ri8;
  66     return X86::SUB32ri;
  67   }
  68 }
  69
  70 static unsigned getADDriOpcode(unsigned is64Bit, int64_t Imm) {
  71   if (is64Bit) {
  72     if (isInt<8>(Imm))
  73       return X86::ADD64ri8;
  74     return X86::ADD64ri32;
  75   } else {
  76     if (isInt<8>(Imm))
  77       return X86::ADD32ri8;
  78     return X86::ADD32ri;
  79   }
  80 }
  81
  82 /// findDeadCallerSavedReg - Return a caller-saved register that isn't live
  83 /// when it reaches the "return" instruction. We can then pop a stack object
  84 /// to this register without worry about clobbering it.
  85 static unsigned findDeadCallerSavedReg(MachineBasicBlock &MBB,
  86                                        MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
  87                                        const TargetRegisterInfo &TRI,
  88                                        bool Is64Bit) {
  89   const MachineFunction *MF = MBB.getParent();
  90   const Function *F = MF->getFunction();
  91   if (!F || MF->getMMI().callsEHReturn())
  92     return 0;
  93
  94   static const unsigned CallerSavedRegs32Bit[] = {
  95     X86::EAX, X86::EDX, X86::ECX, 0
  96   };
  97
  98   static const unsigned CallerSavedRegs64Bit[] = {
  99     X86::RAX, X86::RDX, X86::RCX, X86::RSI, X86::RDI,
 100     X86::R8,  X86::R9,  X86::R10, X86::R11, 0
 101   };
 102
 103   unsigned Opc = MBBI->getOpcode();
 104   switch (Opc) {
 105   default: return 0;
 106   case X86::RET:
 107   case X86::RETI:
 108   case X86::TCRETURNdi:
 109   case X86::TCRETURNri:
 110   case X86::TCRETURNmi:
 111   case X86::TCRETURNdi64:
 112   case X86::TCRETURNri64:
 113   case X86::TCRETURNmi64:
 114   case X86::EH_RETURN:
 115   case X86::EH_RETURN64: {
 116     SmallSet<unsigned, 8> Uses;
 117     for (unsigned i = 0, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i) {
 118       MachineOperand &MO = MBBI->getOperand(i);
 119       if (!MO.isReg() || MO.isDef())
 120         continue;
 121       unsigned Reg = MO.getReg();
 122       if (!Reg)
 123         continue;
 124       for (const unsigned *AsI = TRI.getOverlaps(Reg); *AsI; ++AsI)
 125         Uses.insert(*AsI);
 126     }
 127
 128     const unsigned *CS = Is64Bit ? CallerSavedRegs64Bit : CallerSavedRegs32Bit;
 129     for (; *CS; ++CS)
 130       if (!Uses.count(*CS))
 131         return *CS;
 132   }
 133   }
 134
 135   return 0;
 136 }
 137
 138
 139 /// emitSPUpdate - Emit a series of instructions to increment / decrement the
 140 /// stack pointer by a constant value.
 141 static
 142 void emitSPUpdate(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 143                   unsigned StackPtr, int64_t NumBytes,
 144                   bool Is64Bit, const TargetInstrInfo &TII,
 145                   const TargetRegisterInfo &TRI) {
 146   bool isSub = NumBytes < 0;
 147   uint64_t Offset = isSub ? -NumBytes : NumBytes;
 148   unsigned Opc = isSub ?
 149     getSUBriOpcode(Is64Bit, Offset) :
 150     getADDriOpcode(Is64Bit, Offset);
 151   uint64_t Chunk = (1LL << 31) - 1;
 152   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
 153
 154   while (Offset) {
 155     uint64_t ThisVal = (Offset > Chunk) ? Chunk : Offset;
 156     if (ThisVal == (Is64Bit ? 8 : 4)) {
 157       // Use push / pop instead.
 158       unsigned Reg = isSub
 159         ? (unsigned)(Is64Bit ? X86::RAX : X86::EAX)
 160         : findDeadCallerSavedReg(MBB, MBBI, TRI, Is64Bit);
 161       if (Reg) {
 162         Opc = isSub
 163           ? (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r)
 164           : (Is64Bit ? X86::POP64r  : X86::POP32r);
 165         MachineInstr *MI = BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc))
 166           .addReg(Reg, getDefRegState(!isSub) | getUndefRegState(isSub));
 167         if (isSub)
 168           MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 169         Offset -= ThisVal;
 170         continue;
 171       }
 172     }
 173
 174     MachineInstr *MI =
 175       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Opc), StackPtr)
 176       .addReg(StackPtr)
 177       .addImm(ThisVal);
 178     if (isSub)
 179       MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 180     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
 181     Offset -= ThisVal;
 182   }
 183 }
 184
 185 /// mergeSPUpdatesUp - Merge two stack-manipulating instructions upper iterator.
 186 static
 187 void mergeSPUpdatesUp(MachineBasicBlock &MBB, MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 188                       unsigned StackPtr, uint64_t *NumBytes = NULL) {
 189   if (MBBI == MBB.begin()) return;
 190
 191   MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 192   unsigned Opc = PI->getOpcode();
 193   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
 194        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
 195       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 196     if (NumBytes)
 197       *NumBytes += PI->getOperand(2).getImm();
 198     MBB.erase(PI);
 199   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
 200               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
 201              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 202     if (NumBytes)
 203       *NumBytes -= PI->getOperand(2).getImm();
 204     MBB.erase(PI);
 205   }
 206 }
 207
 208 /// mergeSPUpdatesDown - Merge two stack-manipulating instructions lower iterator.
 209 static
 210 void mergeSPUpdatesDown(MachineBasicBlock &MBB,
 211                         MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 212                         unsigned StackPtr, uint64_t *NumBytes = NULL) {
 213   // FIXME:  THIS ISN'T RUN!!!
 214   return;
 215
 216   if (MBBI == MBB.end()) return;
 217
 218   MachineBasicBlock::iterator NI = llvm::next(MBBI);
 219   if (NI == MBB.end()) return;
 220
 221   unsigned Opc = NI->getOpcode();
 222   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
 223        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
 224       NI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 225     if (NumBytes)
 226       *NumBytes -= NI->getOperand(2).getImm();
 227     MBB.erase(NI);
 228     MBBI = NI;
 229   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
 230               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
 231              NI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 232     if (NumBytes)
 233       *NumBytes += NI->getOperand(2).getImm();
 234     MBB.erase(NI);
 235     MBBI = NI;
 236   }
 237 }
 238
 239 /// mergeSPUpdates - Checks the instruction before/after the passed
 240 /// instruction. If it is an ADD/SUB instruction it is deleted argument and the
 241 /// stack adjustment is returned as a positive value for ADD and a negative for
 242 /// SUB.
 243 static int mergeSPUpdates(MachineBasicBlock &MBB,
 244                            MachineBasicBlock::iterator &MBBI,
 245                            unsigned StackPtr,
 246                            bool doMergeWithPrevious) {
 247   if ((doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.begin()) ||
 248       (!doMergeWithPrevious && MBBI == MBB.end()))
 249     return 0;
 250
 251   MachineBasicBlock::iterator PI = doMergeWithPrevious ? prior(MBBI) : MBBI;
 252   MachineBasicBlock::iterator NI = doMergeWithPrevious ? 0 : llvm::next(MBBI);
 253   unsigned Opc = PI->getOpcode();
 254   int Offset = 0;
 255
 256   if ((Opc == X86::ADD64ri32 || Opc == X86::ADD64ri8 ||
 257        Opc == X86::ADD32ri || Opc == X86::ADD32ri8) &&
 258       PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr){
 259     Offset += PI->getOperand(2).getImm();
 260     MBB.erase(PI);
 261     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
 262   } else if ((Opc == X86::SUB64ri32 || Opc == X86::SUB64ri8 ||
 263               Opc == X86::SUB32ri || Opc == X86::SUB32ri8) &&
 264              PI->getOperand(0).getReg() == StackPtr) {
 265     Offset -= PI->getOperand(2).getImm();
 266     MBB.erase(PI);
 267     if (!doMergeWithPrevious) MBBI = NI;
 268   }
 269
 270   return Offset;
 271 }
 272
 273 static bool isEAXLiveIn(MachineFunction &MF) {
 274   for (MachineRegisterInfo::livein_iterator II = MF.getRegInfo().livein_begin(),
 275        EE = MF.getRegInfo().livein_end(); II != EE; ++II) {
 276     unsigned Reg = II->first;
 277
 278     if (Reg == X86::EAX || Reg == X86::AX ||
 279         Reg == X86::AH || Reg == X86::AL)
 280       return true;
 281   }
 282
 283   return false;
 284 }
 285
 286 void X86FrameLowering::emitCalleeSavedFrameMoves(MachineFunction &MF,
 287                                                  MCSymbol *Label,
 288                                                  unsigned FramePtr) const {
 289   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 290   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
 291
 292   // Add callee saved registers to move list.
 293   const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI = MFI->getCalleeSavedInfo();
 294   if (CSI.empty()) return;
 295
 296   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
 297   const TargetData *TD = TM.getTargetData();
 298   bool HasFP = hasFP(MF);
 299
 300   // Calculate amount of bytes used for return address storing.
 301   int stackGrowth = -TD->getPointerSize();
 302
 303   // FIXME: This is dirty hack. The code itself is pretty mess right now.
 304   // It should be rewritten from scratch and generalized sometimes.
 305
 306   // Determine maximum offset (minimum due to stack growth).
 307   int64_t MaxOffset = 0;
 308   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
 309          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I)
 310     MaxOffset = std::min(MaxOffset,
 311                          MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx()));
 312
 313   // Calculate offsets.
 314   int64_t saveAreaOffset = (HasFP ? 3 : 2) * stackGrowth;
 315   for (std::vector<CalleeSavedInfo>::const_iterator
 316          I = CSI.begin(), E = CSI.end(); I != E; ++I) {
 317     int64_t Offset = MFI->getObjectOffset(I->getFrameIdx());
 318     unsigned Reg = I->getReg();
 319     Offset = MaxOffset - Offset + saveAreaOffset;
 320
 321     // Don't output a new machine move if we're re-saving the frame
 322     // pointer. This happens when the PrologEpilogInserter has inserted an extra
 323     // "PUSH" of the frame pointer -- the "emitPrologue" method automatically
 324     // generates one when frame pointers are used. If we generate a "machine
 325     // move" for this extra "PUSH", the linker will lose track of the fact that
 326     // the frame pointer should have the value of the first "PUSH" when it's
 327     // trying to unwind.
 328     //
 329     // FIXME: This looks inelegant. It's possibly correct, but it's covering up
 330     //        another bug. I.e., one where we generate a prolog like this:
 331     //
 332     //          pushl  %ebp
 333     //          movl   %esp, %ebp
 334     //          pushl  %ebp
 335     //          pushl  %esi
 336     //           ...
 337     //
 338     //        The immediate re-push of EBP is unnecessary. At the least, it's an
 339     //        optimization bug. EBP can be used as a scratch register in certain
 340     //        cases, but probably not when we have a frame pointer.
 341     if (HasFP && FramePtr == Reg)
 342       continue;
 343
 344     MachineLocation CSDst(MachineLocation::VirtualFP, Offset);
 345     MachineLocation CSSrc(Reg);
 346     Moves.push_back(MachineMove(Label, CSDst, CSSrc));
 347   }
 348 }
 349
 350 /// getCompactUnwindRegNum - Get the compact unwind number for a given
 351 /// register. The number corresponds to the enum lists in
 352 /// compact_unwind_encoding.h.
 353 static int getCompactUnwindRegNum(const unsigned *CURegs, unsigned Reg) {
 354   int Idx = 1;
 355   for (; *CURegs; ++CURegs, ++Idx)
 356     if (*CURegs == Reg)
 357       return Idx;
 358
 359   return -1;
 360 }
 361
 362 // Number of registers that can be saved in a compact unwind encoding.
 363 #define CU_NUM_SAVED_REGS 6
 364
 365 /// encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame - Create the permutation encoding
 366 /// used with frameless stacks. It is passed the number of registers to be saved
 367 /// and an array of the registers saved.
 368 static uint32_t
 369 encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS],
 370                                          unsigned RegCount, bool Is64Bit) {
 371   // The saved registers are numbered from 1 to 6. In order to encode the order
 372   // in which they were saved, we re-number them according to their place in the
 373   // register order. The re-numbering is relative to the last re-numbered
 374   // register. E.g., if we have registers {6, 2, 4, 5} saved in that order:
 375   //
 376   //    Orig  Re-Num
 377   //    ----  ------
 378   //     6       6
 379   //     2       2
 380   //     4       3
 381   //     5       3
 382   //
 383   static const unsigned CU32BitRegs[] = {
 384     X86::EBX, X86::ECX, X86::EDX, X86::EDI, X86::ESI, X86::EBP, 0
 385   };
 386   static const unsigned CU64BitRegs[] = {
 387     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
 388   };
 389   const unsigned *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
 390
 391   for (unsigned i = CU_NUM_SAVED_REGS - RegCount; i < CU_NUM_SAVED_REGS; ++i) {
 392     int CUReg = getCompactUnwindRegNum(CURegs, SavedRegs[i]);
 393     if (CUReg == -1) return ~0U;
 394     SavedRegs[i] = CUReg;
 395   }
 396
 397   uint32_t RenumRegs[CU_NUM_SAVED_REGS];
 398   for (unsigned i = CU_NUM_SAVED_REGS - RegCount; i < CU_NUM_SAVED_REGS; ++i) {
 399     unsigned Countless = 0;
 400     for (unsigned j = CU_NUM_SAVED_REGS - RegCount; j < i; ++j)
 401       if (SavedRegs[j] < SavedRegs[i])
 402         ++Countless;
 403
 404     RenumRegs[i] = SavedRegs[i] - Countless - 1;
 405   }
 406
 407   // Take the renumbered values and encode them into a 10-bit number.
 408   uint32_t permutationEncoding = 0;
 409   switch (RegCount) {
 410   case 6:
 411     permutationEncoding |= 120 * RenumRegs[0] + 24 * RenumRegs[1]
 412                            + 6 * RenumRegs[2] +  2 * RenumRegs[3]
 413                            +     RenumRegs[4];
 414     break;
 415   case 5:
 416     permutationEncoding |= 120 * RenumRegs[1] + 24 * RenumRegs[2]
 417                            + 6 * RenumRegs[3] +  2 * RenumRegs[4]
 418                            +     RenumRegs[5];
 419     break;
 420   case 4:
 421     permutationEncoding |=  60 * RenumRegs[2] + 12 * RenumRegs[3]
 422                            + 3 * RenumRegs[4] +      RenumRegs[5];
 423     break;
 424   case 3:
 425     permutationEncoding |=  20 * RenumRegs[3] +  4 * RenumRegs[4]
 426                            +     RenumRegs[5];
 427     break;
 428   case 2:
 429     permutationEncoding |=   5 * RenumRegs[4] +      RenumRegs[5];
 430     break;
 431   case 1:
 432     permutationEncoding |=       RenumRegs[5];
 433     break;
 434   }
 435
 436   assert((permutationEncoding & 0x3FF) == permutationEncoding &&
 437          "Invalid compact register encoding!");
 438   return permutationEncoding;
 439 }
 440
 441 /// encodeCompactUnwindRegistersWithFrame - Return the registers encoded for a
 442 /// compact encoding with a frame pointer.
 443 static uint32_t
 444 encodeCompactUnwindRegistersWithFrame(unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS],
 445                                       bool Is64Bit) {
 446   static const unsigned CU32BitRegs[] = {
 447     X86::EBX, X86::ECX, X86::EDX, X86::EDI, X86::ESI, X86::EBP, 0
 448   };
 449   static const unsigned CU64BitRegs[] = {
 450     X86::RBX, X86::R12, X86::R13, X86::R14, X86::R15, X86::RBP, 0
 451   };
 452   const unsigned *CURegs = (Is64Bit ? CU64BitRegs : CU32BitRegs);
 453
 454   // Encode the registers in the order they were saved, 3-bits per register. The
 455   // registers are numbered from 1 to 6.
 456   uint32_t RegEnc = 0;
 457   for (int I = 5; I >= 0; --I) {
 458     unsigned Reg = SavedRegs[I];
 459     if (Reg == 0) break;
 460     int CURegNum = getCompactUnwindRegNum(CURegs, Reg);
 461     if (CURegNum == -1)
 462       return ~0U;
 463
 464     // Encode the 3-bit register number in order, skipping over 3-bits for each
 465     // register.
 466     RegEnc |= (CURegNum & 0x7) << ((5 - I) * 3);
 467   }
 468
 469   assert((RegEnc & 0x7FFF) == RegEnc && "Invalid compact register encoding!");
 470   return RegEnc;
 471 }
 472
 473 uint32_t X86FrameLowering::getCompactUnwindEncoding(MachineFunction &MF) const {
 474   const X86RegisterInfo *RegInfo = TM.getRegisterInfo();
 475   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
 476   unsigned StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
 477
 478   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 479   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
 480
 481   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
 482   bool HasFP = hasFP(MF);
 483
 484   unsigned SavedRegs[CU_NUM_SAVED_REGS] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
 485   int SavedRegIdx = CU_NUM_SAVED_REGS;
 486
 487   unsigned OffsetSize = (Is64Bit ? 8 : 4);
 488
 489   unsigned PushInstr = (Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r);
 490   unsigned PushInstrSize = 1;
 491   unsigned MoveInstr = (Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr);
 492   unsigned MoveInstrSize = (Is64Bit ? 3 : 2);
 493   unsigned SubtractInstr = getSUBriOpcode(Is64Bit, -TailCallReturnAddrDelta);
 494   unsigned SubtractInstrIdx = (Is64Bit ? 3 : 2);
 495
 496   unsigned StackDivide = (Is64Bit ? 8 : 4);
 497
 498   unsigned InstrOffset = 0;
 499   unsigned StackAdjust = 0;
 500   unsigned StackSize = 0;
 501
 502   MachineBasicBlock &MBB = MF.front(); // Prologue is in entry BB.
 503   bool ExpectEnd = false;
 504   for (MachineBasicBlock::iterator
 505          MBBI = MBB.begin(), MBBE = MBB.end(); MBBI != MBBE; ++MBBI) {
 506     MachineInstr &MI = *MBBI;
 507     unsigned Opc = MI.getOpcode();
 508     if (Opc == X86::PROLOG_LABEL) continue;
 509     if (!MI.getFlag(MachineInstr::FrameSetup)) break;
 510
 511     // We don't exect any more prolog instructions.
 512     if (ExpectEnd) return 0;
 513
 514     if (Opc == PushInstr) {
 515       // If there are too many saved registers, we cannot use compact encoding.
 516       if (--SavedRegIdx < 0) return 0;
 517
 518       SavedRegs[SavedRegIdx] = MI.getOperand(0).getReg();
 519       StackAdjust += OffsetSize;
 520       InstrOffset += PushInstrSize;
 521     } else if (Opc == MoveInstr) {
 522       unsigned SrcReg = MI.getOperand(1).getReg();
 523       unsigned DstReg = MI.getOperand(0).getReg();
 524
 525       if (DstReg != FramePtr || SrcReg != StackPtr)
 526         return 0;
 527
 528       StackAdjust = 0;
 529       memset(SavedRegs, 0, sizeof(SavedRegs));
 530       SavedRegIdx = CU_NUM_SAVED_REGS;
 531       InstrOffset += MoveInstrSize;
 532     } else if (Opc == SubtractInstr) {
 533       if (StackSize)
 534         // We already have a stack size.
 535         return 0;
 536
 537       if (!MI.getOperand(0).isReg() ||
 538           MI.getOperand(0).getReg() != MI.getOperand(1).getReg() ||
 539           MI.getOperand(0).getReg() != StackPtr || !MI.getOperand(2).isImm())
 540         // We need this to be a stack adjustment pointer. Something like:
 541         //
 542         //   %RSP<def> = SUB64ri8 %RSP, 48
 543         return 0;
 544
 545       StackSize = MI.getOperand(2).getImm() / StackDivide;
 546       SubtractInstrIdx += InstrOffset;
 547       ExpectEnd = true;
 548     }
 549   }
 550
 551   // Encode that we are using EBP/RBP as the frame pointer.
 552   uint32_t CompactUnwindEncoding = 0;
 553   StackAdjust /= StackDivide;
 554   if (HasFP) {
 555     if ((StackAdjust & 0xFF) != StackAdjust)
 556       // Offset was too big for compact encoding.
 557       return 0;
 558
 559     // Get the encoding of the saved registers when we have a frame pointer.
 560     uint32_t RegEnc = encodeCompactUnwindRegistersWithFrame(SavedRegs, Is64Bit);
 561     if (RegEnc == ~0U) return 0;
 562
 563     CompactUnwindEncoding |= 0x01000000;
 564     CompactUnwindEncoding |= (StackAdjust & 0xFF) << 16;
 565     CompactUnwindEncoding |= RegEnc & 0x7FFF;
 566   } else {
 567     if ((StackSize & 0xFF) == StackSize) {
 568       // Frameless stack with a small stack size.
 569       CompactUnwindEncoding |= 0x02000000;
 570
 571       // Encode the stack size.
 572       CompactUnwindEncoding |= (StackSize & 0xFF) << 16;
 573     } else {
 574       if ((StackAdjust & 0x7) != StackAdjust)
 575         // The extra stack adjustments are too big for us to handle.
 576         return 0;
 577
 578       // Frameless stack with an offset too large for us to encode compactly.
 579       CompactUnwindEncoding |= 0x03000000;
 580
 581       // Encode the offset to the nnnnnn value in the 'subl $nnnnnn, ESP'
 582       // instruction.
 583       CompactUnwindEncoding |= (SubtractInstrIdx & 0xFF) << 16;
 584
 585       // Encode any extra stack stack adjustments (done via push instructions).
 586       CompactUnwindEncoding |= (StackAdjust & 0x7) << 13;
 587     }
 588
 589     // Encode the number of registers saved.
 590     CompactUnwindEncoding |= ((CU_NUM_SAVED_REGS - SavedRegIdx) & 0x7) << 10;
 591
 592     // Get the encoding of the saved registers when we don't have a frame
 593     // pointer.
 594     uint32_t RegEnc =
 595       encodeCompactUnwindRegistersWithoutFrame(SavedRegs,
 596                                                CU_NUM_SAVED_REGS - SavedRegIdx,
 597                                                Is64Bit);
 598     if (RegEnc == ~0U) return 0;
 599
 600     // Encode the register encoding.
 601     CompactUnwindEncoding |= RegEnc & 0x3FF;
 602   }
 603
 604   return CompactUnwindEncoding;
 605 }
 606
 607 /// emitPrologue - Push callee-saved registers onto the stack, which
 608 /// automatically adjust the stack pointer. Adjust the stack pointer to allocate
 609 /// space for local variables. Also emit labels used by the exception handler to
 610 /// generate the exception handling frames.
 611 void X86FrameLowering::emitPrologue(MachineFunction &MF) const {
 612   MachineBasicBlock &MBB = MF.front(); // Prologue goes in entry BB.
 613   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.begin();
 614   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 615   const Function *Fn = MF.getFunction();
 616   const X86RegisterInfo *RegInfo = TM.getRegisterInfo();
 617   const X86InstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
 618   MachineModuleInfo &MMI = MF.getMMI();
 619   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 620   bool needsFrameMoves = MMI.hasDebugInfo() ||
 621     Fn->needsUnwindTableEntry();
 622   uint64_t MaxAlign  = MFI->getMaxAlignment(); // Desired stack alignment.
 623   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();    // Number of bytes to allocate.
 624   bool HasFP = hasFP(MF);
 625   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
 626   bool IsWin64 = STI.isTargetWin64();
 627   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
 628   unsigned SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
 629   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
 630   unsigned StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
 631   DebugLoc DL;
 632
 633   // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
 634   // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
 635   // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
 636   // go with the minimum SlotSize.
 637   if (ForceStackAlign) {
 638     if (MFI->hasCalls())
 639       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
 640     else if (MaxAlign < SlotSize)
 641       MaxAlign = SlotSize;
 642   }
 643
 644   // Add RETADDR move area to callee saved frame size.
 645   int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
 646   if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
 647     X86FI->setCalleeSavedFrameSize(
 648       X86FI->getCalleeSavedFrameSize() - TailCallReturnAddrDelta);
 649
 650   // If this is x86-64 and the Red Zone is not disabled, if we are a leaf
 651   // function, and use up to 128 bytes of stack space, don't have a frame
 652   // pointer, calls, or dynamic alloca then we do not need to adjust the
 653   // stack pointer (we fit in the Red Zone).
 654   if (Is64Bit && !Fn->hasFnAttr(Attribute::NoRedZone) &&
 655       !RegInfo->needsStackRealignment(MF) &&
 656       !MFI->hasVarSizedObjects() &&                     // No dynamic alloca.
 657       !MFI->adjustsStack() &&                           // No calls.
 658       !IsWin64 &&                                       // Win64 has no Red Zone
 659       !MF.getTarget().Options.EnableSegmentedStacks) {  // Regular stack
 660     uint64_t MinSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 661     if (HasFP) MinSize += SlotSize;
 662     StackSize = std::max(MinSize, StackSize > 128 ? StackSize - 128 : 0);
 663     MFI->setStackSize(StackSize);
 664   }
 665
 666   // Insert stack pointer adjustment for later moving of return addr.  Only
 667   // applies to tail call optimized functions where the callee argument stack
 668   // size is bigger than the callers.
 669   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
 670     MachineInstr *MI =
 671       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 672               TII.get(getSUBriOpcode(Is64Bit, -TailCallReturnAddrDelta)),
 673               StackPtr)
 674         .addReg(StackPtr)
 675         .addImm(-TailCallReturnAddrDelta)
 676         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 677     MI->getOperand(3).setIsDead(); // The EFLAGS implicit def is dead.
 678   }
 679
 680   // Mapping for machine moves:
 681   //
 682   //   DST: VirtualFP AND
 683   //        SRC: VirtualFP              => DW_CFA_def_cfa_offset
 684   //        ELSE                        => DW_CFA_def_cfa
 685   //
 686   //   SRC: VirtualFP AND
 687   //        DST: Register               => DW_CFA_def_cfa_register
 688   //
 689   //   ELSE
 690   //        OFFSET < 0                  => DW_CFA_offset_extended_sf
 691   //        REG < 64                    => DW_CFA_offset + Reg
 692   //        ELSE                        => DW_CFA_offset_extended
 693
 694   std::vector<MachineMove> &Moves = MMI.getFrameMoves();
 695   const TargetData *TD = MF.getTarget().getTargetData();
 696   uint64_t NumBytes = 0;
 697   int stackGrowth = -TD->getPointerSize();
 698
 699   if (HasFP) {
 700     // Calculate required stack adjustment.
 701     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
 702     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
 703       FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1) / MaxAlign * MaxAlign;
 704
 705     NumBytes = FrameSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 706
 707     // Get the offset of the stack slot for the EBP register, which is
 708     // guaranteed to be the last slot by processFunctionBeforeFrameFinalized.
 709     // Update the frame offset adjustment.
 710     MFI->setOffsetAdjustment(-NumBytes);
 711
 712     // Save EBP/RBP into the appropriate stack slot.
 713     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(Is64Bit ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r))
 714       .addReg(FramePtr, RegState::Kill)
 715       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 716
 717     if (needsFrameMoves) {
 718       // Mark the place where EBP/RBP was saved.
 719       MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 720       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PROLOG_LABEL))
 721         .addSym(FrameLabel);
 722
 723       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
 724       if (StackSize) {
 725         MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
 726         MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP, 2 * stackGrowth);
 727         Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SPDst, SPSrc));
 728       } else {
 729         MachineLocation SPDst(StackPtr);
 730         MachineLocation SPSrc(StackPtr, stackGrowth);
 731         Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, SPDst, SPSrc));
 732       }
 733
 734       // Change the rule for the FramePtr to be an "offset" rule.
 735       MachineLocation FPDst(MachineLocation::VirtualFP, 2 * stackGrowth);
 736       MachineLocation FPSrc(FramePtr);
 737       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, FPDst, FPSrc));
 738     }
 739
 740     // Update EBP with the new base value.
 741     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 742             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr), FramePtr)
 743         .addReg(StackPtr)
 744         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 745
 746     if (needsFrameMoves) {
 747       // Mark effective beginning of when frame pointer becomes valid.
 748       MCSymbol *FrameLabel = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 749       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PROLOG_LABEL))
 750         .addSym(FrameLabel);
 751
 752       // Define the current CFA to use the EBP/RBP register.
 753       MachineLocation FPDst(FramePtr);
 754       MachineLocation FPSrc(MachineLocation::VirtualFP);
 755       Moves.push_back(MachineMove(FrameLabel, FPDst, FPSrc));
 756     }
 757
 758     // Mark the FramePtr as live-in in every block except the entry.
 759     for (MachineFunction::iterator I = llvm::next(MF.begin()), E = MF.end();
 760          I != E; ++I)
 761       I->addLiveIn(FramePtr);
 762
 763     // Realign stack
 764     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
 765       MachineInstr *MI =
 766         BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 767                 TII.get(Is64Bit ? X86::AND64ri32 : X86::AND32ri), StackPtr)
 768         .addReg(StackPtr)
 769         .addImm(-MaxAlign)
 770         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 771
 772       // The EFLAGS implicit def is dead.
 773       MI->getOperand(3).setIsDead();
 774     }
 775   } else {
 776     NumBytes = StackSize - X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 777   }
 778
 779   // Skip the callee-saved push instructions.
 780   bool PushedRegs = false;
 781   int StackOffset = 2 * stackGrowth;
 782
 783   while (MBBI != MBB.end() &&
 784          (MBBI->getOpcode() == X86::PUSH32r ||
 785           MBBI->getOpcode() == X86::PUSH64r)) {
 786     PushedRegs = true;
 787     MBBI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 788     ++MBBI;
 789
 790     if (!HasFP && needsFrameMoves) {
 791       // Mark callee-saved push instruction.
 792       MCSymbol *Label = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 793       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PROLOG_LABEL)).addSym(Label);
 794
 795       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
 796       unsigned Ptr = StackSize ? MachineLocation::VirtualFP : StackPtr;
 797       MachineLocation SPDst(Ptr);
 798       MachineLocation SPSrc(Ptr, StackOffset);
 799       Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
 800       StackOffset += stackGrowth;
 801     }
 802   }
 803
 804   DL = MBB.findDebugLoc(MBBI);
 805
 806   // If there is an SUB32ri of ESP immediately before this instruction, merge
 807   // the two. This can be the case when tail call elimination is enabled and
 808   // the callee has more arguments then the caller.
 809   NumBytes -= mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
 810
 811   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately after this
 812   // instruction, merge the two instructions.
 813   mergeSPUpdatesDown(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
 814
 815   // Adjust stack pointer: ESP -= numbytes.
 816
 817   // Windows and cygwin/mingw require a prologue helper routine when allocating
 818   // more than 4K bytes on the stack.  Windows uses __chkstk and cygwin/mingw
 819   // uses __alloca.  __alloca and the 32-bit version of __chkstk will probe the
 820   // stack and adjust the stack pointer in one go.  The 64-bit version of
 821   // __chkstk is only responsible for probing the stack.  The 64-bit prologue is
 822   // responsible for adjusting the stack pointer.  Touching the stack at 4K
 823   // increments is necessary to ensure that the guard pages used by the OS
 824   // virtual memory manager are allocated in correct sequence.
 825   if (NumBytes >= 4096 && STI.isTargetCOFF() && !STI.isTargetEnvMacho()) {
 826     const char *StackProbeSymbol;
 827     bool isSPUpdateNeeded = false;
 828
 829     if (Is64Bit) {
 830       if (STI.isTargetCygMing())
 831         StackProbeSymbol = "___chkstk";
 832       else {
 833         StackProbeSymbol = "__chkstk";
 834         isSPUpdateNeeded = true;
 835       }
 836     } else if (STI.isTargetCygMing())
 837       StackProbeSymbol = "_alloca";
 838     else
 839       StackProbeSymbol = "_chkstk";
 840
 841     // Check whether EAX is livein for this function.
 842     bool isEAXAlive = isEAXLiveIn(MF);
 843
 844     if (isEAXAlive) {
 845       // Sanity check that EAX is not livein for this function.
 846       // It should not be, so throw an assert.
 847       assert(!Is64Bit && "EAX is livein in x64 case!");
 848
 849       // Save EAX
 850       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PUSH32r))
 851         .addReg(X86::EAX, RegState::Kill)
 852         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 853     }
 854
 855     if (Is64Bit) {
 856       // Handle the 64-bit Windows ABI case where we need to call __chkstk.
 857       // Function prologue is responsible for adjusting the stack pointer.
 858       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::RAX)
 859         .addImm(NumBytes)
 860         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 861     } else {
 862       // Allocate NumBytes-4 bytes on stack in case of isEAXAlive.
 863       // We'll also use 4 already allocated bytes for EAX.
 864       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::MOV32ri), X86::EAX)
 865         .addImm(isEAXAlive ? NumBytes - 4 : NumBytes)
 866         .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 867     }
 868
 869     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 870             TII.get(Is64Bit ? X86::W64ALLOCA : X86::CALLpcrel32))
 871       .addExternalSymbol(StackProbeSymbol)
 872       .addReg(StackPtr,    RegState::Define | RegState::Implicit)
 873       .addReg(X86::EFLAGS, RegState::Define | RegState::Implicit)
 874       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 875
 876     // MSVC x64's __chkstk needs to adjust %rsp.
 877     // FIXME: %rax preserves the offset and should be available.
 878     if (isSPUpdateNeeded)
 879       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, -(int64_t)NumBytes, Is64Bit,
 880                    TII, *RegInfo);
 881
 882     if (isEAXAlive) {
 883         // Restore EAX
 884         MachineInstr *MI = addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(X86::MOV32rm),
 885                                                 X86::EAX),
 886                                         StackPtr, false, NumBytes - 4);
 887         MI->setFlag(MachineInstr::FrameSetup);
 888         MBB.insert(MBBI, MI);
 889     }
 890   } else if (NumBytes)
 891     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, -(int64_t)NumBytes, Is64Bit,
 892                  TII, *RegInfo);
 893
 894   if (( (!HasFP && NumBytes) || PushedRegs) && needsFrameMoves) {
 895     // Mark end of stack pointer adjustment.
 896     MCSymbol *Label = MMI.getContext().CreateTempSymbol();
 897     BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::PROLOG_LABEL))
 898       .addSym(Label);
 899
 900     if (!HasFP && NumBytes) {
 901       // Define the current CFA rule to use the provided offset.
 902       if (StackSize) {
 903         MachineLocation SPDst(MachineLocation::VirtualFP);
 904         MachineLocation SPSrc(MachineLocation::VirtualFP,
 905                               -StackSize + stackGrowth);
 906         Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
 907       } else {
 908         MachineLocation SPDst(StackPtr);
 909         MachineLocation SPSrc(StackPtr, stackGrowth);
 910         Moves.push_back(MachineMove(Label, SPDst, SPSrc));
 911       }
 912     }
 913
 914     // Emit DWARF info specifying the offsets of the callee-saved registers.
 915     if (PushedRegs)
 916       emitCalleeSavedFrameMoves(MF, Label, HasFP ? FramePtr : StackPtr);
 917   }
 918
 919   // Darwin 10.7 and greater has support for compact unwind encoding.
 920   if (STI.getTargetTriple().isMacOSX() &&
 921       !STI.getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 7))
 922     MMI.setCompactUnwindEncoding(getCompactUnwindEncoding(MF));
 923 }
 924
 925 void X86FrameLowering::emitEpilogue(MachineFunction &MF,
 926                                     MachineBasicBlock &MBB) const {
 927   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
 928   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
 929   const X86RegisterInfo *RegInfo = TM.getRegisterInfo();
 930   const X86InstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
 931   MachineBasicBlock::iterator MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
 932   assert(MBBI != MBB.end() && "Returning block has no instructions");
 933   unsigned RetOpcode = MBBI->getOpcode();
 934   DebugLoc DL = MBBI->getDebugLoc();
 935   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
 936   unsigned StackAlign = getStackAlignment();
 937   unsigned SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
 938   unsigned FramePtr = RegInfo->getFrameRegister(MF);
 939   unsigned StackPtr = RegInfo->getStackRegister();
 940
 941   switch (RetOpcode) {
 942   default:
 943     llvm_unreachable("Can only insert epilog into returning blocks");
 944   case X86::RET:
 945   case X86::RETI:
 946   case X86::TCRETURNdi:
 947   case X86::TCRETURNri:
 948   case X86::TCRETURNmi:
 949   case X86::TCRETURNdi64:
 950   case X86::TCRETURNri64:
 951   case X86::TCRETURNmi64:
 952   case X86::EH_RETURN:
 953   case X86::EH_RETURN64:
 954     break;  // These are ok
 955   }
 956
 957   // Get the number of bytes to allocate from the FrameInfo.
 958   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
 959   uint64_t MaxAlign  = MFI->getMaxAlignment();
 960   unsigned CSSize = X86FI->getCalleeSavedFrameSize();
 961   uint64_t NumBytes = 0;
 962
 963   // If we're forcing a stack realignment we can't rely on just the frame
 964   // info, we need to know the ABI stack alignment as well in case we
 965   // have a call out.  Otherwise just make sure we have some alignment - we'll
 966   // go with the minimum.
 967   if (ForceStackAlign) {
 968     if (MFI->hasCalls())
 969       MaxAlign = (StackAlign > MaxAlign) ? StackAlign : MaxAlign;
 970     else
 971       MaxAlign = MaxAlign ? MaxAlign : 4;
 972   }
 973
 974   if (hasFP(MF)) {
 975     // Calculate required stack adjustment.
 976     uint64_t FrameSize = StackSize - SlotSize;
 977     if (RegInfo->needsStackRealignment(MF))
 978       FrameSize = (FrameSize + MaxAlign - 1)/MaxAlign*MaxAlign;
 979
 980     NumBytes = FrameSize - CSSize;
 981
 982     // Pop EBP.
 983     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
 984             TII.get(Is64Bit ? X86::POP64r : X86::POP32r), FramePtr);
 985   } else {
 986     NumBytes = StackSize - CSSize;
 987   }
 988
 989   // Skip the callee-saved pop instructions.
 990   MachineBasicBlock::iterator LastCSPop = MBBI;
 991   while (MBBI != MBB.begin()) {
 992     MachineBasicBlock::iterator PI = prior(MBBI);
 993     unsigned Opc = PI->getOpcode();
 994
 995     if (Opc != X86::POP32r && Opc != X86::POP64r && Opc != X86::DBG_VALUE &&
 996         !PI->getDesc().isTerminator())
 997       break;
 998
 999     --MBBI;
1000   }
1001
1002   DL = MBBI->getDebugLoc();
1003
1004   // If there is an ADD32ri or SUB32ri of ESP immediately before this
1005   // instruction, merge the two instructions.
1006   if (NumBytes || MFI->hasVarSizedObjects())
1007     mergeSPUpdatesUp(MBB, MBBI, StackPtr, &NumBytes);
1008
1009   // If dynamic alloca is used, then reset esp to point to the last callee-saved
1010   // slot before popping them off! Same applies for the case, when stack was
1011   // realigned.
1012   if (RegInfo->needsStackRealignment(MF)) {
1013     // We cannot use LEA here, because stack pointer was realigned. We need to
1014     // deallocate local frame back.
1015     if (CSSize) {
1016       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII, *RegInfo);
1017       MBBI = prior(LastCSPop);
1018     }
1019
1020     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1021             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1022             StackPtr).addReg(FramePtr);
1023   } else if (MFI->hasVarSizedObjects()) {
1024     if (CSSize) {
1025       unsigned Opc = Is64Bit ? X86::LEA64r : X86::LEA32r;
1026       MachineInstr *MI =
1027         addRegOffset(BuildMI(MF, DL, TII.get(Opc), StackPtr),
1028                      FramePtr, false, -CSSize);
1029       MBB.insert(MBBI, MI);
1030     } else {
1031       BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1032               TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr), StackPtr)
1033         .addReg(FramePtr);
1034     }
1035   } else if (NumBytes) {
1036     // Adjust stack pointer back: ESP += numbytes.
1037     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, NumBytes, Is64Bit, TII, *RegInfo);
1038   }
1039
1040   // We're returning from function via eh_return.
1041   if (RetOpcode == X86::EH_RETURN || RetOpcode == X86::EH_RETURN64) {
1042     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
1043     MachineOperand &DestAddr  = MBBI->getOperand(0);
1044     assert(DestAddr.isReg() && "Offset should be in register!");
1045     BuildMI(MBB, MBBI, DL,
1046             TII.get(Is64Bit ? X86::MOV64rr : X86::MOV32rr),
1047             StackPtr).addReg(DestAddr.getReg());
1048   } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNri || RetOpcode == X86::TCRETURNdi ||
1049              RetOpcode == X86::TCRETURNmi ||
1050              RetOpcode == X86::TCRETURNri64 || RetOpcode == X86::TCRETURNdi64 ||
1051              RetOpcode == X86::TCRETURNmi64) {
1052     bool isMem = RetOpcode == X86::TCRETURNmi || RetOpcode == X86::TCRETURNmi64;
1053     // Tail call return: adjust the stack pointer and jump to callee.
1054     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
1055     MachineOperand &JumpTarget = MBBI->getOperand(0);
1056     MachineOperand &StackAdjust = MBBI->getOperand(isMem ? 5 : 1);
1057     assert(StackAdjust.isImm() && "Expecting immediate value.");
1058
1059     // Adjust stack pointer.
1060     int StackAdj = StackAdjust.getImm();
1061     int MaxTCDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1062     int Offset = 0;
1063     assert(MaxTCDelta <= 0 && "MaxTCDelta should never be positive");
1064
1065     // Incoporate the retaddr area.
1066     Offset = StackAdj-MaxTCDelta;
1067     assert(Offset >= 0 && "Offset should never be negative");
1068
1069     if (Offset) {
1070       // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1071       Offset += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
1072       emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, Offset, Is64Bit, TII, *RegInfo);
1073     }
1074
1075     // Jump to label or value in register.
1076     if (RetOpcode == X86::TCRETURNdi || RetOpcode == X86::TCRETURNdi64) {
1077       MachineInstrBuilder MIB =
1078         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get((RetOpcode == X86::TCRETURNdi)
1079                                        ? X86::TAILJMPd : X86::TAILJMPd64));
1080       if (JumpTarget.isGlobal())
1081         MIB.addGlobalAddress(JumpTarget.getGlobal(), JumpTarget.getOffset(),
1082                              JumpTarget.getTargetFlags());
1083       else {
1084         assert(JumpTarget.isSymbol());
1085         MIB.addExternalSymbol(JumpTarget.getSymbolName(),
1086                               JumpTarget.getTargetFlags());
1087       }
1088     } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNmi || RetOpcode == X86::TCRETURNmi64) {
1089       MachineInstrBuilder MIB =
1090         BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get((RetOpcode == X86::TCRETURNmi)
1091                                        ? X86::TAILJMPm : X86::TAILJMPm64));
1092       for (unsigned i = 0; i != 5; ++i)
1093         MIB.addOperand(MBBI->getOperand(i));
1094     } else if (RetOpcode == X86::TCRETURNri64) {
1095       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::TAILJMPr64)).
1096         addReg(JumpTarget.getReg(), RegState::Kill);
1097     } else {
1098       BuildMI(MBB, MBBI, DL, TII.get(X86::TAILJMPr)).
1099         addReg(JumpTarget.getReg(), RegState::Kill);
1100     }
1101
1102     MachineInstr *NewMI = prior(MBBI);
1103     for (unsigned i = 2, e = MBBI->getNumOperands(); i != e; ++i)
1104       NewMI->addOperand(MBBI->getOperand(i));
1105
1106     // Delete the pseudo instruction TCRETURN.
1107     MBB.erase(MBBI);
1108   } else if ((RetOpcode == X86::RET || RetOpcode == X86::RETI) &&
1109              (X86FI->getTCReturnAddrDelta() < 0)) {
1110     // Add the return addr area delta back since we are not tail calling.
1111     int delta = -1*X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1112     MBBI = MBB.getLastNonDebugInstr();
1113
1114     // Check for possible merge with preceding ADD instruction.
1115     delta += mergeSPUpdates(MBB, MBBI, StackPtr, true);
1116     emitSPUpdate(MBB, MBBI, StackPtr, delta, Is64Bit, TII, *RegInfo);
1117   }
1118 }
1119
1120 int X86FrameLowering::getFrameIndexOffset(const MachineFunction &MF, int FI) const {
1121   const X86RegisterInfo *RI =
1122     static_cast<const X86RegisterInfo*>(MF.getTarget().getRegisterInfo());
1123   const MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1124   int Offset = MFI->getObjectOffset(FI) - getOffsetOfLocalArea();
1125   uint64_t StackSize = MFI->getStackSize();
1126
1127   if (RI->needsStackRealignment(MF)) {
1128     if (FI < 0) {
1129       // Skip the saved EBP.
1130       Offset += RI->getSlotSize();
1131     } else {
1132       assert((-(Offset + StackSize)) % MFI->getObjectAlignment(FI) == 0);
1133       return Offset + StackSize;
1134     }
1135     // FIXME: Support tail calls
1136   } else {
1137     if (!hasFP(MF))
1138       return Offset + StackSize;
1139
1140     // Skip the saved EBP.
1141     Offset += RI->getSlotSize();
1142
1143     // Skip the RETADDR move area
1144     const X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1145     int TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1146     if (TailCallReturnAddrDelta < 0)
1147       Offset -= TailCallReturnAddrDelta;
1148   }
1149
1150   return Offset;
1151 }
1152
1153 bool X86FrameLowering::spillCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1154                                              MachineBasicBlock::iterator MI,
1155                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1156                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1157   if (CSI.empty())
1158     return false;
1159
1160   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1161
1162   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1163
1164   unsigned SlotSize = STI.is64Bit() ? 8 : 4;
1165   unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1166   unsigned CalleeFrameSize = 0;
1167
1168   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
1169   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1170
1171   // Push GPRs. It increases frame size.
1172   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::PUSH64r : X86::PUSH32r;
1173   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1174     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1175     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1176         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1177       continue;
1178     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1179     MBB.addLiveIn(Reg);
1180     if (Reg == FPReg)
1181       // X86RegisterInfo::emitPrologue will handle spilling of frame register.
1182       continue;
1183     CalleeFrameSize += SlotSize;
1184     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc)).addReg(Reg, RegState::Kill)
1185       .setMIFlag(MachineInstr::FrameSetup);
1186   }
1187
1188   X86FI->setCalleeSavedFrameSize(CalleeFrameSize);
1189
1190   // Make XMM regs spilled. X86 does not have ability of push/pop XMM.
1191   // It can be done by spilling XMMs to stack frame.
1192   // Note that only Win64 ABI might spill XMMs.
1193   for (unsigned i = CSI.size(); i != 0; --i) {
1194     unsigned Reg = CSI[i-1].getReg();
1195     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1196         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1197       continue;
1198     // Add the callee-saved register as live-in. It's killed at the spill.
1199     MBB.addLiveIn(Reg);
1200     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1201     TII.storeRegToStackSlot(MBB, MI, Reg, true, CSI[i-1].getFrameIdx(),
1202                             RC, TRI);
1203   }
1204
1205   return true;
1206 }
1207
1208 bool X86FrameLowering::restoreCalleeSavedRegisters(MachineBasicBlock &MBB,
1209                                                MachineBasicBlock::iterator MI,
1210                                         const std::vector<CalleeSavedInfo> &CSI,
1211                                           const TargetRegisterInfo *TRI) const {
1212   if (CSI.empty())
1213     return false;
1214
1215   DebugLoc DL = MBB.findDebugLoc(MI);
1216
1217   MachineFunction &MF = *MBB.getParent();
1218   const TargetInstrInfo &TII = *MF.getTarget().getInstrInfo();
1219
1220   // Reload XMMs from stack frame.
1221   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1222     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1223     if (X86::GR64RegClass.contains(Reg) ||
1224         X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1225       continue;
1226     const TargetRegisterClass *RC = TRI->getMinimalPhysRegClass(Reg);
1227     TII.loadRegFromStackSlot(MBB, MI, Reg, CSI[i].getFrameIdx(),
1228                              RC, TRI);
1229   }
1230
1231   // POP GPRs.
1232   unsigned FPReg = TRI->getFrameRegister(MF);
1233   unsigned Opc = STI.is64Bit() ? X86::POP64r : X86::POP32r;
1234   for (unsigned i = 0, e = CSI.size(); i != e; ++i) {
1235     unsigned Reg = CSI[i].getReg();
1236     if (!X86::GR64RegClass.contains(Reg) &&
1237         !X86::GR32RegClass.contains(Reg))
1238       continue;
1239     if (Reg == FPReg)
1240       // X86RegisterInfo::emitEpilogue will handle restoring of frame register.
1241       continue;
1242     BuildMI(MBB, MI, DL, TII.get(Opc), Reg);
1243   }
1244   return true;
1245 }
1246
1247 void
1248 X86FrameLowering::processFunctionBeforeCalleeSavedScan(MachineFunction &MF,
1249                                                    RegScavenger *RS) const {
1250   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1251   const X86RegisterInfo *RegInfo = TM.getRegisterInfo();
1252   unsigned SlotSize = RegInfo->getSlotSize();
1253
1254   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1255   int32_t TailCallReturnAddrDelta = X86FI->getTCReturnAddrDelta();
1256
1257   if (TailCallReturnAddrDelta < 0) {
1258     // create RETURNADDR area
1259     //   arg
1260     //   arg
1261     //   RETADDR
1262     //   { ...
1263     //     RETADDR area
1264     //     ...
1265     //   }
1266     //   [EBP]
1267     MFI->CreateFixedObject(-TailCallReturnAddrDelta,
1268                            (-1U*SlotSize)+TailCallReturnAddrDelta, true);
1269   }
1270
1271   if (hasFP(MF)) {
1272     assert((TailCallReturnAddrDelta <= 0) &&
1273            "The Delta should always be zero or negative");
1274     const TargetFrameLowering &TFI = *MF.getTarget().getFrameLowering();
1275
1276     // Create a frame entry for the EBP register that must be saved.
1277     int FrameIdx = MFI->CreateFixedObject(SlotSize,
1278                                           -(int)SlotSize +
1279                                           TFI.getOffsetOfLocalArea() +
1280                                           TailCallReturnAddrDelta,
1281                                           true);
1282     assert(FrameIdx == MFI->getObjectIndexBegin() &&
1283            "Slot for EBP register must be last in order to be found!");
1284     (void)FrameIdx;
1285   }
1286 }
1287
1288 static bool
1289 HasNestArgument(const MachineFunction *MF) {
1290   const Function *F = MF->getFunction();
1291   for (Function::const_arg_iterator I = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
1292        I != E; I++) {
1293     if (I->hasNestAttr())
1294       return true;
1295   }
1296   return false;
1297 }
1298
1299 static unsigned
1300 GetScratchRegister(bool Is64Bit, const MachineFunction &MF) {
1301   if (Is64Bit) {
1302     return X86::R11;
1303   } else {
1304     CallingConv::ID CallingConvention = MF.getFunction()->getCallingConv();
1305     bool IsNested = HasNestArgument(&MF);
1306
1307     if (CallingConvention == CallingConv::X86_FastCall) {
1308       if (IsNested) {
1309         report_fatal_error("Segmented stacks does not support fastcall with "
1310                            "nested function.");
1311         return -1;
1312       } else {
1313         return X86::EAX;
1314       }
1315     } else {
1316       if (IsNested)
1317         return X86::EDX;
1318       else
1319         return X86::ECX;
1320     }
1321   }
1322 }
1323
1324 // The stack limit in the TCB is set to this many bytes above the actual stack
1325 // limit.
1326 static const uint64_t kSplitStackAvailable = 256;
1327
1328 void
1329 X86FrameLowering::adjustForSegmentedStacks(MachineFunction &MF) const {
1330   MachineBasicBlock &prologueMBB = MF.front();
1331   MachineFrameInfo *MFI = MF.getFrameInfo();
1332   const X86InstrInfo &TII = *TM.getInstrInfo();
1333   uint64_t StackSize;
1334   bool Is64Bit = STI.is64Bit();
1335   unsigned TlsReg, TlsOffset;
1336   DebugLoc DL;
1337   const X86Subtarget *ST = &MF.getTarget().getSubtarget<X86Subtarget>();
1338
1339   unsigned ScratchReg = GetScratchRegister(Is64Bit, MF);
1340   assert(!MF.getRegInfo().isLiveIn(ScratchReg) &&
1341          "Scratch register is live-in");
1342
1343   if (MF.getFunction()->isVarArg())
1344     report_fatal_error("Segmented stacks do not support vararg functions.");
1345   if (!ST->isTargetLinux())
1346     report_fatal_error("Segmented stacks supported only on linux.");
1347
1348   MachineBasicBlock *allocMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1349   MachineBasicBlock *checkMBB = MF.CreateMachineBasicBlock();
1350   X86MachineFunctionInfo *X86FI = MF.getInfo<X86MachineFunctionInfo>();
1351   bool IsNested = false;
1352
1353   // We need to know if the function has a nest argument only in 64 bit mode.
1354   if (Is64Bit)
1355     IsNested = HasNestArgument(&MF);
1356
1357   // The MOV R10, RAX needs to be in a different block, since the RET we emit in
1358   // allocMBB needs to be last (terminating) instruction.
1359
1360   for (MachineBasicBlock::livein_iterator i = prologueMBB.livein_begin(),
1361          e = prologueMBB.livein_end(); i != e; i++) {
1362     allocMBB->addLiveIn(*i);
1363     checkMBB->addLiveIn(*i);
1364   }
1365
1366   if (IsNested)
1367     allocMBB->addLiveIn(X86::R10);
1368
1369   MF.push_front(allocMBB);
1370   MF.push_front(checkMBB);
1371
1372   // Eventually StackSize will be calculated by a link-time pass; which will
1373   // also decide whether checking code needs to be injected into this particular
1374   // prologue.
1375   StackSize = MFI->getStackSize();
1376
1377   // Read the limit off the current stacklet off the stack_guard location.
1378   if (Is64Bit) {
1379     TlsReg = X86::FS;
1380     TlsOffset = 0x70;
1381
1382     if (StackSize < kSplitStackAvailable)
1383       ScratchReg = X86::RSP;
1384     else
1385       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA64r), ScratchReg).addReg(X86::RSP)
1386         .addImm(0).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1387
1388     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP64rm)).addReg(ScratchReg)
1389       .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1390   } else {
1391     TlsReg = X86::GS;
1392     TlsOffset = 0x30;
1393
1394     if (StackSize < kSplitStackAvailable)
1395       ScratchReg = X86::ESP;
1396     else
1397       BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::LEA32r), ScratchReg).addReg(X86::ESP)
1398         .addImm(0).addReg(0).addImm(-StackSize).addReg(0);
1399
1400     BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::CMP32rm)).addReg(ScratchReg)
1401       .addReg(0).addImm(0).addReg(0).addImm(TlsOffset).addReg(TlsReg);
1402   }
1403
1404   // This jump is taken if SP >= (Stacklet Limit + Stack Space required).
1405   // It jumps to normal execution of the function body.
1406   BuildMI(checkMBB, DL, TII.get(X86::JG_4)).addMBB(&prologueMBB);
1407
1408   // On 32 bit we first push the arguments size and then the frame size. On 64
1409   // bit, we pass the stack frame size in r10 and the argument size in r11.
1410   if (Is64Bit) {
1411     // Functions with nested arguments use R10, so it needs to be saved across
1412     // the call to _morestack
1413
1414     if (IsNested)
1415       BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MOV64rr), X86::RAX).addReg(X86::R10);
1416
1417     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R10)
1418       .addImm(StackSize);
1419     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MOV64ri), X86::R11)
1420       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1421     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(X86::R10);
1422     MF.getRegInfo().setPhysRegUsed(X86::R11);
1423   } else {
1424     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1425       .addImm(X86FI->getArgumentStackSize());
1426     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::PUSHi32))
1427       .addImm(StackSize);
1428   }
1429
1430   // __morestack is in libgcc
1431   if (Is64Bit)
1432     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALL64pcrel32))
1433       .addExternalSymbol("__morestack");
1434   else
1435     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::CALLpcrel32))
1436       .addExternalSymbol("__morestack");
1437
1438   if (IsNested)
1439     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET_RESTORE_R10));
1440   else
1441     BuildMI(allocMBB, DL, TII.get(X86::MORESTACK_RET));
1442
1443   allocMBB->addSuccessor(&prologueMBB);
1444
1445   checkMBB->addSuccessor(allocMBB);
1446   checkMBB->addSuccessor(&prologueMBB);
1447
1448 #ifdef XDEBUG
1449   MF.verify();
1450 #endif
1451 }