引言

llvm后端对局部变量(即alloc节点)的访问，首先，将对alloc节点转为FrameIndex，所有对alloc的load和store均用FrameIndex取代；最后，在PEI这个pass中调用XXXRegisterInfo::eliminateFrameIndex将FrameIndex操作数转换为FP寄存器偏移量。

1 生成FrameIndexSDNode

• 在SelectionDAGISel::runOnMachineFunction->FunctionLoweringInfo::set中会为每个AllocaInst生成FrameIndex、并在FunctionLoweringInfo::StaticAllocaMap存储AllocaInst与FrameIndex的索引关系。由于可变参数在帧指针上面、局部变量在帧指针下面，所以FrameIndex就是由AllocaInst封装的栈对象在MachineFrameInfo::Objects中的位置序号减去前面的可变参数对象个数（可变参数也是栈对象，它也记录在该Objects且放置在前面）；
• 当生成DAG阶段，节点引用的操作数是AllocaInst时，在FunctionLoweringInfo::StaticAllocaMap中查找对应FrameIndex值，并创建FrameIndexSDNode节点。

注：MachineFrameInfo::Objects列表依次放置可变参数、异常参数、局部变量。其中可变参数和异常参数是FixedObjects。局部变量包括固定大小的变量，不固定大小的变量(例如不定长的数组)。

2 消除FrameIndex

由于FrameIndex操作数是一个抽象的操作数，对它的替换是在PEI这个pass中进行的。核心流程如下：

• 在函数PEI::replaceFrameIndices(MachineFunction &MF)中，通过df_iterator对每个基本块按DFS进行迭代，每个迭代项记录entry节点到当前节点的DFS搜索路径。针对每个节点调用PEI::replaceFrameIndices的重载函数来迭代基本块的每条指令；
• 如果指令是帧操作指令，则需要获取此指令栈指针偏移大小，并且要累加到后续迭代中。并且通过XXXFrameLowering::eliminateCallFramePseudoInstr将该伪指令展开为真实的栈指针的操作；
• 对于非debug指令且非TargetOpcode::STATEPOINT类型的指令，通过XXXRegisterInfo::eliminateFrameIndex将操作数更改为基于帧指针FP的偏移。

注：帧操作指令的定义由class XXXInstrInfo构造时，由XXXGenInstrInfo传入。对于RISCV而言，就是RISCV::ADJCALLSTACKDOWN和RISCV::ADJCALLSTACKUP两条指令，前者是增长栈、后者为缩小栈

2.1 eliminateCallFramePseudoInstr

该函数为TargetFrameLowering的虚函数，以RISCV为例，其逻辑如下：

• 当没有保护栈空间，或者说没有将栈空间固定死（也就是函数有可变长的局部变量），则插入累加SP寄存器的指令；
• 最后，删除之前的老指令（无论函数有无可变长的局部变量）。

2.2 eliminateFrameIndex

该函数为TargetRegisterInfo的虚函数，以RISCV为例，其逻辑如下：

• 首先，进行断言。本函数是不希望出现动态调整栈指针情况，当然出现过调整又恢复的情况是可以接受的；
• 通过RISCVFrameLowering::getFrameIndexReference计算FrameIndex的空间相对FrameReg的偏移，并通过引用返回FrameReg；
• 最后，当Offset是有效12位立即数，则将FrameIndex操作数设置为FrameReg的引用，下一个操作数设置为offset立即数；当Offset不是有效12位立即数，则将FrameReg与offset相加后，设置FrameIndex操作数为累加的值，下一个操作数设置为0；