lib/Target/ARM/ARMSubtarget.h

   1 //===-- ARMSubtarget.h - Define Subtarget for the ARM ----------*- 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 declares the ARM specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_ARM_ARMSUBTARGET_H
  15 #define LLVM_LIB_TARGET_ARM_ARMSUBTARGET_H
  16
  17
  18 #include "ARMFrameLowering.h"
  19 #include "ARMISelLowering.h"
  20 #include "ARMInstrInfo.h"
  21 #include "ARMSelectionDAGInfo.h"
  22 #include "ARMSubtarget.h"
  23 #include "Thumb1FrameLowering.h"
  24 #include "Thumb1InstrInfo.h"
  25 #include "Thumb2InstrInfo.h"
  26 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
  27 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  29 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  31 #include <string>
  32
  33 #define GET_SUBTARGETINFO_HEADER
  34 #include "ARMGenSubtargetInfo.inc"
  35
  36 namespace llvm {
  37 class GlobalValue;
  38 class StringRef;
  39 class TargetOptions;
  40
  41 class ARMSubtarget : public ARMGenSubtargetInfo {
  42 protected:
  43   enum ARMProcFamilyEnum {
  44     Others, CortexA5, CortexA7, CortexA8, CortexA9, CortexA12, CortexA15,
  45     CortexR5, Swift, CortexA53, CortexA57, Krait
  46   };
  47   enum ARMProcClassEnum {
  48     None, AClass, RClass, MClass
  49   };
  50
  51   /// ARMProcFamily - ARM processor family: Cortex-A8, Cortex-A9, and others.
  52   ARMProcFamilyEnum ARMProcFamily;
  53
  54   /// ARMProcClass - ARM processor class: None, AClass, RClass or MClass.
  55   ARMProcClassEnum ARMProcClass;
  56
  57   /// HasV4TOps, HasV5TOps, HasV5TEOps,
  58   /// HasV6Ops, HasV6MOps, HasV6T2Ops, HasV7Ops, HasV8Ops -
  59   /// Specify whether target support specific ARM ISA variants.
  60   bool HasV4TOps;
  61   bool HasV5TOps;
  62   bool HasV5TEOps;
  63   bool HasV6Ops;
  64   bool HasV6MOps;
  65   bool HasV6T2Ops;
  66   bool HasV7Ops;
  67   bool HasV8Ops;
  68
  69   /// HasVFPv2, HasVFPv3, HasVFPv4, HasFPARMv8, HasNEON - Specify what
  70   /// floating point ISAs are supported.
  71   bool HasVFPv2;
  72   bool HasVFPv3;
  73   bool HasVFPv4;
  74   bool HasFPARMv8;
  75   bool HasNEON;
  76
  77   /// UseNEONForSinglePrecisionFP - if the NEONFP attribute has been
  78   /// specified. Use the method useNEONForSinglePrecisionFP() to
  79   /// determine if NEON should actually be used.
  80   bool UseNEONForSinglePrecisionFP;
  81
  82   /// UseMulOps - True if non-microcoded fused integer multiply-add and
  83   /// multiply-subtract instructions should be used.
  84   bool UseMulOps;
  85
  86   /// SlowFPVMLx - If the VFP2 / NEON instructions are available, indicates
  87   /// whether the FP VML[AS] instructions are slow (if so, don't use them).
  88   bool SlowFPVMLx;
  89
  90   /// HasVMLxForwarding - If true, NEON has special multiplier accumulator
  91   /// forwarding to allow mul + mla being issued back to back.
  92   bool HasVMLxForwarding;
  93
  94   /// SlowFPBrcc - True if floating point compare + branch is slow.
  95   bool SlowFPBrcc;
  96
  97   /// InThumbMode - True if compiling for Thumb, false for ARM.
  98   bool InThumbMode;
  99
 100   /// HasThumb2 - True if Thumb2 instructions are supported.
 101   bool HasThumb2;
 102
 103   /// NoARM - True if subtarget does not support ARM mode execution.
 104   bool NoARM;
 105
 106   /// IsR9Reserved - True if R9 is a not available as general purpose register.
 107   bool IsR9Reserved;
 108
 109   /// UseMovt - True if MOVT / MOVW pairs are used for materialization of 32-bit
 110   /// imms (including global addresses).
 111   bool UseMovt;
 112
 113   /// SupportsTailCall - True if the OS supports tail call. The dynamic linker
 114   /// must be able to synthesize call stubs for interworking between ARM and
 115   /// Thumb.
 116   bool SupportsTailCall;
 117
 118   /// HasFP16 - True if subtarget supports half-precision FP (We support VFP+HF
 119   /// only so far)
 120   bool HasFP16;
 121
 122   /// HasD16 - True if subtarget is limited to 16 double precision
 123   /// FP registers for VFPv3.
 124   bool HasD16;
 125
 126   /// HasHardwareDivide - True if subtarget supports [su]div
 127   bool HasHardwareDivide;
 128
 129   /// HasHardwareDivideInARM - True if subtarget supports [su]div in ARM mode
 130   bool HasHardwareDivideInARM;
 131
 132   /// HasT2ExtractPack - True if subtarget supports thumb2 extract/pack
 133   /// instructions.
 134   bool HasT2ExtractPack;
 135
 136   /// HasDataBarrier - True if the subtarget supports DMB / DSB data barrier
 137   /// instructions.
 138   bool HasDataBarrier;
 139
 140   /// Pref32BitThumb - If true, codegen would prefer 32-bit Thumb instructions
 141   /// over 16-bit ones.
 142   bool Pref32BitThumb;
 143
 144   /// AvoidCPSRPartialUpdate - If true, codegen would avoid using instructions
 145   /// that partially update CPSR and add false dependency on the previous
 146   /// CPSR setting instruction.
 147   bool AvoidCPSRPartialUpdate;
 148
 149   /// AvoidMOVsShifterOperand - If true, codegen should avoid using flag setting
 150   /// movs with shifter operand (i.e. asr, lsl, lsr).
 151   bool AvoidMOVsShifterOperand;
 152
 153   /// HasRAS - Some processors perform return stack prediction. CodeGen should
 154   /// avoid issue "normal" call instructions to callees which do not return.
 155   bool HasRAS;
 156
 157   /// HasMPExtension - True if the subtarget supports Multiprocessing
 158   /// extension (ARMv7 only).
 159   bool HasMPExtension;
 160
 161   /// HasVirtualization - True if the subtarget supports the Virtualization
 162   /// extension.
 163   bool HasVirtualization;
 164
 165   /// FPOnlySP - If true, the floating point unit only supports single
 166   /// precision.
 167   bool FPOnlySP;
 168
 169   /// If true, the processor supports the Performance Monitor Extensions. These
 170   /// include a generic cycle-counter as well as more fine-grained (often
 171   /// implementation-specific) events.
 172   bool HasPerfMon;
 173
 174   /// HasTrustZone - if true, processor supports TrustZone security extensions
 175   bool HasTrustZone;
 176
 177   /// HasCrypto - if true, processor supports Cryptography extensions
 178   bool HasCrypto;
 179
 180   /// HasCRC - if true, processor supports CRC instructions
 181   bool HasCRC;
 182
 183   /// If true, the instructions "vmov.i32 d0, #0" and "vmov.i32 q0, #0" are
 184   /// particularly effective at zeroing a VFP register.
 185   bool HasZeroCycleZeroing;
 186
 187   /// AllowsUnalignedMem - If true, the subtarget allows unaligned memory
 188   /// accesses for some types.  For details, see
 189   /// ARMTargetLowering::allowsMisalignedMemoryAccesses().
 190   bool AllowsUnalignedMem;
 191
 192   /// RestrictIT - If true, the subtarget disallows generation of deprecated IT
 193   ///  blocks to conform to ARMv8 rule.
 194   bool RestrictIT;
 195
 196   /// Thumb2DSP - If true, the subtarget supports the v7 DSP (saturating arith
 197   /// and such) instructions in Thumb2 code.
 198   bool Thumb2DSP;
 199
 200   /// NaCl TRAP instruction is generated instead of the regular TRAP.
 201   bool UseNaClTrap;
 202
 203   /// Target machine allowed unsafe FP math (such as use of NEON fp)
 204   bool UnsafeFPMath;
 205
 206   /// stackAlignment - The minimum alignment known to hold of the stack frame on
 207   /// entry to the function and which must be maintained by every function.
 208   unsigned stackAlignment;
 209
 210   /// CPUString - String name of used CPU.
 211   std::string CPUString;
 212
 213   /// IsLittle - The target is Little Endian
 214   bool IsLittle;
 215
 216   /// TargetTriple - What processor and OS we're targeting.
 217   Triple TargetTriple;
 218
 219   /// SchedModel - Processor specific instruction costs.
 220   MCSchedModel SchedModel;
 221
 222   /// Selected instruction itineraries (one entry per itinerary class.)
 223   InstrItineraryData InstrItins;
 224
 225   /// Options passed via command line that could influence the target
 226   const TargetOptions &Options;
 227
 228  public:
 229   enum {
 230     ARM_ABI_UNKNOWN,
 231     ARM_ABI_APCS,
 232     ARM_ABI_AAPCS // ARM EABI
 233   } TargetABI;
 234
 235   /// This constructor initializes the data members to match that
 236   /// of the specified triple.
 237   ///
 238   ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 239                const std::string &FS, const TargetMachine &TM, bool IsLittle);
 240
 241   /// getMaxInlineSizeThreshold - Returns the maximum memset / memcpy size
 242   /// that still makes it profitable to inline the call.
 243   unsigned getMaxInlineSizeThreshold() const {
 244     return 64;
 245   }
 246   /// ParseSubtargetFeatures - Parses features string setting specified
 247   /// subtarget options.  Definition of function is auto generated by tblgen.
 248   void ParseSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 249
 250   /// initializeSubtargetDependencies - Initializes using a CPU and feature string
 251   /// so that we can use initializer lists for subtarget initialization.
 252   ARMSubtarget &initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU, StringRef FS);
 253
 254   const DataLayout *getDataLayout() const override { return &DL; }
 255   const ARMSelectionDAGInfo *getSelectionDAGInfo() const override {
 256     return &TSInfo;
 257   }
 258   const ARMBaseInstrInfo *getInstrInfo() const override {
 259     return InstrInfo.get();
 260   }
 261   const ARMTargetLowering *getTargetLowering() const override {
 262     return &TLInfo;
 263   }
 264   const ARMFrameLowering *getFrameLowering() const override {
 265     return FrameLowering.get();
 266   }
 267   const ARMBaseRegisterInfo *getRegisterInfo() const override {
 268     return &InstrInfo->getRegisterInfo();
 269   }
 270
 271 private:
 272   const DataLayout DL;
 273   ARMSelectionDAGInfo TSInfo;
 274   // Either Thumb1InstrInfo or Thumb2InstrInfo.
 275   std::unique_ptr<ARMBaseInstrInfo> InstrInfo;
 276   ARMTargetLowering   TLInfo;
 277   // Either Thumb1FrameLowering or ARMFrameLowering.
 278   std::unique_ptr<ARMFrameLowering> FrameLowering;
 279
 280   void initializeEnvironment();
 281   void initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 282 public:
 283   void computeIssueWidth();
 284
 285   bool hasV4TOps()  const { return HasV4TOps;  }
 286   bool hasV5TOps()  const { return HasV5TOps;  }
 287   bool hasV5TEOps() const { return HasV5TEOps; }
 288   bool hasV6Ops()   const { return HasV6Ops;   }
 289   bool hasV6MOps()  const { return HasV6MOps;  }
 290   bool hasV6T2Ops() const { return HasV6T2Ops; }
 291   bool hasV7Ops()   const { return HasV7Ops;  }
 292   bool hasV8Ops()   const { return HasV8Ops;  }
 293
 294   bool isCortexA5() const { return ARMProcFamily == CortexA5; }
 295   bool isCortexA7() const { return ARMProcFamily == CortexA7; }
 296   bool isCortexA8() const { return ARMProcFamily == CortexA8; }
 297   bool isCortexA9() const { return ARMProcFamily == CortexA9; }
 298   bool isCortexA15() const { return ARMProcFamily == CortexA15; }
 299   bool isSwift()    const { return ARMProcFamily == Swift; }
 300   bool isCortexM3() const { return CPUString == "cortex-m3"; }
 301   bool isLikeA9() const { return isCortexA9() || isCortexA15() || isKrait(); }
 302   bool isCortexR5() const { return ARMProcFamily == CortexR5; }
 303   bool isKrait() const { return ARMProcFamily == Krait; }
 304
 305   bool hasARMOps() const { return !NoARM; }
 306
 307   bool hasVFP2() const { return HasVFPv2; }
 308   bool hasVFP3() const { return HasVFPv3; }
 309   bool hasVFP4() const { return HasVFPv4; }
 310   bool hasFPARMv8() const { return HasFPARMv8; }
 311   bool hasNEON() const { return HasNEON;  }
 312   bool hasCrypto() const { return HasCrypto; }
 313   bool hasCRC() const { return HasCRC; }
 314   bool hasVirtualization() const { return HasVirtualization; }
 315   bool useNEONForSinglePrecisionFP() const {
 316     return hasNEON() && UseNEONForSinglePrecisionFP; }
 317
 318   bool hasDivide() const { return HasHardwareDivide; }
 319   bool hasDivideInARMMode() const { return HasHardwareDivideInARM; }
 320   bool hasT2ExtractPack() const { return HasT2ExtractPack; }
 321   bool hasDataBarrier() const { return HasDataBarrier; }
 322   bool hasAnyDataBarrier() const {
 323     return HasDataBarrier || (hasV6Ops() && !isThumb());
 324   }
 325   bool useMulOps() const { return UseMulOps; }
 326   bool useFPVMLx() const { return !SlowFPVMLx; }
 327   bool hasVMLxForwarding() const { return HasVMLxForwarding; }
 328   bool isFPBrccSlow() const { return SlowFPBrcc; }
 329   bool isFPOnlySP() const { return FPOnlySP; }
 330   bool hasPerfMon() const { return HasPerfMon; }
 331   bool hasTrustZone() const { return HasTrustZone; }
 332   bool hasZeroCycleZeroing() const { return HasZeroCycleZeroing; }
 333   bool prefers32BitThumb() const { return Pref32BitThumb; }
 334   bool avoidCPSRPartialUpdate() const { return AvoidCPSRPartialUpdate; }
 335   bool avoidMOVsShifterOperand() const { return AvoidMOVsShifterOperand; }
 336   bool hasRAS() const { return HasRAS; }
 337   bool hasMPExtension() const { return HasMPExtension; }
 338   bool hasThumb2DSP() const { return Thumb2DSP; }
 339   bool useNaClTrap() const { return UseNaClTrap; }
 340
 341   bool hasFP16() const { return HasFP16; }
 342   bool hasD16() const { return HasD16; }
 343
 344   const Triple &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 345
 346   bool isTargetDarwin() const { return TargetTriple.isOSDarwin(); }
 347   bool isTargetIOS() const { return TargetTriple.isiOS(); }
 348   bool isTargetLinux() const { return TargetTriple.isOSLinux(); }
 349   bool isTargetNaCl() const { return TargetTriple.isOSNaCl(); }
 350   bool isTargetNetBSD() const { return TargetTriple.getOS() == Triple::NetBSD; }
 351   bool isTargetWindows() const { return TargetTriple.isOSWindows(); }
 352
 353   bool isTargetCOFF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatCOFF(); }
 354   bool isTargetELF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatELF(); }
 355   bool isTargetMachO() const { return TargetTriple.isOSBinFormatMachO(); }
 356
 357   // ARM EABI is the bare-metal EABI described in ARM ABI documents and
 358   // can be accessed via -target arm-none-eabi. This is NOT GNUEABI.
 359   // FIXME: Add a flag for bare-metal for that target and set Triple::EABI
 360   // even for GNUEABI, so we can make a distinction here and still conform to
 361   // the EABI on GNU (and Android) mode. This requires change in Clang, too.
 362   // FIXME: The Darwin exception is temporary, while we move users to
 363   // "*-*-*-macho" triples as quickly as possible.
 364   bool isTargetAEABI() const {
 365     return (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABI ||
 366             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF) &&
 367            !isTargetDarwin() && !isTargetWindows();
 368   }
 369
 370   // ARM Targets that support EHABI exception handling standard
 371   // Darwin uses SjLj. Other targets might need more checks.
 372   bool isTargetEHABICompatible() const {
 373     return (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABI ||
 374             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABI ||
 375             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF ||
 376             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABIHF ||
 377             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::Android) &&
 378            !isTargetDarwin() && !isTargetWindows();
 379   }
 380
 381   bool isTargetHardFloat() const {
 382     // FIXME: this is invalid for WindowsCE
 383     return TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABIHF ||
 384            TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF ||
 385            isTargetWindows();
 386   }
 387   bool isTargetAndroid() const {
 388     return TargetTriple.getEnvironment() == Triple::Android;
 389   }
 390
 391   bool isAPCS_ABI() const {
 392     assert(TargetABI != ARM_ABI_UNKNOWN);
 393     return TargetABI == ARM_ABI_APCS;
 394   }
 395   bool isAAPCS_ABI() const {
 396     assert(TargetABI != ARM_ABI_UNKNOWN);
 397     return TargetABI == ARM_ABI_AAPCS;
 398   }
 399
 400   bool isThumb() const { return InThumbMode; }
 401   bool isThumb1Only() const { return InThumbMode && !HasThumb2; }
 402   bool isThumb2() const { return InThumbMode && HasThumb2; }
 403   bool hasThumb2() const { return HasThumb2; }
 404   bool isMClass() const { return ARMProcClass == MClass; }
 405   bool isRClass() const { return ARMProcClass == RClass; }
 406   bool isAClass() const { return ARMProcClass == AClass; }
 407
 408   bool isV6M() const {
 409     return isThumb1Only() && isMClass();
 410   }
 411
 412   bool isR9Reserved() const { return IsR9Reserved; }
 413
 414   bool useMovt(const MachineFunction &MF) const;
 415
 416   bool supportsTailCall() const { return SupportsTailCall; }
 417
 418   bool allowsUnalignedMem() const { return AllowsUnalignedMem; }
 419
 420   bool restrictIT() const { return RestrictIT; }
 421
 422   const std::string & getCPUString() const { return CPUString; }
 423
 424   bool isLittle() const { return IsLittle; }
 425
 426   unsigned getMispredictionPenalty() const;
 427
 428   /// This function returns true if the target has sincos() routine in its
 429   /// compiler runtime or math libraries.
 430   bool hasSinCos() const;
 431
 432   /// True for some subtargets at > -O0.
 433   bool enablePostMachineScheduler() const override;
 434
 435   // enableAtomicExpand- True if we need to expand our atomics.
 436   bool enableAtomicExpand() const override;
 437
 438   /// getInstrItins - Return the instruction itineraries based on subtarget
 439   /// selection.
 440   const InstrItineraryData *getInstrItineraryData() const override {
 441     return &InstrItins;
 442   }
 443
 444   /// getStackAlignment - Returns the minimum alignment known to hold of the
 445   /// stack frame on entry to the function and which must be maintained by every
 446   /// function for this subtarget.
 447   unsigned getStackAlignment() const { return stackAlignment; }
 448
 449   /// GVIsIndirectSymbol - true if the GV will be accessed via an indirect
 450   /// symbol.
 451   bool GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV, Reloc::Model RelocM) const;
 452
 453 };
 454 } // End llvm namespace
 455
 456 #endif  // ARMSUBTARGET_H