lib/Target/PowerPC/PPCTargetMachine.cpp

   1 //===-- PPCTargetMachine.cpp - Define TargetMachine for PowerPC -----------===//
   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 // Top-level implementation for the PowerPC target.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "PPCTargetMachine.h"
  15 #include "PPC.h"
  16 #include "PPCTargetObjectFile.h"
  17 #include "PPCTargetTransformInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  19 #include "llvm/IR/Function.h"
  20 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
  21 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  22 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  23 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  24 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  26 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  27 using namespace llvm;
  28
  29 static cl::
  30 opt<bool> DisableCTRLoops("disable-ppc-ctrloops", cl::Hidden,
  31                         cl::desc("Disable CTR loops for PPC"));
  32
  33 static cl::
  34 opt<bool> DisablePreIncPrep("disable-ppc-preinc-prep", cl::Hidden,
  35                             cl::desc("Disable PPC loop preinc prep"));
  36
  37 static cl::opt<bool>
  38 VSXFMAMutateEarly("schedule-ppc-vsx-fma-mutation-early",
  39   cl::Hidden, cl::desc("Schedule VSX FMA instruction mutation early"));
  40
  41 static cl::opt<bool>
  42 EnableGEPOpt("ppc-gep-opt", cl::Hidden,
  43              cl::desc("Enable optimizations on complex GEPs"),
  44              cl::init(true));
  45
  46 extern "C" void LLVMInitializePowerPCTarget() {
  47   // Register the targets
  48   RegisterTargetMachine<PPC32TargetMachine> A(ThePPC32Target);
  49   RegisterTargetMachine<PPC64TargetMachine> B(ThePPC64Target);
  50   RegisterTargetMachine<PPC64TargetMachine> C(ThePPC64LETarget);
  51 }
  52
  53 /// Return the datalayout string of a subtarget.
  54 static std::string getDataLayoutString(const Triple &T) {
  55   bool is64Bit = T.getArch() == Triple::ppc64 || T.getArch() == Triple::ppc64le;
  56   std::string Ret;
  57
  58   // Most PPC* platforms are big endian, PPC64LE is little endian.
  59   if (T.getArch() == Triple::ppc64le)
  60     Ret = "e";
  61   else
  62     Ret = "E";
  63
  64   Ret += DataLayout::getManglingComponent(T);
  65
  66   // PPC32 has 32 bit pointers. The PS3 (OS Lv2) is a PPC64 machine with 32 bit
  67   // pointers.
  68   if (!is64Bit || T.getOS() == Triple::Lv2)
  69     Ret += "-p:32:32";
  70
  71   // Note, the alignment values for f64 and i64 on ppc64 in Darwin
  72   // documentation are wrong; these are correct (i.e. "what gcc does").
  73   if (is64Bit || !T.isOSDarwin())
  74     Ret += "-i64:64";
  75   else
  76     Ret += "-f64:32:64";
  77
  78   // PPC64 has 32 and 64 bit registers, PPC32 has only 32 bit ones.
  79   if (is64Bit)
  80     Ret += "-n32:64";
  81   else
  82     Ret += "-n32";
  83
  84   return Ret;
  85 }
  86
  87 static std::string computeFSAdditions(StringRef FS, CodeGenOpt::Level OL, StringRef TT) {
  88   std::string FullFS = FS;
  89   Triple TargetTriple(TT);
  90
  91   // Make sure 64-bit features are available when CPUname is generic
  92   if (TargetTriple.getArch() == Triple::ppc64 ||
  93       TargetTriple.getArch() == Triple::ppc64le) {
  94     if (!FullFS.empty())
  95       FullFS = "+64bit," + FullFS;
  96     else
  97       FullFS = "+64bit";
  98   }
  99
 100   if (OL >= CodeGenOpt::Default) {
 101     if (!FullFS.empty())
 102       FullFS = "+crbits," + FullFS;
 103     else
 104       FullFS = "+crbits";
 105   }
 106
 107   if (OL != CodeGenOpt::None) {
 108      if (!FullFS.empty())
 109       FullFS = "+invariant-function-descriptors," + FullFS;
 110     else
 111       FullFS = "+invariant-function-descriptors";
 112   }
 113
 114   return FullFS;
 115 }
 116
 117 static std::unique_ptr<TargetLoweringObjectFile> createTLOF(const Triple &TT) {
 118   // If it isn't a Mach-O file then it's going to be a linux ELF
 119   // object file.
 120   if (TT.isOSDarwin())
 121     return make_unique<TargetLoweringObjectFileMachO>();
 122
 123   return make_unique<PPC64LinuxTargetObjectFile>();
 124 }
 125
 126 static PPCTargetMachine::PPCABI computeTargetABI(const Triple &TT,
 127                                                  const TargetOptions &Options) {
 128   if (Options.MCOptions.getABIName().startswith("elfv1"))
 129     return PPCTargetMachine::PPC_ABI_ELFv1;
 130   else if (Options.MCOptions.getABIName().startswith("elfv2"))
 131     return PPCTargetMachine::PPC_ABI_ELFv2;
 132
 133   assert(Options.MCOptions.getABIName().empty() &&
 134          "Unknown target-abi option!");
 135
 136   if (!TT.isMacOSX()) {
 137     switch (TT.getArch()) {
 138     case Triple::ppc64le:
 139       return PPCTargetMachine::PPC_ABI_ELFv2;
 140     case Triple::ppc64:
 141       return PPCTargetMachine::PPC_ABI_ELFv1;
 142     default:
 143       // Fallthrough.
 144       ;
 145     }
 146   }
 147   return PPCTargetMachine::PPC_ABI_UNKNOWN;
 148 }
 149
 150 // The FeatureString here is a little subtle. We are modifying the feature string
 151 // with what are (currently) non-function specific overrides as it goes into the
 152 // LLVMTargetMachine constructor and then using the stored value in the
 153 // Subtarget constructor below it.
 154 PPCTargetMachine::PPCTargetMachine(const Target &T, StringRef TT, StringRef CPU,
 155                                    StringRef FS, const TargetOptions &Options,
 156                                    Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 157                                    CodeGenOpt::Level OL)
 158     : LLVMTargetMachine(T, TT, CPU, computeFSAdditions(FS, OL, TT), Options, RM,
 159                         CM, OL),
 160       TLOF(createTLOF(Triple(getTargetTriple()))),
 161       TargetABI(computeTargetABI(Triple(TT), Options)),
 162       DL(getDataLayoutString(Triple(TT))), Subtarget(TT, CPU, TargetFS, *this) {
 163   initAsmInfo();
 164 }
 165
 166 PPCTargetMachine::~PPCTargetMachine() {}
 167
 168 void PPC32TargetMachine::anchor() { }
 169
 170 PPC32TargetMachine::PPC32TargetMachine(const Target &T, StringRef TT,
 171                                        StringRef CPU, StringRef FS,
 172                                        const TargetOptions &Options,
 173                                        Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 174                                        CodeGenOpt::Level OL)
 175   : PPCTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL) {
 176 }
 177
 178 void PPC64TargetMachine::anchor() { }
 179
 180 PPC64TargetMachine::PPC64TargetMachine(const Target &T, StringRef TT,
 181                                        StringRef CPU,  StringRef FS,
 182                                        const TargetOptions &Options,
 183                                        Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 184                                        CodeGenOpt::Level OL)
 185   : PPCTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL) {
 186 }
 187
 188 const PPCSubtarget *
 189 PPCTargetMachine::getSubtargetImpl(const Function &F) const {
 190   Attribute CPUAttr = F.getFnAttribute("target-cpu");
 191   Attribute FSAttr = F.getFnAttribute("target-features");
 192
 193   std::string CPU = !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 194                         ? CPUAttr.getValueAsString().str()
 195                         : TargetCPU;
 196   std::string FS = !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 197                        ? FSAttr.getValueAsString().str()
 198                        : TargetFS;
 199
 200   auto &I = SubtargetMap[CPU + FS];
 201   if (!I) {
 202     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
 203     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
 204     // function that reside in TargetOptions.
 205     resetTargetOptions(F);
 206     I = llvm::make_unique<PPCSubtarget>(TargetTriple, CPU, FS, *this);
 207   }
 208   return I.get();
 209 }
 210
 211 //===----------------------------------------------------------------------===//
 212 // Pass Pipeline Configuration
 213 //===----------------------------------------------------------------------===//
 214
 215 namespace {
 216 /// PPC Code Generator Pass Configuration Options.
 217 class PPCPassConfig : public TargetPassConfig {
 218 public:
 219   PPCPassConfig(PPCTargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
 220     : TargetPassConfig(TM, PM) {}
 221
 222   PPCTargetMachine &getPPCTargetMachine() const {
 223     return getTM<PPCTargetMachine>();
 224   }
 225
 226   void addIRPasses() override;
 227   bool addPreISel() override;
 228   bool addILPOpts() override;
 229   bool addInstSelector() override;
 230   void addPreRegAlloc() override;
 231   void addPreSched2() override;
 232   void addPreEmitPass() override;
 233 };
 234 } // namespace
 235
 236 TargetPassConfig *PPCTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
 237   return new PPCPassConfig(this, PM);
 238 }
 239
 240 void PPCPassConfig::addIRPasses() {
 241   addPass(createAtomicExpandPass(&getPPCTargetMachine()));
 242
 243   if (TM->getOptLevel() == CodeGenOpt::Aggressive && EnableGEPOpt) {
 244     // Call SeparateConstOffsetFromGEP pass to extract constants within indices
 245     // and lower a GEP with multiple indices to either arithmetic operations or
 246     // multiple GEPs with single index.
 247     addPass(createSeparateConstOffsetFromGEPPass(TM, true));
 248     // Call EarlyCSE pass to find and remove subexpressions in the lowered
 249     // result.
 250     addPass(createEarlyCSEPass());
 251     // Do loop invariant code motion in case part of the lowered result is
 252     // invariant.
 253     addPass(createLICMPass());
 254   }
 255
 256   TargetPassConfig::addIRPasses();
 257 }
 258
 259 bool PPCPassConfig::addPreISel() {
 260   if (!DisablePreIncPrep && getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 261     addPass(createPPCLoopPreIncPrepPass(getPPCTargetMachine()));
 262
 263   if (!DisableCTRLoops && getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 264     addPass(createPPCCTRLoops(getPPCTargetMachine()));
 265
 266   return false;
 267 }
 268
 269 bool PPCPassConfig::addILPOpts() {
 270   addPass(&EarlyIfConverterID);
 271   return true;
 272 }
 273
 274 bool PPCPassConfig::addInstSelector() {
 275   // Install an instruction selector.
 276   addPass(createPPCISelDag(getPPCTargetMachine()));
 277
 278 #ifndef NDEBUG
 279   if (!DisableCTRLoops && getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 280     addPass(createPPCCTRLoopsVerify());
 281 #endif
 282
 283   addPass(createPPCVSXCopyPass());
 284   return false;
 285 }
 286
 287 void PPCPassConfig::addPreRegAlloc() {
 288   initializePPCVSXFMAMutatePass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 289   insertPass(VSXFMAMutateEarly ? &RegisterCoalescerID : &MachineSchedulerID,
 290              &PPCVSXFMAMutateID);
 291   if (getPPCTargetMachine().getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 292     addPass(createPPCTLSDynamicCallPass());
 293 }
 294
 295 void PPCPassConfig::addPreSched2() {
 296   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 297     addPass(&IfConverterID);
 298 }
 299
 300 void PPCPassConfig::addPreEmitPass() {
 301   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 302     addPass(createPPCEarlyReturnPass(), false);
 303   // Must run branch selection immediately preceding the asm printer.
 304   addPass(createPPCBranchSelectionPass(), false);
 305 }
 306
 307 TargetIRAnalysis PPCTargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
 308   return TargetIRAnalysis(
 309       [this](Function &F) { return TargetTransformInfo(PPCTTIImpl(this, F)); });
 310 }