lib/Target/X86/X86Subtarget.h

   1 //===-- X86Subtarget.h - Define Subtarget for the X86 ----------*- 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 X86 specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_X86_X86SUBTARGET_H
  15 #define LLVM_LIB_TARGET_X86_X86SUBTARGET_H
  16
  17 #include "X86FrameLowering.h"
  18 #include "X86ISelLowering.h"
  19 #include "X86InstrInfo.h"
  20 #include "X86SelectionDAGInfo.h"
  21 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  22 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  24 #include <string>
  25
  26 #define GET_SUBTARGETINFO_HEADER
  27 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  28
  29 namespace llvm {
  30 class GlobalValue;
  31 class StringRef;
  32 class TargetMachine;
  33
  34 /// The X86 backend supports a number of different styles of PIC.
  35 ///
  36 namespace PICStyles {
  37 enum Style {
  38   StubPIC,          // Used on i386-darwin in -fPIC mode.
  39   StubDynamicNoPIC, // Used on i386-darwin in -mdynamic-no-pic mode.
  40   GOT,              // Used on many 32-bit unices in -fPIC mode.
  41   RIPRel,           // Used on X86-64 when not in -static mode.
  42   None              // Set when in -static mode (not PIC or DynamicNoPIC mode).
  43 };
  44 }
  45
  46 class X86Subtarget final : public X86GenSubtargetInfo {
  47
  48 protected:
  49   enum X86SSEEnum {
  50     NoMMXSSE, MMX, SSE1, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE41, SSE42, AVX, AVX2, AVX512F
  51   };
  52
  53   enum X863DNowEnum {
  54     NoThreeDNow, ThreeDNow, ThreeDNowA
  55   };
  56
  57   enum X86ProcFamilyEnum {
  58     Others, IntelAtom, IntelSLM
  59   };
  60
  61   /// X86 processor family: Intel Atom, and others
  62   X86ProcFamilyEnum X86ProcFamily;
  63
  64   /// Which PIC style to use
  65   PICStyles::Style PICStyle;
  66
  67   /// MMX, SSE1, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE41, SSE42, or none supported.
  68   X86SSEEnum X86SSELevel;
  69
  70   /// 3DNow, 3DNow Athlon, or none supported.
  71   X863DNowEnum X863DNowLevel;
  72
  73   /// True if this processor has conditional move instructions
  74   /// (generally pentium pro+).
  75   bool HasCMov;
  76
  77   /// True if the processor supports X86-64 instructions.
  78   bool HasX86_64;
  79
  80   /// True if the processor supports POPCNT.
  81   bool HasPOPCNT;
  82
  83   /// True if the processor supports SSE4A instructions.
  84   bool HasSSE4A;
  85
  86   /// Target has AES instructions
  87   bool HasAES;
  88
  89   /// Target has carry-less multiplication
  90   bool HasPCLMUL;
  91
  92   /// Target has 3-operand fused multiply-add
  93   bool HasFMA;
  94
  95   /// Target has 4-operand fused multiply-add
  96   bool HasFMA4;
  97
  98   /// Target has XOP instructions
  99   bool HasXOP;
 100
 101   /// Target has TBM instructions.
 102   bool HasTBM;
 103
 104   /// True if the processor has the MOVBE instruction.
 105   bool HasMOVBE;
 106
 107   /// True if the processor has the RDRAND instruction.
 108   bool HasRDRAND;
 109
 110   /// Processor has 16-bit floating point conversion instructions.
 111   bool HasF16C;
 112
 113   /// Processor has FS/GS base insturctions.
 114   bool HasFSGSBase;
 115
 116   /// Processor has LZCNT instruction.
 117   bool HasLZCNT;
 118
 119   /// Processor has BMI1 instructions.
 120   bool HasBMI;
 121
 122   /// Processor has BMI2 instructions.
 123   bool HasBMI2;
 124
 125   /// Processor has RTM instructions.
 126   bool HasRTM;
 127
 128   /// Processor has HLE.
 129   bool HasHLE;
 130
 131   /// Processor has ADX instructions.
 132   bool HasADX;
 133
 134   /// Processor has SHA instructions.
 135   bool HasSHA;
 136
 137   /// Processor has PRFCHW instructions.
 138   bool HasPRFCHW;
 139
 140   /// Processor has RDSEED instructions.
 141   bool HasRDSEED;
 142
 143   /// True if BT (bit test) of memory instructions are slow.
 144   bool IsBTMemSlow;
 145
 146   /// True if SHLD instructions are slow.
 147   bool IsSHLDSlow;
 148
 149   /// True if unaligned memory access is fast.
 150   bool IsUAMemFast;
 151
 152   /// True if unaligned 32-byte memory accesses are slow.
 153   bool IsUAMem32Slow;
 154
 155   /// True if SSE operations can have unaligned memory operands.
 156   /// This may require setting a configuration bit in the processor.
 157   bool HasSSEUnalignedMem;
 158
 159   /// True if this processor has the CMPXCHG16B instruction;
 160   /// this is true for most x86-64 chips, but not the first AMD chips.
 161   bool HasCmpxchg16b;
 162
 163   /// True if the LEA instruction should be used for adjusting
 164   /// the stack pointer. This is an optimization for Intel Atom processors.
 165   bool UseLeaForSP;
 166
 167   /// True if 8-bit divisions are significantly faster than
 168   /// 32-bit divisions and should be used when possible.
 169   bool HasSlowDivide32;
 170
 171   /// True if 16-bit divides are significantly faster than
 172   /// 64-bit divisions and should be used when possible.
 173   bool HasSlowDivide64;
 174
 175   /// True if the short functions should be padded to prevent
 176   /// a stall when returning too early.
 177   bool PadShortFunctions;
 178
 179   /// True if the Calls with memory reference should be converted
 180   /// to a register-based indirect call.
 181   bool CallRegIndirect;
 182
 183   /// True if the LEA instruction inputs have to be ready at address generation
 184   /// (AG) time.
 185   bool LEAUsesAG;
 186
 187   /// True if the LEA instruction with certain arguments is slow
 188   bool SlowLEA;
 189
 190   /// True if INC and DEC instructions are slow when writing to flags
 191   bool SlowIncDec;
 192
 193   /// Use the RSQRT* instructions to optimize square root calculations.
 194   /// For this to be profitable, the cost of FSQRT and FDIV must be
 195   /// substantially higher than normal FP ops like FADD and FMUL.
 196   bool UseSqrtEst;
 197
 198   /// Use the RCP* instructions to optimize FP division calculations.
 199   /// For this to be profitable, the cost of FDIV must be
 200   /// substantially higher than normal FP ops like FADD and FMUL.
 201   bool UseReciprocalEst;
 202
 203   /// Processor has AVX-512 PreFetch Instructions
 204   bool HasPFI;
 205
 206   /// Processor has AVX-512 Exponential and Reciprocal Instructions
 207   bool HasERI;
 208
 209   /// Processor has AVX-512 Conflict Detection Instructions
 210   bool HasCDI;
 211
 212   /// Processor has AVX-512 Doubleword and Quadword instructions
 213   bool HasDQI;
 214
 215   /// Processor has AVX-512 Byte and Word instructions
 216   bool HasBWI;
 217
 218   /// Processor has AVX-512 Vector Length eXtenstions
 219   bool HasVLX;
 220
 221   /// Processot supports MPX - Memory Protection Extensions
 222   bool HasMPX;
 223
 224   /// Use software floating point for code generation.
 225   bool UseSoftFloat;
 226
 227   /// The minimum alignment known to hold of the stack frame on
 228   /// entry to the function and which must be maintained by every function.
 229   unsigned stackAlignment;
 230
 231   /// Max. memset / memcpy size that is turned into rep/movs, rep/stos ops.
 232   ///
 233   unsigned MaxInlineSizeThreshold;
 234
 235   /// What processor and OS we're targeting.
 236   Triple TargetTriple;
 237
 238   /// Instruction itineraries for scheduling
 239   InstrItineraryData InstrItins;
 240
 241 private:
 242
 243   /// Override the stack alignment.
 244   unsigned StackAlignOverride;
 245
 246   /// True if compiling for 64-bit, false for 16-bit or 32-bit.
 247   bool In64BitMode;
 248
 249   /// True if compiling for 32-bit, false for 16-bit or 64-bit.
 250   bool In32BitMode;
 251
 252   /// True if compiling for 16-bit, false for 32-bit or 64-bit.
 253   bool In16BitMode;
 254
 255   X86SelectionDAGInfo TSInfo;
 256   // Ordering here is important. X86InstrInfo initializes X86RegisterInfo which
 257   // X86TargetLowering needs.
 258   X86InstrInfo InstrInfo;
 259   X86TargetLowering TLInfo;
 260   X86FrameLowering FrameLowering;
 261
 262 public:
 263   /// This constructor initializes the data members to match that
 264   /// of the specified triple.
 265   ///
 266   X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 267                const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
 268                unsigned StackAlignOverride);
 269
 270   const X86TargetLowering *getTargetLowering() const override {
 271     return &TLInfo;
 272   }
 273   const X86InstrInfo *getInstrInfo() const override { return &InstrInfo; }
 274   const X86FrameLowering *getFrameLowering() const override {
 275     return &FrameLowering;
 276   }
 277   const X86SelectionDAGInfo *getSelectionDAGInfo() const override {
 278     return &TSInfo;
 279   }
 280   const X86RegisterInfo *getRegisterInfo() const override {
 281     return &getInstrInfo()->getRegisterInfo();
 282   }
 283
 284   /// Returns the minimum alignment known to hold of the
 285   /// stack frame on entry to the function and which must be maintained by every
 286   /// function for this subtarget.
 287   unsigned getStackAlignment() const { return stackAlignment; }
 288
 289   /// Returns the maximum memset / memcpy size
 290   /// that still makes it profitable to inline the call.
 291   unsigned getMaxInlineSizeThreshold() const { return MaxInlineSizeThreshold; }
 292
 293   /// ParseSubtargetFeatures - Parses features string setting specified
 294   /// subtarget options.  Definition of function is auto generated by tblgen.
 295   void ParseSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 296
 297 private:
 298   /// Initialize the full set of dependencies so we can use an initializer
 299   /// list for X86Subtarget.
 300   X86Subtarget &initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU, StringRef FS);
 301   void initializeEnvironment();
 302   void initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 303 public:
 304   /// Is this x86_64? (disregarding specific ABI / programming model)
 305   bool is64Bit() const {
 306     return In64BitMode;
 307   }
 308
 309   bool is32Bit() const {
 310     return In32BitMode;
 311   }
 312
 313   bool is16Bit() const {
 314     return In16BitMode;
 315   }
 316
 317   /// Is this x86_64 with the ILP32 programming model (x32 ABI)?
 318   bool isTarget64BitILP32() const {
 319     return In64BitMode && (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUX32 ||
 320                            TargetTriple.isOSNaCl());
 321   }
 322
 323   /// Is this x86_64 with the LP64 programming model (standard AMD64, no x32)?
 324   bool isTarget64BitLP64() const {
 325     return In64BitMode && (TargetTriple.getEnvironment() != Triple::GNUX32 &&
 326                            !TargetTriple.isOSNaCl());
 327   }
 328
 329   PICStyles::Style getPICStyle() const { return PICStyle; }
 330   void setPICStyle(PICStyles::Style Style)  { PICStyle = Style; }
 331
 332   bool hasCMov() const { return HasCMov; }
 333   bool hasMMX() const { return X86SSELevel >= MMX; }
 334   bool hasSSE1() const { return X86SSELevel >= SSE1; }
 335   bool hasSSE2() const { return X86SSELevel >= SSE2; }
 336   bool hasSSE3() const { return X86SSELevel >= SSE3; }
 337   bool hasSSSE3() const { return X86SSELevel >= SSSE3; }
 338   bool hasSSE41() const { return X86SSELevel >= SSE41; }
 339   bool hasSSE42() const { return X86SSELevel >= SSE42; }
 340   bool hasAVX() const { return X86SSELevel >= AVX; }
 341   bool hasAVX2() const { return X86SSELevel >= AVX2; }
 342   bool hasAVX512() const { return X86SSELevel >= AVX512F; }
 343   bool hasFp256() const { return hasAVX(); }
 344   bool hasInt256() const { return hasAVX2(); }
 345   bool hasSSE4A() const { return HasSSE4A; }
 346   bool has3DNow() const { return X863DNowLevel >= ThreeDNow; }
 347   bool has3DNowA() const { return X863DNowLevel >= ThreeDNowA; }
 348   bool hasPOPCNT() const { return HasPOPCNT; }
 349   bool hasAES() const { return HasAES; }
 350   bool hasPCLMUL() const { return HasPCLMUL; }
 351   bool hasFMA() const { return HasFMA; }
 352   // FIXME: Favor FMA when both are enabled. Is this the right thing to do?
 353   bool hasFMA4() const { return HasFMA4 && !HasFMA; }
 354   bool hasXOP() const { return HasXOP; }
 355   bool hasTBM() const { return HasTBM; }
 356   bool hasMOVBE() const { return HasMOVBE; }
 357   bool hasRDRAND() const { return HasRDRAND; }
 358   bool hasF16C() const { return HasF16C; }
 359   bool hasFSGSBase() const { return HasFSGSBase; }
 360   bool hasLZCNT() const { return HasLZCNT; }
 361   bool hasBMI() const { return HasBMI; }
 362   bool hasBMI2() const { return HasBMI2; }
 363   bool hasRTM() const { return HasRTM; }
 364   bool hasHLE() const { return HasHLE; }
 365   bool hasADX() const { return HasADX; }
 366   bool hasSHA() const { return HasSHA; }
 367   bool hasPRFCHW() const { return HasPRFCHW; }
 368   bool hasRDSEED() const { return HasRDSEED; }
 369   bool isBTMemSlow() const { return IsBTMemSlow; }
 370   bool isSHLDSlow() const { return IsSHLDSlow; }
 371   bool isUnalignedMemAccessFast() const { return IsUAMemFast; }
 372   bool isUnalignedMem32Slow() const { return IsUAMem32Slow; }
 373   bool hasSSEUnalignedMem() const { return HasSSEUnalignedMem; }
 374   bool hasCmpxchg16b() const { return HasCmpxchg16b; }
 375   bool useLeaForSP() const { return UseLeaForSP; }
 376   bool hasSlowDivide32() const { return HasSlowDivide32; }
 377   bool hasSlowDivide64() const { return HasSlowDivide64; }
 378   bool padShortFunctions() const { return PadShortFunctions; }
 379   bool callRegIndirect() const { return CallRegIndirect; }
 380   bool LEAusesAG() const { return LEAUsesAG; }
 381   bool slowLEA() const { return SlowLEA; }
 382   bool slowIncDec() const { return SlowIncDec; }
 383   bool useSqrtEst() const { return UseSqrtEst; }
 384   bool useReciprocalEst() const { return UseReciprocalEst; }
 385   bool hasCDI() const { return HasCDI; }
 386   bool hasPFI() const { return HasPFI; }
 387   bool hasERI() const { return HasERI; }
 388   bool hasDQI() const { return HasDQI; }
 389   bool hasBWI() const { return HasBWI; }
 390   bool hasVLX() const { return HasVLX; }
 391   bool hasMPX() const { return HasMPX; }
 392
 393   bool isAtom() const { return X86ProcFamily == IntelAtom; }
 394   bool isSLM() const { return X86ProcFamily == IntelSLM; }
 395   bool useSoftFloat() const { return UseSoftFloat; }
 396
 397   const Triple &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 398
 399   bool isTargetDarwin() const { return TargetTriple.isOSDarwin(); }
 400   bool isTargetFreeBSD() const { return TargetTriple.isOSFreeBSD(); }
 401   bool isTargetDragonFly() const { return TargetTriple.isOSDragonFly(); }
 402   bool isTargetSolaris() const { return TargetTriple.isOSSolaris(); }
 403   bool isTargetPS4() const { return TargetTriple.isPS4(); }
 404
 405   bool isTargetELF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatELF(); }
 406   bool isTargetCOFF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatCOFF(); }
 407   bool isTargetMachO() const { return TargetTriple.isOSBinFormatMachO(); }
 408
 409   bool isTargetLinux() const { return TargetTriple.isOSLinux(); }
 410   bool isTargetNaCl() const { return TargetTriple.isOSNaCl(); }
 411   bool isTargetNaCl32() const { return isTargetNaCl() && !is64Bit(); }
 412   bool isTargetNaCl64() const { return isTargetNaCl() && is64Bit(); }
 413
 414   bool isTargetWindowsMSVC() const {
 415     return TargetTriple.isWindowsMSVCEnvironment();
 416   }
 417
 418   bool isTargetKnownWindowsMSVC() const {
 419     return TargetTriple.isKnownWindowsMSVCEnvironment();
 420   }
 421
 422   bool isTargetWindowsCygwin() const {
 423     return TargetTriple.isWindowsCygwinEnvironment();
 424   }
 425
 426   bool isTargetWindowsGNU() const {
 427     return TargetTriple.isWindowsGNUEnvironment();
 428   }
 429
 430   bool isTargetWindowsItanium() const {
 431     return TargetTriple.isWindowsItaniumEnvironment();
 432   }
 433
 434   bool isTargetCygMing() const { return TargetTriple.isOSCygMing(); }
 435
 436   bool isOSWindows() const { return TargetTriple.isOSWindows(); }
 437
 438   bool isTargetWin64() const {
 439     return In64BitMode && TargetTriple.isOSWindows();
 440   }
 441
 442   bool isTargetWin32() const {
 443     return !In64BitMode && (isTargetCygMing() || isTargetKnownWindowsMSVC());
 444   }
 445
 446   bool isPICStyleSet() const { return PICStyle != PICStyles::None; }
 447   bool isPICStyleGOT() const { return PICStyle == PICStyles::GOT; }
 448   bool isPICStyleRIPRel() const { return PICStyle == PICStyles::RIPRel; }
 449
 450   bool isPICStyleStubPIC() const {
 451     return PICStyle == PICStyles::StubPIC;
 452   }
 453
 454   bool isPICStyleStubNoDynamic() const {
 455     return PICStyle == PICStyles::StubDynamicNoPIC;
 456   }
 457   bool isPICStyleStubAny() const {
 458     return PICStyle == PICStyles::StubDynamicNoPIC ||
 459            PICStyle == PICStyles::StubPIC;
 460   }
 461
 462   bool isCallingConvWin64(CallingConv::ID CC) const {
 463     return (isTargetWin64() && CC != CallingConv::X86_64_SysV) ||
 464            CC == CallingConv::X86_64_Win64;
 465   }
 466
 467   /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
 468   /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
 469   /// context.
 470   unsigned char ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV,
 471                                         const TargetMachine &TM)const;
 472
 473   /// Classify a blockaddress reference for the current subtarget according to
 474   /// how we should reference it in a non-pcrel context.
 475   unsigned char ClassifyBlockAddressReference() const;
 476
 477   /// Return true if the subtarget allows calls to immediate address.
 478   bool IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const;
 479
 480   /// This function returns the name of a function which has an interface
 481   /// like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 482   /// the current subtarget and it is considered prefereable over
 483   /// memset with zero passed as the second argument. Otherwise it
 484   /// returns null.
 485   const char *getBZeroEntry() const;
 486
 487   /// This function returns true if the target has sincos() routine in its
 488   /// compiler runtime or math libraries.
 489   bool hasSinCos() const;
 490
 491   /// Enable the MachineScheduler pass for all X86 subtargets.
 492   bool enableMachineScheduler() const override { return true; }
 493
 494   bool enableEarlyIfConversion() const override;
 495
 496   /// Return the instruction itineraries based on the subtarget selection.
 497   const InstrItineraryData *getInstrItineraryData() const override {
 498     return &InstrItins;
 499   }
 500
 501   AntiDepBreakMode getAntiDepBreakMode() const override {
 502     return TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_CRITICAL;
 503   }
 504 };
 505
 506 } // End llvm namespace
 507
 508 #endif