Re-land "[X86] Cache variables that only depend on the subtarget"
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86Subtarget.cpp
index b72cae6a6f6f21796e80d8d3a597e9e03ed067fd..3b25d30dc221a6427611386e74e1f6cd83053dd4 100644 (file)
@@ -7,38 +7,53 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file implements the X86 specific subclass of TargetSubtarget.
+// This file implements the X86 specific subclass of TargetSubtargetInfo.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "subtarget"
 #include "X86Subtarget.h"
 #include "X86InstrInfo.h"
-#include "X86GenSubtarget.inc"
-#include "llvm/GlobalValue.h"
+#include "X86TargetMachine.h"
+#include "llvm/IR/Attributes.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/GlobalValue.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
-#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/Host.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
-#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-using namespace llvm;
 
 #if defined(_MSC_VER)
 #include <intrin.h>
 #endif
 
+using namespace llvm;
+
+#define DEBUG_TYPE "subtarget"
+
+#define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
+#define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
+#include "X86GenSubtargetInfo.inc"
+
+// Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
+// models.
+static cl::opt<bool>
+X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
+               cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
+
+
 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
 /// context.
-unsigned char X86Subtarget::
-ClassifyBlockAddressReference() const {
+unsigned char X86Subtarget::ClassifyBlockAddressReference() const {
   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
     return X86II::MO_GOTOFF;
-  
+
   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
-  
+
   // Direct static reference to label.
   return X86II::MO_NO_FLAG;
 }
@@ -50,22 +65,17 @@ unsigned char X86Subtarget::
 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
   // DLLIMPORT stub.
-  if (GV->hasDLLImportLinkage())
+  if (GV->hasDLLImportStorageClass())
     return X86II::MO_DLLIMPORT;
 
-  // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
-  // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
-  // load from stub.
-  bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
-  if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
-    isDecl = true;
+  bool isDecl = GV->isDeclarationForLinker();
 
   // X86-64 in PIC mode.
   if (isPICStyleRIPRel()) {
     // Large model never uses stubs.
     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
       return X86II::MO_NO_FLAG;
-      
+
     if (isTargetDarwin()) {
       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
@@ -83,18 +93,18 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 
     return X86II::MO_NO_FLAG;
   }
-  
+
   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
     // Extra load is needed for all externally visible.
     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
       return X86II::MO_GOTOFF;
     return X86II::MO_GOT;
   }
-  
+
   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
     // is relative to the PIC base or not.
-    
+
     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
     // through a stub.
     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
@@ -104,26 +114,26 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
-    
+
     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
     // references and external declarations.
     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
     }
-    
+
     // Otherwise, no stub.
     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
   }
-  
+
   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
     // Determine whether we have a stub reference.
-    
+
     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
     // through a stub.
     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
       return X86II::MO_NO_FLAG;
-    
+
     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
@@ -132,7 +142,7 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
     // Otherwise, no stub.
     return X86II::MO_NO_FLAG;
   }
-  
+
   // Direct static reference to global.
   return X86II::MO_NO_FLAG;
 }
@@ -144,232 +154,175 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
-  if (getDarwinVers() >= 10)
+  if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
+      !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
     return "__bzero";
 
-  return 0;
+  return nullptr;
+}
+
+bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
+  return getTargetTriple().isMacOSX() &&
+    !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
+    is64Bit();
 }
 
 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 /// to immediate address.
 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
-  if (Is64Bit)
+  // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
+  // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
+  // the following check for Win32 should be removed.
+  if (In64BitMode || isTargetWin32())
     return false;
   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 }
 
-/// getSpecialAddressLatency - For targets where it is beneficial to
-/// backschedule instructions that compute addresses, return a value
-/// indicating the number of scheduling cycles of backscheduling that
-/// should be attempted.
-unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
-  // For x86 out-of-order targets, back-schedule address computations so
-  // that loads and stores aren't blocked.
-  // This value was chosen arbitrarily.
-  return 200;
-}
+void X86Subtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
+  std::string CPUName = CPU;
+  if (CPUName.empty())
+    CPUName = "generic";
 
-/// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
-/// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
-static bool GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX,
-                            unsigned *rEBX, unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
-#if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
-  #if defined(__GNUC__)
-    // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
-    asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
-         "cpuid\n\t"
-         "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
-         : "=a" (*rEAX),
-           "=S" (*rEBX),
-           "=c" (*rECX),
-           "=d" (*rEDX)
-         :  "a" (value));
-    return false;
-  #elif defined(_MSC_VER)
-    int registers[4];
-    __cpuid(registers, value);
-    *rEAX = registers[0];
-    *rEBX = registers[1];
-    *rECX = registers[2];
-    *rEDX = registers[3];
-    return false;
-  #endif
-#elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
-  #if defined(__GNUC__)
-    asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
-         "cpuid\n\t"
-         "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
-         : "=a" (*rEAX),
-           "=S" (*rEBX),
-           "=c" (*rECX),
-           "=d" (*rEDX)
-         :  "a" (value));
-    return false;
-  #elif defined(_MSC_VER)
-    __asm {
-      mov   eax,value
-      cpuid
-      mov   esi,rEAX
-      mov   dword ptr [esi],eax
-      mov   esi,rEBX
-      mov   dword ptr [esi],ebx
-      mov   esi,rECX
-      mov   dword ptr [esi],ecx
-      mov   esi,rEDX
-      mov   dword ptr [esi],edx
-    }
-    return false;
-  #endif
-#endif
-  return true;
-}
-
-static void DetectFamilyModel(unsigned EAX, unsigned &Family, unsigned &Model) {
-  Family = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
-  Model  = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
-  if (Family == 6 || Family == 0xf) {
-    if (Family == 0xf)
-      // Examine extended family ID if family ID is F.
-      Family += (EAX >> 20) & 0xff;    // Bits 20 - 27
-    // Examine extended model ID if family ID is 6 or F.
-    Model += ((EAX >> 16) & 0xf) << 4; // Bits 16 - 19
+  // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
+  // SSE2 can be turned off explicitly.)
+  std::string FullFS = FS;
+  if (In64BitMode) {
+    if (!FullFS.empty())
+      FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
+    else
+      FullFS = "+64bit,+sse2";
   }
-}
 
-void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
-  unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
-  union {
-    unsigned u[3];
-    char     c[12];
-  } text;
-  
-  if (GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
-    return;
-
-  GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
-  
-  if ((EDX >> 15) & 1) HasCMov = true;
-  if ((EDX >> 23) & 1) X86SSELevel = MMX;
-  if ((EDX >> 25) & 1) X86SSELevel = SSE1;
-  if ((EDX >> 26) & 1) X86SSELevel = SSE2;
-  if (ECX & 0x1)       X86SSELevel = SSE3;
-  if ((ECX >> 9)  & 1) X86SSELevel = SSSE3;
-  if ((ECX >> 19) & 1) X86SSELevel = SSE41;
-  if ((ECX >> 20) & 1) X86SSELevel = SSE42;
-  // FIXME: AVX codegen support is not ready.
-  //if ((ECX >> 28) & 1) { HasAVX = true; X86SSELevel = NoMMXSSE; }
-
-  bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
-  bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
-
-  HasCLMUL = IsIntel && ((ECX >> 1) & 0x1);
-  HasFMA3  = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);
-  HasAES   = IsIntel && ((ECX >> 25) & 0x1);
-
-  if (IsIntel || IsAMD) {
-    // Determine if bit test memory instructions are slow.
-    unsigned Family = 0;
-    unsigned Model  = 0;
-    DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
-    IsBTMemSlow = IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13);
-    // If it's Nehalem, unaligned memory access is fast.
-    if (Family == 15 && Model == 26)
-      IsUAMemFast = true;
-
-    GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
-    HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
-    HasSSE4A = IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1);
-    HasFMA4 = IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1);
-  }
-}
+  // If feature string is not empty, parse features string.
+  ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 
-X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &FS, 
-                           bool is64Bit)
-  : PICStyle(PICStyles::None)
-  , X86SSELevel(NoMMXSSE)
-  , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
-  , HasCMov(false)
-  , HasX86_64(false)
-  , HasPOPCNT(false)
-  , HasSSE4A(false)
-  , HasAVX(false)
-  , HasAES(false)
-  , HasCLMUL(false)
-  , HasFMA3(false)
-  , HasFMA4(false)
-  , IsBTMemSlow(false)
-  , IsUAMemFast(false)
-  , HasVectorUAMem(false)
-  , stackAlignment(8)
-  // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
-  , MaxInlineSizeThreshold(128)
-  , TargetTriple(TT)
-  , Is64Bit(is64Bit) {
-
-  // default to hard float ABI
-  if (FloatABIType == FloatABI::Default)
-    FloatABIType = FloatABI::Hard;
-    
-  // Determine default and user specified characteristics
-  if (!FS.empty()) {
-    // If feature string is not empty, parse features string.
-    std::string CPU = sys::getHostCPUName();
-    ParseSubtargetFeatures(FS, CPU);
-    // All X86-64 CPUs also have SSE2, however user might request no SSE via 
-    // -mattr, so don't force SSELevel here.
-    if (HasAVX)
-      X86SSELevel = NoMMXSSE;
-  } else {
-    // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
-    AutoDetectSubtargetFeatures();
-    // Make sure SSE2 is enabled; it is available on all X86-64 CPUs.
-    if (Is64Bit && !HasAVX && X86SSELevel < SSE2)
-      X86SSELevel = SSE2;
-  }
+  // Make sure the right MCSchedModel is used.
+  InitCPUSchedModel(CPUName);
 
-  // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit features
-  // are enabled.
-  if (Is64Bit) {
-    HasX86_64 = true;
+  InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
+
+  // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
+  // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
+  if (In64BitMode)
+    ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
+  else if (In32BitMode)
+    ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
+  else if (In16BitMode)
+    ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
+  else
+    llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 
-    // All 64-bit cpus have cmov support.
-    HasCMov = true;
-  }
-    
   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
-  assert((!Is64Bit || HasX86_64) &&
+  assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 
-  // Stack alignment is 16 bytes on Darwin (both 32 and 64 bit) and for all 64
-  // bit targets.
-  if (isTargetDarwin() || Is64Bit)
+  // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
+  // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
+  if (StackAlignOverride)
+    stackAlignment = StackAlignOverride;
+  else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
+           In64BitMode)
     stackAlignment = 16;
+}
 
-  if (StackAlignment)
-    stackAlignment = StackAlignment;
+void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
+  X86SSELevel = NoMMXSSE;
+  X863DNowLevel = NoThreeDNow;
+  HasCMov = false;
+  HasX86_64 = false;
+  HasPOPCNT = false;
+  HasSSE4A = false;
+  HasAES = false;
+  HasPCLMUL = false;
+  HasFMA = false;
+  HasFMA4 = false;
+  HasXOP = false;
+  HasTBM = false;
+  HasMOVBE = false;
+  HasRDRAND = false;
+  HasF16C = false;
+  HasFSGSBase = false;
+  HasLZCNT = false;
+  HasBMI = false;
+  HasBMI2 = false;
+  HasRTM = false;
+  HasHLE = false;
+  HasERI = false;
+  HasCDI = false;
+  HasPFI = false;
+  HasDQI = false;
+  HasBWI = false;
+  HasVLX = false;
+  HasADX = false;
+  HasSHA = false;
+  HasPRFCHW = false;
+  HasRDSEED = false;
+  HasMPX = false;
+  IsBTMemSlow = false;
+  IsSHLDSlow = false;
+  IsUAMemFast = false;
+  IsUAMem32Slow = false;
+  HasSSEUnalignedMem = false;
+  HasCmpxchg16b = false;
+  UseLeaForSP = false;
+  HasSlowDivide32 = false;
+  HasSlowDivide64 = false;
+  PadShortFunctions = false;
+  CallRegIndirect = false;
+  LEAUsesAG = false;
+  SlowLEA = false;
+  SlowIncDec = false;
+  stackAlignment = 4;
+  // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
+  MaxInlineSizeThreshold = 128;
+  UseSoftFloat = false;
 }
 
-/// IsCalleePop - Determines whether the callee is required to pop its
-/// own arguments. Callee pop is necessary to support tail calls.
-bool X86Subtarget::IsCalleePop(bool IsVarArg,
-                               CallingConv::ID CallingConv) const {
-  if (IsVarArg)
-    return false;
+X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
+                                                            StringRef FS) {
+  initializeEnvironment();
+  initSubtargetFeatures(CPU, FS);
+  return *this;
+}
 
-  switch (CallingConv) {
-  default:
-    return false;
-  case CallingConv::X86_StdCall:
-    return !is64Bit();
-  case CallingConv::X86_FastCall:
-    return !is64Bit();
-  case CallingConv::X86_ThisCall:
-    return !is64Bit();
-  case CallingConv::Fast:
-    return GuaranteedTailCallOpt;
-  case CallingConv::GHC:
-    return GuaranteedTailCallOpt;
+X86Subtarget::X86Subtarget(const Triple &TT, const std::string &CPU,
+                           const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
+                           unsigned StackAlignOverride)
+    : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
+      PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
+      StackAlignOverride(StackAlignOverride),
+      In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
+      In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
+                  TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
+      In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
+                  TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
+      TSInfo(*TM.getDataLayout()),
+      InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)), TLInfo(TM, *this),
+      FrameLowering(*this, getStackAlignment()) {
+  // Determine the PICStyle based on the target selected.
+  if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
+    // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
+    setPICStyle(PICStyles::None);
+  } else if (is64Bit()) {
+    // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
+    setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
+  } else if (isTargetCOFF()) {
+    setPICStyle(PICStyles::None);
+  } else if (isTargetDarwin()) {
+    if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
+      setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
+    else {
+      assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
+      setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
+    }
+  } else if (isTargetELF()) {
+    setPICStyle(PICStyles::GOT);
   }
 }
+
+bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
+  return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
+}
+