llvm-mc/AsmMatcher: Move to a slightly more sane matching design.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86Subtarget.cpp
index 7034c555ccc3592e33351d803a41054a4636249f..9052b33e6e7e937b78b6a461836c6286bf72dac1 100644 (file)
 
 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
 #include "X86Subtarget.h"
+#include "X86InstrInfo.h"
 #include "X86GenSubtarget.inc"
-#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/GlobalValue.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 using namespace llvm;
 
+#if defined(_MSC_VER)
+#include <intrin.h>
+#endif
+
 static cl::opt<X86Subtarget::AsmWriterFlavorTy>
 AsmWriterFlavor("x86-asm-syntax", cl::init(X86Subtarget::Unset),
   cl::desc("Choose style of code to emit from X86 backend:"),
@@ -29,60 +35,105 @@ AsmWriterFlavor("x86-asm-syntax", cl::init(X86Subtarget::Unset),
     clEnumValN(X86Subtarget::Intel, "intel", "Emit Intel-style assembly"),
     clEnumValEnd));
 
+/// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
+/// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
+/// context.
+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())
+    return X86II::MO_DLLIMPORT;
+
+  // GV with ghost linkage (in JIT lazy compilation mode) do not require an
+  // extra load from stub.
+  bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->hasNotBeenReadFromBitcode();
 
-/// True if accessing the GV requires an extra load. For Windows, dllimported
-/// symbols are indirect, loading the value at address GV rather then the
-/// value of GV itself. This means that the GlobalAddress must be in the base
-/// or index register of the address, not the GV offset field.
-bool X86Subtarget::GVRequiresExtraLoad(const GlobalValue* GV,
-                                       const TargetMachine& TM,
-                                       bool isDirectCall) const
-{
-  // FIXME: PIC
-  if (TM.getRelocationModel() != Reloc::Static &&
-      TM.getCodeModel() != CodeModel::Large) {
+  // 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 (isDirectCall)
-        return false;
-      bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->hasNotBeenReadFromBitcode();
-      if (GV->hasHiddenVisibility() &&
-          (Is64Bit || (!isDecl && !GV->hasCommonLinkage())))
-        // 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
-        // translation unit.
-        return false;
-      return !isDirectCall && (isDecl || GV->mayBeOverridden());
-    } else if (isTargetELF()) {
+      // 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
+      // translation unit.
+      if (GV->hasDefaultVisibility() &&
+          (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
+        return X86II::MO_GOTPCREL;
+    } else {
+      assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
+
       // Extra load is needed for all externally visible.
-      if (isDirectCall)
-        return false;
-      if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
-        return false;
-      return true;
-    } else if (isTargetCygMing() || isTargetWindows()) {
-      return (GV->hasDLLImportLinkage());
+      if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
+        return X86II::MO_GOTPCREL;
     }
+
+    return X86II::MO_NO_FLAG;
   }
-  return false;
-}
+  
+  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())
+      return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 
-/// True if accessing the GV requires a register.  This is a superset of the
-/// cases where GVRequiresExtraLoad is true.  Some variations of PIC require
-/// a register, but not an extra load.
-bool X86Subtarget::GVRequiresRegister(const GlobalValue *GV,
-                                       const TargetMachine& TM,
-                                       bool isDirectCall) const
-{
-  if (GVRequiresExtraLoad(GV, TM, isDirectCall))
-    return true;
-  // Code below here need only consider cases where GVRequiresExtraLoad
-  // returns false.
-  if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
-    return !isDirectCall && 
-      (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasExternalLinkage());
-  return false;
+    // 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.
+      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.
+      return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
+    
+    // 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;
+    }
+    
+    // Otherwise, no stub.
+    return X86II::MO_NO_FLAG;
+  }
+  
+  // Direct static reference to global.
+  return X86II::MO_NO_FLAG;
 }
 
+
 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
@@ -95,6 +146,14 @@ const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
   return 0;
 }
 
+/// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
+/// to immediate address.
+bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
+  if (Is64Bit)
+    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
@@ -110,43 +169,53 @@ unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
 bool X86::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX, unsigned *rEBX,
                           unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
-#if defined(__x86_64__)
-  // 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;
+#if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64)
+  #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
+  #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;
 }
@@ -185,6 +254,10 @@ void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 
   bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
   bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
+
+  HasFMA3 = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);
+  HasAVX = ((ECX >> 28) & 0x1);
+
   if (IsIntel || IsAMD) {
     // Determine if bit test memory instructions are slow.
     unsigned Family = 0;
@@ -194,6 +267,8 @@ void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 
     X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
     HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
+    HasSSE4A = IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1);
+    HasFMA4 = IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1);
   }
 }
 
@@ -207,6 +282,7 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
 
   X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
   bool Em64T = (EDX >> 29) & 0x1;
+  bool HasSSE3 = (ECX & 0x1);
 
   union {
     unsigned u[3];
@@ -289,11 +365,17 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
         default: return "athlon";
         }
       case 15:
-        switch (Model) {
-        case 1:  return "opteron";
-        case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
-        default: return "athlon64";
+        if (HasSSE3) {
+          return "k8-sse3";
+        } else {
+          switch (Model) {
+          case 1:  return "opteron";
+          case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
+          default: return "athlon64";
+          }
         }
+      case 16:
+        return "amdfam10";
     default:
       return "generic";
     }
@@ -302,12 +384,17 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
   }
 }
 
-X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
+X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &FS, 
+                           bool is64Bit)
   : AsmFlavor(AsmWriterFlavor)
   , PICStyle(PICStyles::None)
   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
   , HasX86_64(false)
+  , HasSSE4A(false)
+  , HasAVX(false)
+  , HasFMA3(false)
+  , HasFMA4(false)
   , IsBTMemSlow(false)
   , DarwinVers(0)
   , IsLinux(false)
@@ -316,33 +403,39 @@ X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
   , MaxInlineSizeThreshold(128)
   , Is64Bit(is64Bit)
   , TargetType(isELF) { // Default to ELF unless otherwise specified.
+
+  // 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 = GetCurrentX86CPU();
     ParseSubtargetFeatures(FS, CPU);
+    // All X86-64 CPUs also have SSE2, however user might request no SSE via 
+    // -mattr, so don't force SSELevel here.
   } 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 && X86SSELevel < SSE2)
+      X86SSELevel = SSE2;
   }
-    
-  // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit and SSE2 features
-  // are enabled.  These are available on all x86-64 CPUs.
-  if (Is64Bit) {
+
+  // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit features
+  // are enabled.
+  if (Is64Bit)
     HasX86_64 = true;
-#if 1
-     if (X86SSELevel < SSE2)
-       X86SSELevel = SSE2;
-#endif
-  }
-  DOUT << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
-       << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
-       << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n";
+
+  DEBUG(errs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
+               << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
+               << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
+  assert((!Is64Bit || HasX86_64) &&
+         "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 
   // Set the boolean corresponding to the current target triple, or the default
   // if one cannot be determined, to true.
-  const std::string& TT = M.getTargetTriple();
   if (TT.length() > 5) {
     size_t Pos;
     if ((Pos = TT.find("-darwin")) != std::string::npos) {
@@ -365,27 +458,10 @@ X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
       TargetType = isWindows;
     } else if (TT.find("windows") != std::string::npos) {
       TargetType = isWindows;
+    } else if (TT.find("-cl") != std::string::npos) {
+      TargetType = isDarwin;
+      DarwinVers = 9;
     }
-  } else if (TT.empty()) {
-#if defined(__CYGWIN__)
-    TargetType = isCygwin;
-#elif defined(__MINGW32__) || defined(__MINGW64__)
-    TargetType = isMingw;
-#elif defined(__APPLE__)
-    TargetType = isDarwin;
-#if __APPLE_CC__ > 5400
-    DarwinVers = 9;  // GCC 5400+ is Leopard.
-#else
-    DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
-#endif
-    
-#elif defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
-    TargetType = isWindows;
-#elif defined(__linux__)
-    // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
-    TargetType = isELF;
-    IsLinux = true;
-#endif
   }
 
   // If the asm syntax hasn't been overridden on the command line, use whatever