lib/Target/ARM/ARMSubtarget.cpp

   1 //===-- ARMSubtarget.cpp - ARM Subtarget Information ----------------------===//
   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 implements the ARM specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ARMSubtarget.h"
  15 #include "ARMFrameLowering.h"
  16 #include "ARMISelLowering.h"
  17 #include "ARMInstrInfo.h"
  18 #include "ARMMachineFunctionInfo.h"
  19 #include "ARMSelectionDAGInfo.h"
  20 #include "ARMSubtarget.h"
  21 #include "ARMTargetMachine.h"
  22 #include "Thumb1FrameLowering.h"
  23 #include "Thumb1InstrInfo.h"
  24 #include "Thumb2InstrInfo.h"
  25 #include "llvm/CodeGen/MachineRegisterInfo.h"
  26 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  27 #include "llvm/IR/Function.h"
  28 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  29 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  31 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetRegisterInfo.h"
  33
  34 using namespace llvm;
  35
  36 #define DEBUG_TYPE "arm-subtarget"
  37
  38 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  39 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  40 #include "ARMGenSubtargetInfo.inc"
  41
  42 static cl::opt<bool>
  43 ReserveR9("arm-reserve-r9", cl::Hidden,
  44           cl::desc("Reserve R9, making it unavailable as GPR"));
  45
  46 static cl::opt<bool>
  47 ArmUseMOVT("arm-use-movt", cl::init(true), cl::Hidden);
  48
  49 static cl::opt<bool>
  50 UseFusedMulOps("arm-use-mulops",
  51                cl::init(true), cl::Hidden);
  52
  53 namespace {
  54 enum AlignMode {
  55   DefaultAlign,
  56   StrictAlign,
  57   NoStrictAlign
  58 };
  59 }
  60
  61 static cl::opt<AlignMode>
  62 Align(cl::desc("Load/store alignment support"),
  63       cl::Hidden, cl::init(DefaultAlign),
  64       cl::values(
  65           clEnumValN(DefaultAlign,  "arm-default-align",
  66                      "Generate unaligned accesses only on hardware/OS "
  67                      "combinations that are known to support them"),
  68           clEnumValN(StrictAlign,   "arm-strict-align",
  69                      "Disallow all unaligned memory accesses"),
  70           clEnumValN(NoStrictAlign, "arm-no-strict-align",
  71                      "Allow unaligned memory accesses"),
  72           clEnumValEnd));
  73
  74 enum ITMode {
  75   DefaultIT,
  76   RestrictedIT,
  77   NoRestrictedIT
  78 };
  79
  80 static cl::opt<ITMode>
  81 IT(cl::desc("IT block support"), cl::Hidden, cl::init(DefaultIT),
  82    cl::ZeroOrMore,
  83    cl::values(clEnumValN(DefaultIT, "arm-default-it",
  84                          "Generate IT block based on arch"),
  85               clEnumValN(RestrictedIT, "arm-restrict-it",
  86                          "Disallow deprecated IT based on ARMv8"),
  87               clEnumValN(NoRestrictedIT, "arm-no-restrict-it",
  88                          "Allow IT blocks based on ARMv7"),
  89               clEnumValEnd));
  90
  91 /// initializeSubtargetDependencies - Initializes using a CPU and feature string
  92 /// so that we can use initializer lists for subtarget initialization.
  93 ARMSubtarget &ARMSubtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
  94                                                             StringRef FS) {
  95   initializeEnvironment();
  96   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
  97   return *this;
  98 }
  99
 100 ARMFrameLowering *ARMSubtarget::initializeFrameLowering(StringRef CPU,
 101                                                         StringRef FS) {
 102   ARMSubtarget &STI = initializeSubtargetDependencies(CPU, FS);
 103   if (STI.isThumb1Only())
 104     return (ARMFrameLowering *)new Thumb1FrameLowering(STI);
 105
 106   return new ARMFrameLowering(STI);
 107 }
 108
 109 ARMSubtarget::ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 110                            const std::string &FS,
 111                            const ARMBaseTargetMachine &TM, bool IsLittle)
 112     : ARMGenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), ARMProcFamily(Others),
 113       ARMProcClass(None), stackAlignment(4), CPUString(CPU), IsLittle(IsLittle),
 114       TargetTriple(TT), Options(TM.Options), TM(TM),
 115       TSInfo(*TM.getDataLayout()),
 116       FrameLowering(initializeFrameLowering(CPU, FS)),
 117       // At this point initializeSubtargetDependencies has been called so
 118       // we can query directly.
 119       InstrInfo(isThumb1Only()
 120                     ? (ARMBaseInstrInfo *)new Thumb1InstrInfo(*this)
 121                     : !isThumb()
 122                           ? (ARMBaseInstrInfo *)new ARMInstrInfo(*this)
 123                           : (ARMBaseInstrInfo *)new Thumb2InstrInfo(*this)),
 124       TLInfo(TM, *this) {}
 125
 126 void ARMSubtarget::initializeEnvironment() {
 127   HasV4TOps = false;
 128   HasV5TOps = false;
 129   HasV5TEOps = false;
 130   HasV6Ops = false;
 131   HasV6MOps = false;
 132   HasV6KOps = false;
 133   HasV6T2Ops = false;
 134   HasV7Ops = false;
 135   HasV8Ops = false;
 136   HasVFPv2 = false;
 137   HasVFPv3 = false;
 138   HasVFPv4 = false;
 139   HasFPARMv8 = false;
 140   HasNEON = false;
 141   UseNEONForSinglePrecisionFP = false;
 142   UseMulOps = UseFusedMulOps;
 143   SlowFPVMLx = false;
 144   HasVMLxForwarding = false;
 145   SlowFPBrcc = false;
 146   InThumbMode = false;
 147   HasThumb2 = false;
 148   NoARM = false;
 149   IsR9Reserved = ReserveR9;
 150   UseMovt = false;
 151   SupportsTailCall = false;
 152   HasFP16 = false;
 153   HasD16 = false;
 154   HasHardwareDivide = false;
 155   HasHardwareDivideInARM = false;
 156   HasT2ExtractPack = false;
 157   HasDataBarrier = false;
 158   Pref32BitThumb = false;
 159   AvoidCPSRPartialUpdate = false;
 160   AvoidMOVsShifterOperand = false;
 161   HasRAS = false;
 162   HasMPExtension = false;
 163   HasVirtualization = false;
 164   FPOnlySP = false;
 165   HasPerfMon = false;
 166   HasTrustZone = false;
 167   HasCrypto = false;
 168   HasCRC = false;
 169   HasZeroCycleZeroing = false;
 170   AllowsUnalignedMem = false;
 171   Thumb2DSP = false;
 172   UseNaClTrap = false;
 173   UnsafeFPMath = false;
 174 }
 175
 176 void ARMSubtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 177   if (CPUString.empty()) {
 178     if (isTargetDarwin() && TargetTriple.getArchName().endswith("v7s"))
 179       // Default to the Swift CPU when targeting armv7s/thumbv7s.
 180       CPUString = "swift";
 181     else
 182       CPUString = "generic";
 183   }
 184
 185   // Insert the architecture feature derived from the target triple into the
 186   // feature string. This is important for setting features that are implied
 187   // based on the architecture version.
 188   std::string ArchFS =
 189       ARM_MC::ParseARMTriple(TargetTriple.getTriple(), CPUString);
 190   if (!FS.empty()) {
 191     if (!ArchFS.empty())
 192       ArchFS = ArchFS + "," + FS.str();
 193     else
 194       ArchFS = FS;
 195   }
 196   ParseSubtargetFeatures(CPUString, ArchFS);
 197
 198   // FIXME: This used enable V6T2 support implicitly for Thumb2 mode.
 199   // Assert this for now to make the change obvious.
 200   assert(hasV6T2Ops() || !hasThumb2());
 201
 202   // Keep a pointer to static instruction cost data for the specified CPU.
 203   SchedModel = getSchedModelForCPU(CPUString);
 204
 205   // Initialize scheduling itinerary for the specified CPU.
 206   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUString);
 207
 208   // FIXME: this is invalid for WindowsCE
 209   if (isTargetWindows())
 210     NoARM = true;
 211
 212   if (isAAPCS_ABI())
 213     stackAlignment = 8;
 214   if (isTargetNaCl())
 215     stackAlignment = 16;
 216
 217   UseMovt = hasV6T2Ops() && ArmUseMOVT;
 218
 219   if (isTargetMachO()) {
 220     IsR9Reserved = ReserveR9 || !HasV6Ops;
 221     SupportsTailCall = !isTargetIOS() || !getTargetTriple().isOSVersionLT(5, 0);
 222   } else {
 223     IsR9Reserved = ReserveR9;
 224     SupportsTailCall = !isThumb1Only();
 225   }
 226
 227   if (Align == DefaultAlign) {
 228     // Assume pre-ARMv6 doesn't support unaligned accesses.
 229     //
 230     // ARMv6 may or may not support unaligned accesses depending on the
 231     // SCTLR.U bit, which is architecture-specific. We assume ARMv6
 232     // Darwin and NetBSD targets support unaligned accesses, and others don't.
 233     //
 234     // ARMv7 always has SCTLR.U set to 1, but it has a new SCTLR.A bit
 235     // which raises an alignment fault on unaligned accesses. Linux
 236     // defaults this bit to 0 and handles it as a system-wide (not
 237     // per-process) setting. It is therefore safe to assume that ARMv7+
 238     // Linux targets support unaligned accesses. The same goes for NaCl.
 239     //
 240     // The above behavior is consistent with GCC.
 241     AllowsUnalignedMem =
 242       (hasV7Ops() && (isTargetLinux() || isTargetNaCl() ||
 243                       isTargetNetBSD())) ||
 244       (hasV6Ops() && (isTargetMachO() || isTargetNetBSD()));
 245   } else {
 246     AllowsUnalignedMem = !(Align == StrictAlign);
 247   }
 248
 249   // No v6M core supports unaligned memory access (v6M ARM ARM A3.2)
 250   if (isV6M())
 251     AllowsUnalignedMem = false;
 252
 253   switch (IT) {
 254   case DefaultIT:
 255     RestrictIT = hasV8Ops() ? true : false;
 256     break;
 257   case RestrictedIT:
 258     RestrictIT = true;
 259     break;
 260   case NoRestrictedIT:
 261     RestrictIT = false;
 262     break;
 263   }
 264
 265   // NEON f32 ops are non-IEEE 754 compliant. Darwin is ok with it by default.
 266   uint64_t Bits = getFeatureBits();
 267   if ((Bits & ARM::ProcA5 || Bits & ARM::ProcA8) && // Where this matters
 268       (Options.UnsafeFPMath || isTargetDarwin()))
 269     UseNEONForSinglePrecisionFP = true;
 270 }
 271
 272 bool ARMSubtarget::isAPCS_ABI() const {
 273   assert(TM.TargetABI != ARMBaseTargetMachine::ARM_ABI_UNKNOWN);
 274   return TM.TargetABI == ARMBaseTargetMachine::ARM_ABI_APCS;
 275 }
 276 bool ARMSubtarget::isAAPCS_ABI() const {
 277   assert(TM.TargetABI != ARMBaseTargetMachine::ARM_ABI_UNKNOWN);
 278   return TM.TargetABI == ARMBaseTargetMachine::ARM_ABI_AAPCS;
 279 }
 280
 281 /// GVIsIndirectSymbol - true if the GV will be accessed via an indirect symbol.
 282 bool
 283 ARMSubtarget::GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV,
 284                                  Reloc::Model RelocM) const {
 285   if (RelocM == Reloc::Static)
 286     return false;
 287
 288   bool isDecl = GV->isDeclarationForLinker();
 289
 290   if (!isTargetMachO()) {
 291     // Extra load is needed for all externally visible.
 292     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
 293       return false;
 294     return true;
 295   } else {
 296     if (RelocM == Reloc::PIC_) {
 297       // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 298       // through a stub.
 299       if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 300         return false;
 301
 302       // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 303       // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 304       if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 305         return true;
 306
 307       // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 308       // references and external declarations.
 309       if (isDecl || GV->hasCommonLinkage())
 310         // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 311         return true;
 312
 313       return false;
 314     } else {
 315       // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 316       // through a stub.
 317       if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 318         return false;
 319
 320       // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 321       // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 322       if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 323         return true;
 324     }
 325   }
 326
 327   return false;
 328 }
 329
 330 unsigned ARMSubtarget::getMispredictionPenalty() const {
 331   return SchedModel.MispredictPenalty;
 332 }
 333
 334 bool ARMSubtarget::hasSinCos() const {
 335   return getTargetTriple().isiOS() && !getTargetTriple().isOSVersionLT(7, 0);
 336 }
 337
 338 // This overrides the PostRAScheduler bit in the SchedModel for any CPU.
 339 bool ARMSubtarget::enablePostMachineScheduler() const {
 340   return (!isThumb() || hasThumb2());
 341 }
 342
 343 bool ARMSubtarget::enableAtomicExpand() const {
 344   return hasAnyDataBarrier() && !isThumb1Only();
 345 }
 346
 347 bool ARMSubtarget::useMovt(const MachineFunction &MF) const {
 348   // NOTE Windows on ARM needs to use mov.w/mov.t pairs to materialise 32-bit
 349   // immediates as it is inherently position independent, and may be out of
 350   // range otherwise.
 351   return UseMovt && (isTargetWindows() ||
 352                      !MF.getFunction()->hasFnAttribute(Attribute::MinSize));
 353 }