lib/Target/ARM/ARMSubtarget.h

   1 //===-- ARMSubtarget.h - Define Subtarget for the ARM ----------*- 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 ARM specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef LLVM_LIB_TARGET_ARM_ARMSUBTARGET_H
  15 #define LLVM_LIB_TARGET_ARM_ARMSUBTARGET_H
  16
  17
  18 #include "ARMFrameLowering.h"
  19 #include "ARMISelLowering.h"
  20 #include "ARMInstrInfo.h"
  21 #include "ARMSelectionDAGInfo.h"
  22 #include "ARMSubtarget.h"
  23 #include "MCTargetDesc/ARMMCTargetDesc.h"
  24 #include "Thumb1FrameLowering.h"
  25 #include "Thumb1InstrInfo.h"
  26 #include "Thumb2InstrInfo.h"
  27 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  28 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
  29 #include "llvm/MC/MCInstrItineraries.h"
  30 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  31 #include <string>
  32
  33 #define GET_SUBTARGETINFO_HEADER
  34 #include "ARMGenSubtargetInfo.inc"
  35
  36 namespace llvm {
  37 class GlobalValue;
  38 class StringRef;
  39 class TargetOptions;
  40 class ARMBaseTargetMachine;
  41
  42 class ARMSubtarget : public ARMGenSubtargetInfo {
  43 protected:
  44   enum ARMProcFamilyEnum {
  45     Others, CortexA5, CortexA7, CortexA8, CortexA9, CortexA12, CortexA15,
  46     CortexA17, CortexR4, CortexR4F, CortexR5, Swift, CortexA53, CortexA57, Krait,
  47   };
  48   enum ARMProcClassEnum {
  49     None, AClass, RClass, MClass
  50   };
  51
  52   /// ARMProcFamily - ARM processor family: Cortex-A8, Cortex-A9, and others.
  53   ARMProcFamilyEnum ARMProcFamily;
  54
  55   /// ARMProcClass - ARM processor class: None, AClass, RClass or MClass.
  56   ARMProcClassEnum ARMProcClass;
  57
  58   /// HasV4TOps, HasV5TOps, HasV5TEOps,
  59   /// HasV6Ops, HasV6MOps, HasV6KOps, HasV6T2Ops, HasV7Ops, HasV8Ops -
  60   /// Specify whether target support specific ARM ISA variants.
  61   bool HasV4TOps;
  62   bool HasV5TOps;
  63   bool HasV5TEOps;
  64   bool HasV6Ops;
  65   bool HasV6MOps;
  66   bool HasV6KOps;
  67   bool HasV6T2Ops;
  68   bool HasV7Ops;
  69   bool HasV8Ops;
  70   bool HasV8_1aOps;
  71
  72   /// HasVFPv2, HasVFPv3, HasVFPv4, HasFPARMv8, HasNEON - Specify what
  73   /// floating point ISAs are supported.
  74   bool HasVFPv2;
  75   bool HasVFPv3;
  76   bool HasVFPv4;
  77   bool HasFPARMv8;
  78   bool HasNEON;
  79
  80   /// UseNEONForSinglePrecisionFP - if the NEONFP attribute has been
  81   /// specified. Use the method useNEONForSinglePrecisionFP() to
  82   /// determine if NEON should actually be used.
  83   bool UseNEONForSinglePrecisionFP;
  84
  85   /// UseMulOps - True if non-microcoded fused integer multiply-add and
  86   /// multiply-subtract instructions should be used.
  87   bool UseMulOps;
  88
  89   /// SlowFPVMLx - If the VFP2 / NEON instructions are available, indicates
  90   /// whether the FP VML[AS] instructions are slow (if so, don't use them).
  91   bool SlowFPVMLx;
  92
  93   /// HasVMLxForwarding - If true, NEON has special multiplier accumulator
  94   /// forwarding to allow mul + mla being issued back to back.
  95   bool HasVMLxForwarding;
  96
  97   /// SlowFPBrcc - True if floating point compare + branch is slow.
  98   bool SlowFPBrcc;
  99
 100   /// InThumbMode - True if compiling for Thumb, false for ARM.
 101   bool InThumbMode;
 102
 103   /// HasThumb2 - True if Thumb2 instructions are supported.
 104   bool HasThumb2;
 105
 106   /// NoARM - True if subtarget does not support ARM mode execution.
 107   bool NoARM;
 108
 109   /// IsR9Reserved - True if R9 is a not available as general purpose register.
 110   bool IsR9Reserved;
 111
 112   /// UseMovt - True if MOVT / MOVW pairs are used for materialization of 32-bit
 113   /// imms (including global addresses).
 114   bool UseMovt;
 115
 116   /// SupportsTailCall - True if the OS supports tail call. The dynamic linker
 117   /// must be able to synthesize call stubs for interworking between ARM and
 118   /// Thumb.
 119   bool SupportsTailCall;
 120
 121   /// HasFP16 - True if subtarget supports half-precision FP (We support VFP+HF
 122   /// only so far)
 123   bool HasFP16;
 124
 125   /// HasD16 - True if subtarget is limited to 16 double precision
 126   /// FP registers for VFPv3.
 127   bool HasD16;
 128
 129   /// HasHardwareDivide - True if subtarget supports [su]div
 130   bool HasHardwareDivide;
 131
 132   /// HasHardwareDivideInARM - True if subtarget supports [su]div in ARM mode
 133   bool HasHardwareDivideInARM;
 134
 135   /// HasT2ExtractPack - True if subtarget supports thumb2 extract/pack
 136   /// instructions.
 137   bool HasT2ExtractPack;
 138
 139   /// HasDataBarrier - True if the subtarget supports DMB / DSB data barrier
 140   /// instructions.
 141   bool HasDataBarrier;
 142
 143   /// Pref32BitThumb - If true, codegen would prefer 32-bit Thumb instructions
 144   /// over 16-bit ones.
 145   bool Pref32BitThumb;
 146
 147   /// AvoidCPSRPartialUpdate - If true, codegen would avoid using instructions
 148   /// that partially update CPSR and add false dependency on the previous
 149   /// CPSR setting instruction.
 150   bool AvoidCPSRPartialUpdate;
 151
 152   /// AvoidMOVsShifterOperand - If true, codegen should avoid using flag setting
 153   /// movs with shifter operand (i.e. asr, lsl, lsr).
 154   bool AvoidMOVsShifterOperand;
 155
 156   /// HasRAS - Some processors perform return stack prediction. CodeGen should
 157   /// avoid issue "normal" call instructions to callees which do not return.
 158   bool HasRAS;
 159
 160   /// HasMPExtension - True if the subtarget supports Multiprocessing
 161   /// extension (ARMv7 only).
 162   bool HasMPExtension;
 163
 164   /// HasVirtualization - True if the subtarget supports the Virtualization
 165   /// extension.
 166   bool HasVirtualization;
 167
 168   /// FPOnlySP - If true, the floating point unit only supports single
 169   /// precision.
 170   bool FPOnlySP;
 171
 172   /// If true, the processor supports the Performance Monitor Extensions. These
 173   /// include a generic cycle-counter as well as more fine-grained (often
 174   /// implementation-specific) events.
 175   bool HasPerfMon;
 176
 177   /// HasTrustZone - if true, processor supports TrustZone security extensions
 178   bool HasTrustZone;
 179
 180   /// HasCrypto - if true, processor supports Cryptography extensions
 181   bool HasCrypto;
 182
 183   /// HasCRC - if true, processor supports CRC instructions
 184   bool HasCRC;
 185
 186   /// If true, the instructions "vmov.i32 d0, #0" and "vmov.i32 q0, #0" are
 187   /// particularly effective at zeroing a VFP register.
 188   bool HasZeroCycleZeroing;
 189
 190   /// AllowsUnalignedMem - If true, the subtarget allows unaligned memory
 191   /// accesses for some types.  For details, see
 192   /// ARMTargetLowering::allowsMisalignedMemoryAccesses().
 193   bool AllowsUnalignedMem;
 194
 195   /// RestrictIT - If true, the subtarget disallows generation of deprecated IT
 196   ///  blocks to conform to ARMv8 rule.
 197   bool RestrictIT;
 198
 199   /// Thumb2DSP - If true, the subtarget supports the v7 DSP (saturating arith
 200   /// and such) instructions in Thumb2 code.
 201   bool Thumb2DSP;
 202
 203   /// NaCl TRAP instruction is generated instead of the regular TRAP.
 204   bool UseNaClTrap;
 205
 206   /// Target machine allowed unsafe FP math (such as use of NEON fp)
 207   bool UnsafeFPMath;
 208
 209   /// stackAlignment - The minimum alignment known to hold of the stack frame on
 210   /// entry to the function and which must be maintained by every function.
 211   unsigned stackAlignment;
 212
 213   /// CPUString - String name of used CPU.
 214   std::string CPUString;
 215
 216   /// IsLittle - The target is Little Endian
 217   bool IsLittle;
 218
 219   /// TargetTriple - What processor and OS we're targeting.
 220   Triple TargetTriple;
 221
 222   /// SchedModel - Processor specific instruction costs.
 223   MCSchedModel SchedModel;
 224
 225   /// Selected instruction itineraries (one entry per itinerary class.)
 226   InstrItineraryData InstrItins;
 227
 228   /// Options passed via command line that could influence the target
 229   const TargetOptions &Options;
 230
 231   const ARMBaseTargetMachine &TM;
 232
 233 public:
 234   /// This constructor initializes the data members to match that
 235   /// of the specified triple.
 236   ///
 237   ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 238                const std::string &FS, const ARMBaseTargetMachine &TM, bool IsLittle);
 239
 240   /// getMaxInlineSizeThreshold - Returns the maximum memset / memcpy size
 241   /// that still makes it profitable to inline the call.
 242   unsigned getMaxInlineSizeThreshold() const {
 243     return 64;
 244   }
 245   /// ParseSubtargetFeatures - Parses features string setting specified
 246   /// subtarget options.  Definition of function is auto generated by tblgen.
 247   void ParseSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 248
 249   /// initializeSubtargetDependencies - Initializes using a CPU and feature string
 250   /// so that we can use initializer lists for subtarget initialization.
 251   ARMSubtarget &initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU, StringRef FS);
 252
 253   const ARMSelectionDAGInfo *getSelectionDAGInfo() const override {
 254     return &TSInfo;
 255   }
 256   const ARMBaseInstrInfo *getInstrInfo() const override {
 257     return InstrInfo.get();
 258   }
 259   const ARMTargetLowering *getTargetLowering() const override {
 260     return &TLInfo;
 261   }
 262   const ARMFrameLowering *getFrameLowering() const override {
 263     return FrameLowering.get();
 264   }
 265   const ARMBaseRegisterInfo *getRegisterInfo() const override {
 266     return &InstrInfo->getRegisterInfo();
 267   }
 268
 269 private:
 270   ARMSelectionDAGInfo TSInfo;
 271   // Either Thumb1FrameLowering or ARMFrameLowering.
 272   std::unique_ptr<ARMFrameLowering> FrameLowering;
 273   // Either Thumb1InstrInfo or Thumb2InstrInfo.
 274   std::unique_ptr<ARMBaseInstrInfo> InstrInfo;
 275   ARMTargetLowering   TLInfo;
 276
 277   void initializeEnvironment();
 278   void initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 279   ARMFrameLowering *initializeFrameLowering(StringRef CPU, StringRef FS);
 280
 281 public:
 282   void computeIssueWidth();
 283
 284   bool hasV4TOps()  const { return HasV4TOps;  }
 285   bool hasV5TOps()  const { return HasV5TOps;  }
 286   bool hasV5TEOps() const { return HasV5TEOps; }
 287   bool hasV6Ops()   const { return HasV6Ops;   }
 288   bool hasV6MOps()  const { return HasV6MOps;  }
 289   bool hasV6KOps()  const { return HasV6KOps; }
 290   bool hasV6T2Ops() const { return HasV6T2Ops; }
 291   bool hasV7Ops()   const { return HasV7Ops;  }
 292   bool hasV8Ops()   const { return HasV8Ops;  }
 293   bool hasV8_1aOps() const { return HasV8_1aOps; }
 294
 295   bool isCortexA5() const { return ARMProcFamily == CortexA5; }
 296   bool isCortexA7() const { return ARMProcFamily == CortexA7; }
 297   bool isCortexA8() const { return ARMProcFamily == CortexA8; }
 298   bool isCortexA9() const { return ARMProcFamily == CortexA9; }
 299   bool isCortexA15() const { return ARMProcFamily == CortexA15; }
 300   bool isSwift()    const { return ARMProcFamily == Swift; }
 301   bool isCortexM3() const { return CPUString == "cortex-m3"; }
 302   bool isLikeA9() const { return isCortexA9() || isCortexA15() || isKrait(); }
 303   bool isCortexR5() const { return ARMProcFamily == CortexR5; }
 304   bool isKrait() const { return ARMProcFamily == Krait; }
 305
 306   bool hasARMOps() const { return !NoARM; }
 307
 308   bool hasVFP2() const { return HasVFPv2; }
 309   bool hasVFP3() const { return HasVFPv3; }
 310   bool hasVFP4() const { return HasVFPv4; }
 311   bool hasFPARMv8() const { return HasFPARMv8; }
 312   bool hasNEON() const { return HasNEON;  }
 313   bool hasCrypto() const { return HasCrypto; }
 314   bool hasCRC() const { return HasCRC; }
 315   bool hasVirtualization() const { return HasVirtualization; }
 316   bool useNEONForSinglePrecisionFP() const {
 317     return hasNEON() && UseNEONForSinglePrecisionFP;
 318   }
 319
 320   bool hasDivide() const { return HasHardwareDivide; }
 321   bool hasDivideInARMMode() const { return HasHardwareDivideInARM; }
 322   bool hasT2ExtractPack() const { return HasT2ExtractPack; }
 323   bool hasDataBarrier() const { return HasDataBarrier; }
 324   bool hasAnyDataBarrier() const {
 325     return HasDataBarrier || (hasV6Ops() && !isThumb());
 326   }
 327   bool useMulOps() const { return UseMulOps; }
 328   bool useFPVMLx() const { return !SlowFPVMLx; }
 329   bool hasVMLxForwarding() const { return HasVMLxForwarding; }
 330   bool isFPBrccSlow() const { return SlowFPBrcc; }
 331   bool isFPOnlySP() const { return FPOnlySP; }
 332   bool hasPerfMon() const { return HasPerfMon; }
 333   bool hasTrustZone() const { return HasTrustZone; }
 334   bool hasZeroCycleZeroing() const { return HasZeroCycleZeroing; }
 335   bool prefers32BitThumb() const { return Pref32BitThumb; }
 336   bool avoidCPSRPartialUpdate() const { return AvoidCPSRPartialUpdate; }
 337   bool avoidMOVsShifterOperand() const { return AvoidMOVsShifterOperand; }
 338   bool hasRAS() const { return HasRAS; }
 339   bool hasMPExtension() const { return HasMPExtension; }
 340   bool hasThumb2DSP() const { return Thumb2DSP; }
 341   bool useNaClTrap() const { return UseNaClTrap; }
 342
 343   bool hasFP16() const { return HasFP16; }
 344   bool hasD16() const { return HasD16; }
 345
 346   const Triple &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 347
 348   bool isTargetDarwin() const { return TargetTriple.isOSDarwin(); }
 349   bool isTargetIOS() const { return TargetTriple.isiOS(); }
 350   bool isTargetLinux() const { return TargetTriple.isOSLinux(); }
 351   bool isTargetNaCl() const { return TargetTriple.isOSNaCl(); }
 352   bool isTargetNetBSD() const { return TargetTriple.isOSNetBSD(); }
 353   bool isTargetWindows() const { return TargetTriple.isOSWindows(); }
 354
 355   bool isTargetCOFF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatCOFF(); }
 356   bool isTargetELF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatELF(); }
 357   bool isTargetMachO() const { return TargetTriple.isOSBinFormatMachO(); }
 358
 359   // ARM EABI is the bare-metal EABI described in ARM ABI documents and
 360   // can be accessed via -target arm-none-eabi. This is NOT GNUEABI.
 361   // FIXME: Add a flag for bare-metal for that target and set Triple::EABI
 362   // even for GNUEABI, so we can make a distinction here and still conform to
 363   // the EABI on GNU (and Android) mode. This requires change in Clang, too.
 364   // FIXME: The Darwin exception is temporary, while we move users to
 365   // "*-*-*-macho" triples as quickly as possible.
 366   bool isTargetAEABI() const {
 367     return (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABI ||
 368             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF) &&
 369            !isTargetDarwin() && !isTargetWindows();
 370   }
 371
 372   // ARM Targets that support EHABI exception handling standard
 373   // Darwin uses SjLj. Other targets might need more checks.
 374   bool isTargetEHABICompatible() const {
 375     return (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABI ||
 376             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABI ||
 377             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF ||
 378             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABIHF ||
 379             TargetTriple.getEnvironment() == Triple::Android) &&
 380            !isTargetDarwin() && !isTargetWindows();
 381   }
 382
 383   bool isTargetHardFloat() const {
 384     // FIXME: this is invalid for WindowsCE
 385     return TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUEABIHF ||
 386            TargetTriple.getEnvironment() == Triple::EABIHF ||
 387            isTargetWindows();
 388   }
 389   bool isTargetAndroid() const {
 390     return TargetTriple.getEnvironment() == Triple::Android;
 391   }
 392
 393   bool isAPCS_ABI() const;
 394   bool isAAPCS_ABI() const;
 395
 396   bool isThumb() const { return InThumbMode; }
 397   bool isThumb1Only() const { return InThumbMode && !HasThumb2; }
 398   bool isThumb2() const { return InThumbMode && HasThumb2; }
 399   bool hasThumb2() const { return HasThumb2; }
 400   bool isMClass() const { return ARMProcClass == MClass; }
 401   bool isRClass() const { return ARMProcClass == RClass; }
 402   bool isAClass() const { return ARMProcClass == AClass; }
 403
 404   bool isV6M() const {
 405     return isThumb1Only() && isMClass();
 406   }
 407
 408   bool isR9Reserved() const { return IsR9Reserved; }
 409
 410   bool useMovt(const MachineFunction &MF) const;
 411
 412   bool supportsTailCall() const { return SupportsTailCall; }
 413
 414   bool allowsUnalignedMem() const { return AllowsUnalignedMem; }
 415
 416   bool restrictIT() const { return RestrictIT; }
 417
 418   const std::string & getCPUString() const { return CPUString; }
 419
 420   bool isLittle() const { return IsLittle; }
 421
 422   unsigned getMispredictionPenalty() const;
 423
 424   /// This function returns true if the target has sincos() routine in its
 425   /// compiler runtime or math libraries.
 426   bool hasSinCos() const;
 427
 428   /// True for some subtargets at > -O0.
 429   bool enablePostMachineScheduler() const override;
 430
 431   // enableAtomicExpand- True if we need to expand our atomics.
 432   bool enableAtomicExpand() const override;
 433
 434   /// getInstrItins - Return the instruction itineraries based on subtarget
 435   /// selection.
 436   const InstrItineraryData *getInstrItineraryData() const override {
 437     return &InstrItins;
 438   }
 439
 440   /// getStackAlignment - Returns the minimum alignment known to hold of the
 441   /// stack frame on entry to the function and which must be maintained by every
 442   /// function for this subtarget.
 443   unsigned getStackAlignment() const { return stackAlignment; }
 444
 445   /// GVIsIndirectSymbol - true if the GV will be accessed via an indirect
 446   /// symbol.
 447   bool GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV, Reloc::Model RelocM) const;
 448
 449 };
 450 } // End llvm namespace
 451
 452 #endif  // ARMSUBTARGET_H