lib/Target/X86/X86Subtarget.cpp

   1 //===-- X86Subtarget.cpp - X86 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 X86 specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  15 #include "X86Subtarget.h"
  16 #include "X86InstrInfo.h"
  17 #include "llvm/GlobalValue.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  20 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  21 #include "llvm/Support/Host.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  23 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  24 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  25
  26 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  27 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  28 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  29
  30 using namespace llvm;
  31
  32 #if defined(_MSC_VER)
  33 #include <intrin.h>
  34 #endif
  35
  36 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  37 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  38 /// context.
  39 unsigned char X86Subtarget::
  40 ClassifyBlockAddressReference() const {
  41   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  42     return X86II::MO_GOTOFF;
  43
  44   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  45     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  46
  47   // Direct static reference to label.
  48   return X86II::MO_NO_FLAG;
  49 }
  50
  51 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  52 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  53 /// context.
  54 unsigned char X86Subtarget::
  55 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  56   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  57   // DLLIMPORT stub.
  58   if (GV->hasDLLImportLinkage())
  59     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  60
  61   // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
  62   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
  63   // load from stub.
  64   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
  65   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
  66     isDecl = true;
  67
  68   // X86-64 in PIC mode.
  69   if (isPICStyleRIPRel()) {
  70     // Large model never uses stubs.
  71     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  72       return X86II::MO_NO_FLAG;
  73
  74     if (isTargetDarwin()) {
  75       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  76       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  77       // translation unit.
  78       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  79           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  80         return X86II::MO_GOTPCREL;
  81     } else if (!isTargetWin64()) {
  82       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  83
  84       // Extra load is needed for all externally visible.
  85       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  86         return X86II::MO_GOTPCREL;
  87     }
  88
  89     return X86II::MO_NO_FLAG;
  90   }
  91
  92   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
  93     // Extra load is needed for all externally visible.
  94     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  95       return X86II::MO_GOTOFF;
  96     return X86II::MO_GOT;
  97   }
  98
  99   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
 100     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 101     // is relative to the PIC base or not.
 102
 103     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 104     // through a stub.
 105     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 106       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 107
 108     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 109     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 110     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 111       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 112
 113     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 114     // references and external declarations.
 115     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 116       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 117       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 118     }
 119
 120     // Otherwise, no stub.
 121     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 122   }
 123
 124   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 125     // Determine whether we have a stub reference.
 126
 127     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 128     // through a stub.
 129     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 130       return X86II::MO_NO_FLAG;
 131
 132     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 133     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 134     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 135       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 136
 137     // Otherwise, no stub.
 138     return X86II::MO_NO_FLAG;
 139   }
 140
 141   // Direct static reference to global.
 142   return X86II::MO_NO_FLAG;
 143 }
 144
 145
 146 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 147 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 148 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 149 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 150 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 151   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 152   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 153       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 154     return "__bzero";
 155
 156   return 0;
 157 }
 158
 159 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 160 /// to immediate address.
 161 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 162   if (In64BitMode)
 163     return false;
 164   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 165 }
 166
 167 /// getSpecialAddressLatency - For targets where it is beneficial to
 168 /// backschedule instructions that compute addresses, return a value
 169 /// indicating the number of scheduling cycles of backscheduling that
 170 /// should be attempted.
 171 unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
 172   // For x86 out-of-order targets, back-schedule address computations so
 173   // that loads and stores aren't blocked.
 174   // This value was chosen arbitrarily.
 175   return 200;
 176 }
 177
 178 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 179   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 180   union {
 181     unsigned u[3];
 182     char     c[12];
 183   } text;
 184
 185   if (X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
 186     return;
 187
 188   X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 189
 190   if ((EDX >> 15) & 1) HasCMov = true;      ToggleFeature(X86::FeatureCMOV);
 191   if ((EDX >> 23) & 1) X86SSELevel = MMX;   ToggleFeature(X86::FeatureMMX);
 192   if ((EDX >> 25) & 1) X86SSELevel = SSE1;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE1);
 193   if ((EDX >> 26) & 1) X86SSELevel = SSE2;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE2);
 194   if (ECX & 0x1)       X86SSELevel = SSE3;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE3);
 195   if ((ECX >> 9)  & 1) X86SSELevel = SSSE3; ToggleFeature(X86::FeatureSSSE3);
 196   if ((ECX >> 19) & 1) X86SSELevel = SSE41; ToggleFeature(X86::FeatureSSE41);
 197   if ((ECX >> 20) & 1) X86SSELevel = SSE42; ToggleFeature(X86::FeatureSSE42);
 198   // FIXME: AVX codegen support is not ready.
 199   //if ((ECX >> 28) & 1) { HasAVX = true; } ToggleFeature(X86::FeatureAVX);
 200
 201   bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
 202   bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
 203
 204   HasCLMUL = IsIntel && ((ECX >> 1) & 0x1);   ToggleFeature(X86::FeatureCLMUL);
 205   HasFMA3  = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureFMA3);
 206   HasMOVBE = IsIntel && ((ECX >> 22) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureMOVBE);
 207   HasPOPCNT = IsIntel && ((ECX >> 23) & 0x1); ToggleFeature(X86::FeaturePOPCNT);
 208   HasAES   = IsIntel && ((ECX >> 25) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureAES);
 209   HasF16C  = IsIntel && ((ECX >> 29) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureF16C);
 210   HasRDRAND = IsIntel && ((ECX >> 30) & 0x1); ToggleFeature(X86::FeatureRDRAND);
 211   HasCmpxchg16b = ((ECX >> 13) & 0x1); ToggleFeature(X86::FeatureCMPXCHG16B);
 212
 213   if (IsIntel || IsAMD) {
 214     // Determine if bit test memory instructions are slow.
 215     unsigned Family = 0;
 216     unsigned Model  = 0;
 217     X86_MC::DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
 218     if (IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13)) {
 219       IsBTMemSlow = true;
 220       ToggleFeature(X86::FeatureSlowBTMem);
 221     }
 222     // If it's Nehalem, unaligned memory access is fast.
 223     if (Family == 15 && Model == 26) {
 224       IsUAMemFast = true;
 225       ToggleFeature(X86::FeatureFastUAMem);
 226     }
 227
 228     X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 229     if ((EDX >> 29) & 0x1) {
 230       HasX86_64 = true;
 231       ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
 232     }
 233     if (IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1)) {
 234       HasSSE4A = true;
 235       ToggleFeature(X86::FeatureSSE4A);
 236     }
 237     if (IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1)) {
 238       HasFMA4 = true;
 239       ToggleFeature(X86::FeatureFMA4);
 240     }
 241   }
 242 }
 243
 244 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 245                            const std::string &FS,
 246                            unsigned StackAlignOverride, bool is64Bit)
 247   : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
 248   , PICStyle(PICStyles::None)
 249   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
 250   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
 251   , HasCMov(false)
 252   , HasX86_64(false)
 253   , HasPOPCNT(false)
 254   , HasSSE4A(false)
 255   , HasAVX(false)
 256   , HasAES(false)
 257   , HasCLMUL(false)
 258   , HasFMA3(false)
 259   , HasFMA4(false)
 260   , HasMOVBE(false)
 261   , HasRDRAND(false)
 262   , HasF16C(false)
 263   , IsBTMemSlow(false)
 264   , IsUAMemFast(false)
 265   , HasVectorUAMem(false)
 266   , HasCmpxchg16b(false)
 267   , stackAlignment(8)
 268   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 269   , MaxInlineSizeThreshold(128)
 270   , TargetTriple(TT)
 271   , In64BitMode(is64Bit)
 272   , InNaClMode(false) {
 273   // Determine default and user specified characteristics
 274   if (!FS.empty() || !CPU.empty()) {
 275     std::string CPUName = CPU;
 276     if (CPUName.empty()) {
 277 #if defined (__x86_64__) || defined(__i386__)
 278       CPUName = sys::getHostCPUName();
 279 #else
 280       CPUName = "generic";
 281 #endif
 282     }
 283
 284     // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 285     // SSE2 can be turned off explicitly.)
 286     std::string FullFS = FS;
 287     if (In64BitMode) {
 288       if (!FullFS.empty())
 289         FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 290       else
 291         FullFS = "+64bit,+sse2";
 292     }
 293
 294     // If feature string is not empty, parse features string.
 295     ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 296   } else {
 297     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
 298     AutoDetectSubtargetFeatures();
 299
 300     // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode.
 301     if (In64BitMode) {
 302       HasX86_64 = true; ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
 303       HasCMov = true;   ToggleFeature(X86::FeatureCMOV);
 304
 305       if (!HasAVX && X86SSELevel < SSE2) {
 306         X86SSELevel = SSE2;
 307         ToggleFeature(X86::FeatureSSE1);
 308         ToggleFeature(X86::FeatureSSE2);
 309       }
 310     }
 311   }
 312
 313   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 314   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 315   if (In64BitMode)
 316     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 317
 318   if (isTargetNaCl()) {
 319     InNaClMode = true;
 320     ToggleFeature(X86::ModeNaCl);
 321   }
 322
 323   if (HasAVX)
 324     X86SSELevel = NoMMXSSE;
 325
 326   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 327                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 328                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 329   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 330          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 331
 332   if(EnableSegmentedStacks && !isTargetELF())
 333     report_fatal_error("Segmented stacks are only implemented on ELF.");
 334
 335   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, FreeBSD, Linux and Solaris (both
 336   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 337   if (StackAlignOverride)
 338     stackAlignment = StackAlignOverride;
 339   else if (isTargetDarwin() || isTargetFreeBSD() || isTargetLinux() ||
 340            isTargetSolaris() || In64BitMode)
 341     stackAlignment = 16;
 342 }