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 #include "X86Subtarget.h"
  15 #include "X86InstrInfo.h"
  16 #include "X86TargetMachine.h"
  17 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  18 #include "llvm/IR/Function.h"
  19 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  20 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/Host.h"
  24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  27
  28 #if defined(_MSC_VER)
  29 #include <intrin.h>
  30 #endif
  31
  32 using namespace llvm;
  33
  34 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  35
  36 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  37 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  38 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  39
  40 // Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
  41 // models.
  42 static cl::opt<bool>
  43 X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
  44                cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
  45
  46
  47 /// Classify a blockaddress reference for the current subtarget according to how
  48 /// we should reference it in a non-pcrel context.
  49 unsigned char X86Subtarget::ClassifyBlockAddressReference() const {
  50   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  51     return X86II::MO_GOTOFF;
  52
  53   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  54     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  55
  56   // Direct static reference to label.
  57   return X86II::MO_NO_FLAG;
  58 }
  59
  60 /// Classify a global variable reference for the current subtarget according to
  61 /// how we should reference it in a non-pcrel context.
  62 unsigned char X86Subtarget::
  63 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  64   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  65   // DLLIMPORT stub.
  66   if (GV->hasDLLImportStorageClass())
  67     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  68
  69   bool isDef = GV->isStrongDefinitionForLinker();
  70
  71   // X86-64 in PIC mode.
  72   if (isPICStyleRIPRel()) {
  73     // Large model never uses stubs.
  74     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  75       return X86II::MO_NO_FLAG;
  76
  77     if (isTargetDarwin()) {
  78       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  79       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  80       // translation unit.
  81       if (GV->hasDefaultVisibility() && !isDef)
  82         return X86II::MO_GOTPCREL;
  83     } else if (!isTargetWin64()) {
  84       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  85
  86       // Extra load is needed for all externally visible.
  87       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  88         return X86II::MO_GOTPCREL;
  89     }
  90
  91     return X86II::MO_NO_FLAG;
  92   }
  93
  94   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
  95     // Extra load is needed for all externally visible.
  96     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  97       return X86II::MO_GOTOFF;
  98     return X86II::MO_GOT;
  99   }
 100
 101   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
 102     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 103     // is relative to the PIC base or not.
 104
 105     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 106     // through a stub.
 107     if (isDef)
 108       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 109
 110     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 111     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 112     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 113       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 114
 115     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 116     // references and external declarations.
 117     if (GV->isDeclarationForLinker() || GV->hasCommonLinkage()) {
 118       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 119       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 120     }
 121
 122     // Otherwise, no stub.
 123     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 124   }
 125
 126   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 127     // Determine whether we have a stub reference.
 128
 129     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 130     // through a stub.
 131     if (isDef)
 132       return X86II::MO_NO_FLAG;
 133
 134     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 135     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 136     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 137       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 138
 139     // Otherwise, no stub.
 140     return X86II::MO_NO_FLAG;
 141   }
 142
 143   // Direct static reference to global.
 144   return X86II::MO_NO_FLAG;
 145 }
 146
 147
 148 /// This function returns the name of a function which has an interface like
 149 /// the non-standard bzero function, if such a function exists on the
 150 /// current subtarget and it is considered preferable over memset with zero
 151 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 152 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 153   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 154   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 155       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 156     return "__bzero";
 157
 158   return nullptr;
 159 }
 160
 161 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
 162   return getTargetTriple().isMacOSX() &&
 163     !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
 164     is64Bit();
 165 }
 166
 167 /// Return true if the subtarget allows calls to immediate address.
 168 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 169   // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
 170   // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
 171   // the following check for Win32 should be removed.
 172   if (In64BitMode || isTargetWin32())
 173     return false;
 174   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 175 }
 176
 177 void X86Subtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 178   std::string CPUName = CPU;
 179   if (CPUName.empty())
 180     CPUName = "generic";
 181
 182   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 183   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 184   std::string FullFS = FS;
 185   if (In64BitMode) {
 186     if (!FullFS.empty())
 187       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 188     else
 189       FullFS = "+64bit,+sse2";
 190   }
 191
 192   // Parse features string and set the CPU.
 193   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 194
 195   // All CPUs that implement SSE4.2 or SSE4A support unaligned accesses of
 196   // 16-bytes and under that are reasonably fast. These features were
 197   // introduced with Intel's Nehalem/Silvermont and AMD's Family10h
 198   // micro-architectures respectively.
 199   if (hasSSE42() || hasSSE4A())
 200     IsUAMem16Slow = false;
 201
 202   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 203
 204   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 205   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 206   if (In64BitMode)
 207     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 208   else if (In32BitMode)
 209     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 210   else if (In16BitMode)
 211     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 212   else
 213     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 214
 215   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 216                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 217                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 218   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 219          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 220
 221   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 222   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 223   if (StackAlignOverride)
 224     stackAlignment = StackAlignOverride;
 225   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 226            In64BitMode)
 227     stackAlignment = 16;
 228 }
 229
 230 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 231   X86SSELevel = NoMMXSSE;
 232   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 233   HasCMov = false;
 234   HasX86_64 = false;
 235   HasPOPCNT = false;
 236   HasSSE4A = false;
 237   HasAES = false;
 238   HasPCLMUL = false;
 239   HasFMA = false;
 240   HasFMA4 = false;
 241   HasXOP = false;
 242   HasTBM = false;
 243   HasMOVBE = false;
 244   HasRDRAND = false;
 245   HasF16C = false;
 246   HasFSGSBase = false;
 247   HasLZCNT = false;
 248   HasBMI = false;
 249   HasBMI2 = false;
 250   HasRTM = false;
 251   HasHLE = false;
 252   HasERI = false;
 253   HasCDI = false;
 254   HasPFI = false;
 255   HasDQI = false;
 256   HasBWI = false;
 257   HasVLX = false;
 258   HasADX = false;
 259   HasSHA = false;
 260   HasPRFCHW = false;
 261   HasRDSEED = false;
 262   HasMPX = false;
 263   IsBTMemSlow = false;
 264   IsSHLDSlow = false;
 265   IsUAMem16Slow = false;
 266   IsUAMem32Slow = false;
 267   HasSSEUnalignedMem = false;
 268   HasCmpxchg16b = false;
 269   UseLeaForSP = false;
 270   HasSlowDivide32 = false;
 271   HasSlowDivide64 = false;
 272   PadShortFunctions = false;
 273   CallRegIndirect = false;
 274   LEAUsesAG = false;
 275   SlowLEA = false;
 276   SlowIncDec = false;
 277   stackAlignment = 4;
 278   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 279   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 280   UseSoftFloat = false;
 281 }
 282
 283 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 284                                                             StringRef FS) {
 285   initializeEnvironment();
 286   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
 287   return *this;
 288 }
 289
 290 X86Subtarget::X86Subtarget(const Triple &TT, const std::string &CPU,
 291                            const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
 292                            unsigned StackAlignOverride)
 293     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 294       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 295       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 296       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 297       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 298                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 299       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 300                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 301       TSInfo(), InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)),
 302       TLInfo(TM, *this), FrameLowering(*this, getStackAlignment()) {
 303   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 304   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
 305     // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
 306     setPICStyle(PICStyles::None);
 307   } else if (is64Bit()) {
 308     // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
 309     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 310   } else if (isTargetCOFF()) {
 311     setPICStyle(PICStyles::None);
 312   } else if (isTargetDarwin()) {
 313     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 314       setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 315     else {
 316       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
 317       setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
 318     }
 319   } else if (isTargetELF()) {
 320     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 321   }
 322 }
 323
 324 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 325   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 326 }
 327