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 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  48 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  49 /// context.
  50 unsigned char X86Subtarget::ClassifyBlockAddressReference() const {
  51   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  52     return X86II::MO_GOTOFF;
  53
  54   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  55     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  56
  57   // Direct static reference to label.
  58   return X86II::MO_NO_FLAG;
  59 }
  60
  61 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  62 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  63 /// context.
  64 unsigned char X86Subtarget::
  65 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  66   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  67   // DLLIMPORT stub.
  68   if (GV->hasDLLImportStorageClass())
  69     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  70
  71   // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
  72   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
  73   // load from stub.
  74   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
  75   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
  76     isDecl = true;
  77
  78   // X86-64 in PIC mode.
  79   if (isPICStyleRIPRel()) {
  80     // Large model never uses stubs.
  81     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  82       return X86II::MO_NO_FLAG;
  83
  84     if (isTargetDarwin()) {
  85       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  86       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  87       // translation unit.
  88       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  89           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  90         return X86II::MO_GOTPCREL;
  91     } else if (!isTargetWin64()) {
  92       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  93
  94       // Extra load is needed for all externally visible.
  95       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  96         return X86II::MO_GOTPCREL;
  97     }
  98
  99     return X86II::MO_NO_FLAG;
 100   }
 101
 102   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
 103     // Extra load is needed for all externally visible.
 104     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
 105       return X86II::MO_GOTOFF;
 106     return X86II::MO_GOT;
 107   }
 108
 109   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
 110     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 111     // is relative to the PIC base or not.
 112
 113     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 114     // through a stub.
 115     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 116       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 117
 118     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 119     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 120     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 121       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 122
 123     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 124     // references and external declarations.
 125     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 126       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 127       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 128     }
 129
 130     // Otherwise, no stub.
 131     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 132   }
 133
 134   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 135     // Determine whether we have a stub reference.
 136
 137     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 138     // through a stub.
 139     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 140       return X86II::MO_NO_FLAG;
 141
 142     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 143     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 144     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 145       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 146
 147     // Otherwise, no stub.
 148     return X86II::MO_NO_FLAG;
 149   }
 150
 151   // Direct static reference to global.
 152   return X86II::MO_NO_FLAG;
 153 }
 154
 155
 156 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 157 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 158 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 159 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 160 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 161   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 162   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 163       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 164     return "__bzero";
 165
 166   return nullptr;
 167 }
 168
 169 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
 170   return getTargetTriple().isMacOSX() &&
 171     !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
 172     is64Bit();
 173 }
 174
 175 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 176 /// to immediate address.
 177 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 178   // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
 179   // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
 180   // the following check for Win32 should be removed.
 181   if (In64BitMode || isTargetWin32())
 182     return false;
 183   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 184 }
 185
 186 void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(const MachineFunction *MF) {
 187   AttributeSet FnAttrs = MF->getFunction()->getAttributes();
 188   Attribute CPUAttr =
 189       FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, "target-cpu");
 190   Attribute FSAttr =
 191       FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, "target-features");
 192   std::string CPU =
 193       !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? CPUAttr.getValueAsString() : "";
 194   std::string FS =
 195       !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? FSAttr.getValueAsString() : "";
 196   if (!FS.empty()) {
 197     initializeEnvironment();
 198     resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
 199   }
 200 }
 201
 202 void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 203   std::string CPUName = CPU;
 204   if (CPUName.empty())
 205     CPUName = "generic";
 206
 207   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 208   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 209   std::string FullFS = FS;
 210   if (In64BitMode) {
 211     if (!FullFS.empty())
 212       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 213     else
 214       FullFS = "+64bit,+sse2";
 215   }
 216
 217   // If feature string is not empty, parse features string.
 218   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 219
 220   // Make sure the right MCSchedModel is used.
 221   InitCPUSchedModel(CPUName);
 222
 223   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 224
 225   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 226   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 227   if (In64BitMode)
 228     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 229   else if (In32BitMode)
 230     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 231   else if (In16BitMode)
 232     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 233   else
 234     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 235
 236   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 237                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 238                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 239   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 240          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 241
 242   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 243   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 244   if (StackAlignOverride)
 245     stackAlignment = StackAlignOverride;
 246   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 247            In64BitMode)
 248     stackAlignment = 16;
 249 }
 250
 251 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 252   X86SSELevel = NoMMXSSE;
 253   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 254   HasCMov = false;
 255   HasX86_64 = false;
 256   HasPOPCNT = false;
 257   HasSSE4A = false;
 258   HasAES = false;
 259   HasPCLMUL = false;
 260   HasFMA = false;
 261   HasFMA4 = false;
 262   HasXOP = false;
 263   HasTBM = false;
 264   HasMOVBE = false;
 265   HasRDRAND = false;
 266   HasF16C = false;
 267   HasFSGSBase = false;
 268   HasLZCNT = false;
 269   HasBMI = false;
 270   HasBMI2 = false;
 271   HasRTM = false;
 272   HasHLE = false;
 273   HasERI = false;
 274   HasCDI = false;
 275   HasPFI = false;
 276   HasDQI = false;
 277   HasBWI = false;
 278   HasVLX = false;
 279   HasADX = false;
 280   HasSHA = false;
 281   HasSGX = false;
 282   HasPRFCHW = false;
 283   HasRDSEED = false;
 284   IsBTMemSlow = false;
 285   IsSHLDSlow = false;
 286   IsUAMemFast = false;
 287   HasVectorUAMem = false;
 288   HasCmpxchg16b = false;
 289   UseLeaForSP = false;
 290   HasSlowDivide = false;
 291   PadShortFunctions = false;
 292   CallRegIndirect = false;
 293   LEAUsesAG = false;
 294   SlowLEA = false;
 295   SlowIncDec = false;
 296   stackAlignment = 4;
 297   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 298   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 299 }
 300
 301 static std::string computeDataLayout(const X86Subtarget &ST) {
 302   // X86 is little endian
 303   std::string Ret = "e";
 304
 305   Ret += DataLayout::getManglingComponent(ST.getTargetTriple());
 306   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
 307   if (ST.isTarget64BitILP32() || !ST.is64Bit())
 308     Ret += "-p:32:32";
 309
 310   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
 311   if (ST.is64Bit() || ST.isOSWindows() || ST.isTargetNaCl())
 312     Ret += "-i64:64";
 313   else
 314     Ret += "-f64:32:64";
 315
 316   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
 317   if (ST.isTargetNaCl())
 318     ; // No f80
 319   else if (ST.is64Bit() || ST.isTargetDarwin())
 320     Ret += "-f80:128";
 321   else
 322     Ret += "-f80:32";
 323
 324   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
 325   if (ST.is64Bit())
 326     Ret += "-n8:16:32:64";
 327   else
 328     Ret += "-n8:16:32";
 329
 330   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
 331   if (!ST.is64Bit() && ST.isOSWindows())
 332     Ret += "-S32";
 333   else
 334     Ret += "-S128";
 335
 336   return Ret;
 337 }
 338
 339 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 340                                                             StringRef FS) {
 341   initializeEnvironment();
 342   resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
 343   return *this;
 344 }
 345
 346 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 347                            const std::string &FS, X86TargetMachine &TM,
 348                            unsigned StackAlignOverride)
 349     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 350       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 351       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 352       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 353       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 354                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 355       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 356                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 357       DL(computeDataLayout(*this)), TSInfo(DL),
 358       InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)), TLInfo(TM),
 359       FrameLowering(TargetFrameLowering::StackGrowsDown, getStackAlignment(),
 360                     is64Bit() ? -8 : -4),
 361       JITInfo(hasSSE1()) {
 362   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 363   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
 364     // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
 365     setPICStyle(PICStyles::None);
 366   } else if (is64Bit()) {
 367     // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
 368     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 369   } else if (isTargetCOFF()) {
 370     setPICStyle(PICStyles::None);
 371   } else if (isTargetDarwin()) {
 372     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 373       setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 374     else {
 375       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
 376       setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
 377     }
 378   } else if (isTargetELF()) {
 379     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 380   }
 381 }
 382
 383 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 384   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 385 }
 386