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   // LAHF/SAHF are always supported in non-64-bit mode.
 193   if (!In64BitMode) {
 194     if (!FullFS.empty())
 195       FullFS = "+sahf," + FullFS;
 196     else
 197       FullFS = "+sahf";
 198   }
 199
 200
 201   // Parse features string and set the CPU.
 202   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 203
 204   // All CPUs that implement SSE4.2 or SSE4A support unaligned accesses of
 205   // 16-bytes and under that are reasonably fast. These features were
 206   // introduced with Intel's Nehalem/Silvermont and AMD's Family10h
 207   // micro-architectures respectively.
 208   if (hasSSE42() || hasSSE4A())
 209     IsUAMem16Slow = false;
 210
 211   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 212
 213   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 214   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 215   if (In64BitMode)
 216     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 217   else if (In32BitMode)
 218     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 219   else if (In16BitMode)
 220     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 221   else
 222     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 223
 224   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 225                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 226                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 227   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 228          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 229
 230   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 231   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 232   if (StackAlignOverride)
 233     stackAlignment = StackAlignOverride;
 234   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 235            In64BitMode)
 236     stackAlignment = 16;
 237 }
 238
 239 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 240   X86SSELevel = NoSSE;
 241   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 242   HasCMov = false;
 243   HasX86_64 = false;
 244   HasPOPCNT = false;
 245   HasSSE4A = false;
 246   HasAES = false;
 247   HasFXSR = false;
 248   HasXSAVE = false;
 249   HasXSAVEOPT = false;
 250   HasXSAVEC = false;
 251   HasXSAVES = false;
 252   HasPCLMUL = false;
 253   HasFMA = false;
 254   HasFMA4 = false;
 255   HasXOP = false;
 256   HasTBM = false;
 257   HasMOVBE = false;
 258   HasRDRAND = false;
 259   HasF16C = false;
 260   HasFSGSBase = false;
 261   HasLZCNT = false;
 262   HasBMI = false;
 263   HasBMI2 = false;
 264   HasRTM = false;
 265   HasHLE = false;
 266   HasERI = false;
 267   HasCDI = false;
 268   HasPFI = false;
 269   HasDQI = false;
 270   HasBWI = false;
 271   HasVLX = false;
 272   HasADX = false;
 273   HasSHA = false;
 274   HasPRFCHW = false;
 275   HasRDSEED = false;
 276   HasLAHFSAHF = false;
 277   HasMPX = false;
 278   IsBTMemSlow = false;
 279   IsSHLDSlow = false;
 280   IsUAMem16Slow = false;
 281   IsUAMem32Slow = false;
 282   HasSSEUnalignedMem = false;
 283   HasCmpxchg16b = false;
 284   UseLeaForSP = false;
 285   HasSlowDivide32 = false;
 286   HasSlowDivide64 = false;
 287   PadShortFunctions = false;
 288   CallRegIndirect = false;
 289   LEAUsesAG = false;
 290   SlowLEA = false;
 291   SlowIncDec = false;
 292   stackAlignment = 4;
 293   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 294   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 295   UseSoftFloat = false;
 296 }
 297
 298 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 299                                                             StringRef FS) {
 300   initializeEnvironment();
 301   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
 302   return *this;
 303 }
 304
 305 X86Subtarget::X86Subtarget(const Triple &TT, const std::string &CPU,
 306                            const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
 307                            unsigned StackAlignOverride)
 308     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 309       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 310       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 311       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 312       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 313                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 314       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 315                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 316       TSInfo(), InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)),
 317       TLInfo(TM, *this), FrameLowering(*this, getStackAlignment()) {
 318   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 319   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
 320     // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
 321     setPICStyle(PICStyles::None);
 322   } else if (is64Bit()) {
 323     // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
 324     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 325   } else if (isTargetCOFF()) {
 326     setPICStyle(PICStyles::None);
 327   } else if (isTargetDarwin()) {
 328     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 329       setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 330     else {
 331       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
 332       setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
 333     }
 334   } else if (isTargetELF()) {
 335     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 336   }
 337 }
 338
 339 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 340   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 341 }
 342