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::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 187   std::string CPUName = CPU;
 188   if (CPUName.empty())
 189     CPUName = "generic";
 190
 191   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 192   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 193   std::string FullFS = FS;
 194   if (In64BitMode) {
 195     if (!FullFS.empty())
 196       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 197     else
 198       FullFS = "+64bit,+sse2";
 199   }
 200
 201   // If feature string is not empty, parse features string.
 202   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 203
 204   // Make sure the right MCSchedModel is used.
 205   InitCPUSchedModel(CPUName);
 206
 207   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 208
 209   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 210   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 211   if (In64BitMode)
 212     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 213   else if (In32BitMode)
 214     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 215   else if (In16BitMode)
 216     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 217   else
 218     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 219
 220   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 221                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 222                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 223   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 224          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 225
 226   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 227   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 228   if (StackAlignOverride)
 229     stackAlignment = StackAlignOverride;
 230   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 231            In64BitMode)
 232     stackAlignment = 16;
 233 }
 234
 235 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 236   X86SSELevel = NoMMXSSE;
 237   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 238   HasCMov = false;
 239   HasX86_64 = false;
 240   HasPOPCNT = false;
 241   HasSSE4A = false;
 242   HasAES = false;
 243   HasPCLMUL = false;
 244   HasFMA = false;
 245   HasFMA4 = false;
 246   HasXOP = false;
 247   HasTBM = false;
 248   HasMOVBE = false;
 249   HasRDRAND = false;
 250   HasF16C = false;
 251   HasFSGSBase = false;
 252   HasLZCNT = false;
 253   HasBMI = false;
 254   HasBMI2 = false;
 255   HasRTM = false;
 256   HasHLE = false;
 257   HasERI = false;
 258   HasCDI = false;
 259   HasPFI = false;
 260   HasDQI = false;
 261   HasBWI = false;
 262   HasVLX = false;
 263   HasADX = false;
 264   HasSHA = false;
 265   HasSGX = false;
 266   HasPRFCHW = false;
 267   HasRDSEED = false;
 268   HasSMAP = false;
 269   IsBTMemSlow = false;
 270   IsSHLDSlow = false;
 271   IsUAMemFast = false;
 272   HasVectorUAMem = false;
 273   HasCmpxchg16b = false;
 274   UseLeaForSP = false;
 275   HasSlowDivide = false;
 276   PadShortFunctions = false;
 277   CallRegIndirect = false;
 278   LEAUsesAG = false;
 279   SlowLEA = false;
 280   SlowIncDec = false;
 281   stackAlignment = 4;
 282   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 283   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 284 }
 285
 286 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT) {
 287   // X86 is little endian
 288   std::string Ret = "e";
 289
 290   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
 291   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
 292   if ((TT.isArch64Bit() &&
 293        (TT.getEnvironment() == Triple::GNUX32 || TT.isOSNaCl())) ||
 294       !TT.isArch64Bit())
 295     Ret += "-p:32:32";
 296
 297   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
 298   if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSWindows() || TT.isOSNaCl())
 299     Ret += "-i64:64";
 300   else
 301     Ret += "-f64:32:64";
 302
 303   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
 304   if (TT.isOSNaCl())
 305     ; // No f80
 306   else if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSDarwin())
 307     Ret += "-f80:128";
 308   else
 309     Ret += "-f80:32";
 310
 311   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
 312   if (TT.isArch64Bit())
 313     Ret += "-n8:16:32:64";
 314   else
 315     Ret += "-n8:16:32";
 316
 317   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
 318   if (!TT.isArch64Bit() && TT.isOSWindows())
 319     Ret += "-S32";
 320   else
 321     Ret += "-S128";
 322
 323   return Ret;
 324 }
 325
 326 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 327                                                             StringRef FS) {
 328   initializeEnvironment();
 329   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
 330   return *this;
 331 }
 332
 333 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 334                            const std::string &FS, X86TargetMachine &TM,
 335                            unsigned StackAlignOverride)
 336     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 337       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 338       DL(computeDataLayout(TargetTriple)),
 339       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 340       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 341       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 342                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 343       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 344                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 345       TSInfo(DL), InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)),
 346       TLInfo(TM), FrameLowering(TargetFrameLowering::StackGrowsDown,
 347                                 getStackAlignment(), is64Bit() ? -8 : -4) {
 348   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 349   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
 350     // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
 351     setPICStyle(PICStyles::None);
 352   } else if (is64Bit()) {
 353     // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
 354     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 355   } else if (isTargetCOFF()) {
 356     setPICStyle(PICStyles::None);
 357   } else if (isTargetDarwin()) {
 358     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 359       setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 360     else {
 361       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
 362       setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
 363     }
 364   } else if (isTargetELF()) {
 365     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 366   }
 367 }
 368
 369 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 370   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 371 }
 372