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/raw_ostream.h"
  20 #include "llvm/Support/Host.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  23
  24 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  25 #define GET_SUBTARGETINFO_MC_DESC
  26 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  27 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  28
  29 using namespace llvm;
  30
  31 #if defined(_MSC_VER)
  32 #include <intrin.h>
  33 #endif
  34
  35 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  36 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  37 /// context.
  38 unsigned char X86Subtarget::
  39 ClassifyBlockAddressReference() const {
  40   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  41     return X86II::MO_GOTOFF;
  42
  43   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  44     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  45
  46   // Direct static reference to label.
  47   return X86II::MO_NO_FLAG;
  48 }
  49
  50 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  51 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  52 /// context.
  53 unsigned char X86Subtarget::
  54 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  55   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  56   // DLLIMPORT stub.
  57   if (GV->hasDLLImportLinkage())
  58     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  59
  60   // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
  61   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
  62   // load from stub.
  63   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
  64   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
  65     isDecl = true;
  66
  67   // X86-64 in PIC mode.
  68   if (isPICStyleRIPRel()) {
  69     // Large model never uses stubs.
  70     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  71       return X86II::MO_NO_FLAG;
  72
  73     if (isTargetDarwin()) {
  74       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  75       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  76       // translation unit.
  77       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  78           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  79         return X86II::MO_GOTPCREL;
  80     } else if (!isTargetWin64()) {
  81       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  82
  83       // Extra load is needed for all externally visible.
  84       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  85         return X86II::MO_GOTPCREL;
  86     }
  87
  88     return X86II::MO_NO_FLAG;
  89   }
  90
  91   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
  92     // Extra load is needed for all externally visible.
  93     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  94       return X86II::MO_GOTOFF;
  95     return X86II::MO_GOT;
  96   }
  97
  98   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
  99     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 100     // is relative to the PIC base or not.
 101
 102     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 103     // through a stub.
 104     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 105       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 106
 107     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 108     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 109     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 110       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 111
 112     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 113     // references and external declarations.
 114     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 115       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 116       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 117     }
 118
 119     // Otherwise, no stub.
 120     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 121   }
 122
 123   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 124     // Determine whether we have a stub reference.
 125
 126     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 127     // through a stub.
 128     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 129       return X86II::MO_NO_FLAG;
 130
 131     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 132     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 133     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 134       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 135
 136     // Otherwise, no stub.
 137     return X86II::MO_NO_FLAG;
 138   }
 139
 140   // Direct static reference to global.
 141   return X86II::MO_NO_FLAG;
 142 }
 143
 144
 145 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 146 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 147 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 148 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 149 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 150   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 151   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 152       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 153     return "__bzero";
 154
 155   return 0;
 156 }
 157
 158 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 159 /// to immediate address.
 160 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 161   if (In64BitMode)
 162     return false;
 163   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 164 }
 165
 166 /// getSpecialAddressLatency - For targets where it is beneficial to
 167 /// backschedule instructions that compute addresses, return a value
 168 /// indicating the number of scheduling cycles of backscheduling that
 169 /// should be attempted.
 170 unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
 171   // For x86 out-of-order targets, back-schedule address computations so
 172   // that loads and stores aren't blocked.
 173   // This value was chosen arbitrarily.
 174   return 200;
 175 }
 176
 177 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 178   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 179   union {
 180     unsigned u[3];
 181     char     c[12];
 182   } text;
 183
 184   if (X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
 185     return;
 186
 187   X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 188
 189   if ((EDX >> 15) & 1) HasCMov = true;
 190   if ((EDX >> 23) & 1) X86SSELevel = MMX;
 191   if ((EDX >> 25) & 1) X86SSELevel = SSE1;
 192   if ((EDX >> 26) & 1) X86SSELevel = SSE2;
 193   if (ECX & 0x1)       X86SSELevel = SSE3;
 194   if ((ECX >> 9)  & 1) X86SSELevel = SSSE3;
 195   if ((ECX >> 19) & 1) X86SSELevel = SSE41;
 196   if ((ECX >> 20) & 1) X86SSELevel = SSE42;
 197   // FIXME: AVX codegen support is not ready.
 198   //if ((ECX >> 28) & 1) { HasAVX = true; X86SSELevel = NoMMXSSE; }
 199
 200   bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
 201   bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
 202
 203   HasCLMUL = IsIntel && ((ECX >> 1) & 0x1);
 204   HasFMA3  = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);
 205   HasPOPCNT = IsIntel && ((ECX >> 23) & 0x1);
 206   HasAES   = IsIntel && ((ECX >> 25) & 0x1);
 207
 208   if (IsIntel || IsAMD) {
 209     // Determine if bit test memory instructions are slow.
 210     unsigned Family = 0;
 211     unsigned Model  = 0;
 212     X86_MC::DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
 213     IsBTMemSlow = IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13);
 214     // If it's Nehalem, unaligned memory access is fast.
 215     if (Family == 15 && Model == 26)
 216       IsUAMemFast = true;
 217
 218     X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 219     HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
 220     HasSSE4A = IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1);
 221     HasFMA4 = IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1);
 222   }
 223 }
 224
 225 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 226                            const std::string &FS,
 227                            unsigned StackAlignOverride)
 228   : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
 229   , PICStyle(PICStyles::None)
 230   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
 231   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
 232   , HasCMov(false)
 233   , HasX86_64(false)
 234   , HasPOPCNT(false)
 235   , HasSSE4A(false)
 236   , HasAVX(false)
 237   , HasAES(false)
 238   , HasCLMUL(false)
 239   , HasFMA3(false)
 240   , HasFMA4(false)
 241   , IsBTMemSlow(false)
 242   , IsUAMemFast(false)
 243   , HasVectorUAMem(false)
 244   , stackAlignment(8)
 245   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 246   , MaxInlineSizeThreshold(128)
 247   , TargetTriple(TT)
 248   , In64BitMode(false) {
 249   // Insert the architecture feature derived from the target triple into the
 250   // feature string. This is important for setting features that are implied
 251   // based on the architecture version.
 252   std::string ArchFS = X86_MC::ParseX86Triple(TT);
 253   if (!FS.empty()) {
 254     if (!ArchFS.empty())
 255       ArchFS = ArchFS + "," + FS;
 256     else
 257       ArchFS = FS;
 258   }
 259
 260   std::string CPUName = CPU;
 261   if (CPUName.empty())
 262     CPUName = sys::getHostCPUName();
 263
 264   // Determine default and user specified characteristics
 265   if (!CPUName.empty() || !ArchFS.empty()) {
 266     // If feature string is not empty, parse features string.
 267     ParseSubtargetFeatures(CPUName, ArchFS);
 268     // All X86-64 CPUs also have SSE2, however user might request no SSE via
 269     // -mattr, so don't force SSELevel here.
 270     if (HasAVX)
 271       X86SSELevel = NoMMXSSE;
 272   } else {
 273     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
 274     AutoDetectSubtargetFeatures();
 275
 276     // If CPU is 64-bit capable, default to 64-bit mode if not specified.
 277     In64BitMode = HasX86_64;
 278
 279     // Make sure SSE2 is enabled; it is available on all X86-64 CPUs.
 280     if (In64BitMode && !HasAVX && X86SSELevel < SSE2)
 281       X86SSELevel = SSE2;
 282   }
 283
 284   // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit features
 285   // are enabled.
 286   // FIXME: Remove this feature since it's not actually being used.
 287   if (In64BitMode) {
 288     HasX86_64 = true;
 289
 290     // All 64-bit cpus have cmov support.
 291     HasCMov = true;
 292   }
 293
 294   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 295                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 296                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 297   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 298          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 299
 300   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, FreeBSD, Linux and Solaris (both
 301   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 302   if (StackAlignOverride)
 303     stackAlignment = StackAlignOverride;
 304   else if (isTargetDarwin() || isTargetFreeBSD() || isTargetLinux() ||
 305            isTargetSolaris() || In64BitMode)
 306     stackAlignment = 16;
 307 }