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 "llvm/IR/Attributes.h"
  17 #include "llvm/IR/Function.h"
  18 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  19 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  20 #include "llvm/Support/Debug.h"
  21 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  22 #include "llvm/Support/Host.h"
  23 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  26
  27 #if defined(_MSC_VER)
  28 #include <intrin.h>
  29 #endif
  30
  31 using namespace llvm;
  32
  33 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  34
  35 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  36 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  37 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  38
  39 // Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
  40 // models.
  41 static cl::opt<bool>
  42 X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
  43                cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
  44
  45
  46 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  47 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  48 /// 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 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  61 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  62 /// context.
  63 unsigned char X86Subtarget::
  64 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  65   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  66   // DLLIMPORT stub.
  67   if (GV->hasDLLImportStorageClass())
  68     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  69
  70   // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
  71   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
  72   // load from stub.
  73   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
  74   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
  75     isDecl = true;
  76
  77   // X86-64 in PIC mode.
  78   if (isPICStyleRIPRel()) {
  79     // Large model never uses stubs.
  80     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  81       return X86II::MO_NO_FLAG;
  82
  83     if (isTargetDarwin()) {
  84       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  85       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  86       // translation unit.
  87       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  88           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  89         return X86II::MO_GOTPCREL;
  90     } else if (!isTargetWin64()) {
  91       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  92
  93       // Extra load is needed for all externally visible.
  94       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  95         return X86II::MO_GOTPCREL;
  96     }
  97
  98     return X86II::MO_NO_FLAG;
  99   }
 100
 101   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
 102     // Extra load is needed for all externally visible.
 103     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
 104       return X86II::MO_GOTOFF;
 105     return X86II::MO_GOT;
 106   }
 107
 108   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
 109     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 110     // is relative to the PIC base or not.
 111
 112     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 113     // through a stub.
 114     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 115       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 116
 117     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 118     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 119     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 120       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 121
 122     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 123     // references and external declarations.
 124     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 125       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 126       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 127     }
 128
 129     // Otherwise, no stub.
 130     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 131   }
 132
 133   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 134     // Determine whether we have a stub reference.
 135
 136     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 137     // through a stub.
 138     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 139       return X86II::MO_NO_FLAG;
 140
 141     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 142     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 143     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 144       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 145
 146     // Otherwise, no stub.
 147     return X86II::MO_NO_FLAG;
 148   }
 149
 150   // Direct static reference to global.
 151   return X86II::MO_NO_FLAG;
 152 }
 153
 154
 155 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 156 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 157 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 158 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 159 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 160   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 161   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 162       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 163     return "__bzero";
 164
 165   return nullptr;
 166 }
 167
 168 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
 169   return getTargetTriple().isMacOSX() &&
 170     !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
 171     is64Bit();
 172 }
 173
 174 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 175 /// to immediate address.
 176 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 177   // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
 178   // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
 179   // the following check for Win32 should be removed.
 180   if (In64BitMode || isTargetWin32())
 181     return false;
 182   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 183 }
 184
 185 void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(const MachineFunction *MF) {
 186   AttributeSet FnAttrs = MF->getFunction()->getAttributes();
 187   Attribute CPUAttr =
 188       FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, "target-cpu");
 189   Attribute FSAttr =
 190       FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, "target-features");
 191   std::string CPU =
 192       !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? CPUAttr.getValueAsString() : "";
 193   std::string FS =
 194       !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? FSAttr.getValueAsString() : "";
 195   if (!FS.empty()) {
 196     initializeEnvironment();
 197     resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
 198   }
 199 }
 200
 201 void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 202   std::string CPUName = CPU;
 203   if (CPUName.empty())
 204     CPUName = "generic";
 205
 206   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 207   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 208   std::string FullFS = FS;
 209   if (In64BitMode) {
 210     if (!FullFS.empty())
 211       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 212     else
 213       FullFS = "+64bit,+sse2";
 214   }
 215
 216   // If feature string is not empty, parse features string.
 217   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 218
 219   // Make sure the right MCSchedModel is used.
 220   InitCPUSchedModel(CPUName);
 221
 222   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 223
 224   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 225   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 226   if (In64BitMode)
 227     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 228   else if (In32BitMode)
 229     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 230   else if (In16BitMode)
 231     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 232   else
 233     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 234
 235   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 236                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 237                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 238   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 239          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 240
 241   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 242   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 243   if (StackAlignOverride)
 244     stackAlignment = StackAlignOverride;
 245   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 246            In64BitMode)
 247     stackAlignment = 16;
 248 }
 249
 250 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 251   X86SSELevel = NoMMXSSE;
 252   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 253   HasCMov = false;
 254   HasX86_64 = false;
 255   HasPOPCNT = false;
 256   HasSSE4A = false;
 257   HasAES = false;
 258   HasPCLMUL = false;
 259   HasFMA = false;
 260   HasFMA4 = false;
 261   HasXOP = false;
 262   HasTBM = false;
 263   HasMOVBE = false;
 264   HasRDRAND = false;
 265   HasF16C = false;
 266   HasFSGSBase = false;
 267   HasLZCNT = false;
 268   HasBMI = false;
 269   HasBMI2 = false;
 270   HasRTM = false;
 271   HasHLE = false;
 272   HasERI = false;
 273   HasCDI = false;
 274   HasPFI = false;
 275   HasDQI = false;
 276   HasBWI = false;
 277   HasVLX = false;
 278   HasADX = false;
 279   HasSHA = false;
 280   HasSGX = false;
 281   HasPRFCHW = false;
 282   HasRDSEED = false;
 283   IsBTMemSlow = false;
 284   IsSHLDSlow = false;
 285   IsUAMemFast = false;
 286   HasVectorUAMem = false;
 287   HasCmpxchg16b = false;
 288   UseLeaForSP = false;
 289   HasSlowDivide = false;
 290   PadShortFunctions = false;
 291   CallRegIndirect = false;
 292   LEAUsesAG = false;
 293   SlowLEA = false;
 294   SlowIncDec = false;
 295   stackAlignment = 4;
 296   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 297   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 298 }
 299
 300 static std::string computeDataLayout(const X86Subtarget &ST) {
 301   // X86 is little endian
 302   std::string Ret = "e";
 303
 304   Ret += DataLayout::getManglingComponent(ST.getTargetTriple());
 305   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
 306   if (ST.isTarget64BitILP32() || !ST.is64Bit())
 307     Ret += "-p:32:32";
 308
 309   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
 310   if (ST.is64Bit() || ST.isOSWindows() || ST.isTargetNaCl())
 311     Ret += "-i64:64";
 312   else
 313     Ret += "-f64:32:64";
 314
 315   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
 316   if (ST.isTargetNaCl())
 317     ; // No f80
 318   else if (ST.is64Bit() || ST.isTargetDarwin())
 319     Ret += "-f80:128";
 320   else
 321     Ret += "-f80:32";
 322
 323   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
 324   if (ST.is64Bit())
 325     Ret += "-n8:16:32:64";
 326   else
 327     Ret += "-n8:16:32";
 328
 329   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
 330   if (!ST.is64Bit() && ST.isOSWindows())
 331     Ret += "-S32";
 332   else
 333     Ret += "-S128";
 334
 335   return Ret;
 336 }
 337
 338 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 339                                                             StringRef FS) {
 340   initializeEnvironment();
 341   resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
 342   return *this;
 343 }
 344
 345 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 346                            const std::string &FS, X86TargetMachine &TM,
 347                            unsigned StackAlignOverride)
 348     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 349       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 350       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 351       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 352       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 353                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 354       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 355                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 356       DL(computeDataLayout(*this)), TSInfo(DL),
 357       InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)), TLInfo(TM),
 358       FrameLowering(TargetFrameLowering::StackGrowsDown, getStackAlignment(),
 359                     is64Bit() ? -8 : -4),
 360       JITInfo(hasSSE1()) {}
 361
 362 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 363   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 364 }
 365