lib/Target/X86/X86Subtarget.h

   1 //===-- X86Subtarget.h - Define Subtarget for the X86 ----------*- C++ -*--===//
   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 declares the X86 specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #ifndef X86SUBTARGET_H
  15 #define X86SUBTARGET_H
  16
  17 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  18 #include "llvm/IR/CallingConv.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetSubtargetInfo.h"
  20 #include <string>
  21
  22 #define GET_SUBTARGETINFO_HEADER
  23 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  24
  25 namespace llvm {
  26 class GlobalValue;
  27 class StringRef;
  28 class TargetMachine;
  29
  30 /// PICStyles - The X86 backend supports a number of different styles of PIC.
  31 ///
  32 namespace PICStyles {
  33 enum Style {
  34   StubPIC,          // Used on i386-darwin in -fPIC mode.
  35   StubDynamicNoPIC, // Used on i386-darwin in -mdynamic-no-pic mode.
  36   GOT,              // Used on many 32-bit unices in -fPIC mode.
  37   RIPRel,           // Used on X86-64 when not in -static mode.
  38   None              // Set when in -static mode (not PIC or DynamicNoPIC mode).
  39 };
  40 }
  41
  42 class X86Subtarget : public X86GenSubtargetInfo {
  43 protected:
  44   enum X86SSEEnum {
  45     NoMMXSSE, MMX, SSE1, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE41, SSE42, AVX, AVX2, AVX512F
  46   };
  47
  48   enum X863DNowEnum {
  49     NoThreeDNow, ThreeDNow, ThreeDNowA
  50   };
  51
  52   enum X86ProcFamilyEnum {
  53     Others, IntelAtom, IntelSLM
  54   };
  55
  56   /// X86ProcFamily - X86 processor family: Intel Atom, and others
  57   X86ProcFamilyEnum X86ProcFamily;
  58
  59   /// PICStyle - Which PIC style to use
  60   ///
  61   PICStyles::Style PICStyle;
  62
  63   /// X86SSELevel - MMX, SSE1, SSE2, SSE3, SSSE3, SSE41, SSE42, or
  64   /// none supported.
  65   X86SSEEnum X86SSELevel;
  66
  67   /// X863DNowLevel - 3DNow or 3DNow Athlon, or none supported.
  68   ///
  69   X863DNowEnum X863DNowLevel;
  70
  71   /// HasCMov - True if this processor has conditional move instructions
  72   /// (generally pentium pro+).
  73   bool HasCMov;
  74
  75   /// HasX86_64 - True if the processor supports X86-64 instructions.
  76   ///
  77   bool HasX86_64;
  78
  79   /// HasPOPCNT - True if the processor supports POPCNT.
  80   bool HasPOPCNT;
  81
  82   /// HasSSE4A - True if the processor supports SSE4A instructions.
  83   bool HasSSE4A;
  84
  85   /// HasAES - Target has AES instructions
  86   bool HasAES;
  87
  88   /// HasPCLMUL - Target has carry-less multiplication
  89   bool HasPCLMUL;
  90
  91   /// HasFMA - Target has 3-operand fused multiply-add
  92   bool HasFMA;
  93
  94   /// HasFMA4 - Target has 4-operand fused multiply-add
  95   bool HasFMA4;
  96
  97   /// HasXOP - Target has XOP instructions
  98   bool HasXOP;
  99
 100   /// HasTBM - Target has TBM instructions.
 101   bool HasTBM;
 102
 103   /// HasMOVBE - True if the processor has the MOVBE instruction.
 104   bool HasMOVBE;
 105
 106   /// HasRDRAND - True if the processor has the RDRAND instruction.
 107   bool HasRDRAND;
 108
 109   /// HasF16C - Processor has 16-bit floating point conversion instructions.
 110   bool HasF16C;
 111
 112   /// HasFSGSBase - Processor has FS/GS base insturctions.
 113   bool HasFSGSBase;
 114
 115   /// HasLZCNT - Processor has LZCNT instruction.
 116   bool HasLZCNT;
 117
 118   /// HasBMI - Processor has BMI1 instructions.
 119   bool HasBMI;
 120
 121   /// HasBMI2 - Processor has BMI2 instructions.
 122   bool HasBMI2;
 123
 124   /// HasRTM - Processor has RTM instructions.
 125   bool HasRTM;
 126
 127   /// HasHLE - Processor has HLE.
 128   bool HasHLE;
 129
 130   /// HasADX - Processor has ADX instructions.
 131   bool HasADX;
 132
 133   /// HasSHA - Processor has SHA instructions.
 134   bool HasSHA;
 135
 136   /// HasPRFCHW - Processor has PRFCHW instructions.
 137   bool HasPRFCHW;
 138
 139   /// HasRDSEED - Processor has RDSEED instructions.
 140   bool HasRDSEED;
 141
 142   /// IsBTMemSlow - True if BT (bit test) of memory instructions are slow.
 143   bool IsBTMemSlow;
 144
 145   /// IsSHLDSlow - True if SHLD instructions are slow.
 146   bool IsSHLDSlow;
 147
 148   /// IsUAMemFast - True if unaligned memory access is fast.
 149   bool IsUAMemFast;
 150
 151   /// HasVectorUAMem - True if SIMD operations can have unaligned memory
 152   /// operands. This may require setting a feature bit in the processor.
 153   bool HasVectorUAMem;
 154
 155   /// HasCmpxchg16b - True if this processor has the CMPXCHG16B instruction;
 156   /// this is true for most x86-64 chips, but not the first AMD chips.
 157   bool HasCmpxchg16b;
 158
 159   /// UseLeaForSP - True if the LEA instruction should be used for adjusting
 160   /// the stack pointer. This is an optimization for Intel Atom processors.
 161   bool UseLeaForSP;
 162
 163   /// HasSlowDivide - True if smaller divides are significantly faster than
 164   /// full divides and should be used when possible.
 165   bool HasSlowDivide;
 166
 167   /// PostRAScheduler - True if using post-register-allocation scheduler.
 168   bool PostRAScheduler;
 169
 170   /// PadShortFunctions - True if the short functions should be padded to prevent
 171   /// a stall when returning too early.
 172   bool PadShortFunctions;
 173
 174   /// CallRegIndirect - True if the Calls with memory reference should be converted
 175   /// to a register-based indirect call.
 176   bool CallRegIndirect;
 177   /// LEAUsesAG - True if the LEA instruction inputs have to be ready at
 178   ///             address generation (AG) time.
 179   bool LEAUsesAG;
 180
 181   /// Processor has AVX-512 PreFetch Instructions
 182   bool HasPFI;
 183
 184   /// Processor has AVX-512 Exponential and Reciprocal Instructions
 185   bool HasERI;
 186
 187   /// Processor has AVX-512 Conflict Detection Instructions
 188   bool HasCDI;
 189
 190   /// stackAlignment - The minimum alignment known to hold of the stack frame on
 191   /// entry to the function and which must be maintained by every function.
 192   unsigned stackAlignment;
 193
 194   /// Max. memset / memcpy size that is turned into rep/movs, rep/stos ops.
 195   ///
 196   unsigned MaxInlineSizeThreshold;
 197
 198   /// TargetTriple - What processor and OS we're targeting.
 199   Triple TargetTriple;
 200
 201   /// Instruction itineraries for scheduling
 202   InstrItineraryData InstrItins;
 203
 204 private:
 205   /// StackAlignOverride - Override the stack alignment.
 206   unsigned StackAlignOverride;
 207
 208   /// In64BitMode - True if compiling for 64-bit, false for 16-bit or 32-bit.
 209   bool In64BitMode;
 210
 211   /// In32BitMode - True if compiling for 32-bit, false for 16-bit or 64-bit.
 212   bool In32BitMode;
 213
 214   /// In16BitMode - True if compiling for 16-bit, false for 32-bit or 64-bit.
 215   bool In16BitMode;
 216
 217 public:
 218   /// This constructor initializes the data members to match that
 219   /// of the specified triple.
 220   ///
 221   X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 222                const std::string &FS,
 223                unsigned StackAlignOverride);
 224
 225   /// getStackAlignment - Returns the minimum alignment known to hold of the
 226   /// stack frame on entry to the function and which must be maintained by every
 227   /// function for this subtarget.
 228   unsigned getStackAlignment() const { return stackAlignment; }
 229
 230   /// getMaxInlineSizeThreshold - Returns the maximum memset / memcpy size
 231   /// that still makes it profitable to inline the call.
 232   unsigned getMaxInlineSizeThreshold() const { return MaxInlineSizeThreshold; }
 233
 234   /// ParseSubtargetFeatures - Parses features string setting specified
 235   /// subtarget options.  Definition of function is auto generated by tblgen.
 236   void ParseSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 237
 238   /// AutoDetectSubtargetFeatures - Auto-detect CPU features using CPUID
 239   /// instruction.
 240   void AutoDetectSubtargetFeatures();
 241
 242   /// \brief Reset the features for the X86 target.
 243   void resetSubtargetFeatures(const MachineFunction *MF) override;
 244 private:
 245   void initializeEnvironment();
 246   void resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS);
 247 public:
 248   /// Is this x86_64? (disregarding specific ABI / programming model)
 249   bool is64Bit() const {
 250     return In64BitMode;
 251   }
 252
 253   bool is32Bit() const {
 254     return In32BitMode;
 255   }
 256
 257   bool is16Bit() const {
 258     return In16BitMode;
 259   }
 260
 261   /// Is this x86_64 with the ILP32 programming model (x32 ABI)?
 262   bool isTarget64BitILP32() const {
 263     return In64BitMode && (TargetTriple.getEnvironment() == Triple::GNUX32 ||
 264                            TargetTriple.getOS() == Triple::NaCl);
 265   }
 266
 267   /// Is this x86_64 with the LP64 programming model (standard AMD64, no x32)?
 268   bool isTarget64BitLP64() const {
 269     return In64BitMode && (TargetTriple.getEnvironment() != Triple::GNUX32);
 270   }
 271
 272   PICStyles::Style getPICStyle() const { return PICStyle; }
 273   void setPICStyle(PICStyles::Style Style)  { PICStyle = Style; }
 274
 275   bool hasCMov() const { return HasCMov; }
 276   bool hasMMX() const { return X86SSELevel >= MMX; }
 277   bool hasSSE1() const { return X86SSELevel >= SSE1; }
 278   bool hasSSE2() const { return X86SSELevel >= SSE2; }
 279   bool hasSSE3() const { return X86SSELevel >= SSE3; }
 280   bool hasSSSE3() const { return X86SSELevel >= SSSE3; }
 281   bool hasSSE41() const { return X86SSELevel >= SSE41; }
 282   bool hasSSE42() const { return X86SSELevel >= SSE42; }
 283   bool hasAVX() const { return X86SSELevel >= AVX; }
 284   bool hasAVX2() const { return X86SSELevel >= AVX2; }
 285   bool hasAVX512() const { return X86SSELevel >= AVX512F; }
 286   bool hasFp256() const { return hasAVX(); }
 287   bool hasInt256() const { return hasAVX2(); }
 288   bool hasSSE4A() const { return HasSSE4A; }
 289   bool has3DNow() const { return X863DNowLevel >= ThreeDNow; }
 290   bool has3DNowA() const { return X863DNowLevel >= ThreeDNowA; }
 291   bool hasPOPCNT() const { return HasPOPCNT; }
 292   bool hasAES() const { return HasAES; }
 293   bool hasPCLMUL() const { return HasPCLMUL; }
 294   bool hasFMA() const { return HasFMA; }
 295   // FIXME: Favor FMA when both are enabled. Is this the right thing to do?
 296   bool hasFMA4() const { return HasFMA4 && !HasFMA; }
 297   bool hasXOP() const { return HasXOP; }
 298   bool hasTBM() const { return HasTBM; }
 299   bool hasMOVBE() const { return HasMOVBE; }
 300   bool hasRDRAND() const { return HasRDRAND; }
 301   bool hasF16C() const { return HasF16C; }
 302   bool hasFSGSBase() const { return HasFSGSBase; }
 303   bool hasLZCNT() const { return HasLZCNT; }
 304   bool hasBMI() const { return HasBMI; }
 305   bool hasBMI2() const { return HasBMI2; }
 306   bool hasRTM() const { return HasRTM; }
 307   bool hasHLE() const { return HasHLE; }
 308   bool hasADX() const { return HasADX; }
 309   bool hasSHA() const { return HasSHA; }
 310   bool hasPRFCHW() const { return HasPRFCHW; }
 311   bool hasRDSEED() const { return HasRDSEED; }
 312   bool isBTMemSlow() const { return IsBTMemSlow; }
 313   bool isSHLDSlow() const { return IsSHLDSlow; }
 314   bool isUnalignedMemAccessFast() const { return IsUAMemFast; }
 315   bool hasVectorUAMem() const { return HasVectorUAMem; }
 316   bool hasCmpxchg16b() const { return HasCmpxchg16b; }
 317   bool useLeaForSP() const { return UseLeaForSP; }
 318   bool hasSlowDivide() const { return HasSlowDivide; }
 319   bool padShortFunctions() const { return PadShortFunctions; }
 320   bool callRegIndirect() const { return CallRegIndirect; }
 321   bool LEAusesAG() const { return LEAUsesAG; }
 322   bool hasCDI() const { return HasCDI; }
 323   bool hasPFI() const { return HasPFI; }
 324   bool hasERI() const { return HasERI; }
 325
 326   bool isAtom() const { return X86ProcFamily == IntelAtom; }
 327
 328   const Triple &getTargetTriple() const { return TargetTriple; }
 329
 330   bool isTargetDarwin() const { return TargetTriple.isOSDarwin(); }
 331   bool isTargetFreeBSD() const {
 332     return TargetTriple.getOS() == Triple::FreeBSD;
 333   }
 334   bool isTargetSolaris() const {
 335     return TargetTriple.getOS() == Triple::Solaris;
 336   }
 337
 338   bool isTargetELF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatELF(); }
 339   bool isTargetCOFF() const { return TargetTriple.isOSBinFormatCOFF(); }
 340   bool isTargetMacho() const { return TargetTriple.isOSBinFormatMachO(); }
 341
 342   bool isTargetLinux() const { return TargetTriple.isOSLinux(); }
 343   bool isTargetNaCl() const { return TargetTriple.isOSNaCl(); }
 344   bool isTargetNaCl32() const { return isTargetNaCl() && !is64Bit(); }
 345   bool isTargetNaCl64() const { return isTargetNaCl() && is64Bit(); }
 346   bool isTargetWindows() const {
 347     return TargetTriple.isKnownWindowsMSVCEnvironment();
 348   }
 349   bool isTargetMingw() const { return TargetTriple.isWindowsGNUEnvironment(); }
 350   bool isTargetCygwin() const {
 351     return TargetTriple.isWindowsCygwinEnvironment();
 352   }
 353   bool isTargetCygMing() const { return TargetTriple.isOSCygMing(); }
 354
 355   bool isOSWindows() const { return TargetTriple.isOSWindows(); }
 356
 357   bool isTargetWin64() const {
 358     return In64BitMode && TargetTriple.isOSWindows();
 359   }
 360
 361   bool isTargetWin32() const {
 362     return !In64BitMode && (isTargetCygMing() || isTargetWindows());
 363   }
 364
 365   bool isPICStyleSet() const { return PICStyle != PICStyles::None; }
 366   bool isPICStyleGOT() const { return PICStyle == PICStyles::GOT; }
 367   bool isPICStyleRIPRel() const { return PICStyle == PICStyles::RIPRel; }
 368
 369   bool isPICStyleStubPIC() const {
 370     return PICStyle == PICStyles::StubPIC;
 371   }
 372
 373   bool isPICStyleStubNoDynamic() const {
 374     return PICStyle == PICStyles::StubDynamicNoPIC;
 375   }
 376   bool isPICStyleStubAny() const {
 377     return PICStyle == PICStyles::StubDynamicNoPIC ||
 378            PICStyle == PICStyles::StubPIC;
 379   }
 380
 381   bool isCallingConvWin64(CallingConv::ID CC) const {
 382     return (isTargetWin64() && CC != CallingConv::X86_64_SysV) ||
 383            CC == CallingConv::X86_64_Win64;
 384   }
 385
 386   /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
 387   /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
 388   /// context.
 389   unsigned char ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV,
 390                                         const TargetMachine &TM)const;
 391
 392   /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
 393   /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
 394   /// context.
 395   unsigned char ClassifyBlockAddressReference() const;
 396
 397   /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 398   /// to immediate address.
 399   bool IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const;
 400
 401   /// This function returns the name of a function which has an interface
 402   /// like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 403   /// the current subtarget and it is considered prefereable over
 404   /// memset with zero passed as the second argument. Otherwise it
 405   /// returns null.
 406   const char *getBZeroEntry() const;
 407
 408   /// This function returns true if the target has sincos() routine in its
 409   /// compiler runtime or math libraries.
 410   bool hasSinCos() const;
 411
 412   /// Enable the MachineScheduler pass for all X86 subtargets.
 413   bool enableMachineScheduler() const override { return true; }
 414
 415   /// enablePostRAScheduler - run for Atom optimization.
 416   bool enablePostRAScheduler(CodeGenOpt::Level OptLevel,
 417                              TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode& Mode,
 418                              RegClassVector& CriticalPathRCs) const override;
 419
 420   bool postRAScheduler() const { return PostRAScheduler; }
 421
 422   /// getInstrItins = Return the instruction itineraries based on the
 423   /// subtarget selection.
 424   const InstrItineraryData &getInstrItineraryData() const { return InstrItins; }
 425 };
 426
 427 } // End llvm namespace
 428
 429 #endif