lib/Target/X86/X86TargetMachine.cpp

   1 //===-- X86TargetMachine.cpp - Define TargetMachine for the X86 -----------===//
   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 defines the X86 specific subclass of TargetMachine.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86TargetMachine.h"
  15 #include "X86.h"
  16 #include "X86TargetObjectFile.h"
  17 #include "X86TargetTransformInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  19 #include "llvm/IR/Function.h"
  20 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
  21 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  22 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  23 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  25 using namespace llvm;
  26
  27 extern "C" void LLVMInitializeX86Target() {
  28   // Register the target.
  29   RegisterTargetMachine<X86TargetMachine> X(TheX86_32Target);
  30   RegisterTargetMachine<X86TargetMachine> Y(TheX86_64Target);
  31 }
  32
  33 static std::unique_ptr<TargetLoweringObjectFile> createTLOF(const Triple &TT) {
  34   if (TT.isOSBinFormatMachO()) {
  35     if (TT.getArch() == Triple::x86_64)
  36       return make_unique<X86_64MachoTargetObjectFile>();
  37     return make_unique<TargetLoweringObjectFileMachO>();
  38   }
  39
  40   if (TT.isOSLinux() || TT.isOSNaCl())
  41     return make_unique<X86LinuxNaClTargetObjectFile>();
  42   if (TT.isOSBinFormatELF())
  43     return make_unique<X86ELFTargetObjectFile>();
  44   if (TT.isKnownWindowsMSVCEnvironment())
  45     return make_unique<X86WindowsTargetObjectFile>();
  46   if (TT.isOSBinFormatCOFF())
  47     return make_unique<TargetLoweringObjectFileCOFF>();
  48   llvm_unreachable("unknown subtarget type");
  49 }
  50
  51 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT) {
  52   // X86 is little endian
  53   std::string Ret = "e";
  54
  55   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
  56   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
  57   if ((TT.isArch64Bit() &&
  58        (TT.getEnvironment() == Triple::GNUX32 || TT.isOSNaCl())) ||
  59       !TT.isArch64Bit())
  60     Ret += "-p:32:32";
  61
  62   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
  63   if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSWindows() || TT.isOSNaCl())
  64     Ret += "-i64:64";
  65   else
  66     Ret += "-f64:32:64";
  67
  68   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
  69   if (TT.isOSNaCl())
  70     ; // No f80
  71   else if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSDarwin())
  72     Ret += "-f80:128";
  73   else
  74     Ret += "-f80:32";
  75
  76   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
  77   if (TT.isArch64Bit())
  78     Ret += "-n8:16:32:64";
  79   else
  80     Ret += "-n8:16:32";
  81
  82   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
  83   if (!TT.isArch64Bit() && TT.isOSWindows())
  84     Ret += "-S32";
  85   else
  86     Ret += "-S128";
  87
  88   return Ret;
  89 }
  90
  91 /// X86TargetMachine ctor - Create an X86 target.
  92 ///
  93 X86TargetMachine::X86TargetMachine(const Target &T, StringRef TT, StringRef CPU,
  94                                    StringRef FS, const TargetOptions &Options,
  95                                    Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
  96                                    CodeGenOpt::Level OL)
  97     : LLVMTargetMachine(T, TT, CPU, FS, Options, RM, CM, OL),
  98       TLOF(createTLOF(Triple(getTargetTriple()))),
  99       DL(computeDataLayout(Triple(TT))),
 100       Subtarget(TT, CPU, FS, *this, Options.StackAlignmentOverride) {
 101   // default to hard float ABI
 102   if (Options.FloatABIType == FloatABI::Default)
 103     this->Options.FloatABIType = FloatABI::Hard;
 104
 105   // Windows stack unwinder gets confused when execution flow "falls through"
 106   // after a call to 'noreturn' function.
 107   // To prevent that, we emit a trap for 'unreachable' IR instructions.
 108   // (which on X86, happens to be the 'ud2' instruction)
 109   if (Subtarget.isTargetWin64())
 110     this->Options.TrapUnreachable = true;
 111
 112   initAsmInfo();
 113 }
 114
 115 X86TargetMachine::~X86TargetMachine() {}
 116
 117 const X86Subtarget *
 118 X86TargetMachine::getSubtargetImpl(const Function &F) const {
 119   Attribute CPUAttr = F.getFnAttribute("target-cpu");
 120   Attribute FSAttr = F.getFnAttribute("target-features");
 121
 122   std::string CPU = !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 123                         ? CPUAttr.getValueAsString().str()
 124                         : TargetCPU;
 125   std::string FS = !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 126                        ? FSAttr.getValueAsString().str()
 127                        : TargetFS;
 128
 129   // FIXME: This is related to the code below to reset the target options,
 130   // we need to know whether or not the soft float flag is set on the
 131   // function before we can generate a subtarget. We also need to use
 132   // it as a key for the subtarget since that can be the only difference
 133   // between two functions.
 134   Attribute SFAttr = F.getFnAttribute("use-soft-float");
 135   bool SoftFloat = !SFAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 136                        ? SFAttr.getValueAsString() == "true"
 137                        : Options.UseSoftFloat;
 138
 139   auto &I = SubtargetMap[CPU + FS + (SoftFloat ? "use-soft-float=true"
 140                                                : "use-soft-float=false")];
 141   if (!I) {
 142     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
 143     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
 144     // function that reside in TargetOptions.
 145     resetTargetOptions(F);
 146     I = llvm::make_unique<X86Subtarget>(TargetTriple, CPU, FS, *this,
 147                                         Options.StackAlignmentOverride);
 148   }
 149   return I.get();
 150 }
 151
 152 //===----------------------------------------------------------------------===//
 153 // Command line options for x86
 154 //===----------------------------------------------------------------------===//
 155 static cl::opt<bool>
 156 UseVZeroUpper("x86-use-vzeroupper", cl::Hidden,
 157   cl::desc("Minimize AVX to SSE transition penalty"),
 158   cl::init(true));
 159
 160 //===----------------------------------------------------------------------===//
 161 // X86 TTI query.
 162 //===----------------------------------------------------------------------===//
 163
 164 TargetIRAnalysis X86TargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
 165   return TargetIRAnalysis(
 166       [this](Function &F) { return TargetTransformInfo(X86TTIImpl(this, F)); });
 167 }
 168
 169
 170 //===----------------------------------------------------------------------===//
 171 // Pass Pipeline Configuration
 172 //===----------------------------------------------------------------------===//
 173
 174 namespace {
 175 /// X86 Code Generator Pass Configuration Options.
 176 class X86PassConfig : public TargetPassConfig {
 177 public:
 178   X86PassConfig(X86TargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
 179     : TargetPassConfig(TM, PM) {}
 180
 181   X86TargetMachine &getX86TargetMachine() const {
 182     return getTM<X86TargetMachine>();
 183   }
 184
 185   void addIRPasses() override;
 186   bool addInstSelector() override;
 187   bool addILPOpts() override;
 188   void addPreRegAlloc() override;
 189   void addPostRegAlloc() override;
 190   void addPreEmitPass() override;
 191 };
 192 } // namespace
 193
 194 TargetPassConfig *X86TargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
 195   return new X86PassConfig(this, PM);
 196 }
 197
 198 void X86PassConfig::addIRPasses() {
 199   addPass(createAtomicExpandPass(&getX86TargetMachine()));
 200
 201   TargetPassConfig::addIRPasses();
 202 }
 203
 204 bool X86PassConfig::addInstSelector() {
 205   // Install an instruction selector.
 206   addPass(createX86ISelDag(getX86TargetMachine(), getOptLevel()));
 207
 208   // For ELF, cleanup any local-dynamic TLS accesses.
 209   if (Triple(TM->getTargetTriple()).isOSBinFormatELF() &&
 210       getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 211     addPass(createCleanupLocalDynamicTLSPass());
 212
 213   addPass(createX86GlobalBaseRegPass());
 214
 215   return false;
 216 }
 217
 218 bool X86PassConfig::addILPOpts() {
 219   addPass(&EarlyIfConverterID);
 220   return true;
 221 }
 222
 223 void X86PassConfig::addPreRegAlloc() {
 224   addPass(createX86CallFrameOptimization());
 225 }
 226
 227 void X86PassConfig::addPostRegAlloc() {
 228   addPass(createX86FloatingPointStackifierPass());
 229 }
 230
 231 void X86PassConfig::addPreEmitPass() {
 232   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 233     addPass(createExecutionDependencyFixPass(&X86::VR128RegClass));
 234
 235   if (UseVZeroUpper)
 236     addPass(createX86IssueVZeroUpperPass());
 237
 238   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
 239     addPass(createX86PadShortFunctions());
 240     addPass(createX86FixupLEAs());
 241   }
 242 }