Unaligned access is supported on ARMv6 and ARMv7 for the NetBSD target.
[oota-llvm.git] / lib / Target / ARM / ARMSubtarget.cpp
index 6290e67675837f0be19bbd4091c7f1e6b272dde7..a240d1916f49eba77d786fbf604dabf67b1dd3b5 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- ARMSubtarget.cpp - ARM Subtarget Information ------------*- C++ -*-===//
+//===-- ARMSubtarget.cpp - ARM Subtarget Information ----------------------===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
@@ -7,16 +7,24 @@
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
-// This file implements the ARM specific subclass of TargetSubtarget.
+// This file implements the ARM specific subclass of TargetSubtargetInfo.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "ARMSubtarget.h"
-#include "ARMGenSubtarget.inc"
-#include "llvm/GlobalValue.h"
-#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+#include "ARMBaseInstrInfo.h"
+#include "ARMBaseRegisterInfo.h"
+#include "llvm/IR/Attributes.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/GlobalValue.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
+
+#define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
+#define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
+#include "ARMGenSubtargetInfo.inc"
+
 using namespace llvm;
 
 static cl::opt<bool>
@@ -24,144 +32,241 @@ ReserveR9("arm-reserve-r9", cl::Hidden,
           cl::desc("Reserve R9, making it unavailable as GPR"));
 
 static cl::opt<bool>
-UseMOVT("arm-use-movt",
-        cl::init(true), cl::Hidden);
+ArmUseMOVT("arm-use-movt", cl::init(true), cl::Hidden);
 
 static cl::opt<bool>
-StrictAlign("arm-strict-align", cl::Hidden,
-            cl::desc("Disallow all unaligned memory accesses"));
+UseFusedMulOps("arm-use-mulops",
+               cl::init(true), cl::Hidden);
+
+enum AlignMode {
+  DefaultAlign,
+  StrictAlign,
+  NoStrictAlign
+};
+
+static cl::opt<AlignMode>
+Align(cl::desc("Load/store alignment support"),
+      cl::Hidden, cl::init(DefaultAlign),
+      cl::values(
+          clEnumValN(DefaultAlign,  "arm-default-align",
+                     "Generate unaligned accesses only on hardware/OS "
+                     "combinations that are known to support them"),
+          clEnumValN(StrictAlign,   "arm-strict-align",
+                     "Disallow all unaligned memory accesses"),
+          clEnumValN(NoStrictAlign, "arm-no-strict-align",
+                     "Allow unaligned memory accesses"),
+          clEnumValEnd));
+
+enum ITMode {
+  DefaultIT,
+  RestrictedIT,
+  NoRestrictedIT
+};
 
-ARMSubtarget::ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &FS,
-                           bool isT)
-  : ARMArchVersion(V4)
+static cl::opt<ITMode>
+IT(cl::desc("IT block support"), cl::Hidden, cl::init(DefaultIT),
+   cl::ZeroOrMore,
+   cl::values(clEnumValN(DefaultIT, "arm-default-it",
+                         "Generate IT block based on arch"),
+              clEnumValN(RestrictedIT, "arm-restrict-it",
+                         "Disallow deprecated IT based on ARMv8"),
+              clEnumValN(NoRestrictedIT, "arm-no-restrict-it",
+                         "Allow IT blocks based on ARMv7"),
+              clEnumValEnd));
+
+ARMSubtarget::ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
+                           const std::string &FS, const TargetOptions &Options)
+  : ARMGenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
   , ARMProcFamily(Others)
-  , ARMFPUType(None)
-  , UseNEONForSinglePrecisionFP(false)
-  , SlowFPVMLx(false)
-  , SlowFPBrcc(false)
-  , IsThumb(isT)
-  , ThumbMode(Thumb1)
-  , NoARM(false)
-  , PostRAScheduler(false)
-  , IsR9Reserved(ReserveR9)
-  , UseMovt(UseMOVT)
-  , HasFP16(false)
-  , HasD16(false)
-  , HasHardwareDivide(false)
-  , HasT2ExtractPack(false)
-  , HasDataBarrier(false)
-  , Pref32BitThumb(false)
-  , HasMPExtension(false)
-  , FPOnlySP(false)
-  , AllowsUnalignedMem(false)
+  , ARMProcClass(None)
   , stackAlignment(4)
-  , CPUString("generic")
-  , TargetType(isELF) // Default to ELF unless otherwise specified.
-  , TargetABI(ARM_ABI_APCS) {
-  // Default to soft float ABI
-  if (FloatABIType == FloatABI::Default)
-    FloatABIType = FloatABI::Soft;
-
-  // Determine default and user specified characteristics
-
-  // When no arch is specified either by CPU or by attributes, make the default
-  // ARMv4T.
-  const char *ARMArchFeature = "";
-  if (CPUString == "generic" && (FS.empty() || FS == "generic")) {
-    ARMArchVersion = V4T;
-    ARMArchFeature = ",+v4t";
-  }
+  , CPUString(CPU)
+  , TargetTriple(TT)
+  , Options(Options)
+  , TargetABI(ARM_ABI_UNKNOWN) {
+  initializeEnvironment();
+  resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
+}
 
-  // Set the boolean corresponding to the current target triple, or the default
-  // if one cannot be determined, to true.
-  unsigned Len = TT.length();
-  unsigned Idx = 0;
-
-  if (Len >= 5 && TT.substr(0, 4) == "armv")
-    Idx = 4;
-  else if (Len >= 6 && TT.substr(0, 5) == "thumb") {
-    IsThumb = true;
-    if (Len >= 7 && TT[5] == 'v')
-      Idx = 6;
+void ARMSubtarget::initializeEnvironment() {
+  HasV4TOps = false;
+  HasV5TOps = false;
+  HasV5TEOps = false;
+  HasV6Ops = false;
+  HasV6MOps = false;
+  HasV6T2Ops = false;
+  HasV7Ops = false;
+  HasV8Ops = false;
+  HasVFPv2 = false;
+  HasVFPv3 = false;
+  HasVFPv4 = false;
+  HasFPARMv8 = false;
+  HasNEON = false;
+  MinSize = false;
+  UseNEONForSinglePrecisionFP = false;
+  UseMulOps = UseFusedMulOps;
+  SlowFPVMLx = false;
+  HasVMLxForwarding = false;
+  SlowFPBrcc = false;
+  InThumbMode = false;
+  HasThumb2 = false;
+  NoARM = false;
+  PostRAScheduler = false;
+  IsR9Reserved = ReserveR9;
+  UseMovt = false;
+  SupportsTailCall = false;
+  HasFP16 = false;
+  HasD16 = false;
+  HasHardwareDivide = false;
+  HasHardwareDivideInARM = false;
+  HasT2ExtractPack = false;
+  HasDataBarrier = false;
+  Pref32BitThumb = false;
+  AvoidCPSRPartialUpdate = false;
+  AvoidMOVsShifterOperand = false;
+  HasRAS = false;
+  HasMPExtension = false;
+  HasVirtualization = false;
+  FPOnlySP = false;
+  HasPerfMon = false;
+  HasTrustZone = false;
+  HasCrypto = false;
+  HasCRC = false;
+  AllowsUnalignedMem = false;
+  Thumb2DSP = false;
+  UseNaClTrap = false;
+  UnsafeFPMath = false;
+}
+
+void ARMSubtarget::resetSubtargetFeatures(const MachineFunction *MF) {
+  AttributeSet FnAttrs = MF->getFunction()->getAttributes();
+  Attribute CPUAttr = FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
+                                           "target-cpu");
+  Attribute FSAttr = FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
+                                          "target-features");
+  std::string CPU =
+    !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None) ?CPUAttr.getValueAsString() : "";
+  std::string FS =
+    !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? FSAttr.getValueAsString() : "";
+  if (!FS.empty()) {
+    initializeEnvironment();
+    resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
   }
-  if (Idx) {
-    unsigned SubVer = TT[Idx];
-    if (SubVer >= '7' && SubVer <= '9') {
-      ARMArchVersion = V7A;
-      ARMArchFeature = ",+v7a";
-      if (Len >= Idx+2 && TT[Idx+1] == 'm') {
-        ARMArchVersion = V7M;
-        ARMArchFeature = ",+v7m";
-      }
-    } else if (SubVer == '6') {
-      ARMArchVersion = V6;
-      ARMArchFeature = ",+v6";
-      if (Len >= Idx+3 && TT[Idx+1] == 't' && TT[Idx+2] == '2') {
-        ARMArchVersion = V6T2;
-        ARMArchFeature = ",+v6t2";
-      }
-    } else if (SubVer == '5') {
-      ARMArchVersion = V5T;
-      ARMArchFeature = ",+v5t";
-      if (Len >= Idx+3 && TT[Idx+1] == 't' && TT[Idx+2] == 'e') {
-        ARMArchVersion = V5TE;
-        ARMArchFeature = ",+v5te";
-      }
-    } else if (SubVer == '4') {
-      if (Len >= Idx+2 && TT[Idx+1] == 't') {
-        ARMArchVersion = V4T;
-        ARMArchFeature = ",+v4t";
-      } else {
-        ARMArchVersion = V4;
-        ARMArchFeature = "";
-      }
-    }
+
+  MinSize =
+      FnAttrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::MinSize);
+}
+
+void ARMSubtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
+  if (CPUString.empty()) {
+    if (isTargetIOS() && TargetTriple.getArchName().endswith("v7s"))
+      // Default to the Swift CPU when targeting armv7s/thumbv7s.
+      CPUString = "swift";
+    else
+      CPUString = "generic";
   }
 
-  if (Len >= 10) {
-    if (TT.find("-darwin") != std::string::npos)
-      // arm-darwin
-      TargetType = isDarwin;
+  // Insert the architecture feature derived from the target triple into the
+  // feature string. This is important for setting features that are implied
+  // based on the architecture version.
+  std::string ArchFS = ARM_MC::ParseARMTriple(TargetTriple.getTriple(),
+                                              CPUString);
+  if (!FS.empty()) {
+    if (!ArchFS.empty())
+      ArchFS = ArchFS + "," + FS.str();
+    else
+      ArchFS = FS;
   }
+  ParseSubtargetFeatures(CPUString, ArchFS);
+
+  // FIXME: This used enable V6T2 support implicitly for Thumb2 mode.
+  // Assert this for now to make the change obvious.
+  assert(hasV6T2Ops() || !hasThumb2());
+
+  // Keep a pointer to static instruction cost data for the specified CPU.
+  SchedModel = getSchedModelForCPU(CPUString);
 
-  if (TT.find("eabi") != std::string::npos)
-    TargetABI = ARM_ABI_AAPCS;
-
-  // Parse features string.  If the first entry in FS (the CPU) is missing,
-  // insert the architecture feature derived from the target triple.  This is
-  // important for setting features that are implied based on the architecture
-  // version.
-  std::string FSWithArch;
-  if (FS.empty())
-    FSWithArch = std::string(ARMArchFeature);
-  else if (FS.find(',') == 0)
-    FSWithArch = std::string(ARMArchFeature) + FS;
-  else
-    FSWithArch = FS;
-  CPUString = ParseSubtargetFeatures(FSWithArch, CPUString);
-
-  // After parsing Itineraries, set ItinData.IssueWidth.
-  computeIssueWidth();
-
-  // Thumb2 implies at least V6T2.
-  if (ARMArchVersion >= V6T2)
-    ThumbMode = Thumb2;
-  else if (ThumbMode >= Thumb2)
-    ARMArchVersion = V6T2;
+  // Initialize scheduling itinerary for the specified CPU.
+  InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUString);
+
+  if (TargetABI == ARM_ABI_UNKNOWN) {
+    switch (TargetTriple.getEnvironment()) {
+    case Triple::Android:
+    case Triple::EABI:
+    case Triple::EABIHF:
+    case Triple::GNUEABI:
+    case Triple::GNUEABIHF:
+    case Triple::MachO:
+      TargetABI = ARM_ABI_AAPCS;
+      break;
+    default:
+      if (isTargetIOS() && isMClass())
+        TargetABI = ARM_ABI_AAPCS;
+      else
+        TargetABI = ARM_ABI_APCS;
+      break;
+    }
+  }
 
   if (isAAPCS_ABI())
     stackAlignment = 8;
 
-  if (isTargetDarwin())
-    IsR9Reserved = ReserveR9 | (ARMArchVersion < V6);
+  UseMovt = hasV6T2Ops() && ArmUseMOVT;
+
+  if (isTargetMachO()) {
+    IsR9Reserved = ReserveR9 | !HasV6Ops;
+    SupportsTailCall = !isTargetIOS() || !getTargetTriple().isOSVersionLT(5, 0);
+  } else
+    IsR9Reserved = ReserveR9;
 
   if (!isThumb() || hasThumb2())
     PostRAScheduler = true;
 
-  // v6+ may or may not support unaligned mem access depending on the system
-  // configuration.
-  if (!StrictAlign && hasV6Ops() && isTargetDarwin())
-    AllowsUnalignedMem = true;
+  switch (Align) {
+    case DefaultAlign:
+      // Assume pre-ARMv6 doesn't support unaligned accesses.
+      //
+      // ARMv6 may or may not support unaligned accesses depending on the
+      // SCTLR.U bit, which is architecture-specific. We assume ARMv6
+      // Darwin targets support unaligned accesses, and others don't.
+      //
+      // ARMv7 always has SCTLR.U set to 1, but it has a new SCTLR.A bit
+      // which raises an alignment fault on unaligned accesses. Linux
+      // defaults this bit to 0 and handles it as a system-wide (not
+      // per-process) setting. It is therefore safe to assume that ARMv7+
+      // Linux targets support unaligned accesses. The same goes for NaCl.
+      //
+      // The above behavior is consistent with GCC.
+      AllowsUnalignedMem =
+          (hasV7Ops() && (isTargetLinux() || isTargetNaCl() ||
+                          isTargetNetBSD())) ||
+          (hasV6Ops() && (isTargetMachO() || isTargetNetBSD()));
+      break;
+    case StrictAlign:
+      AllowsUnalignedMem = false;
+      break;
+    case NoStrictAlign:
+      AllowsUnalignedMem = true;
+      break;
+  }
+
+  switch (IT) {
+  case DefaultIT:
+    RestrictIT = hasV8Ops() ? true : false;
+    break;
+  case RestrictedIT:
+    RestrictIT = true;
+    break;
+  case NoRestrictedIT:
+    RestrictIT = false;
+    break;
+  }
+
+  // NEON f32 ops are non-IEEE 754 compliant. Darwin is ok with it by default.
+  uint64_t Bits = getFeatureBits();
+  if ((Bits & ARM::ProcA5 || Bits & ARM::ProcA8) && // Where this matters
+      (Options.UnsafeFPMath || isTargetDarwin()))
+    UseNEONForSinglePrecisionFP = true;
 }
 
 /// GVIsIndirectSymbol - true if the GV will be accessed via an indirect symbol.
@@ -173,9 +278,11 @@ ARMSubtarget::GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV,
 
   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
   // load from stub.
-  bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable();
+  bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
+  if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
+    isDecl = true;
 
-  if (!isTargetDarwin()) {
+  if (!isTargetMachO()) {
     // Extra load is needed for all externally visible.
     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
       return false;
@@ -216,38 +323,18 @@ ARMSubtarget::GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV,
 }
 
 unsigned ARMSubtarget::getMispredictionPenalty() const {
-  // If we have a reasonable estimate of the pipeline depth, then we can
-  // estimate the penalty of a misprediction based on that.
-  if (isCortexA8())
-    return 13;
-  else if (isCortexA9())
-    return 8;
-
-  // Otherwise, just return a sensible default.
-  return 10;
+  return SchedModel->MispredictPenalty;
 }
 
-void ARMSubtarget::computeIssueWidth() {
-  unsigned allStage1Units = 0;
-  for (const InstrItinerary *itin = InstrItins.Itineraries;
-       itin->FirstStage != ~0U; ++itin) {
-    const InstrStage *IS = InstrItins.Stages + itin->FirstStage;
-    allStage1Units |= IS->getUnits();
-  }
-  InstrItins.IssueWidth = 0;
-  while (allStage1Units) {
-    ++InstrItins.IssueWidth;
-    // clear the lowest bit
-    allStage1Units ^= allStage1Units & ~(allStage1Units - 1);
-  }
+bool ARMSubtarget::hasSinCos() const {
+  return getTargetTriple().getOS() == Triple::IOS &&
+    !getTargetTriple().isOSVersionLT(7, 0);
 }
 
 bool ARMSubtarget::enablePostRAScheduler(
            CodeGenOpt::Level OptLevel,
-           TargetSubtarget::AntiDepBreakMode& Mode,
+           TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode& Mode,
            RegClassVector& CriticalPathRCs) const {
-  Mode = TargetSubtarget::ANTIDEP_CRITICAL;
-  CriticalPathRCs.clear();
-  CriticalPathRCs.push_back(&ARM::GPRRegClass);
+  Mode = TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_NONE;
   return PostRAScheduler && OptLevel >= CodeGenOpt::Default;
 }