[X86] Add XSAVE intrinsic family
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86Subtarget.cpp
index 6e66c1aa96c6808bb63f34ff2fe67f42b2968675..428b715480b2ad4f94167ddbc15f324375e7dc58 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#define DEBUG_TYPE "subtarget"
 #include "X86Subtarget.h"
 #include "X86InstrInfo.h"
+#include "X86TargetMachine.h"
 #include "llvm/IR/Attributes.h"
 #include "llvm/IR/Function.h"
 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/Host.h"
 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 
+#if defined(_MSC_VER)
+#include <intrin.h>
+#endif
+
+using namespace llvm;
+
+#define DEBUG_TYPE "subtarget"
+
 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
 
-using namespace llvm;
+// Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
+// models.
+static cl::opt<bool>
+X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
+               cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
 
-#if defined(_MSC_VER)
-#include <intrin.h>
-#endif
 
-/// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
-/// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
-/// context.
-unsigned char X86Subtarget::
-ClassifyBlockAddressReference() const {
+/// Classify a blockaddress reference for the current subtarget according to how
+/// we should reference it in a non-pcrel context.
+unsigned char X86Subtarget::ClassifyBlockAddressReference() const {
   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
     return X86II::MO_GOTOFF;
 
@@ -49,22 +57,16 @@ ClassifyBlockAddressReference() const {
   return X86II::MO_NO_FLAG;
 }
 
-/// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
-/// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
-/// context.
+/// Classify a global variable reference for the current subtarget according to
+/// how we should reference it in a non-pcrel context.
 unsigned char X86Subtarget::
 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
   // DLLIMPORT stub.
-  if (GV->hasDLLImportLinkage())
+  if (GV->hasDLLImportStorageClass())
     return X86II::MO_DLLIMPORT;
 
-  // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
-  // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
-  // load from stub.
-  bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
-  if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
-    isDecl = true;
+  bool isDef = GV->isStrongDefinitionForLinker();
 
   // X86-64 in PIC mode.
   if (isPICStyleRIPRel()) {
@@ -76,8 +78,7 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
       // translation unit.
-      if (GV->hasDefaultVisibility() &&
-          (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
+      if (GV->hasDefaultVisibility() && !isDef)
         return X86II::MO_GOTPCREL;
     } else if (!isTargetWin64()) {
       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
@@ -103,7 +104,7 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 
     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
     // through a stub.
-    if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
+    if (isDef)
       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 
     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
@@ -113,7 +114,7 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 
     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
     // references and external declarations.
-    if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
+    if (GV->isDeclarationForLinker() || GV->hasCommonLinkage()) {
       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
     }
@@ -127,7 +128,7 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 
     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
     // through a stub.
-    if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
+    if (isDef)
       return X86II::MO_NO_FLAG;
 
     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
@@ -144,9 +145,9 @@ ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
 }
 
 
-/// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
-/// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
-/// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
+/// This function returns the name of a function which has an interface like
+/// the non-standard bzero function, if such a function exists on the
+/// current subtarget and it is considered preferable over memset with zero
 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
@@ -154,7 +155,7 @@ const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
     return "__bzero";
 
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
@@ -163,254 +164,53 @@ bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
     is64Bit();
 }
 
-/// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
-/// to immediate address.
+/// Return true if the subtarget allows calls to immediate address.
 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
-  if (In64BitMode)
+  // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
+  // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
+  // the following check for Win32 should be removed.
+  if (In64BitMode || isTargetWin32())
     return false;
   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 }
 
-void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
-  unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
-  unsigned MaxLevel;
-  union {
-    unsigned u[3];
-    char     c[12];
-  } text;
-
-  if (X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0, &MaxLevel, text.u+0, text.u+2, text.u+1) ||
-      MaxLevel < 1)
-    return;
-
-  X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
-
-  if ((EDX >> 15) & 1) { HasCMov = true;      ToggleFeature(X86::FeatureCMOV); }
-  if ((EDX >> 23) & 1) { X86SSELevel = MMX;   ToggleFeature(X86::FeatureMMX);  }
-  if ((EDX >> 25) & 1) { X86SSELevel = SSE1;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE1); }
-  if ((EDX >> 26) & 1) { X86SSELevel = SSE2;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE2); }
-  if (ECX & 0x1)       { X86SSELevel = SSE3;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE3); }
-  if ((ECX >> 9)  & 1) { X86SSELevel = SSSE3; ToggleFeature(X86::FeatureSSSE3);}
-  if ((ECX >> 19) & 1) { X86SSELevel = SSE41; ToggleFeature(X86::FeatureSSE41);}
-  if ((ECX >> 20) & 1) { X86SSELevel = SSE42; ToggleFeature(X86::FeatureSSE42);}
-  if ((ECX >> 28) & 1) { X86SSELevel = AVX;   ToggleFeature(X86::FeatureAVX); }
-
-  bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
-  bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
-
-  if ((ECX >> 1) & 0x1) {
-    HasPCLMUL = true;
-    ToggleFeature(X86::FeaturePCLMUL);
-  }
-  if ((ECX >> 12) & 0x1) {
-    HasFMA = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureFMA);
-  }
-  if (IsIntel && ((ECX >> 22) & 0x1)) {
-    HasMOVBE = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureMOVBE);
-  }
-  if ((ECX >> 23) & 0x1) {
-    HasPOPCNT = true;
-    ToggleFeature(X86::FeaturePOPCNT);
-  }
-  if ((ECX >> 25) & 0x1) {
-    HasAES = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureAES);
-  }
-  if ((ECX >> 29) & 0x1) {
-    HasF16C = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureF16C);
-  }
-  if (IsIntel && ((ECX >> 30) & 0x1)) {
-    HasRDRAND = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureRDRAND);
-  }
-
-  if ((ECX >> 13) & 0x1) {
-    HasCmpxchg16b = true;
-    ToggleFeature(X86::FeatureCMPXCHG16B);
-  }
-
-  if (IsIntel || IsAMD) {
-    // Determine if bit test memory instructions are slow.
-    unsigned Family = 0;
-    unsigned Model  = 0;
-    X86_MC::DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
-    if (IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13)) {
-      IsBTMemSlow = true;
-      ToggleFeature(X86::FeatureSlowBTMem);
-    }
-
-    // If it's an Intel chip since Nehalem and not an Atom chip, unaligned
-    // memory access is fast. We hard code model numbers here because they
-    // aren't strictly increasing for Intel chips it seems.
-    if (IsIntel &&
-        ((Family == 6 && Model == 0x1E) || // Nehalem: Clarksfield, Lynnfield,
-                                           //          Jasper Froest
-         (Family == 6 && Model == 0x1A) || // Nehalem: Bloomfield, Nehalem-EP
-         (Family == 6 && Model == 0x2E) || // Nehalem: Nehalem-EX
-         (Family == 6 && Model == 0x25) || // Westmere: Arrandale, Clarksdale
-         (Family == 6 && Model == 0x2C) || // Westmere: Gulftown, Westmere-EP
-         (Family == 6 && Model == 0x2F) || // Westmere: Westmere-EX
-         (Family == 6 && Model == 0x2A) || // SandyBridge
-         (Family == 6 && Model == 0x2D) || // SandyBridge: SandyBridge-E*
-         (Family == 6 && Model == 0x3A))) {// IvyBridge
-      IsUAMemFast = true;
-      ToggleFeature(X86::FeatureFastUAMem);
-    }
-
-    // Set processor type. Currently only Atom is detected.
-    if (Family == 6 &&
-        (Model == 28 || Model == 38 || Model == 39
-         || Model == 53 || Model == 54)) {
-      X86ProcFamily = IntelAtom;
-
-      UseLeaForSP = true;
-      ToggleFeature(X86::FeatureLeaForSP);
-    }
-
-    unsigned MaxExtLevel;
-    X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x80000000, &MaxExtLevel, &EBX, &ECX, &EDX);
-
-    if (MaxExtLevel >= 0x80000001) {
-      X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
-      if ((EDX >> 29) & 0x1) {
-        HasX86_64 = true;
-        ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
-      }
-      if ((ECX >> 5) & 0x1) {
-        HasLZCNT = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureLZCNT);
-      }
-      if (IsIntel && ((ECX >> 8) & 0x1)) {
-        HasPRFCHW = true;
-        ToggleFeature(X86::FeaturePRFCHW);
-      }
-      if (IsAMD) {
-        if ((ECX >> 6) & 0x1) {
-          HasSSE4A = true;
-          ToggleFeature(X86::FeatureSSE4A);
-        }
-        if ((ECX >> 11) & 0x1) {
-          HasXOP = true;
-          ToggleFeature(X86::FeatureXOP);
-        }
-        if ((ECX >> 16) & 0x1) {
-          HasFMA4 = true;
-          ToggleFeature(X86::FeatureFMA4);
-        }
-      }
-    }
-  }
-
-  if (MaxLevel >= 7) {
-    if (!X86_MC::GetCpuIDAndInfoEx(0x7, 0x0, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX)) {
-      if (IsIntel && (EBX & 0x1)) {
-        HasFSGSBase = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureFSGSBase);
-      }
-      if ((EBX >> 3) & 0x1) {
-        HasBMI = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureBMI);
-      }
-      if ((EBX >> 4) & 0x1) {
-        HasHLE = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureHLE);
-      }
-      if (IsIntel && ((EBX >> 5) & 0x1)) {
-        X86SSELevel = AVX2;
-        ToggleFeature(X86::FeatureAVX2);
-      }
-      if (IsIntel && ((EBX >> 8) & 0x1)) {
-        HasBMI2 = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureBMI2);
-      }
-      if (IsIntel && ((EBX >> 11) & 0x1)) {
-        HasRTM = true;
-        ToggleFeature(X86::FeatureRTM);
-      }
-    }
-  }
-}
-
-void X86Subtarget::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);
-  }
-}
-
-void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
+void X86Subtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
   std::string CPUName = CPU;
-  if (!FS.empty() || !CPU.empty()) {
-    if (CPUName.empty()) {
-#if defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)\
-    || defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
-      CPUName = sys::getHostCPUName();
-#else
-      CPUName = "generic";
-#endif
-    }
-
-    // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
-    // SSE2 can be turned off explicitly.)
-    std::string FullFS = FS;
-    if (In64BitMode) {
-      if (!FullFS.empty())
-        FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
-      else
-        FullFS = "+64bit,+sse2";
-    }
-
-    // If feature string is not empty, parse features string.
-    ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
-  } else {
-    if (CPUName.empty()) {
-#if defined (__x86_64__) || defined(__i386__)
-      CPUName = sys::getHostCPUName();
-#else
-      CPUName = "generic";
-#endif
-    }
-    // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
-    AutoDetectSubtargetFeatures();
-
-    // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode.
-    if (In64BitMode) {
-      HasX86_64 = true; ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
-      HasCMov = true;   ToggleFeature(X86::FeatureCMOV);
-
-      if (X86SSELevel < SSE2) {
-        X86SSELevel = SSE2;
-        ToggleFeature(X86::FeatureSSE1);
-        ToggleFeature(X86::FeatureSSE2);
-      }
-    }
+  if (CPUName.empty())
+    CPUName = "generic";
+
+  // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
+  // SSE2 can be turned off explicitly.)
+  std::string FullFS = FS;
+  if (In64BitMode) {
+    if (!FullFS.empty())
+      FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
+    else
+      FullFS = "+64bit,+sse2";
   }
 
-  // CPUName may have been set by the CPU detection code. Make sure the
-  // new MCSchedModel is used.
-  InitMCProcessorInfo(CPUName, FS);
-
-  if (X86ProcFamily == IntelAtom)
-    PostRAScheduler = true;
+  // Parse features string and set the CPU.
+  ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 
+  // All CPUs that implement SSE4.2 or SSE4A support unaligned accesses of
+  // 16-bytes and under that are reasonably fast. These features were
+  // introduced with Intel's Nehalem/Silvermont and AMD's Family10h
+  // micro-architectures respectively.
+  if (hasSSE42() || hasSSE4A())
+    IsUAMem16Slow = false;
+  
   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 
   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
   if (In64BitMode)
     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
+  else if (In32BitMode)
+    ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
+  else if (In16BitMode)
+    ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
+  else
+    llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 
   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
@@ -428,17 +228,23 @@ void X86Subtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 }
 
 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
-  X86SSELevel = NoMMXSSE;
+  X86SSELevel = NoSSE;
   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
   HasCMov = false;
+  HasMMX = false;
   HasX86_64 = false;
   HasPOPCNT = false;
   HasSSE4A = false;
   HasAES = false;
+  HasXSAVE = false;
+  HasXSAVEOPT = false;
+  HasXSAVEC = false;
+  HasXSAVES = false;
   HasPCLMUL = false;
   HasFMA = false;
   HasFMA4 = false;
   HasXOP = false;
+  HasTBM = false;
   HasMOVBE = false;
   HasRDRAND = false;
   HasF16C = false;
@@ -448,40 +254,79 @@ void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
   HasBMI2 = false;
   HasRTM = false;
   HasHLE = false;
+  HasERI = false;
+  HasCDI = false;
+  HasPFI = false;
+  HasDQI = false;
+  HasBWI = false;
+  HasVLX = false;
   HasADX = false;
+  HasSHA = false;
   HasPRFCHW = false;
+  HasRDSEED = false;
+  HasMPX = false;
   IsBTMemSlow = false;
-  IsUAMemFast = false;
-  HasVectorUAMem = false;
+  IsSHLDSlow = false;
+  IsUAMem16Slow = false;
+  IsUAMem32Slow = false;
+  HasSSEUnalignedMem = false;
   HasCmpxchg16b = false;
   UseLeaForSP = false;
-  HasSlowDivide = false;
-  PostRAScheduler = false;
+  HasSlowDivide32 = false;
+  HasSlowDivide64 = false;
   PadShortFunctions = false;
   CallRegIndirect = false;
+  LEAUsesAG = false;
+  SlowLEA = false;
+  SlowIncDec = false;
   stackAlignment = 4;
   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
   MaxInlineSizeThreshold = 128;
+  UseSoftFloat = false;
 }
 
-X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
-                           const std::string &FS,
-                           unsigned StackAlignOverride, bool is64Bit)
-  : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
-  , X86ProcFamily(Others)
-  , PICStyle(PICStyles::None)
-  , TargetTriple(TT)
-  , StackAlignOverride(StackAlignOverride)
-  , In64BitMode(is64Bit) {
+X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
+                                                            StringRef FS) {
   initializeEnvironment();
-  resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
+  initSubtargetFeatures(CPU, FS);
+  return *this;
 }
 
-bool X86Subtarget::enablePostRAScheduler(
-           CodeGenOpt::Level OptLevel,
-           TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode& Mode,
-           RegClassVector& CriticalPathRCs) const {
-  Mode = TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_CRITICAL;
-  CriticalPathRCs.clear();
-  return PostRAScheduler && OptLevel >= CodeGenOpt::Default;
+X86Subtarget::X86Subtarget(const Triple &TT, const std::string &CPU,
+                           const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
+                           unsigned StackAlignOverride)
+    : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
+      PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
+      StackAlignOverride(StackAlignOverride),
+      In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
+      In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
+                  TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
+      In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
+                  TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
+      TSInfo(), InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)),
+      TLInfo(TM, *this), FrameLowering(*this, getStackAlignment()) {
+  // Determine the PICStyle based on the target selected.
+  if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
+    // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
+    setPICStyle(PICStyles::None);
+  } else if (is64Bit()) {
+    // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
+    setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
+  } else if (isTargetCOFF()) {
+    setPICStyle(PICStyles::None);
+  } else if (isTargetDarwin()) {
+    if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
+      setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
+    else {
+      assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
+      setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
+    }
+  } else if (isTargetELF()) {
+    setPICStyle(PICStyles::GOT);
+  }
 }
+
+bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
+  return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
+}
+