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 "X86TargetMachine.h"
  17 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  18 #include "llvm/IR/Function.h"
  19 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  20 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  21 #include "llvm/Support/Debug.h"
  22 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  23 #include "llvm/Support/Host.h"
  24 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  25 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  26 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  27
  28 #if defined(_MSC_VER)
  29 #include <intrin.h>
  30 #endif
  31
  32 using namespace llvm;
  33
  34 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  35
  36 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  37 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  38 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  39
  40 // Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
  41 // models.
  42 static cl::opt<bool>
  43 X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
  44                cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
  45
  46
  47 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  48 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  49 /// context.
  50 unsigned char X86Subtarget::ClassifyBlockAddressReference() const {
  51   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  52     return X86II::MO_GOTOFF;
  53
  54   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  55     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  56
  57   // Direct static reference to label.
  58   return X86II::MO_NO_FLAG;
  59 }
  60
  61 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  62 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  63 /// context.
  64 unsigned char X86Subtarget::
  65 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  66   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  67   // DLLIMPORT stub.
  68   if (GV->hasDLLImportStorageClass())
  69     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  70
  71   bool isDecl = GV->isDeclarationForLinker();
  72
  73   // X86-64 in PIC mode.
  74   if (isPICStyleRIPRel()) {
  75     // Large model never uses stubs.
  76     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  77       return X86II::MO_NO_FLAG;
  78
  79     if (isTargetDarwin()) {
  80       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  81       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  82       // translation unit.
  83       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  84           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  85         return X86II::MO_GOTPCREL;
  86     } else if (!isTargetWin64()) {
  87       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  88
  89       // Extra load is needed for all externally visible.
  90       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  91         return X86II::MO_GOTPCREL;
  92     }
  93
  94     return X86II::MO_NO_FLAG;
  95   }
  96
  97   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
  98     // Extra load is needed for all externally visible.
  99     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
 100       return X86II::MO_GOTOFF;
 101     return X86II::MO_GOT;
 102   }
 103
 104   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
 105     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
 106     // is relative to the PIC base or not.
 107
 108     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 109     // through a stub.
 110     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 111       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 112
 113     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 114     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 115     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 116       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 117
 118     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 119     // references and external declarations.
 120     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 121       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 122       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 123     }
 124
 125     // Otherwise, no stub.
 126     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 127   }
 128
 129   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 130     // Determine whether we have a stub reference.
 131
 132     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 133     // through a stub.
 134     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 135       return X86II::MO_NO_FLAG;
 136
 137     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 138     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 139     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 140       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 141
 142     // Otherwise, no stub.
 143     return X86II::MO_NO_FLAG;
 144   }
 145
 146   // Direct static reference to global.
 147   return X86II::MO_NO_FLAG;
 148 }
 149
 150
 151 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 152 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 153 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 154 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 155 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 156   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 157   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 158       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 159     return "__bzero";
 160
 161   return nullptr;
 162 }
 163
 164 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
 165   return getTargetTriple().isMacOSX() &&
 166     !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
 167     is64Bit();
 168 }
 169
 170 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 171 /// to immediate address.
 172 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 173   // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
 174   // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
 175   // the following check for Win32 should be removed.
 176   if (In64BitMode || isTargetWin32())
 177     return false;
 178   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 179 }
 180
 181 void X86Subtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 182   std::string CPUName = CPU;
 183   if (CPUName.empty())
 184     CPUName = "generic";
 185
 186   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 187   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 188   std::string FullFS = FS;
 189   if (In64BitMode) {
 190     if (!FullFS.empty())
 191       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 192     else
 193       FullFS = "+64bit,+sse2";
 194   }
 195
 196   // If feature string is not empty, parse features string.
 197   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 198
 199   // Make sure the right MCSchedModel is used.
 200   InitCPUSchedModel(CPUName);
 201
 202   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 203
 204   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 205   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 206   if (In64BitMode)
 207     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 208   else if (In32BitMode)
 209     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 210   else if (In16BitMode)
 211     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 212   else
 213     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 214
 215   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 216                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 217                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 218   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 219          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 220
 221   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux and Solaris (both
 222   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 223   if (StackAlignOverride)
 224     stackAlignment = StackAlignOverride;
 225   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 226            In64BitMode)
 227     stackAlignment = 16;
 228 }
 229
 230 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 231   X86SSELevel = NoMMXSSE;
 232   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 233   HasCMov = false;
 234   HasX86_64 = false;
 235   HasPOPCNT = false;
 236   HasSSE4A = false;
 237   HasAES = false;
 238   HasPCLMUL = false;
 239   HasFMA = false;
 240   HasFMA4 = false;
 241   HasXOP = false;
 242   HasTBM = false;
 243   HasMOVBE = false;
 244   HasRDRAND = false;
 245   HasF16C = false;
 246   HasFSGSBase = false;
 247   HasLZCNT = false;
 248   HasBMI = false;
 249   HasBMI2 = false;
 250   HasRTM = false;
 251   HasHLE = false;
 252   HasERI = false;
 253   HasCDI = false;
 254   HasPFI = false;
 255   HasDQI = false;
 256   HasBWI = false;
 257   HasVLX = false;
 258   HasADX = false;
 259   HasSHA = false;
 260   HasSGX = false;
 261   HasPRFCHW = false;
 262   HasRDSEED = false;
 263   HasSMAP = false;
 264   IsBTMemSlow = false;
 265   IsSHLDSlow = false;
 266   IsUAMemFast = false;
 267   IsUAMem32Slow = false;
 268   HasVectorUAMem = false;
 269   HasCmpxchg16b = false;
 270   UseLeaForSP = false;
 271   HasSlowDivide32 = false;
 272   HasSlowDivide64 = false;
 273   PadShortFunctions = false;
 274   CallRegIndirect = false;
 275   LEAUsesAG = false;
 276   SlowLEA = false;
 277   SlowIncDec = false;
 278   UseSqrtEst = false;
 279   UseReciprocalEst = false;
 280   stackAlignment = 4;
 281   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 282   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 283 }
 284
 285 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT) {
 286   // X86 is little endian
 287   std::string Ret = "e";
 288
 289   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
 290   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
 291   if ((TT.isArch64Bit() &&
 292        (TT.getEnvironment() == Triple::GNUX32 || TT.isOSNaCl())) ||
 293       !TT.isArch64Bit())
 294     Ret += "-p:32:32";
 295
 296   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
 297   if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSWindows() || TT.isOSNaCl())
 298     Ret += "-i64:64";
 299   else
 300     Ret += "-f64:32:64";
 301
 302   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
 303   if (TT.isOSNaCl())
 304     ; // No f80
 305   else if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSDarwin())
 306     Ret += "-f80:128";
 307   else
 308     Ret += "-f80:32";
 309
 310   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
 311   if (TT.isArch64Bit())
 312     Ret += "-n8:16:32:64";
 313   else
 314     Ret += "-n8:16:32";
 315
 316   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
 317   if (!TT.isArch64Bit() && TT.isOSWindows())
 318     Ret += "-S32";
 319   else
 320     Ret += "-S128";
 321
 322   return Ret;
 323 }
 324
 325 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 326                                                             StringRef FS) {
 327   initializeEnvironment();
 328   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
 329   return *this;
 330 }
 331
 332 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 333                            const std::string &FS, const X86TargetMachine &TM,
 334                            unsigned StackAlignOverride)
 335     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 336       PICStyle(PICStyles::None), TargetTriple(TT),
 337       DL(computeDataLayout(TargetTriple)),
 338       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 339       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 340       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 341                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 342       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 343                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 344       TSInfo(DL), InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)),
 345       TLInfo(TM), FrameLowering(TargetFrameLowering::StackGrowsDown,
 346                                 getStackAlignment(), is64Bit() ? -8 : -4) {
 347   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 348   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::Static) {
 349     // Unless we're in PIC or DynamicNoPIC mode, set the PIC style to None.
 350     setPICStyle(PICStyles::None);
 351   } else if (is64Bit()) {
 352     // PIC in 64 bit mode is always rip-rel.
 353     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 354   } else if (isTargetCOFF()) {
 355     setPICStyle(PICStyles::None);
 356   } else if (isTargetDarwin()) {
 357     if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
 358       setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 359     else {
 360       assert(TM.getRelocationModel() == Reloc::DynamicNoPIC);
 361       setPICStyle(PICStyles::StubDynamicNoPIC);
 362     }
 363   } else if (isTargetELF()) {
 364     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 365   }
 366 }
 367
 368 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 369   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 370 }
 371