lib/Target/SystemZ/SystemZTargetMachine.cpp

   1 //===-- SystemZTargetMachine.cpp - Define TargetMachine for SystemZ -------===//
   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 #include "SystemZTargetMachine.h"
  11 #include "SystemZTargetTransformInfo.h"
  12 #include "SystemZMachineScheduler.h"
  13 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  14 #include "llvm/CodeGen/TargetPassConfig.h"
  15 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  16 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
  17 #include "llvm/CodeGen/TargetLoweringObjectFileImpl.h"
  18
  19 using namespace llvm;
  20
  21 extern "C" void LLVMInitializeSystemZTarget() {
  22   // Register the target.
  23   RegisterTargetMachine<SystemZTargetMachine> X(getTheSystemZTarget());
  24 }
  25
  26 // Determine whether we use the vector ABI.
  27 static bool UsesVectorABI(StringRef CPU, StringRef FS) {
  28   // We use the vector ABI whenever the vector facility is avaiable.
  29   // This is the case by default if CPU is z13 or later, and can be
  30   // overridden via "[+-]vector" feature string elements.
  31   bool VectorABI = true;
  32   if (CPU.empty() || CPU == "generic" ||
  33       CPU == "z10" || CPU == "z196" || CPU == "zEC12")
  34     VectorABI = false;
  35
  36   SmallVector<StringRef, 3> Features;
  37   FS.split(Features, ',', -1, false /* KeepEmpty */);
  38   for (auto &Feature : Features) {
  39     if (Feature == "vector" || Feature == "+vector")
  40       VectorABI = true;
  41     if (Feature == "-vector")
  42       VectorABI = false;
  43   }
  44
  45   return VectorABI;
  46 }
  47
  48 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT, StringRef CPU,
  49                                      StringRef FS) {
  50   bool VectorABI = UsesVectorABI(CPU, FS);
  51   std::string Ret = "";
  52
  53   // Big endian.
  54   Ret += "E";
  55
  56   // Data mangling.
  57   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
  58
  59   // Make sure that global data has at least 16 bits of alignment by
  60   // default, so that we can refer to it using LARL.  We don't have any
  61   // special requirements for stack variables though.
  62   Ret += "-i1:8:16-i8:8:16";
  63
  64   // 64-bit integers are naturally aligned.
  65   Ret += "-i64:64";
  66
  67   // 128-bit floats are aligned only to 64 bits.
  68   Ret += "-f128:64";
  69
  70   // When using the vector ABI, 128-bit vectors are also aligned to 64 bits.
  71   if (VectorABI)
  72     Ret += "-v128:64";
  73
  74   // We prefer 16 bits of aligned for all globals; see above.
  75   Ret += "-a:8:16";
  76
  77   // Integer registers are 32 or 64 bits.
  78   Ret += "-n32:64";
  79
  80   return Ret;
  81 }
  82
  83 static Reloc::Model getEffectiveRelocModel(Optional<Reloc::Model> RM) {
  84   // Static code is suitable for use in a dynamic executable; there is no
  85   // separate DynamicNoPIC model.
  86   if (!RM.hasValue() || *RM == Reloc::DynamicNoPIC)
  87     return Reloc::Static;
  88   return *RM;
  89 }
  90
  91 SystemZTargetMachine::SystemZTargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
  92                                            StringRef CPU, StringRef FS,
  93                                            const TargetOptions &Options,
  94                                            Optional<Reloc::Model> RM,
  95                                            CodeModel::Model CM,
  96                                            CodeGenOpt::Level OL)
  97     : LLVMTargetMachine(T, computeDataLayout(TT, CPU, FS), TT, CPU, FS, Options,
  98                         getEffectiveRelocModel(RM), CM, OL),
  99       TLOF(make_unique<TargetLoweringObjectFileELF>()),
 100       Subtarget(TT, CPU, FS, *this) {
 101   initAsmInfo();
 102 }
 103
 104 SystemZTargetMachine::~SystemZTargetMachine() {}
 105
 106 namespace {
 107 /// SystemZ Code Generator Pass Configuration Options.
 108 class SystemZPassConfig : public TargetPassConfig {
 109 public:
 110   SystemZPassConfig(SystemZTargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
 111     : TargetPassConfig(TM, PM) {}
 112
 113   SystemZTargetMachine &getSystemZTargetMachine() const {
 114     return getTM<SystemZTargetMachine>();
 115   }
 116
 117   ScheduleDAGInstrs *
 118   createPostMachineScheduler(MachineSchedContext *C) const override {
 119     return new ScheduleDAGMI(C, make_unique<SystemZPostRASchedStrategy>(C),
 120                              /*RemoveKillFlags=*/true);
 121   }
 122
 123   void addIRPasses() override;
 124   bool addInstSelector() override;
 125   bool addILPOpts() override;
 126   void addPreSched2() override;
 127   void addPreEmitPass() override;
 128 };
 129 } // end anonymous namespace
 130
 131 void SystemZPassConfig::addIRPasses() {
 132   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 133     addPass(createSystemZTDCPass());
 134
 135   TargetPassConfig::addIRPasses();
 136 }
 137
 138 bool SystemZPassConfig::addInstSelector() {
 139   addPass(createSystemZISelDag(getSystemZTargetMachine(), getOptLevel()));
 140
 141  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 142     addPass(createSystemZLDCleanupPass(getSystemZTargetMachine()));
 143
 144   return false;
 145 }
 146
 147 bool SystemZPassConfig::addILPOpts() {
 148   addPass(&EarlyIfConverterID);
 149   return true;
 150 }
 151
 152 void SystemZPassConfig::addPreSched2() {
 153   addPass(createSystemZExpandPseudoPass(getSystemZTargetMachine()));
 154
 155   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 156     addPass(&IfConverterID);
 157 }
 158
 159 void SystemZPassConfig::addPreEmitPass() {
 160
 161   // Do instruction shortening before compare elimination because some
 162   // vector instructions will be shortened into opcodes that compare
 163   // elimination recognizes.
 164   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 165     addPass(createSystemZShortenInstPass(getSystemZTargetMachine()), false);
 166
 167   // We eliminate comparisons here rather than earlier because some
 168   // transformations can change the set of available CC values and we
 169   // generally want those transformations to have priority.  This is
 170   // especially true in the commonest case where the result of the comparison
 171   // is used by a single in-range branch instruction, since we will then
 172   // be able to fuse the compare and the branch instead.
 173   //
 174   // For example, two-address NILF can sometimes be converted into
 175   // three-address RISBLG.  NILF produces a CC value that indicates whether
 176   // the low word is zero, but RISBLG does not modify CC at all.  On the
 177   // other hand, 64-bit ANDs like NILL can sometimes be converted to RISBG.
 178   // The CC value produced by NILL isn't useful for our purposes, but the
 179   // value produced by RISBG can be used for any comparison with zero
 180   // (not just equality).  So there are some transformations that lose
 181   // CC values (while still being worthwhile) and others that happen to make
 182   // the CC result more useful than it was originally.
 183   //
 184   // Another reason is that we only want to use BRANCH ON COUNT in cases
 185   // where we know that the count register is not going to be spilled.
 186   //
 187   // Doing it so late makes it more likely that a register will be reused
 188   // between the comparison and the branch, but it isn't clear whether
 189   // preventing that would be a win or not.
 190   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 191     addPass(createSystemZElimComparePass(getSystemZTargetMachine()), false);
 192   addPass(createSystemZLongBranchPass(getSystemZTargetMachine()));
 193
 194   // Do final scheduling after all other optimizations, to get an
 195   // optimal input for the decoder (branch relaxation must happen
 196   // after block placement).
 197   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 198     addPass(&PostMachineSchedulerID);
 199 }
 200
 201 TargetPassConfig *SystemZTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
 202   return new SystemZPassConfig(this, PM);
 203 }
 204
 205 TargetIRAnalysis SystemZTargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
 206   return TargetIRAnalysis([this](const Function &F) {
 207     return TargetTransformInfo(SystemZTTIImpl(this, F));
 208   });
 209 }