]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - lib/Target/SystemZ/SystemZTargetMachine.cpp
Vendor import of llvm trunk r351319 (just before the release_80 branch
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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 "MCTargetDesc/SystemZMCTargetDesc.h"
12 #include "SystemZ.h"
13 #include "SystemZMachineScheduler.h"
14 #include "SystemZTargetTransformInfo.h"
15 #include "llvm/ADT/Optional.h"
16 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
17 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
18 #include "llvm/ADT/StringRef.h"
19 #include "llvm/Analysis/TargetTransformInfo.h"
20 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
21 #include "llvm/CodeGen/TargetLoweringObjectFileImpl.h"
22 #include "llvm/CodeGen/TargetPassConfig.h"
23 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
24 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
25 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
26 #include "llvm/Target/TargetLoweringObjectFile.h"
27 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
28 #include <string>
29
30 using namespace llvm;
31
32 extern "C" void LLVMInitializeSystemZTarget() {
33   // Register the target.
34   RegisterTargetMachine<SystemZTargetMachine> X(getTheSystemZTarget());
35 }
36
37 // Determine whether we use the vector ABI.
38 static bool UsesVectorABI(StringRef CPU, StringRef FS) {
39   // We use the vector ABI whenever the vector facility is avaiable.
40   // This is the case by default if CPU is z13 or later, and can be
41   // overridden via "[+-]vector" feature string elements.
42   bool VectorABI = true;
43   if (CPU.empty() || CPU == "generic" ||
44       CPU == "z10" || CPU == "z196" || CPU == "zEC12")
45     VectorABI = false;
46
47   SmallVector<StringRef, 3> Features;
48   FS.split(Features, ',', -1, false /* KeepEmpty */);
49   for (auto &Feature : Features) {
50     if (Feature == "vector" || Feature == "+vector")
51       VectorABI = true;
52     if (Feature == "-vector")
53       VectorABI = false;
54   }
55
56   return VectorABI;
57 }
58
59 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT, StringRef CPU,
60                                      StringRef FS) {
61   bool VectorABI = UsesVectorABI(CPU, FS);
62   std::string Ret;
63
64   // Big endian.
65   Ret += "E";
66
67   // Data mangling.
68   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
69
70   // Make sure that global data has at least 16 bits of alignment by
71   // default, so that we can refer to it using LARL.  We don't have any
72   // special requirements for stack variables though.
73   Ret += "-i1:8:16-i8:8:16";
74
75   // 64-bit integers are naturally aligned.
76   Ret += "-i64:64";
77
78   // 128-bit floats are aligned only to 64 bits.
79   Ret += "-f128:64";
80
81   // When using the vector ABI, 128-bit vectors are also aligned to 64 bits.
82   if (VectorABI)
83     Ret += "-v128:64";
84
85   // We prefer 16 bits of aligned for all globals; see above.
86   Ret += "-a:8:16";
87
88   // Integer registers are 32 or 64 bits.
89   Ret += "-n32:64";
90
91   return Ret;
92 }
93
94 static Reloc::Model getEffectiveRelocModel(Optional<Reloc::Model> RM) {
95   // Static code is suitable for use in a dynamic executable; there is no
96   // separate DynamicNoPIC model.
97   if (!RM.hasValue() || *RM == Reloc::DynamicNoPIC)
98     return Reloc::Static;
99   return *RM;
100 }
101
102 // For SystemZ we define the models as follows:
103 //
104 // Small:  BRASL can call any function and will use a stub if necessary.
105 //         Locally-binding symbols will always be in range of LARL.
106 //
107 // Medium: BRASL can call any function and will use a stub if necessary.
108 //         GOT slots and locally-defined text will always be in range
109 //         of LARL, but other symbols might not be.
110 //
111 // Large:  Equivalent to Medium for now.
112 //
113 // Kernel: Equivalent to Medium for now.
114 //
115 // This means that any PIC module smaller than 4GB meets the
116 // requirements of Small, so Small seems like the best default there.
117 //
118 // All symbols bind locally in a non-PIC module, so the choice is less
119 // obvious.  There are two cases:
120 //
121 // - When creating an executable, PLTs and copy relocations allow
122 //   us to treat external symbols as part of the executable.
123 //   Any executable smaller than 4GB meets the requirements of Small,
124 //   so that seems like the best default.
125 //
126 // - When creating JIT code, stubs will be in range of BRASL if the
127 //   image is less than 4GB in size.  GOT entries will likewise be
128 //   in range of LARL.  However, the JIT environment has no equivalent
129 //   of copy relocs, so locally-binding data symbols might not be in
130 //   the range of LARL.  We need the Medium model in that case.
131 static CodeModel::Model
132 getEffectiveSystemZCodeModel(Optional<CodeModel::Model> CM, Reloc::Model RM,
133                              bool JIT) {
134   if (CM) {
135     if (*CM == CodeModel::Tiny)
136       report_fatal_error("Target does not support the tiny CodeModel");
137     if (*CM == CodeModel::Kernel)
138       report_fatal_error("Target does not support the kernel CodeModel");
139     return *CM;
140   }
141   if (JIT)
142     return RM == Reloc::PIC_ ? CodeModel::Small : CodeModel::Medium;
143   return CodeModel::Small;
144 }
145
146 SystemZTargetMachine::SystemZTargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
147                                            StringRef CPU, StringRef FS,
148                                            const TargetOptions &Options,
149                                            Optional<Reloc::Model> RM,
150                                            Optional<CodeModel::Model> CM,
151                                            CodeGenOpt::Level OL, bool JIT)
152     : LLVMTargetMachine(
153           T, computeDataLayout(TT, CPU, FS), TT, CPU, FS, Options,
154           getEffectiveRelocModel(RM),
155           getEffectiveSystemZCodeModel(CM, getEffectiveRelocModel(RM), JIT),
156           OL),
157       TLOF(llvm::make_unique<TargetLoweringObjectFileELF>()),
158       Subtarget(TT, CPU, FS, *this) {
159   initAsmInfo();
160 }
161
162 SystemZTargetMachine::~SystemZTargetMachine() = default;
163
164 namespace {
165
166 /// SystemZ Code Generator Pass Configuration Options.
167 class SystemZPassConfig : public TargetPassConfig {
168 public:
169   SystemZPassConfig(SystemZTargetMachine &TM, PassManagerBase &PM)
170     : TargetPassConfig(TM, PM) {}
171
172   SystemZTargetMachine &getSystemZTargetMachine() const {
173     return getTM<SystemZTargetMachine>();
174   }
175
176   ScheduleDAGInstrs *
177   createPostMachineScheduler(MachineSchedContext *C) const override {
178     return new ScheduleDAGMI(C,
179                              llvm::make_unique<SystemZPostRASchedStrategy>(C),
180                              /*RemoveKillFlags=*/true);
181   }
182
183   void addIRPasses() override;
184   bool addInstSelector() override;
185   bool addILPOpts() override;
186   void addPreSched2() override;
187   void addPreEmitPass() override;
188 };
189
190 } // end anonymous namespace
191
192 void SystemZPassConfig::addIRPasses() {
193   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
194     addPass(createSystemZTDCPass());
195     addPass(createLoopDataPrefetchPass());
196   }
197
198   TargetPassConfig::addIRPasses();
199 }
200
201 bool SystemZPassConfig::addInstSelector() {
202   addPass(createSystemZISelDag(getSystemZTargetMachine(), getOptLevel()));
203
204  if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
205     addPass(createSystemZLDCleanupPass(getSystemZTargetMachine()));
206
207   return false;
208 }
209
210 bool SystemZPassConfig::addILPOpts() {
211   addPass(&EarlyIfConverterID);
212   return true;
213 }
214
215 void SystemZPassConfig::addPreSched2() {
216   addPass(createSystemZExpandPseudoPass(getSystemZTargetMachine()));
217
218   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
219     addPass(&IfConverterID);
220 }
221
222 void SystemZPassConfig::addPreEmitPass() {
223   // Do instruction shortening before compare elimination because some
224   // vector instructions will be shortened into opcodes that compare
225   // elimination recognizes.
226   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
227     addPass(createSystemZShortenInstPass(getSystemZTargetMachine()), false);
228
229   // We eliminate comparisons here rather than earlier because some
230   // transformations can change the set of available CC values and we
231   // generally want those transformations to have priority.  This is
232   // especially true in the commonest case where the result of the comparison
233   // is used by a single in-range branch instruction, since we will then
234   // be able to fuse the compare and the branch instead.
235   //
236   // For example, two-address NILF can sometimes be converted into
237   // three-address RISBLG.  NILF produces a CC value that indicates whether
238   // the low word is zero, but RISBLG does not modify CC at all.  On the
239   // other hand, 64-bit ANDs like NILL can sometimes be converted to RISBG.
240   // The CC value produced by NILL isn't useful for our purposes, but the
241   // value produced by RISBG can be used for any comparison with zero
242   // (not just equality).  So there are some transformations that lose
243   // CC values (while still being worthwhile) and others that happen to make
244   // the CC result more useful than it was originally.
245   //
246   // Another reason is that we only want to use BRANCH ON COUNT in cases
247   // where we know that the count register is not going to be spilled.
248   //
249   // Doing it so late makes it more likely that a register will be reused
250   // between the comparison and the branch, but it isn't clear whether
251   // preventing that would be a win or not.
252   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
253     addPass(createSystemZElimComparePass(getSystemZTargetMachine()), false);
254   addPass(createSystemZLongBranchPass(getSystemZTargetMachine()));
255
256   // Do final scheduling after all other optimizations, to get an
257   // optimal input for the decoder (branch relaxation must happen
258   // after block placement).
259   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
260     addPass(&PostMachineSchedulerID);
261 }
262
263 TargetPassConfig *SystemZTargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
264   return new SystemZPassConfig(*this, PM);
265 }
266
267 TargetTransformInfo
268 SystemZTargetMachine::getTargetTransformInfo(const Function &F) {
269   return TargetTransformInfo(SystemZTTIImpl(this, F));
270 }