share/mk/bsd.cpu.mk

   1 # $FreeBSD$
   2
   3 # Set default CPU compile flags and baseline CPUTYPE for each arch.  The
   4 # compile flags must support the minimum CPU type for each architecture but
   5 # may tune support for more advanced processors.
   6
   7 .if !defined(CPUTYPE) || empty(CPUTYPE)
   8 _CPUCFLAGS =
   9 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "aarch64"
  10 MACHINE_CPU = arm64
  11 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
  12 MACHINE_CPU = amd64 sse2 sse mmx
  13 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "arm"
  14 MACHINE_CPU = arm
  15 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
  16 MACHINE_CPU = i486
  17 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "mips"
  18 MACHINE_CPU = mips
  19 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "powerpc"
  20 MACHINE_CPU = aim
  21 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
  22 MACHINE_CPU = riscv
  23 . endif
  24 .else
  25
  26 # Handle aliases (not documented in make.conf to avoid user confusion
  27 # between e.g. i586 and pentium)
  28
  29 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64" || ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
  30 .  if ${CPUTYPE} == "barcelona"
  31 CPUTYPE = amdfam10
  32 .  elif ${CPUTYPE} == "skx"
  33 CPUTYPE = skylake-avx512
  34 .  elif ${CPUTYPE} == "core-avx2"
  35 CPUTYPE = haswell
  36 .  elif ${CPUTYPE} == "core-avx-i"
  37 CPUTYPE = ivybridge
  38 .  elif ${CPUTYPE} == "corei7-avx"
  39 CPUTYPE = sandybridge
  40 .  elif ${CPUTYPE} == "corei7"
  41 CPUTYPE = nehalem
  42 .  elif ${CPUTYPE} == "slm"
  43 CPUTYPE = silvermont
  44 .  elif ${CPUTYPE} == "atom"
  45 CPUTYPE = bonnell
  46 .  elif ${CPUTYPE} == "core"
  47 CPUTYPE = prescott
  48 .  endif
  49 .  if ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
  50 .   if ${CPUTYPE} == "prescott"
  51 CPUTYPE = nocona
  52 .   endif
  53 .  else
  54 .   if ${CPUTYPE} == "k7"
  55 CPUTYPE = athlon
  56 .   elif ${CPUTYPE} == "p4"
  57 CPUTYPE = pentium4
  58 .   elif ${CPUTYPE} == "p4m"
  59 CPUTYPE = pentium4m
  60 .   elif ${CPUTYPE} == "p3"
  61 CPUTYPE = pentium3
  62 .   elif ${CPUTYPE} == "p3m"
  63 CPUTYPE = pentium3m
  64 .   elif ${CPUTYPE} == "p-m"
  65 CPUTYPE = pentium-m
  66 .   elif ${CPUTYPE} == "p2"
  67 CPUTYPE = pentium2
  68 .   elif ${CPUTYPE} == "i686"
  69 CPUTYPE = pentiumpro
  70 .   elif ${CPUTYPE} == "i586/mmx"
  71 CPUTYPE = pentium-mmx
  72 .   elif ${CPUTYPE} == "i586"
  73 CPUTYPE = pentium
  74 .   endif
  75 .  endif
  76 . endif
  77
  78 ###############################################################################
  79 # Logic to set up correct gcc optimization flag.  This must be included
  80 # after /etc/make.conf so it can react to the local value of CPUTYPE
  81 # defined therein.  Consult:
  82 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/ARM-Options.html
  83 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/RS-6000-and-PowerPC-Options.html
  84 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/MIPS-Options.html
  85 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/SPARC-Options.html
  86 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/i386-and-x86_002d64-Options.html
  87
  88 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
  89 .  if ${CPUTYPE} == "crusoe"
  90 _CPUCFLAGS = -march=i686 -falign-functions=0 -falign-jumps=0 -falign-loops=0
  91 .  elif ${CPUTYPE} == "k5"
  92 _CPUCFLAGS = -march=pentium
  93 .  elif ${CPUTYPE} == "c7"
  94 _CPUCFLAGS = -march=c3-2
  95 .  else
  96 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
  97 .  endif
  98 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
  99 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
 100 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "arm"
 101 .  if ${CPUTYPE} == "xscale"
 102 #XXX: gcc doesn't seem to like -mcpu=xscale, and dies while rebuilding itself
 103 #_CPUCFLAGS = -mcpu=xscale
 104 _CPUCFLAGS = -march=armv5te -D__XSCALE__
 105 .  elif ${CPUTYPE:M*soft*} != ""
 106 _CPUCFLAGS = -mfloat-abi=softfp
 107 .  elif ${CPUTYPE} == "cortexa"
 108 _CPUCFLAGS = -march=armv7 -mfpu=vfp
 109 .  elif ${CPUTYPE:Marmv[4567]*} != ""
 110 # Handle all the armvX types that FreeBSD runs:
 111 #       armv4, armv4t, armv5, armv5te, armv6, armv6t2, armv7, armv7-a, armv7ve
 112 # they require -march=. All the others require -mcpu=.
 113 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
 114 .  else
 115 # Common values for FreeBSD
 116 # arm: (any arm v4 or v5 processor you are targeting)
 117 #       arm920t, arm926ej-s, marvell-pj4, fa526, fa626,
 118 #       fa606te, fa626te, fa726te
 119 # armv6: (any arm v7 or v8 processor you are targeting and the arm1176jzf-s)
 120 #       arm1176jzf-s, generic-armv7-a, cortex-a5, cortex-a7, cortex-a8,
 121 #       cortex-a9, cortex-a12, cortex-a15, cortex-a17, cortex-a53, cortex-a57,
 122 #       cortex-a72, exynos-m1
 123 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 124 . endif
 125 . elif ${MACHINE_ARCH} == "powerpc"
 126 .  if ${CPUTYPE} == "e500"
 127 _CPUCFLAGS = -Wa,-me500 -msoft-float
 128 .  else
 129 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE} -mno-powerpc64
 130 .  endif
 131 . elif ${MACHINE_ARCH} == "powerpc64"
 132 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 133 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "mips"
 134 # mips[1234], mips32, mips64, and all later releases need to have mips
 135 # preserved (releases later than r2 require external toolchain)
 136 .  if ${CPUTYPE:Mmips32*} != "" || ${CPUTYPE:Mmips64*} != "" || \
 137         ${CPUTYPE:Mmips[1234]} != ""
 138 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
 139 . else
 140 # Default -march to the CPUTYPE passed in, with mips stripped off so we
 141 # accept either mips4kc or 4kc, mostly for historical reasons
 142 # Typical values for cores:
 143 #       4kc, 24kc, 34kc, 74kc, 1004kc, octeon, octeon+, octeon2, octeon3,
 144 #       sb1, xlp, xlr
 145 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE:S/^mips//}
 146 . endif
 147 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "aarch64"
 148 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 149 . endif
 150
 151 # Set up the list of CPU features based on the CPU type.  This is an
 152 # unordered list to make it easy for client makefiles to test for the
 153 # presence of a CPU feature.
 154
 155 ########## i386
 156 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
 157 .  if ${CPUTYPE} == "znver2" || ${CPUTYPE} == "znver1"
 158 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 159 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver4"
 160 MACHINE_CPU = xop avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 161 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver3" || ${CPUTYPE} == "bdver2" || \
 162     ${CPUTYPE} == "bdver1"
 163 MACHINE_CPU = xop avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 164 .  elif ${CPUTYPE} == "btver2"
 165 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 166 .  elif ${CPUTYPE} == "btver1"
 167 MACHINE_CPU = ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 168 .  elif ${CPUTYPE} == "amdfam10"
 169 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 170 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron-sse3" || ${CPUTYPE} == "athlon64-sse3"
 171 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 172 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron" || ${CPUTYPE} == "athlon64" || \
 173     ${CPUTYPE} == "athlon-fx"
 174 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse2 sse mmx k6 k5 i586
 175 .  elif ${CPUTYPE} == "athlon-mp" || ${CPUTYPE} == "athlon-xp" || \
 176     ${CPUTYPE} == "athlon-4"
 177 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse mmx k6 k5 i586
 178 .  elif ${CPUTYPE} == "athlon" || ${CPUTYPE} == "athlon-tbird"
 179 MACHINE_CPU = athlon k7 3dnow mmx k6 k5 i586
 180 .  elif ${CPUTYPE} == "k6-3" || ${CPUTYPE} == "k6-2" || ${CPUTYPE} == "geode"
 181 MACHINE_CPU = 3dnow mmx k6 k5 i586
 182 .  elif ${CPUTYPE} == "k6"
 183 MACHINE_CPU = mmx k6 k5 i586
 184 .  elif ${CPUTYPE} == "k5"
 185 MACHINE_CPU = k5 i586
 186 .  elif ${CPUTYPE} == "tigerlake" || ${CPUTYPE} == "cooperlake" || \
 187     ${CPUTYPE} == "cascadelake" || ${CPUTYPE} == "icelake-server" || \
 188     ${CPUTYPE} == "icelake-client" || ${CPUTYPE} == "cannonlake" || \
 189     ${CPUTYPE} == "knm" || ${CPUTYPE} == "skylake-avx512" || ${CPUTYPE} == "knl"
 190 MACHINE_CPU = avx512 avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 191 .  elif ${CPUTYPE} == "skylake" || ${CPUTYPE} == "broadwell" || \
 192     ${CPUTYPE} == "haswell"
 193 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 194 .  elif ${CPUTYPE} == "ivybridge" || ${CPUTYPE} == "sandybridge"
 195 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 196 .  elif ${CPUTYPE} == "tremont" || ${CPUTYPE} == "goldmont-plus" || \
 197     ${CPUTYPE} == "goldmont" || ${CPUTYPE} == "westmere" || \
 198     ${CPUTYPE} == "nehalem" || ${CPUTYPE} == "silvermont"
 199 MACHINE_CPU = sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 200 .  elif ${CPUTYPE} == "penryn"
 201 MACHINE_CPU = sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 202 .  elif ${CPUTYPE} == "core2" || ${CPUTYPE} == "bonnell"
 203 MACHINE_CPU = ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 204 .  elif ${CPUTYPE} == "yonah" || ${CPUTYPE} == "prescott"
 205 MACHINE_CPU = sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 206 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium4" || ${CPUTYPE} == "pentium4m" || \
 207     ${CPUTYPE} == "pentium-m"
 208 MACHINE_CPU = sse2 sse i686 mmx i586
 209 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium3" || ${CPUTYPE} == "pentium3m"
 210 MACHINE_CPU = sse i686 mmx i586
 211 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium2"
 212 MACHINE_CPU = i686 mmx i586
 213 .  elif ${CPUTYPE} == "pentiumpro"
 214 MACHINE_CPU = i686 i586
 215 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium-mmx"
 216 MACHINE_CPU = mmx i586
 217 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium"
 218 MACHINE_CPU = i586
 219 .  elif ${CPUTYPE} == "c7"
 220 MACHINE_CPU = sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 221 .  elif ${CPUTYPE} == "c3-2"
 222 MACHINE_CPU = sse i686 mmx i586
 223 .  elif ${CPUTYPE} == "c3"
 224 MACHINE_CPU = 3dnow mmx i586
 225 .  elif ${CPUTYPE} == "winchip2"
 226 MACHINE_CPU = 3dnow mmx
 227 .  elif ${CPUTYPE} == "winchip-c6"
 228 MACHINE_CPU = mmx
 229 .  endif
 230 MACHINE_CPU += i486
 231 ########## amd64
 232 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
 233 .  if ${CPUTYPE} == "znver2" || ${CPUTYPE} == "znver1"
 234 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 235 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver4"
 236 MACHINE_CPU = xop avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 237 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver3" || ${CPUTYPE} == "bdver2" || \
 238     ${CPUTYPE} == "bdver1"
 239 MACHINE_CPU = xop avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 240 .  elif ${CPUTYPE} == "btver2"
 241 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 242 .  elif ${CPUTYPE} == "btver1"
 243 MACHINE_CPU = ssse3 sse4a sse3
 244 .  elif ${CPUTYPE} == "amdfam10"
 245 MACHINE_CPU = k8 3dnow sse4a sse3
 246 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron-sse3" || ${CPUTYPE} == "athlon64-sse3" || \
 247     ${CPUTYPE} == "k8-sse3"
 248 MACHINE_CPU = k8 3dnow sse3
 249 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron" || ${CPUTYPE} == "athlon64" || \
 250     ${CPUTYPE} == "athlon-fx" || ${CPUTYPE} == "k8"
 251 MACHINE_CPU = k8 3dnow
 252 .  elif ${CPUTYPE} == "tigerlake" || ${CPUTYPE} == "cooperlake" || \
 253     ${CPUTYPE} == "cascadelake" || ${CPUTYPE} == "icelake-server" || \
 254     ${CPUTYPE} == "icelake-client" || ${CPUTYPE} == "cannonlake" || \
 255     ${CPUTYPE} == "knm" || ${CPUTYPE} == "skylake-avx512" || ${CPUTYPE} == "knl"
 256 MACHINE_CPU = avx512 avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3
 257 .  elif ${CPUTYPE} == "skylake" || ${CPUTYPE} == "broadwell" || \
 258     ${CPUTYPE} == "haswell"
 259 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3
 260 .  elif ${CPUTYPE} == "ivybridge" || ${CPUTYPE} == "sandybridge"
 261 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse3
 262 .  elif ${CPUTYPE} == "tremont" || ${CPUTYPE} == "goldmont-plus" || \
 263     ${CPUTYPE} == "goldmont" || ${CPUTYPE} == "westmere" || \
 264     ${CPUTYPE} == "nehalem" || ${CPUTYPE} == "silvermont"
 265 MACHINE_CPU = sse42 sse41 ssse3 sse3
 266 .  elif ${CPUTYPE} == "penryn"
 267 MACHINE_CPU = sse41 ssse3 sse3
 268 .  elif ${CPUTYPE} == "core2" || ${CPUTYPE} == "bonnell"
 269 MACHINE_CPU = ssse3 sse3
 270 .  elif ${CPUTYPE} == "nocona"
 271 MACHINE_CPU = sse3
 272 .  endif
 273 MACHINE_CPU += amd64 sse2 sse mmx
 274 ########## Mips
 275 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "mips"
 276 MACHINE_CPU = mips
 277 ########## powerpc
 278 . elif ${MACHINE_ARCH} == "powerpc"
 279 .  if ${CPUTYPE} == "e500"
 280 MACHINE_CPU = booke softfp
 281 .  endif
 282 ########## riscv
 283 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
 284 MACHINE_CPU = riscv
 285 . endif
 286 .endif
 287
 288 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "mips"
 289 CFLAGS += -G0
 290 AFLAGS+= -${MIPS_ENDIAN} -mabi=${MIPS_ABI}
 291 CFLAGS+= -${MIPS_ENDIAN} -mabi=${MIPS_ABI}
 292 LDFLAGS+= -${MIPS_ENDIAN} -mabi=${MIPS_ABI}
 293 . if ${MACHINE_ARCH:Mmips*el*} != ""
 294 MIPS_ENDIAN=    EL
 295 . else
 296 MIPS_ENDIAN=    EB
 297 . endif
 298 . if ${MACHINE_ARCH:Mmips64*} != ""
 299 MIPS_ABI?=      64
 300 . elif ${MACHINE_ARCH:Mmipsn32*} != ""
 301 MIPS_ABI?=      n32
 302 . else
 303 MIPS_ABI?=      32
 304 . endif
 305 . if ${MACHINE_ARCH:Mmips*hf}
 306 CFLAGS += -mhard-float
 307 . else
 308 CFLAGS += -msoft-float
 309 . endif
 310 .endif
 311
 312 ########## arm
 313 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "arm"
 314 MACHINE_CPU += arm
 315 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv6*} != ""
 316 MACHINE_CPU += armv6
 317 . endif
 318 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv7*} != ""
 319 MACHINE_CPU += armv7
 320 . endif
 321 # armv6 and armv7 are a hybrid. It can use the softfp ABI, but doesn't emulate
 322 # floating point in the general case, so don't define softfp for it at this
 323 # time. arm is pure softfp, so define it for them.
 324 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv[67]*} == ""
 325 MACHINE_CPU += softfp
 326 . endif
 327 # Normally armv6 and armv7 are hard float ABI from FreeBSD 11 onwards. However
 328 # when CPUTYPE has 'soft' in it, we use the soft-float ABI to allow building of
 329 # soft-float ABI libraries. In this case, we have to add the -mfloat-abi=softfp
 330 # to force that.
 331 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv[67]*} && defined(CPUTYPE) && ${CPUTYPE:M*soft*} != ""
 332 # Needs to be CFLAGS not _CPUCFLAGS because it's needed for the ABI
 333 # not a nice optimization. Please note: softfp ABI uses hardware floating
 334 # instructions, but passes arguments to function calls in integer regsiters.
 335 # -mfloat-abi=soft is full software floating point, but is not currently
 336 # supported. softfp support in FreeBSD may disappear in FreeBSD 13.0 since
 337 # it was a transition tool from FreeBSD 10 to 11 and is a bit of an odd duck.
 338 CFLAGS += -mfloat-abi=softfp
 339 . endif
 340 .endif
 341
 342 .if ${MACHINE_ARCH} == "powerpc" || ${MACHINE_ARCH} == "powerpcspe"
 343 LDFLAGS.bfd+= -Wl,--secure-plt
 344 .endif
 345
 346 .if ${MACHINE_ARCH} == "powerpcspe"
 347 CFLAGS += -mcpu=8548 -mspe
 348 CFLAGS.gcc+= -mabi=spe -mfloat-gprs=double -Wa,-me500
 349 .endif
 350
 351 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
 352 .if ${MACHINE_ARCH:Mriscv*sf}
 353 CFLAGS += -march=rv64imac -mabi=lp64
 354 .else
 355 CFLAGS += -march=rv64imafdc -mabi=lp64d
 356 .endif
 357 .endif
 358
 359 # NB: COPTFLAGS is handled in /usr/src/sys/conf/kern.pre.mk
 360
 361 .if !defined(NO_CPU_CFLAGS)
 362 CFLAGS += ${_CPUCFLAGS}
 363 .endif
 364
 365 #
 366 # Prohibit the compiler from emitting SIMD instructions.
 367 # These flags are added to CFLAGS in areas where the extra context-switch
 368 # cost outweighs the advantages of SIMD instructions.
 369 #
 370 # gcc:
 371 # Setting -mno-mmx implies -mno-3dnow
 372 # Setting -mno-sse implies -mno-sse2, -mno-sse3, -mno-ssse3 and -mfpmath=387
 373 #
 374 # clang:
 375 # Setting -mno-mmx implies -mno-3dnow and -mno-3dnowa
 376 # Setting -mno-sse implies -mno-sse2, -mno-sse3, -mno-ssse3, -mno-sse41 and
 377 # -mno-sse42
 378 # (-mfpmath= is not supported)
 379 #
 380 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386" || ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
 381 CFLAGS_NO_SIMD.clang= -mno-avx -mno-avx2
 382 CFLAGS_NO_SIMD= -mno-mmx -mno-sse
 383 .endif
 384 CFLAGS_NO_SIMD += ${CFLAGS_NO_SIMD.${COMPILER_TYPE}}
 385
 386 # Add in any architecture-specific CFLAGS.
 387 # These come from make.conf or the command line or the environment.
 388 CFLAGS += ${CFLAGS.${MACHINE_ARCH}}
 389 CXXFLAGS += ${CXXFLAGS.${MACHINE_ARCH}}
 390