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} == "powerpc"
  18 MACHINE_CPU = aim
  19 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
  20 MACHINE_CPU = riscv
  21 . endif
  22 .else
  23
  24 # Handle aliases (not documented in make.conf to avoid user confusion
  25 # between e.g. i586 and pentium)
  26
  27 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64" || ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
  28 .  if ${CPUTYPE} == "barcelona"
  29 CPUTYPE = amdfam10
  30 .  elif ${CPUTYPE} == "skx"
  31 CPUTYPE = skylake-avx512
  32 .  elif ${CPUTYPE} == "core-avx2"
  33 CPUTYPE = haswell
  34 .  elif ${CPUTYPE} == "core-avx-i"
  35 CPUTYPE = ivybridge
  36 .  elif ${CPUTYPE} == "corei7-avx"
  37 CPUTYPE = sandybridge
  38 .  elif ${CPUTYPE} == "corei7"
  39 CPUTYPE = nehalem
  40 .  elif ${CPUTYPE} == "slm"
  41 CPUTYPE = silvermont
  42 .  elif ${CPUTYPE} == "atom"
  43 CPUTYPE = bonnell
  44 .  elif ${CPUTYPE} == "core"
  45 CPUTYPE = prescott
  46 .  endif
  47 .  if ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
  48 .   if ${CPUTYPE} == "prescott"
  49 CPUTYPE = nocona
  50 .   endif
  51 .  else
  52 .   if ${CPUTYPE} == "k7"
  53 CPUTYPE = athlon
  54 .   elif ${CPUTYPE} == "p4"
  55 CPUTYPE = pentium4
  56 .   elif ${CPUTYPE} == "p4m"
  57 CPUTYPE = pentium4m
  58 .   elif ${CPUTYPE} == "p3"
  59 CPUTYPE = pentium3
  60 .   elif ${CPUTYPE} == "p3m"
  61 CPUTYPE = pentium3m
  62 .   elif ${CPUTYPE} == "p-m"
  63 CPUTYPE = pentium-m
  64 .   elif ${CPUTYPE} == "p2"
  65 CPUTYPE = pentium2
  66 .   elif ${CPUTYPE} == "i686"
  67 CPUTYPE = pentiumpro
  68 .   elif ${CPUTYPE} == "i586/mmx"
  69 CPUTYPE = pentium-mmx
  70 .   elif ${CPUTYPE} == "i586"
  71 CPUTYPE = pentium
  72 .   endif
  73 .  endif
  74 . endif
  75
  76 ###############################################################################
  77 # Logic to set up correct gcc optimization flag.  This must be included
  78 # after /etc/make.conf so it can react to the local value of CPUTYPE
  79 # defined therein.  Consult:
  80 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/ARM-Options.html
  81 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/RS-6000-and-PowerPC-Options.html
  82 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/SPARC-Options.html
  83 #       http://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/i386-and-x86_002d64-Options.html
  84
  85 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
  86 .  if ${CPUTYPE} == "crusoe"
  87 _CPUCFLAGS = -march=i686 -falign-functions=0 -falign-jumps=0 -falign-loops=0
  88 .  elif ${CPUTYPE} == "k5"
  89 _CPUCFLAGS = -march=pentium
  90 .  elif ${CPUTYPE} == "c7"
  91 _CPUCFLAGS = -march=c3-2
  92 .  else
  93 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
  94 .  endif
  95 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
  96 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
  97 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "arm"
  98 .  if ${CPUTYPE} == "xscale"
  99 #XXX: gcc doesn't seem to like -mcpu=xscale, and dies while rebuilding itself
 100 #_CPUCFLAGS = -mcpu=xscale
 101 _CPUCFLAGS = -march=armv5te -D__XSCALE__
 102 .  elif ${CPUTYPE:M*soft*} != ""
 103 _CPUCFLAGS = -mfloat-abi=softfp
 104 .  elif ${CPUTYPE} == "cortexa"
 105 _CPUCFLAGS = -march=armv7 -mfpu=vfp
 106 .  elif ${CPUTYPE:Marmv[4567]*} != ""
 107 # Handle all the armvX types that FreeBSD runs:
 108 #       armv4, armv4t, armv5, armv5te, armv6, armv6t2, armv7, armv7-a, armv7ve
 109 # they require -march=. All the others require -mcpu=.
 110 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
 111 .  else
 112 # Common values for FreeBSD
 113 # arm: (any arm v4 or v5 processor you are targeting)
 114 #       arm920t, arm926ej-s, marvell-pj4, fa526, fa626,
 115 #       fa606te, fa626te, fa726te
 116 # armv6:
 117 #       arm1176jzf-s
 118 # armv7: generic-armv7-a, cortex-a5, cortex-a7, cortex-a8, cortex-a9,
 119 #       cortex-a12, cortex-a15, cortex-a17
 120 #       cortex-a53, cortex-a57, cortex-a72,
 121 #       exynos-m1
 122 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 123 . endif
 124 . elif ${MACHINE_ARCH} == "powerpc"
 125 .  if ${CPUTYPE} == "e500"
 126 _CPUCFLAGS = -Wa,-me500 -msoft-float
 127 .  else
 128 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE} -mno-powerpc64
 129 .  endif
 130 . elif ${MACHINE_ARCH:Mpowerpc64*} != ""
 131 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 132 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "aarch64"
 133 .  if ${CPUTYPE:Marmv*} != ""
 134 # Use -march when the CPU type is an architecture value, e.g. armv8.1-a
 135 _CPUCFLAGS = -march=${CPUTYPE}
 136 .  else
 137 # Otherwise assume we have a CPU type
 138 _CPUCFLAGS = -mcpu=${CPUTYPE}
 139 .  endif
 140 . endif
 141
 142 # Set up the list of CPU features based on the CPU type.  This is an
 143 # unordered list to make it easy for client makefiles to test for the
 144 # presence of a CPU feature.
 145
 146 ########## i386
 147 . if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386"
 148 .  if ${CPUTYPE} == "znver3" || ${CPUTYPE} == "znver2" || \
 149     ${CPUTYPE} == "znver1"
 150 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 151 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver4"
 152 MACHINE_CPU = xop avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 153 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver3" || ${CPUTYPE} == "bdver2" || \
 154     ${CPUTYPE} == "bdver1"
 155 MACHINE_CPU = xop avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 156 .  elif ${CPUTYPE} == "btver2"
 157 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 158 .  elif ${CPUTYPE} == "btver1"
 159 MACHINE_CPU = ssse3 sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 160 .  elif ${CPUTYPE} == "amdfam10"
 161 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse4a sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 162 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron-sse3" || ${CPUTYPE} == "athlon64-sse3"
 163 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse3 sse2 sse mmx k6 k5 i586
 164 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron" || ${CPUTYPE} == "athlon64" || \
 165     ${CPUTYPE} == "athlon-fx"
 166 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse2 sse mmx k6 k5 i586
 167 .  elif ${CPUTYPE} == "athlon-mp" || ${CPUTYPE} == "athlon-xp" || \
 168     ${CPUTYPE} == "athlon-4"
 169 MACHINE_CPU = athlon-xp athlon k7 3dnow sse mmx k6 k5 i586
 170 .  elif ${CPUTYPE} == "athlon" || ${CPUTYPE} == "athlon-tbird"
 171 MACHINE_CPU = athlon k7 3dnow mmx k6 k5 i586
 172 .  elif ${CPUTYPE} == "k6-3" || ${CPUTYPE} == "k6-2" || ${CPUTYPE} == "geode"
 173 MACHINE_CPU = 3dnow mmx k6 k5 i586
 174 .  elif ${CPUTYPE} == "k6"
 175 MACHINE_CPU = mmx k6 k5 i586
 176 .  elif ${CPUTYPE} == "k5"
 177 MACHINE_CPU = k5 i586
 178 .  elif ${CPUTYPE} == "sapphirerapids" || ${CPUTYPE} == "tigerlake" || \
 179     ${CPUTYPE} == "cooperlake" || ${CPUTYPE} == "cascadelake" || \
 180     ${CPUTYPE} == "icelake-server" || ${CPUTYPE} == "icelake-client" || \
 181     ${CPUTYPE} == "cannonlake" || ${CPUTYPE} == "knm" || \
 182     ${CPUTYPE} == "skylake-avx512" || ${CPUTYPE} == "knl" || \
 183     ${CPUTYPE} == "x86-64-v4"
 184 MACHINE_CPU = avx512 avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 185 .  elif ${CPUTYPE} == "alderlake" || ${CPUTYPE} == "skylake" || \
 186     ${CPUTYPE} == "broadwell" || ${CPUTYPE} == "haswell" || \
 187     ${CPUTYPE} == "x86-64-v3"
 188 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 189 .  elif ${CPUTYPE} == "ivybridge" || ${CPUTYPE} == "sandybridge"
 190 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 191 .  elif ${CPUTYPE} == "tremont" || ${CPUTYPE} == "goldmont-plus" || \
 192     ${CPUTYPE} == "goldmont" || ${CPUTYPE} == "westmere" || \
 193     ${CPUTYPE} == "nehalem" || ${CPUTYPE} == "silvermont" || \
 194     ${CPUTYPE} == "x86-64-v2"
 195 MACHINE_CPU = sse42 sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 196 .  elif ${CPUTYPE} == "penryn"
 197 MACHINE_CPU = sse41 ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 198 .  elif ${CPUTYPE} == "core2" || ${CPUTYPE} == "bonnell"
 199 MACHINE_CPU = ssse3 sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 200 .  elif ${CPUTYPE} == "yonah" || ${CPUTYPE} == "prescott"
 201 MACHINE_CPU = sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 202 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium4" || ${CPUTYPE} == "pentium4m" || \
 203     ${CPUTYPE} == "pentium-m" || ${CPUTYPE} == "x86-64"
 204 MACHINE_CPU = sse2 sse i686 mmx i586
 205 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium3" || ${CPUTYPE} == "pentium3m"
 206 MACHINE_CPU = sse i686 mmx i586
 207 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium2"
 208 MACHINE_CPU = i686 mmx i586
 209 .  elif ${CPUTYPE} == "pentiumpro"
 210 MACHINE_CPU = i686 i586
 211 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium-mmx"
 212 MACHINE_CPU = mmx i586
 213 .  elif ${CPUTYPE} == "pentium"
 214 MACHINE_CPU = i586
 215 .  elif ${CPUTYPE} == "c7"
 216 MACHINE_CPU = sse3 sse2 sse i686 mmx i586
 217 .  elif ${CPUTYPE} == "c3-2"
 218 MACHINE_CPU = sse i686 mmx i586
 219 .  elif ${CPUTYPE} == "c3"
 220 MACHINE_CPU = 3dnow mmx i586
 221 .  elif ${CPUTYPE} == "winchip2"
 222 MACHINE_CPU = 3dnow mmx
 223 .  elif ${CPUTYPE} == "winchip-c6"
 224 MACHINE_CPU = mmx
 225 .  endif
 226 MACHINE_CPU += i486
 227 ########## amd64
 228 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
 229 .  if ${CPUTYPE} == "znver3" || ${CPUTYPE} == "znver2" || \
 230     ${CPUTYPE} == "znver1"
 231 MACHINE_CPU = avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 232 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver4"
 233 MACHINE_CPU = xop avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 234 .  elif ${CPUTYPE} == "bdver3" || ${CPUTYPE} == "bdver2" || \
 235     ${CPUTYPE} == "bdver1"
 236 MACHINE_CPU = xop avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 237 .  elif ${CPUTYPE} == "btver2"
 238 MACHINE_CPU = avx sse42 sse41 ssse3 sse4a sse3
 239 .  elif ${CPUTYPE} == "btver1"
 240 MACHINE_CPU = ssse3 sse4a sse3
 241 .  elif ${CPUTYPE} == "amdfam10"
 242 MACHINE_CPU = k8 3dnow sse4a sse3
 243 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron-sse3" || ${CPUTYPE} == "athlon64-sse3" || \
 244     ${CPUTYPE} == "k8-sse3"
 245 MACHINE_CPU = k8 3dnow sse3
 246 .  elif ${CPUTYPE} == "opteron" || ${CPUTYPE} == "athlon64" || \
 247     ${CPUTYPE} == "athlon-fx" || ${CPUTYPE} == "k8"
 248 MACHINE_CPU = k8 3dnow
 249 .  elif ${CPUTYPE} == "sapphirerapids" || ${CPUTYPE} == "tigerlake" || \
 250     ${CPUTYPE} == "cooperlake" || ${CPUTYPE} == "cascadelake" || \
 251     ${CPUTYPE} == "icelake-server" || ${CPUTYPE} == "icelake-client" || \
 252     ${CPUTYPE} == "cannonlake" || ${CPUTYPE} == "knm" || \
 253     ${CPUTYPE} == "skylake-avx512" || ${CPUTYPE} == "knl" || \
 254     ${CPUTYPE} == "x86-64-v4"
 255 MACHINE_CPU = avx512 avx2 avx sse42 sse41 ssse3 sse3
 256 .  elif ${CPUTYPE} == "alderlake" || ${CPUTYPE} == "skylake" || \
 257     ${CPUTYPE} == "broadwell" || ${CPUTYPE} == "haswell" || \
 258     ${CPUTYPE} == "x86-64-v3"
 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     ${CPUTYPE} == "x86-64-v2"
 266 MACHINE_CPU = sse42 sse41 ssse3 sse3
 267 .  elif ${CPUTYPE} == "penryn"
 268 MACHINE_CPU = sse41 ssse3 sse3
 269 .  elif ${CPUTYPE} == "core2" || ${CPUTYPE} == "bonnell"
 270 MACHINE_CPU = ssse3 sse3
 271 .  elif ${CPUTYPE} == "nocona"
 272 MACHINE_CPU = sse3
 273 .  endif
 274 MACHINE_CPU += amd64 sse2 sse mmx
 275 ########## powerpc
 276 . elif ${MACHINE_ARCH} == "powerpc"
 277 .  if ${CPUTYPE} == "e500"
 278 MACHINE_CPU = booke softfp
 279 .  endif
 280 ########## riscv
 281 . elif ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
 282 MACHINE_CPU = riscv
 283 . endif
 284 .endif
 285
 286 ########## arm
 287 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "arm"
 288 MACHINE_CPU += arm
 289 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv6*} != ""
 290 MACHINE_CPU += armv6
 291 . endif
 292 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv7*} != ""
 293 MACHINE_CPU += armv7
 294 . endif
 295 # armv6 and armv7 are a hybrid. It can use the softfp ABI, but doesn't emulate
 296 # floating point in the general case, so don't define softfp for it at this
 297 # time. arm is pure softfp, so define it for them.
 298 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv[67]*} == ""
 299 MACHINE_CPU += softfp
 300 . endif
 301 # Normally armv6 and armv7 are hard float ABI from FreeBSD 11 onwards. However
 302 # when CPUTYPE has 'soft' in it, we use the soft-float ABI to allow building of
 303 # soft-float ABI libraries. In this case, we have to add the -mfloat-abi=softfp
 304 # to force that.
 305 . if ${MACHINE_ARCH:Marmv[67]*} && defined(CPUTYPE) && ${CPUTYPE:M*soft*} != ""
 306 # Needs to be CFLAGS not _CPUCFLAGS because it's needed for the ABI
 307 # not a nice optimization. Please note: softfp ABI uses hardware floating
 308 # instructions, but passes arguments to function calls in integer regsiters.
 309 # -mfloat-abi=soft is full software floating point, but is not currently
 310 # supported. softfp support in FreeBSD may disappear in FreeBSD 13.0 since
 311 # it was a transition tool from FreeBSD 10 to 11 and is a bit of an odd duck.
 312 CFLAGS += -mfloat-abi=softfp
 313 . endif
 314 .endif
 315
 316 .if ${MACHINE_ARCH} == "powerpc" || ${MACHINE_ARCH} == "powerpcspe"
 317 LDFLAGS.bfd+= -Wl,--secure-plt
 318 .endif
 319
 320 .if ${MACHINE_ARCH} == "powerpcspe"
 321 CFLAGS += -mcpu=8548 -mspe
 322 CFLAGS.gcc+= -mabi=spe -mfloat-gprs=double -Wa,-me500
 323 .endif
 324
 325 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "riscv"
 326 .if ${MACHINE_ARCH:Mriscv*sf}
 327 CFLAGS += -march=rv64imac -mabi=lp64
 328 .else
 329 CFLAGS += -march=rv64imafdc -mabi=lp64d
 330 .endif
 331 .endif
 332
 333 # NB: COPTFLAGS is handled in /usr/src/sys/conf/kern.pre.mk
 334
 335 .if !defined(NO_CPU_CFLAGS)
 336 CFLAGS += ${_CPUCFLAGS}
 337 .endif
 338
 339 #
 340 # Prohibit the compiler from emitting SIMD instructions.
 341 # These flags are added to CFLAGS in areas where the extra context-switch
 342 # cost outweighs the advantages of SIMD instructions.
 343 #
 344 # gcc:
 345 # Setting -mno-mmx implies -mno-3dnow
 346 # Setting -mno-sse implies -mno-sse2, -mno-sse3, -mno-ssse3 and -mfpmath=387
 347 #
 348 # clang:
 349 # Setting -mno-mmx implies -mno-3dnow and -mno-3dnowa
 350 # Setting -mno-sse implies -mno-sse2, -mno-sse3, -mno-ssse3, -mno-sse41 and
 351 # -mno-sse42
 352 # (-mfpmath= is not supported)
 353 #
 354 .if ${MACHINE_CPUARCH} == "i386" || ${MACHINE_CPUARCH} == "amd64"
 355 CFLAGS_NO_SIMD.clang= -mno-avx -mno-avx2
 356 CFLAGS_NO_SIMD= -mno-mmx -mno-sse
 357 .endif
 358 CFLAGS_NO_SIMD += ${CFLAGS_NO_SIMD.${COMPILER_TYPE}}
 359
 360 # Add in any architecture-specific CFLAGS.
 361 # These come from make.conf or the command line or the environment.
 362 CFLAGS += ${CFLAGS.${MACHINE_ARCH}}
 363 CXXFLAGS += ${CXXFLAGS.${MACHINE_ARCH}}
 364