contrib/llvm/lib/Target/X86/MCTargetDesc/X86MCTargetDesc.cpp

   1 //===-- X86MCTargetDesc.cpp - X86 Target Descriptions ---------------------===//
   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 provides X86 specific target descriptions.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86MCTargetDesc.h"
  15 #include "InstPrinter/X86ATTInstPrinter.h"
  16 #include "InstPrinter/X86IntelInstPrinter.h"
  17 #include "X86MCAsmInfo.h"
  18 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  19 #include "llvm/MC/MCCodeGenInfo.h"
  20 #include "llvm/MC/MCInstrAnalysis.h"
  21 #include "llvm/MC/MCInstrInfo.h"
  22 #include "llvm/MC/MCRegisterInfo.h"
  23 #include "llvm/MC/MCStreamer.h"
  24 #include "llvm/MC/MCSubtargetInfo.h"
  25 #include "llvm/MC/MachineLocation.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include "llvm/Support/Host.h"
  28 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  29
  30 #define GET_REGINFO_MC_DESC
  31 #include "X86GenRegisterInfo.inc"
  32
  33 #define GET_INSTRINFO_MC_DESC
  34 #include "X86GenInstrInfo.inc"
  35
  36 #define GET_SUBTARGETINFO_MC_DESC
  37 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  38
  39 #if _MSC_VER
  40 #include <intrin.h>
  41 #endif
  42
  43 using namespace llvm;
  44
  45
  46 std::string X86_MC::ParseX86Triple(StringRef TT) {
  47   Triple TheTriple(TT);
  48   std::string FS;
  49   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
  50     FS = "+64bit-mode";
  51   else
  52     FS = "-64bit-mode";
  53   return FS;
  54 }
  55
  56 /// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
  57 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
  58 bool X86_MC::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX,
  59                              unsigned *rEBX, unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
  60 #if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
  61   #if defined(__GNUC__)
  62     // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
  63     asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
  64          "cpuid\n\t"
  65          "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
  66          : "=a" (*rEAX),
  67            "=S" (*rEBX),
  68            "=c" (*rECX),
  69            "=d" (*rEDX)
  70          :  "a" (value));
  71     return false;
  72   #elif defined(_MSC_VER)
  73     int registers[4];
  74     __cpuid(registers, value);
  75     *rEAX = registers[0];
  76     *rEBX = registers[1];
  77     *rECX = registers[2];
  78     *rEDX = registers[3];
  79     return false;
  80   #else
  81     return true;
  82   #endif
  83 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
  84   #if defined(__GNUC__)
  85     asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
  86          "cpuid\n\t"
  87          "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
  88          : "=a" (*rEAX),
  89            "=S" (*rEBX),
  90            "=c" (*rECX),
  91            "=d" (*rEDX)
  92          :  "a" (value));
  93     return false;
  94   #elif defined(_MSC_VER)
  95     __asm {
  96       mov   eax,value
  97       cpuid
  98       mov   esi,rEAX
  99       mov   dword ptr [esi],eax
 100       mov   esi,rEBX
 101       mov   dword ptr [esi],ebx
 102       mov   esi,rECX
 103       mov   dword ptr [esi],ecx
 104       mov   esi,rEDX
 105       mov   dword ptr [esi],edx
 106     }
 107     return false;
 108   #else
 109     return true;
 110   #endif
 111 #else
 112   return true;
 113 #endif
 114 }
 115
 116 /// GetCpuIDAndInfoEx - Execute the specified cpuid with subleaf and return the
 117 /// 4 values in the specified arguments.  If we can't run cpuid on the host,
 118 /// return true.
 119 bool X86_MC::GetCpuIDAndInfoEx(unsigned value, unsigned subleaf, unsigned *rEAX,
 120                                unsigned *rEBX, unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
 121 #if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
 122   #if defined(__GNUC__)
 123     // gcc desn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
 124     asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 125          "cpuid\n\t"
 126          "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 127          : "=a" (*rEAX),
 128            "=S" (*rEBX),
 129            "=c" (*rECX),
 130            "=d" (*rEDX)
 131          :  "a" (value),
 132             "c" (subleaf));
 133     return false;
 134   #elif defined(_MSC_VER)
 135     // __cpuidex was added in MSVC++ 9.0 SP1
 136     #if (_MSC_VER > 1500) || (_MSC_VER == 1500 && _MSC_FULL_VER >= 150030729)
 137       int registers[4];
 138       __cpuidex(registers, value, subleaf);
 139       *rEAX = registers[0];
 140       *rEBX = registers[1];
 141       *rECX = registers[2];
 142       *rEDX = registers[3];
 143       return false;
 144     #else
 145       return true;
 146     #endif
 147   #else
 148     return true;
 149   #endif
 150 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
 151   #if defined(__GNUC__)
 152     asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 153          "cpuid\n\t"
 154          "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 155          : "=a" (*rEAX),
 156            "=S" (*rEBX),
 157            "=c" (*rECX),
 158            "=d" (*rEDX)
 159          :  "a" (value),
 160             "c" (subleaf));
 161     return false;
 162   #elif defined(_MSC_VER)
 163     __asm {
 164       mov   eax,value
 165       mov   ecx,subleaf
 166       cpuid
 167       mov   esi,rEAX
 168       mov   dword ptr [esi],eax
 169       mov   esi,rEBX
 170       mov   dword ptr [esi],ebx
 171       mov   esi,rECX
 172       mov   dword ptr [esi],ecx
 173       mov   esi,rEDX
 174       mov   dword ptr [esi],edx
 175     }
 176     return false;
 177   #else
 178     return true;
 179   #endif
 180 #else
 181   return true;
 182 #endif
 183 }
 184
 185 void X86_MC::DetectFamilyModel(unsigned EAX, unsigned &Family,
 186                                unsigned &Model) {
 187   Family = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
 188   Model  = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
 189   if (Family == 6 || Family == 0xf) {
 190     if (Family == 0xf)
 191       // Examine extended family ID if family ID is F.
 192       Family += (EAX >> 20) & 0xff;    // Bits 20 - 27
 193     // Examine extended model ID if family ID is 6 or F.
 194     Model += ((EAX >> 16) & 0xf) << 4; // Bits 16 - 19
 195   }
 196 }
 197
 198 unsigned X86_MC::getDwarfRegFlavour(StringRef TT, bool isEH) {
 199   Triple TheTriple(TT);
 200   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
 201     return DWARFFlavour::X86_64;
 202
 203   if (TheTriple.isOSDarwin())
 204     return isEH ? DWARFFlavour::X86_32_DarwinEH : DWARFFlavour::X86_32_Generic;
 205   if (TheTriple.getOS() == Triple::MinGW32 ||
 206       TheTriple.getOS() == Triple::Cygwin)
 207     // Unsupported by now, just quick fallback
 208     return DWARFFlavour::X86_32_Generic;
 209   return DWARFFlavour::X86_32_Generic;
 210 }
 211
 212 void X86_MC::InitLLVM2SEHRegisterMapping(MCRegisterInfo *MRI) {
 213   // FIXME: TableGen these.
 214   for (unsigned Reg = X86::NoRegister+1; Reg < X86::NUM_TARGET_REGS; ++Reg) {
 215     unsigned SEH = MRI->getEncodingValue(Reg);
 216     MRI->mapLLVMRegToSEHReg(Reg, SEH);
 217   }
 218 }
 219
 220 MCSubtargetInfo *X86_MC::createX86MCSubtargetInfo(StringRef TT, StringRef CPU,
 221                                                   StringRef FS) {
 222   std::string ArchFS = X86_MC::ParseX86Triple(TT);
 223   if (!FS.empty()) {
 224     if (!ArchFS.empty())
 225       ArchFS = ArchFS + "," + FS.str();
 226     else
 227       ArchFS = FS;
 228   }
 229
 230   std::string CPUName = CPU;
 231   if (CPUName.empty()) {
 232 #if defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)\
 233     || defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
 234     CPUName = sys::getHostCPUName();
 235 #else
 236     CPUName = "generic";
 237 #endif
 238   }
 239
 240   MCSubtargetInfo *X = new MCSubtargetInfo();
 241   InitX86MCSubtargetInfo(X, TT, CPUName, ArchFS);
 242   return X;
 243 }
 244
 245 static MCInstrInfo *createX86MCInstrInfo() {
 246   MCInstrInfo *X = new MCInstrInfo();
 247   InitX86MCInstrInfo(X);
 248   return X;
 249 }
 250
 251 static MCRegisterInfo *createX86MCRegisterInfo(StringRef TT) {
 252   Triple TheTriple(TT);
 253   unsigned RA = (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
 254     ? X86::RIP     // Should have dwarf #16.
 255     : X86::EIP;    // Should have dwarf #8.
 256
 257   MCRegisterInfo *X = new MCRegisterInfo();
 258   InitX86MCRegisterInfo(X, RA,
 259                         X86_MC::getDwarfRegFlavour(TT, false),
 260                         X86_MC::getDwarfRegFlavour(TT, true),
 261                         RA);
 262   X86_MC::InitLLVM2SEHRegisterMapping(X);
 263   return X;
 264 }
 265
 266 static MCAsmInfo *createX86MCAsmInfo(const Target &T, StringRef TT) {
 267   Triple TheTriple(TT);
 268   bool is64Bit = TheTriple.getArch() == Triple::x86_64;
 269
 270   MCAsmInfo *MAI;
 271   if (TheTriple.isOSDarwin() || TheTriple.getEnvironment() == Triple::MachO) {
 272     if (is64Bit)
 273       MAI = new X86_64MCAsmInfoDarwin(TheTriple);
 274     else
 275       MAI = new X86MCAsmInfoDarwin(TheTriple);
 276   } else if (TheTriple.getEnvironment() == Triple::ELF) {
 277     // Force the use of an ELF container.
 278     MAI = new X86ELFMCAsmInfo(TheTriple);
 279   } else if (TheTriple.getOS() == Triple::Win32) {
 280     MAI = new X86MCAsmInfoMicrosoft(TheTriple);
 281   } else if (TheTriple.getOS() == Triple::MinGW32 || TheTriple.getOS() == Triple::Cygwin) {
 282     MAI = new X86MCAsmInfoGNUCOFF(TheTriple);
 283   } else {
 284     // The default is ELF.
 285     MAI = new X86ELFMCAsmInfo(TheTriple);
 286   }
 287
 288   // Initialize initial frame state.
 289   // Calculate amount of bytes used for return address storing
 290   int stackGrowth = is64Bit ? -8 : -4;
 291
 292   // Initial state of the frame pointer is esp+stackGrowth.
 293   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
 294   MachineLocation Src(is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP, stackGrowth);
 295   MAI->addInitialFrameState(0, Dst, Src);
 296
 297   // Add return address to move list
 298   MachineLocation CSDst(is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP, stackGrowth);
 299   MachineLocation CSSrc(is64Bit ? X86::RIP : X86::EIP);
 300   MAI->addInitialFrameState(0, CSDst, CSSrc);
 301
 302   return MAI;
 303 }
 304
 305 static MCCodeGenInfo *createX86MCCodeGenInfo(StringRef TT, Reloc::Model RM,
 306                                              CodeModel::Model CM,
 307                                              CodeGenOpt::Level OL) {
 308   MCCodeGenInfo *X = new MCCodeGenInfo();
 309
 310   Triple T(TT);
 311   bool is64Bit = T.getArch() == Triple::x86_64;
 312
 313   if (RM == Reloc::Default) {
 314     // Darwin defaults to PIC in 64 bit mode and dynamic-no-pic in 32 bit mode.
 315     // Win64 requires rip-rel addressing, thus we force it to PIC. Otherwise we
 316     // use static relocation model by default.
 317     if (T.isOSDarwin()) {
 318       if (is64Bit)
 319         RM = Reloc::PIC_;
 320       else
 321         RM = Reloc::DynamicNoPIC;
 322     } else if (T.isOSWindows() && is64Bit)
 323       RM = Reloc::PIC_;
 324     else
 325       RM = Reloc::Static;
 326   }
 327
 328   // ELF and X86-64 don't have a distinct DynamicNoPIC model.  DynamicNoPIC
 329   // is defined as a model for code which may be used in static or dynamic
 330   // executables but not necessarily a shared library. On X86-32 we just
 331   // compile in -static mode, in x86-64 we use PIC.
 332   if (RM == Reloc::DynamicNoPIC) {
 333     if (is64Bit)
 334       RM = Reloc::PIC_;
 335     else if (!T.isOSDarwin())
 336       RM = Reloc::Static;
 337   }
 338
 339   // If we are on Darwin, disallow static relocation model in X86-64 mode, since
 340   // the Mach-O file format doesn't support it.
 341   if (RM == Reloc::Static && T.isOSDarwin() && is64Bit)
 342     RM = Reloc::PIC_;
 343
 344   // For static codegen, if we're not already set, use Small codegen.
 345   if (CM == CodeModel::Default)
 346     CM = CodeModel::Small;
 347   else if (CM == CodeModel::JITDefault)
 348     // 64-bit JIT places everything in the same buffer except external funcs.
 349     CM = is64Bit ? CodeModel::Large : CodeModel::Small;
 350
 351   X->InitMCCodeGenInfo(RM, CM, OL);
 352   return X;
 353 }
 354
 355 static MCStreamer *createMCStreamer(const Target &T, StringRef TT,
 356                                     MCContext &Ctx, MCAsmBackend &MAB,
 357                                     raw_ostream &_OS,
 358                                     MCCodeEmitter *_Emitter,
 359                                     bool RelaxAll,
 360                                     bool NoExecStack) {
 361   Triple TheTriple(TT);
 362
 363   if (TheTriple.isOSDarwin() || TheTriple.getEnvironment() == Triple::MachO)
 364     return createMachOStreamer(Ctx, MAB, _OS, _Emitter, RelaxAll);
 365
 366   if (TheTriple.isOSWindows() && TheTriple.getEnvironment() != Triple::ELF)
 367     return createWinCOFFStreamer(Ctx, MAB, *_Emitter, _OS, RelaxAll);
 368
 369   return createELFStreamer(Ctx, MAB, _OS, _Emitter, RelaxAll, NoExecStack);
 370 }
 371
 372 static MCInstPrinter *createX86MCInstPrinter(const Target &T,
 373                                              unsigned SyntaxVariant,
 374                                              const MCAsmInfo &MAI,
 375                                              const MCInstrInfo &MII,
 376                                              const MCRegisterInfo &MRI,
 377                                              const MCSubtargetInfo &STI) {
 378   if (SyntaxVariant == 0)
 379     return new X86ATTInstPrinter(MAI, MII, MRI);
 380   if (SyntaxVariant == 1)
 381     return new X86IntelInstPrinter(MAI, MII, MRI);
 382   return 0;
 383 }
 384
 385 static MCInstrAnalysis *createX86MCInstrAnalysis(const MCInstrInfo *Info) {
 386   return new MCInstrAnalysis(Info);
 387 }
 388
 389 // Force static initialization.
 390 extern "C" void LLVMInitializeX86TargetMC() {
 391   // Register the MC asm info.
 392   RegisterMCAsmInfoFn A(TheX86_32Target, createX86MCAsmInfo);
 393   RegisterMCAsmInfoFn B(TheX86_64Target, createX86MCAsmInfo);
 394
 395   // Register the MC codegen info.
 396   RegisterMCCodeGenInfoFn C(TheX86_32Target, createX86MCCodeGenInfo);
 397   RegisterMCCodeGenInfoFn D(TheX86_64Target, createX86MCCodeGenInfo);
 398
 399   // Register the MC instruction info.
 400   TargetRegistry::RegisterMCInstrInfo(TheX86_32Target, createX86MCInstrInfo);
 401   TargetRegistry::RegisterMCInstrInfo(TheX86_64Target, createX86MCInstrInfo);
 402
 403   // Register the MC register info.
 404   TargetRegistry::RegisterMCRegInfo(TheX86_32Target, createX86MCRegisterInfo);
 405   TargetRegistry::RegisterMCRegInfo(TheX86_64Target, createX86MCRegisterInfo);
 406
 407   // Register the MC subtarget info.
 408   TargetRegistry::RegisterMCSubtargetInfo(TheX86_32Target,
 409                                           X86_MC::createX86MCSubtargetInfo);
 410   TargetRegistry::RegisterMCSubtargetInfo(TheX86_64Target,
 411                                           X86_MC::createX86MCSubtargetInfo);
 412
 413   // Register the MC instruction analyzer.
 414   TargetRegistry::RegisterMCInstrAnalysis(TheX86_32Target,
 415                                           createX86MCInstrAnalysis);
 416   TargetRegistry::RegisterMCInstrAnalysis(TheX86_64Target,
 417                                           createX86MCInstrAnalysis);
 418
 419   // Register the code emitter.
 420   TargetRegistry::RegisterMCCodeEmitter(TheX86_32Target,
 421                                         createX86MCCodeEmitter);
 422   TargetRegistry::RegisterMCCodeEmitter(TheX86_64Target,
 423                                         createX86MCCodeEmitter);
 424
 425   // Register the asm backend.
 426   TargetRegistry::RegisterMCAsmBackend(TheX86_32Target,
 427                                        createX86_32AsmBackend);
 428   TargetRegistry::RegisterMCAsmBackend(TheX86_64Target,
 429                                        createX86_64AsmBackend);
 430
 431   // Register the object streamer.
 432   TargetRegistry::RegisterMCObjectStreamer(TheX86_32Target,
 433                                            createMCStreamer);
 434   TargetRegistry::RegisterMCObjectStreamer(TheX86_64Target,
 435                                            createMCStreamer);
 436
 437   // Register the MCInstPrinter.
 438   TargetRegistry::RegisterMCInstPrinter(TheX86_32Target,
 439                                         createX86MCInstPrinter);
 440   TargetRegistry::RegisterMCInstPrinter(TheX86_64Target,
 441                                         createX86MCInstPrinter);
 442 }