contrib/llvm/lib/Target/X86/X86Subtarget.cpp

   1 //===-- X86Subtarget.cpp - X86 Subtarget Information ----------------------===//
   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 implements the X86 specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  15 #include "X86Subtarget.h"
  16 #include "X86InstrInfo.h"
  17 #include "llvm/GlobalValue.h"
  18 #include "llvm/Support/Debug.h"
  19 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  20 #include "llvm/Support/Host.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  22 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  23
  24 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  25 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  26 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  27
  28 using namespace llvm;
  29
  30 #if defined(_MSC_VER)
  31 #include <intrin.h>
  32 #endif
  33
  34 /// ClassifyBlockAddressReference - Classify a blockaddress reference for the
  35 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  36 /// context.
  37 unsigned char X86Subtarget::
  38 ClassifyBlockAddressReference() const {
  39   if (isPICStyleGOT())    // 32-bit ELF targets.
  40     return X86II::MO_GOTOFF;
  41
  42   if (isPICStyleStubPIC())   // Darwin/32 in PIC mode.
  43     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  44
  45   // Direct static reference to label.
  46   return X86II::MO_NO_FLAG;
  47 }
  48
  49 /// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
  50 /// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
  51 /// context.
  52 unsigned char X86Subtarget::
  53 ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
  54   // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
  55   // DLLIMPORT stub.
  56   if (GV->hasDLLImportLinkage())
  57     return X86II::MO_DLLIMPORT;
  58
  59   // Determine whether this is a reference to a definition or a declaration.
  60   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
  61   // load from stub.
  62   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
  63   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
  64     isDecl = true;
  65
  66   // X86-64 in PIC mode.
  67   if (isPICStyleRIPRel()) {
  68     // Large model never uses stubs.
  69     if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  70       return X86II::MO_NO_FLAG;
  71
  72     if (isTargetDarwin()) {
  73       // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  74       // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  75       // translation unit.
  76       if (GV->hasDefaultVisibility() &&
  77           (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
  78         return X86II::MO_GOTPCREL;
  79     } else if (!isTargetWin64()) {
  80       assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
  81
  82       // Extra load is needed for all externally visible.
  83       if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
  84         return X86II::MO_GOTPCREL;
  85     }
  86
  87     return X86II::MO_NO_FLAG;
  88   }
  89
  90   if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
  91     // Extra load is needed for all externally visible.
  92     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  93       return X86II::MO_GOTOFF;
  94     return X86II::MO_GOT;
  95   }
  96
  97   if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
  98     // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
  99     // is relative to the PIC base or not.
 100
 101     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 102     // through a stub.
 103     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 104       return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 105
 106     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 107     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 108     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 109       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 110
 111     // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 112     // references and external declarations.
 113     if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
 114       // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 115       return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
 116     }
 117
 118     // Otherwise, no stub.
 119     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
 120   }
 121
 122   if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
 123     // Determine whether we have a stub reference.
 124
 125     // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 126     // through a stub.
 127     if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 128       return X86II::MO_NO_FLAG;
 129
 130     // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 131     // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 132     if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 133       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 134
 135     // Otherwise, no stub.
 136     return X86II::MO_NO_FLAG;
 137   }
 138
 139   // Direct static reference to global.
 140   return X86II::MO_NO_FLAG;
 141 }
 142
 143
 144 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
 145 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
 146 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
 147 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 148 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 149   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 150   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 151       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 152     return "__bzero";
 153
 154   return 0;
 155 }
 156
 157 /// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
 158 /// to immediate address.
 159 bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
 160   if (In64BitMode)
 161     return false;
 162   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 163 }
 164
 165 /// getSpecialAddressLatency - For targets where it is beneficial to
 166 /// backschedule instructions that compute addresses, return a value
 167 /// indicating the number of scheduling cycles of backscheduling that
 168 /// should be attempted.
 169 unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
 170   // For x86 out-of-order targets, back-schedule address computations so
 171   // that loads and stores aren't blocked.
 172   // This value was chosen arbitrarily.
 173   return 200;
 174 }
 175
 176 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 177   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 178   union {
 179     unsigned u[3];
 180     char     c[12];
 181   } text;
 182
 183   if (X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
 184     return;
 185
 186   X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 187
 188   if ((EDX >> 15) & 1) HasCMov = true;      ToggleFeature(X86::FeatureCMOV);
 189   if ((EDX >> 23) & 1) X86SSELevel = MMX;   ToggleFeature(X86::FeatureMMX);
 190   if ((EDX >> 25) & 1) X86SSELevel = SSE1;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE1);
 191   if ((EDX >> 26) & 1) X86SSELevel = SSE2;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE2);
 192   if (ECX & 0x1)       X86SSELevel = SSE3;  ToggleFeature(X86::FeatureSSE3);
 193   if ((ECX >> 9)  & 1) X86SSELevel = SSSE3; ToggleFeature(X86::FeatureSSSE3);
 194   if ((ECX >> 19) & 1) X86SSELevel = SSE41; ToggleFeature(X86::FeatureSSE41);
 195   if ((ECX >> 20) & 1) X86SSELevel = SSE42; ToggleFeature(X86::FeatureSSE42);
 196   // FIXME: AVX codegen support is not ready.
 197   //if ((ECX >> 28) & 1) { HasAVX = true; } ToggleFeature(X86::FeatureAVX);
 198
 199   bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
 200   bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
 201
 202   HasCLMUL = IsIntel && ((ECX >> 1) & 0x1);   ToggleFeature(X86::FeatureCLMUL);
 203   HasFMA3  = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureFMA3);
 204   HasPOPCNT = IsIntel && ((ECX >> 23) & 0x1); ToggleFeature(X86::FeaturePOPCNT);
 205   HasAES   = IsIntel && ((ECX >> 25) & 0x1);  ToggleFeature(X86::FeatureAES);
 206
 207   if (IsIntel || IsAMD) {
 208     // Determine if bit test memory instructions are slow.
 209     unsigned Family = 0;
 210     unsigned Model  = 0;
 211     X86_MC::DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
 212     if (IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13)) {
 213       IsBTMemSlow = true;
 214       ToggleFeature(X86::FeatureSlowBTMem);
 215     }
 216     // If it's Nehalem, unaligned memory access is fast.
 217     if (Family == 15 && Model == 26) {
 218       IsUAMemFast = true;
 219       ToggleFeature(X86::FeatureFastUAMem);
 220     }
 221
 222     X86_MC::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 223     if ((EDX >> 29) & 0x1) {
 224       HasX86_64 = true;
 225       ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
 226     }
 227     if (IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1)) {
 228       HasSSE4A = true;
 229       ToggleFeature(X86::FeatureSSE4A);
 230     }
 231     if (IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1)) {
 232       HasFMA4 = true;
 233       ToggleFeature(X86::FeatureFMA4);
 234     }
 235   }
 236 }
 237
 238 X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
 239                            const std::string &FS,
 240                            unsigned StackAlignOverride, bool is64Bit)
 241   : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
 242   , PICStyle(PICStyles::None)
 243   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
 244   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
 245   , HasCMov(false)
 246   , HasX86_64(false)
 247   , HasPOPCNT(false)
 248   , HasSSE4A(false)
 249   , HasAVX(false)
 250   , HasAES(false)
 251   , HasCLMUL(false)
 252   , HasFMA3(false)
 253   , HasFMA4(false)
 254   , IsBTMemSlow(false)
 255   , IsUAMemFast(false)
 256   , HasVectorUAMem(false)
 257   , stackAlignment(8)
 258   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 259   , MaxInlineSizeThreshold(128)
 260   , TargetTriple(TT)
 261   , In64BitMode(is64Bit) {
 262   // Determine default and user specified characteristics
 263   if (!FS.empty() || !CPU.empty()) {
 264     std::string CPUName = CPU;
 265     if (CPUName.empty()) {
 266 #if defined (__x86_64__) || defined(__i386__)
 267       CPUName = sys::getHostCPUName();
 268 #else
 269       CPUName = "generic";
 270 #endif
 271     }
 272
 273     // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 274     // SSE2 can be turned off explicitly.)
 275     std::string FullFS = FS;
 276     if (In64BitMode) {
 277       if (!FullFS.empty())
 278         FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 279       else
 280         FullFS = "+64bit,+sse2";
 281     }
 282
 283     // If feature string is not empty, parse features string.
 284     ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 285   } else {
 286     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
 287     AutoDetectSubtargetFeatures();
 288
 289     // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode.
 290     if (In64BitMode) {
 291       HasX86_64 = true; ToggleFeature(X86::Feature64Bit);
 292       HasCMov = true;   ToggleFeature(X86::FeatureCMOV);
 293
 294       if (!HasAVX && X86SSELevel < SSE2) {
 295         X86SSELevel = SSE2;
 296         ToggleFeature(X86::FeatureSSE1);
 297         ToggleFeature(X86::FeatureSSE2);
 298       }
 299     }
 300   }
 301
 302   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 303   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 304   if (In64BitMode)
 305     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 306
 307   if (HasAVX)
 308     X86SSELevel = NoMMXSSE;
 309
 310   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 311                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 312                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 313   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 314          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 315
 316   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, FreeBSD, Linux and Solaris (both
 317   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 318   if (StackAlignOverride)
 319     stackAlignment = StackAlignOverride;
 320   else if (isTargetDarwin() || isTargetFreeBSD() || isTargetLinux() ||
 321            isTargetSolaris() || In64BitMode)
 322     stackAlignment = 16;
 323 }