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 #include "X86Subtarget.h"
  15 #include "MCTargetDesc/X86BaseInfo.h"
  16 #include "X86TargetMachine.h"
  17 #include "llvm/ADT/Triple.h"
  18 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  19 #include "llvm/IR/ConstantRange.h"
  20 #include "llvm/IR/Function.h"
  21 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  22 #include "llvm/Support/Casting.h"
  23 #include "llvm/Support/CodeGen.h"
  24 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  25 #include "llvm/Support/Debug.h"
  26 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  27 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  28 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  29 #include <cassert>
  30 #include <string>
  31
  32 #if defined(_MSC_VER)
  33 #include <intrin.h>
  34 #endif
  35
  36 using namespace llvm;
  37
  38 #define DEBUG_TYPE "subtarget"
  39
  40 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  41 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  42 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
  43
  44 // Temporary option to control early if-conversion for x86 while adding machine
  45 // models.
  46 static cl::opt<bool>
  47 X86EarlyIfConv("x86-early-ifcvt", cl::Hidden,
  48                cl::desc("Enable early if-conversion on X86"));
  49
  50
  51 /// Classify a blockaddress reference for the current subtarget according to how
  52 /// we should reference it in a non-pcrel context.
  53 unsigned char X86Subtarget::classifyBlockAddressReference() const {
  54   return classifyLocalReference(nullptr);
  55 }
  56
  57 /// Classify a global variable reference for the current subtarget according to
  58 /// how we should reference it in a non-pcrel context.
  59 unsigned char
  60 X86Subtarget::classifyGlobalReference(const GlobalValue *GV) const {
  61   return classifyGlobalReference(GV, *GV->getParent());
  62 }
  63
  64 unsigned char
  65 X86Subtarget::classifyLocalReference(const GlobalValue *GV) const {
  66   // 64 bits can use %rip addressing for anything local.
  67   if (is64Bit())
  68     return X86II::MO_NO_FLAG;
  69
  70   // If this is for a position dependent executable, the static linker can
  71   // figure it out.
  72   if (!isPositionIndependent())
  73     return X86II::MO_NO_FLAG;
  74
  75   // The COFF dynamic linker just patches the executable sections.
  76   if (isTargetCOFF())
  77     return X86II::MO_NO_FLAG;
  78
  79   if (isTargetDarwin()) {
  80     // 32 bit macho has no relocation for a-b if a is undefined, even if
  81     // b is in the section that is being relocated.
  82     // This means we have to use o load even for GVs that are known to be
  83     // local to the dso.
  84     if (GV && (GV->isDeclarationForLinker() || GV->hasCommonLinkage()))
  85       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
  86
  87     return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
  88   }
  89
  90   return X86II::MO_GOTOFF;
  91 }
  92
  93 unsigned char X86Subtarget::classifyGlobalReference(const GlobalValue *GV,
  94                                                     const Module &M) const {
  95   // Large model never uses stubs.
  96   if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
  97     return X86II::MO_NO_FLAG;
  98
  99   // Absolute symbols can be referenced directly.
 100   if (GV) {
 101     if (Optional<ConstantRange> CR = GV->getAbsoluteSymbolRange()) {
 102       // See if we can use the 8-bit immediate form. Note that some instructions
 103       // will sign extend the immediate operand, so to be conservative we only
 104       // accept the range [0,128).
 105       if (CR->getUnsignedMax().ult(128))
 106         return X86II::MO_ABS8;
 107       else
 108         return X86II::MO_NO_FLAG;
 109     }
 110   }
 111
 112   if (TM.shouldAssumeDSOLocal(M, GV))
 113     return classifyLocalReference(GV);
 114
 115   if (isTargetCOFF())
 116     return X86II::MO_DLLIMPORT;
 117
 118   if (is64Bit())
 119     return X86II::MO_GOTPCREL;
 120
 121   if (isTargetDarwin()) {
 122     if (!isPositionIndependent())
 123       return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
 124     return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
 125   }
 126
 127   return X86II::MO_GOT;
 128 }
 129
 130 unsigned char
 131 X86Subtarget::classifyGlobalFunctionReference(const GlobalValue *GV) const {
 132   return classifyGlobalFunctionReference(GV, *GV->getParent());
 133 }
 134
 135 unsigned char
 136 X86Subtarget::classifyGlobalFunctionReference(const GlobalValue *GV,
 137                                               const Module &M) const {
 138   if (TM.shouldAssumeDSOLocal(M, GV))
 139     return X86II::MO_NO_FLAG;
 140
 141   assert(!isTargetCOFF());
 142   const Function *F = dyn_cast_or_null<Function>(GV);
 143
 144   if (isTargetELF()) {
 145     if (is64Bit() && F && (CallingConv::X86_RegCall == F->getCallingConv()))
 146       // According to psABI, PLT stub clobbers XMM8-XMM15.
 147       // In Regcall calling convention those registers are used for passing
 148       // parameters. Thus we need to prevent lazy binding in Regcall.
 149       return X86II::MO_GOTPCREL;
 150     return X86II::MO_PLT;
 151   }
 152
 153   if (is64Bit()) {
 154     if (F && F->hasFnAttribute(Attribute::NonLazyBind))
 155       // If the function is marked as non-lazy, generate an indirect call
 156       // which loads from the GOT directly. This avoids runtime overhead
 157       // at the cost of eager binding (and one extra byte of encoding).
 158       return X86II::MO_GOTPCREL;
 159     return X86II::MO_NO_FLAG;
 160   }
 161
 162   return X86II::MO_NO_FLAG;
 163 }
 164
 165 /// This function returns the name of a function which has an interface like
 166 /// the non-standard bzero function, if such a function exists on the
 167 /// current subtarget and it is considered preferable over memset with zero
 168 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
 169 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
 170   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
 171   if (getTargetTriple().isMacOSX() &&
 172       !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 6))
 173     return "__bzero";
 174
 175   return nullptr;
 176 }
 177
 178 bool X86Subtarget::hasSinCos() const {
 179   return getTargetTriple().isMacOSX() &&
 180     !getTargetTriple().isMacOSXVersionLT(10, 9) &&
 181     is64Bit();
 182 }
 183
 184 /// Return true if the subtarget allows calls to immediate address.
 185 bool X86Subtarget::isLegalToCallImmediateAddr() const {
 186   // FIXME: I386 PE/COFF supports PC relative calls using IMAGE_REL_I386_REL32
 187   // but WinCOFFObjectWriter::RecordRelocation cannot emit them.  Once it does,
 188   // the following check for Win32 should be removed.
 189   if (In64BitMode || isTargetWin32())
 190     return false;
 191   return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
 192 }
 193
 194 void X86Subtarget::initSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 195   std::string CPUName = CPU;
 196   if (CPUName.empty())
 197     CPUName = "generic";
 198
 199   // Make sure 64-bit features are available in 64-bit mode. (But make sure
 200   // SSE2 can be turned off explicitly.)
 201   std::string FullFS = FS;
 202   if (In64BitMode) {
 203     if (!FullFS.empty())
 204       FullFS = "+64bit,+sse2," + FullFS;
 205     else
 206       FullFS = "+64bit,+sse2";
 207   }
 208
 209   // LAHF/SAHF are always supported in non-64-bit mode.
 210   if (!In64BitMode) {
 211     if (!FullFS.empty())
 212       FullFS = "+sahf," + FullFS;
 213     else
 214       FullFS = "+sahf";
 215   }
 216
 217   // Parse features string and set the CPU.
 218   ParseSubtargetFeatures(CPUName, FullFS);
 219
 220   // All CPUs that implement SSE4.2 or SSE4A support unaligned accesses of
 221   // 16-bytes and under that are reasonably fast. These features were
 222   // introduced with Intel's Nehalem/Silvermont and AMD's Family10h
 223   // micro-architectures respectively.
 224   if (hasSSE42() || hasSSE4A())
 225     IsUAMem16Slow = false;
 226
 227   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUName);
 228
 229   // It's important to keep the MCSubtargetInfo feature bits in sync with
 230   // target data structure which is shared with MC code emitter, etc.
 231   if (In64BitMode)
 232     ToggleFeature(X86::Mode64Bit);
 233   else if (In32BitMode)
 234     ToggleFeature(X86::Mode32Bit);
 235   else if (In16BitMode)
 236     ToggleFeature(X86::Mode16Bit);
 237   else
 238     llvm_unreachable("Not 16-bit, 32-bit or 64-bit mode!");
 239
 240   DEBUG(dbgs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
 241                << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
 242                << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
 243   assert((!In64BitMode || HasX86_64) &&
 244          "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
 245
 246   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin, Linux, kFreeBSD and Solaris (both
 247   // 32 and 64 bit) and for all 64-bit targets.
 248   if (StackAlignOverride)
 249     stackAlignment = StackAlignOverride;
 250   else if (isTargetDarwin() || isTargetLinux() || isTargetSolaris() ||
 251            isTargetKFreeBSD() || In64BitMode)
 252     stackAlignment = 16;
 253 }
 254
 255 void X86Subtarget::initializeEnvironment() {
 256   X86SSELevel = NoSSE;
 257   X863DNowLevel = NoThreeDNow;
 258   HasX87 = false;
 259   HasCMov = false;
 260   HasX86_64 = false;
 261   HasPOPCNT = false;
 262   HasSSE4A = false;
 263   HasAES = false;
 264   HasFXSR = false;
 265   HasXSAVE = false;
 266   HasXSAVEOPT = false;
 267   HasXSAVEC = false;
 268   HasXSAVES = false;
 269   HasPCLMUL = false;
 270   HasFMA = false;
 271   HasFMA4 = false;
 272   HasXOP = false;
 273   HasTBM = false;
 274   HasLWP = false;
 275   HasMOVBE = false;
 276   HasRDRAND = false;
 277   HasF16C = false;
 278   HasFSGSBase = false;
 279   HasLZCNT = false;
 280   HasBMI = false;
 281   HasBMI2 = false;
 282   HasVBMI = false;
 283   HasIFMA = false;
 284   HasRTM = false;
 285   HasERI = false;
 286   HasCDI = false;
 287   HasPFI = false;
 288   HasDQI = false;
 289   HasVPOPCNTDQ = false;
 290   HasBWI = false;
 291   HasVLX = false;
 292   HasADX = false;
 293   HasPKU = false;
 294   HasSHA = false;
 295   HasPRFCHW = false;
 296   HasRDSEED = false;
 297   HasLAHFSAHF = false;
 298   HasMWAITX = false;
 299   HasCLZERO = false;
 300   HasMPX = false;
 301   HasSGX = false;
 302   HasCLFLUSHOPT = false;
 303   HasCLWB = false;
 304   IsBTMemSlow = false;
 305   IsPMULLDSlow = false;
 306   IsSHLDSlow = false;
 307   IsUAMem16Slow = false;
 308   IsUAMem32Slow = false;
 309   HasSSEUnalignedMem = false;
 310   HasCmpxchg16b = false;
 311   UseLeaForSP = false;
 312   HasFastPartialYMMorZMMWrite = false;
 313   HasFastScalarFSQRT = false;
 314   HasFastVectorFSQRT = false;
 315   HasFastLZCNT = false;
 316   HasFastSHLDRotate = false;
 317   HasERMSB = false;
 318   HasSlowDivide32 = false;
 319   HasSlowDivide64 = false;
 320   PadShortFunctions = false;
 321   CallRegIndirect = false;
 322   LEAUsesAG = false;
 323   SlowLEA = false;
 324   Slow3OpsLEA = false;
 325   SlowIncDec = false;
 326   stackAlignment = 4;
 327   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 328   MaxInlineSizeThreshold = 128;
 329   UseSoftFloat = false;
 330 }
 331
 332 X86Subtarget &X86Subtarget::initializeSubtargetDependencies(StringRef CPU,
 333                                                             StringRef FS) {
 334   initializeEnvironment();
 335   initSubtargetFeatures(CPU, FS);
 336   return *this;
 337 }
 338
 339 X86Subtarget::X86Subtarget(const Triple &TT, StringRef CPU, StringRef FS,
 340                            const X86TargetMachine &TM,
 341                            unsigned StackAlignOverride)
 342     : X86GenSubtargetInfo(TT, CPU, FS), X86ProcFamily(Others),
 343       PICStyle(PICStyles::None), TM(TM), TargetTriple(TT),
 344       StackAlignOverride(StackAlignOverride),
 345       In64BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86_64),
 346       In32BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 347                   TargetTriple.getEnvironment() != Triple::CODE16),
 348       In16BitMode(TargetTriple.getArch() == Triple::x86 &&
 349                   TargetTriple.getEnvironment() == Triple::CODE16),
 350       InstrInfo(initializeSubtargetDependencies(CPU, FS)), TLInfo(TM, *this),
 351       FrameLowering(*this, getStackAlignment()) {
 352   // Determine the PICStyle based on the target selected.
 353   if (!isPositionIndependent())
 354     setPICStyle(PICStyles::None);
 355   else if (is64Bit())
 356     setPICStyle(PICStyles::RIPRel);
 357   else if (isTargetCOFF())
 358     setPICStyle(PICStyles::None);
 359   else if (isTargetDarwin())
 360     setPICStyle(PICStyles::StubPIC);
 361   else if (isTargetELF())
 362     setPICStyle(PICStyles::GOT);
 363 }
 364
 365 const CallLowering *X86Subtarget::getCallLowering() const {
 366   assert(GISel && "Access to GlobalISel APIs not set");
 367   return GISel->getCallLowering();
 368 }
 369
 370 const InstructionSelector *X86Subtarget::getInstructionSelector() const {
 371   assert(GISel && "Access to GlobalISel APIs not set");
 372   return GISel->getInstructionSelector();
 373 }
 374
 375 const LegalizerInfo *X86Subtarget::getLegalizerInfo() const {
 376   assert(GISel && "Access to GlobalISel APIs not set");
 377   return GISel->getLegalizerInfo();
 378 }
 379
 380 const RegisterBankInfo *X86Subtarget::getRegBankInfo() const {
 381   assert(GISel && "Access to GlobalISel APIs not set");
 382   return GISel->getRegBankInfo();
 383 }
 384
 385 bool X86Subtarget::enableEarlyIfConversion() const {
 386   return hasCMov() && X86EarlyIfConv;
 387 }