lib/Target/X86/X86TargetMachine.cpp

   1 //===-- X86TargetMachine.cpp - Define TargetMachine for the X86 -----------===//
   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 defines the X86 specific subclass of TargetMachine.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86TargetMachine.h"
  15 #include "X86.h"
  16 #include "X86TargetObjectFile.h"
  17 #include "X86TargetTransformInfo.h"
  18 #include "llvm/CodeGen/Passes.h"
  19 #include "llvm/IR/Function.h"
  20 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
  21 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  22 #include "llvm/Support/FormattedStream.h"
  23 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
  24 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  25 using namespace llvm;
  26
  27 static cl::opt<bool> EnableMachineCombinerPass("x86-machine-combiner",
  28                                cl::desc("Enable the machine combiner pass"),
  29                                cl::init(true), cl::Hidden);
  30
  31 extern "C" void LLVMInitializeX86Target() {
  32   // Register the target.
  33   RegisterTargetMachine<X86TargetMachine> X(TheX86_32Target);
  34   RegisterTargetMachine<X86TargetMachine> Y(TheX86_64Target);
  35 }
  36
  37 static std::unique_ptr<TargetLoweringObjectFile> createTLOF(const Triple &TT) {
  38   if (TT.isOSBinFormatMachO()) {
  39     if (TT.getArch() == Triple::x86_64)
  40       return make_unique<X86_64MachoTargetObjectFile>();
  41     return make_unique<TargetLoweringObjectFileMachO>();
  42   }
  43
  44   if (TT.isOSLinux() || TT.isOSNaCl())
  45     return make_unique<X86LinuxNaClTargetObjectFile>();
  46   if (TT.isOSBinFormatELF())
  47     return make_unique<X86ELFTargetObjectFile>();
  48   if (TT.isKnownWindowsMSVCEnvironment())
  49     return make_unique<X86WindowsTargetObjectFile>();
  50   if (TT.isOSBinFormatCOFF())
  51     return make_unique<TargetLoweringObjectFileCOFF>();
  52   llvm_unreachable("unknown subtarget type");
  53 }
  54
  55 static std::string computeDataLayout(const Triple &TT) {
  56   // X86 is little endian
  57   std::string Ret = "e";
  58
  59   Ret += DataLayout::getManglingComponent(TT);
  60   // X86 and x32 have 32 bit pointers.
  61   if ((TT.isArch64Bit() &&
  62        (TT.getEnvironment() == Triple::GNUX32 || TT.isOSNaCl())) ||
  63       !TT.isArch64Bit())
  64     Ret += "-p:32:32";
  65
  66   // Some ABIs align 64 bit integers and doubles to 64 bits, others to 32.
  67   if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSWindows() || TT.isOSNaCl())
  68     Ret += "-i64:64";
  69   else
  70     Ret += "-f64:32:64";
  71
  72   // Some ABIs align long double to 128 bits, others to 32.
  73   if (TT.isOSNaCl())
  74     ; // No f80
  75   else if (TT.isArch64Bit() || TT.isOSDarwin())
  76     Ret += "-f80:128";
  77   else
  78     Ret += "-f80:32";
  79
  80   // The registers can hold 8, 16, 32 or, in x86-64, 64 bits.
  81   if (TT.isArch64Bit())
  82     Ret += "-n8:16:32:64";
  83   else
  84     Ret += "-n8:16:32";
  85
  86   // The stack is aligned to 32 bits on some ABIs and 128 bits on others.
  87   if (!TT.isArch64Bit() && TT.isOSWindows())
  88     Ret += "-a:0:32-S32";
  89   else
  90     Ret += "-S128";
  91
  92   return Ret;
  93 }
  94
  95 /// X86TargetMachine ctor - Create an X86 target.
  96 ///
  97 X86TargetMachine::X86TargetMachine(const Target &T, const Triple &TT,
  98                                    StringRef CPU, StringRef FS,
  99                                    const TargetOptions &Options,
 100                                    Reloc::Model RM, CodeModel::Model CM,
 101                                    CodeGenOpt::Level OL)
 102     : LLVMTargetMachine(T, computeDataLayout(TT), TT, CPU, FS, Options, RM, CM,
 103                         OL),
 104       TLOF(createTLOF(Triple(getTargetTriple()))),
 105       Subtarget(TT, CPU, FS, *this, Options.StackAlignmentOverride) {
 106   // Windows stack unwinder gets confused when execution flow "falls through"
 107   // after a call to 'noreturn' function.
 108   // To prevent that, we emit a trap for 'unreachable' IR instructions.
 109   // (which on X86, happens to be the 'ud2' instruction)
 110   if (Subtarget.isTargetWin64())
 111     this->Options.TrapUnreachable = true;
 112
 113   // TODO: By default, all reciprocal estimate operations are off because
 114   // that matches the behavior before TargetRecip was added (except for btver2
 115   // which used subtarget features to enable this type of codegen).
 116   // We should change this to match GCC behavior where everything but
 117   // scalar division estimates are turned on by default with -ffast-math.
 118   this->Options.Reciprocals.setDefaults("all", false, 1);
 119
 120   initAsmInfo();
 121 }
 122
 123 X86TargetMachine::~X86TargetMachine() {}
 124
 125 const X86Subtarget *
 126 X86TargetMachine::getSubtargetImpl(const Function &F) const {
 127   Attribute CPUAttr = F.getFnAttribute("target-cpu");
 128   Attribute FSAttr = F.getFnAttribute("target-features");
 129
 130   std::string CPU = !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 131                         ? CPUAttr.getValueAsString().str()
 132                         : TargetCPU;
 133   std::string FS = !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None)
 134                        ? FSAttr.getValueAsString().str()
 135                        : TargetFS;
 136
 137   // FIXME: This is related to the code below to reset the target options,
 138   // we need to know whether or not the soft float flag is set on the
 139   // function before we can generate a subtarget. We also need to use
 140   // it as a key for the subtarget since that can be the only difference
 141   // between two functions.
 142   bool SoftFloat =
 143       F.hasFnAttribute("use-soft-float") &&
 144       F.getFnAttribute("use-soft-float").getValueAsString() == "true";
 145   // If the soft float attribute is set on the function turn on the soft float
 146   // subtarget feature.
 147   if (SoftFloat)
 148     FS += FS.empty() ? "+soft-float" : ",+soft-float";
 149
 150   auto &I = SubtargetMap[CPU + FS];
 151   if (!I) {
 152     // This needs to be done before we create a new subtarget since any
 153     // creation will depend on the TM and the code generation flags on the
 154     // function that reside in TargetOptions.
 155     resetTargetOptions(F);
 156     I = llvm::make_unique<X86Subtarget>(Triple(TargetTriple), CPU, FS, *this,
 157                                         Options.StackAlignmentOverride);
 158   }
 159   return I.get();
 160 }
 161
 162 //===----------------------------------------------------------------------===//
 163 // Command line options for x86
 164 //===----------------------------------------------------------------------===//
 165 static cl::opt<bool>
 166 UseVZeroUpper("x86-use-vzeroupper", cl::Hidden,
 167   cl::desc("Minimize AVX to SSE transition penalty"),
 168   cl::init(true));
 169
 170 //===----------------------------------------------------------------------===//
 171 // X86 TTI query.
 172 //===----------------------------------------------------------------------===//
 173
 174 TargetIRAnalysis X86TargetMachine::getTargetIRAnalysis() {
 175   return TargetIRAnalysis(
 176       [this](Function &F) { return TargetTransformInfo(X86TTIImpl(this, F)); });
 177 }
 178
 179
 180 //===----------------------------------------------------------------------===//
 181 // Pass Pipeline Configuration
 182 //===----------------------------------------------------------------------===//
 183
 184 namespace {
 185 /// X86 Code Generator Pass Configuration Options.
 186 class X86PassConfig : public TargetPassConfig {
 187 public:
 188   X86PassConfig(X86TargetMachine *TM, PassManagerBase &PM)
 189     : TargetPassConfig(TM, PM) {}
 190
 191   X86TargetMachine &getX86TargetMachine() const {
 192     return getTM<X86TargetMachine>();
 193   }
 194
 195   void addIRPasses() override;
 196   bool addInstSelector() override;
 197   bool addILPOpts() override;
 198   bool addPreISel() override;
 199   void addPreRegAlloc() override;
 200   void addPostRegAlloc() override;
 201   void addPreEmitPass() override;
 202   void addPreSched2() override;
 203 };
 204 } // namespace
 205
 206 TargetPassConfig *X86TargetMachine::createPassConfig(PassManagerBase &PM) {
 207   return new X86PassConfig(this, PM);
 208 }
 209
 210 void X86PassConfig::addIRPasses() {
 211   addPass(createAtomicExpandPass(&getX86TargetMachine()));
 212
 213   TargetPassConfig::addIRPasses();
 214 }
 215
 216 bool X86PassConfig::addInstSelector() {
 217   // Install an instruction selector.
 218   addPass(createX86ISelDag(getX86TargetMachine(), getOptLevel()));
 219
 220   // For ELF, cleanup any local-dynamic TLS accesses.
 221   if (Triple(TM->getTargetTriple()).isOSBinFormatELF() &&
 222       getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 223     addPass(createCleanupLocalDynamicTLSPass());
 224
 225   addPass(createX86GlobalBaseRegPass());
 226
 227   return false;
 228 }
 229
 230 bool X86PassConfig::addILPOpts() {
 231   addPass(&EarlyIfConverterID);
 232   if (EnableMachineCombinerPass)
 233     addPass(&MachineCombinerID);
 234   return true;
 235 }
 236
 237 bool X86PassConfig::addPreISel() {
 238   // Only add this pass for 32-bit x86 Windows.
 239   Triple TT(TM->getTargetTriple());
 240   if (TT.isOSWindows() && TT.getArch() == Triple::x86)
 241     addPass(createX86WinEHStatePass());
 242   return true;
 243 }
 244
 245 void X86PassConfig::addPreRegAlloc() {
 246   addPass(createX86CallFrameOptimization());
 247 }
 248
 249 void X86PassConfig::addPostRegAlloc() {
 250   addPass(createX86FloatingPointStackifierPass());
 251 }
 252
 253 void X86PassConfig::addPreSched2() { addPass(createX86ExpandPseudoPass()); }
 254
 255 void X86PassConfig::addPreEmitPass() {
 256   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None)
 257     addPass(createExecutionDependencyFixPass(&X86::VR128RegClass));
 258
 259   if (UseVZeroUpper)
 260     addPass(createX86IssueVZeroUpperPass());
 261
 262   if (getOptLevel() != CodeGenOpt::None) {
 263     addPass(createX86PadShortFunctions());
 264     addPass(createX86FixupLEAs());
 265   }
 266 }