lib/Target/ARM/ARMSubtarget.cpp

   1 //===-- ARMSubtarget.cpp - ARM 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 ARM specific subclass of TargetSubtargetInfo.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "ARMSubtarget.h"
  15 #include "ARMBaseInstrInfo.h"
  16 #include "ARMBaseRegisterInfo.h"
  17 #include "llvm/IR/Attributes.h"
  18 #include "llvm/IR/Function.h"
  19 #include "llvm/IR/GlobalValue.h"
  20 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  21 #include "llvm/Target/TargetInstrInfo.h"
  22 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  23
  24 #define GET_SUBTARGETINFO_TARGET_DESC
  25 #define GET_SUBTARGETINFO_CTOR
  26 #include "ARMGenSubtargetInfo.inc"
  27
  28 using namespace llvm;
  29
  30 static cl::opt<bool>
  31 ReserveR9("arm-reserve-r9", cl::Hidden,
  32           cl::desc("Reserve R9, making it unavailable as GPR"));
  33
  34 static cl::opt<bool>
  35 ArmUseMOVT("arm-use-movt", cl::init(true), cl::Hidden);
  36
  37 static cl::opt<bool>
  38 UseFusedMulOps("arm-use-mulops",
  39                cl::init(true), cl::Hidden);
  40
  41 enum AlignMode {
  42   DefaultAlign,
  43   StrictAlign,
  44   NoStrictAlign
  45 };
  46
  47 static cl::opt<AlignMode>
  48 Align(cl::desc("Load/store alignment support"),
  49       cl::Hidden, cl::init(DefaultAlign),
  50       cl::values(
  51           clEnumValN(DefaultAlign,  "arm-default-align",
  52                      "Generate unaligned accesses only on hardware/OS "
  53                      "combinations that are known to support them"),
  54           clEnumValN(StrictAlign,   "arm-strict-align",
  55                      "Disallow all unaligned memory accesses"),
  56           clEnumValN(NoStrictAlign, "arm-no-strict-align",
  57                      "Allow unaligned memory accesses"),
  58           clEnumValEnd));
  59
  60 enum ITMode {
  61   DefaultIT,
  62   RestrictedIT,
  63   NoRestrictedIT
  64 };
  65
  66 static cl::opt<ITMode>
  67 IT(cl::desc("IT block support"), cl::Hidden, cl::init(DefaultIT),
  68    cl::ZeroOrMore,
  69    cl::values(clEnumValN(DefaultIT, "arm-default-it",
  70                          "Generate IT block based on arch"),
  71               clEnumValN(RestrictedIT, "arm-restrict-it",
  72                          "Disallow deprecated IT based on ARMv8"),
  73               clEnumValN(NoRestrictedIT, "arm-no-restrict-it",
  74                          "Allow IT blocks based on ARMv7"),
  75               clEnumValEnd));
  76
  77 ARMSubtarget::ARMSubtarget(const std::string &TT, const std::string &CPU,
  78                            const std::string &FS, bool IsLittle,
  79                            const TargetOptions &Options)
  80   : ARMGenSubtargetInfo(TT, CPU, FS)
  81   , ARMProcFamily(Others)
  82   , ARMProcClass(None)
  83   , stackAlignment(4)
  84   , CPUString(CPU)
  85   , IsLittle(IsLittle)
  86   , TargetTriple(TT)
  87   , Options(Options)
  88   , TargetABI(ARM_ABI_UNKNOWN) {
  89   initializeEnvironment();
  90   resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
  91 }
  92
  93 void ARMSubtarget::initializeEnvironment() {
  94   HasV4TOps = false;
  95   HasV5TOps = false;
  96   HasV5TEOps = false;
  97   HasV6Ops = false;
  98   HasV6MOps = false;
  99   HasV6T2Ops = false;
 100   HasV7Ops = false;
 101   HasV8Ops = false;
 102   HasVFPv2 = false;
 103   HasVFPv3 = false;
 104   HasVFPv4 = false;
 105   HasFPARMv8 = false;
 106   HasNEON = false;
 107   MinSize = false;
 108   UseNEONForSinglePrecisionFP = false;
 109   UseMulOps = UseFusedMulOps;
 110   SlowFPVMLx = false;
 111   HasVMLxForwarding = false;
 112   SlowFPBrcc = false;
 113   InThumbMode = false;
 114   HasThumb2 = false;
 115   NoARM = false;
 116   PostRAScheduler = false;
 117   IsR9Reserved = ReserveR9;
 118   UseMovt = false;
 119   SupportsTailCall = false;
 120   HasFP16 = false;
 121   HasD16 = false;
 122   HasHardwareDivide = false;
 123   HasHardwareDivideInARM = false;
 124   HasT2ExtractPack = false;
 125   HasDataBarrier = false;
 126   Pref32BitThumb = false;
 127   AvoidCPSRPartialUpdate = false;
 128   AvoidMOVsShifterOperand = false;
 129   HasRAS = false;
 130   HasMPExtension = false;
 131   HasVirtualization = false;
 132   FPOnlySP = false;
 133   HasPerfMon = false;
 134   HasTrustZone = false;
 135   HasCrypto = false;
 136   HasCRC = false;
 137   HasZeroCycleZeroing = false;
 138   AllowsUnalignedMem = false;
 139   Thumb2DSP = false;
 140   UseNaClTrap = false;
 141   UnsafeFPMath = false;
 142 }
 143
 144 void ARMSubtarget::resetSubtargetFeatures(const MachineFunction *MF) {
 145   AttributeSet FnAttrs = MF->getFunction()->getAttributes();
 146   Attribute CPUAttr = FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 147                                            "target-cpu");
 148   Attribute FSAttr = FnAttrs.getAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
 149                                           "target-features");
 150   std::string CPU =
 151     !CPUAttr.hasAttribute(Attribute::None) ?CPUAttr.getValueAsString() : "";
 152   std::string FS =
 153     !FSAttr.hasAttribute(Attribute::None) ? FSAttr.getValueAsString() : "";
 154   if (!FS.empty()) {
 155     initializeEnvironment();
 156     resetSubtargetFeatures(CPU, FS);
 157   }
 158
 159   MinSize =
 160       FnAttrs.hasAttribute(AttributeSet::FunctionIndex, Attribute::MinSize);
 161 }
 162
 163 void ARMSubtarget::resetSubtargetFeatures(StringRef CPU, StringRef FS) {
 164   if (CPUString.empty()) {
 165     if (isTargetIOS() && TargetTriple.getArchName().endswith("v7s"))
 166       // Default to the Swift CPU when targeting armv7s/thumbv7s.
 167       CPUString = "swift";
 168     else
 169       CPUString = "generic";
 170   }
 171
 172   // Insert the architecture feature derived from the target triple into the
 173   // feature string. This is important for setting features that are implied
 174   // based on the architecture version.
 175   std::string ArchFS = ARM_MC::ParseARMTriple(TargetTriple.getTriple(),
 176                                               CPUString);
 177   if (!FS.empty()) {
 178     if (!ArchFS.empty())
 179       ArchFS = ArchFS + "," + FS.str();
 180     else
 181       ArchFS = FS;
 182   }
 183   ParseSubtargetFeatures(CPUString, ArchFS);
 184
 185   // FIXME: This used enable V6T2 support implicitly for Thumb2 mode.
 186   // Assert this for now to make the change obvious.
 187   assert(hasV6T2Ops() || !hasThumb2());
 188
 189   // Keep a pointer to static instruction cost data for the specified CPU.
 190   SchedModel = getSchedModelForCPU(CPUString);
 191
 192   // Initialize scheduling itinerary for the specified CPU.
 193   InstrItins = getInstrItineraryForCPU(CPUString);
 194
 195   if (TargetABI == ARM_ABI_UNKNOWN) {
 196     switch (TargetTriple.getEnvironment()) {
 197     case Triple::Android:
 198     case Triple::EABI:
 199     case Triple::EABIHF:
 200     case Triple::GNUEABI:
 201     case Triple::GNUEABIHF:
 202       TargetABI = ARM_ABI_AAPCS;
 203       break;
 204     default:
 205       if ((isTargetIOS() && isMClass()) ||
 206           (TargetTriple.isOSBinFormatMachO() &&
 207            TargetTriple.getOS() == Triple::UnknownOS))
 208         TargetABI = ARM_ABI_AAPCS;
 209       else
 210         TargetABI = ARM_ABI_APCS;
 211       break;
 212     }
 213   }
 214
 215   if (isAAPCS_ABI())
 216     stackAlignment = 8;
 217   if (isTargetNaCl())
 218     stackAlignment = 16;
 219
 220   UseMovt = hasV6T2Ops() && ArmUseMOVT;
 221
 222   if (isTargetMachO()) {
 223     IsR9Reserved = ReserveR9 | !HasV6Ops;
 224     SupportsTailCall = !isTargetIOS() || !getTargetTriple().isOSVersionLT(5, 0);
 225   } else {
 226     IsR9Reserved = ReserveR9;
 227     SupportsTailCall = !isThumb1Only();
 228   }
 229
 230   if (!isThumb() || hasThumb2())
 231     PostRAScheduler = true;
 232
 233   switch (Align) {
 234     case DefaultAlign:
 235       // Assume pre-ARMv6 doesn't support unaligned accesses.
 236       //
 237       // ARMv6 may or may not support unaligned accesses depending on the
 238       // SCTLR.U bit, which is architecture-specific. We assume ARMv6
 239       // Darwin and NetBSD targets support unaligned accesses, and others don't.
 240       //
 241       // ARMv7 always has SCTLR.U set to 1, but it has a new SCTLR.A bit
 242       // which raises an alignment fault on unaligned accesses. Linux
 243       // defaults this bit to 0 and handles it as a system-wide (not
 244       // per-process) setting. It is therefore safe to assume that ARMv7+
 245       // Linux targets support unaligned accesses. The same goes for NaCl.
 246       //
 247       // The above behavior is consistent with GCC.
 248       AllowsUnalignedMem =
 249           (hasV7Ops() && (isTargetLinux() || isTargetNaCl() ||
 250                           isTargetNetBSD())) ||
 251           (hasV6Ops() && (isTargetMachO() || isTargetNetBSD()));
 252       // The one exception is cortex-m0, which despite being v6, does not
 253       // support unaligned accesses. Rather than make the above boolean
 254       // expression even more obtuse, just override the value here.
 255       if (isThumb1Only() && isMClass())
 256         AllowsUnalignedMem = false;
 257       break;
 258     case StrictAlign:
 259       AllowsUnalignedMem = false;
 260       break;
 261     case NoStrictAlign:
 262       AllowsUnalignedMem = true;
 263       break;
 264   }
 265
 266   switch (IT) {
 267   case DefaultIT:
 268     RestrictIT = hasV8Ops() ? true : false;
 269     break;
 270   case RestrictedIT:
 271     RestrictIT = true;
 272     break;
 273   case NoRestrictedIT:
 274     RestrictIT = false;
 275     break;
 276   }
 277
 278   // NEON f32 ops are non-IEEE 754 compliant. Darwin is ok with it by default.
 279   uint64_t Bits = getFeatureBits();
 280   if ((Bits & ARM::ProcA5 || Bits & ARM::ProcA8) && // Where this matters
 281       (Options.UnsafeFPMath || isTargetDarwin()))
 282     UseNEONForSinglePrecisionFP = true;
 283 }
 284
 285 /// GVIsIndirectSymbol - true if the GV will be accessed via an indirect symbol.
 286 bool
 287 ARMSubtarget::GVIsIndirectSymbol(const GlobalValue *GV,
 288                                  Reloc::Model RelocM) const {
 289   if (RelocM == Reloc::Static)
 290     return false;
 291
 292   // Materializable GVs (in JIT lazy compilation mode) do not require an extra
 293   // load from stub.
 294   bool isDecl = GV->hasAvailableExternallyLinkage();
 295   if (GV->isDeclaration() && !GV->isMaterializable())
 296     isDecl = true;
 297
 298   if (!isTargetMachO()) {
 299     // Extra load is needed for all externally visible.
 300     if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
 301       return false;
 302     return true;
 303   } else {
 304     if (RelocM == Reloc::PIC_) {
 305       // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 306       // through a stub.
 307       if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 308         return false;
 309
 310       // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 311       // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 312       if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 313         return true;
 314
 315       // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
 316       // references and external declarations.
 317       if (isDecl || GV->hasCommonLinkage())
 318         // Hidden $non_lazy_ptr reference.
 319         return true;
 320
 321       return false;
 322     } else {
 323       // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
 324       // through a stub.
 325       if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
 326         return false;
 327
 328       // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
 329       // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
 330       if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
 331         return true;
 332     }
 333   }
 334
 335   return false;
 336 }
 337
 338 unsigned ARMSubtarget::getMispredictionPenalty() const {
 339   return SchedModel->MispredictPenalty;
 340 }
 341
 342 bool ARMSubtarget::hasSinCos() const {
 343   return getTargetTriple().getOS() == Triple::IOS &&
 344     !getTargetTriple().isOSVersionLT(7, 0);
 345 }
 346
 347 bool ARMSubtarget::enablePostRAScheduler(
 348            CodeGenOpt::Level OptLevel,
 349            TargetSubtargetInfo::AntiDepBreakMode& Mode,
 350            RegClassVector& CriticalPathRCs) const {
 351   Mode = TargetSubtargetInfo::ANTIDEP_NONE;
 352   return PostRAScheduler && OptLevel >= CodeGenOpt::Default;
 353 }