Unweaken vtables as per http://llvm.org/docs/CodingStandards.html#ll_virtual_anch
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / MCTargetDesc / X86MCTargetDesc.cpp
1 //===-- X86MCTargetDesc.cpp - X86 Target Descriptions -----------*- C++ -*-===//
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 "X86MCAsmInfo.h"
16 #include "InstPrinter/X86ATTInstPrinter.h"
17 #include "InstPrinter/X86IntelInstPrinter.h"
18 #include "llvm/MC/MachineLocation.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/ADT/Triple.h"
26 #include "llvm/Support/Host.h"
27 #include "llvm/Support/TargetRegistry.h"
28
29 #define GET_REGINFO_MC_DESC
30 #include "X86GenRegisterInfo.inc"
31
32 #define GET_INSTRINFO_MC_DESC
33 #include "X86GenInstrInfo.inc"
34
35 #define GET_SUBTARGETINFO_MC_DESC
36 #include "X86GenSubtargetInfo.inc"
37
38 using namespace llvm;
39
40
41 std::string X86_MC::ParseX86Triple(StringRef TT) {
42   Triple TheTriple(TT);
43   std::string FS;
44   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
45     FS = "+64bit-mode";
46   else
47     FS = "-64bit-mode";
48   return FS;
49 }
50
51 /// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
52 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
53 bool X86_MC::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX,
54                              unsigned *rEBX, unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
55 #if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
56   #if defined(__GNUC__)
57     // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
58     asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
59          "cpuid\n\t"
60          "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
61          : "=a" (*rEAX),
62            "=S" (*rEBX),
63            "=c" (*rECX),
64            "=d" (*rEDX)
65          :  "a" (value));
66     return false;
67   #elif defined(_MSC_VER)
68     int registers[4];
69     __cpuid(registers, value);
70     *rEAX = registers[0];
71     *rEBX = registers[1];
72     *rECX = registers[2];
73     *rEDX = registers[3];
74     return false;
75   #endif
76 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
77   #if defined(__GNUC__)
78     asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
79          "cpuid\n\t"
80          "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
81          : "=a" (*rEAX),
82            "=S" (*rEBX),
83            "=c" (*rECX),
84            "=d" (*rEDX)
85          :  "a" (value));
86     return false;
87   #elif defined(_MSC_VER)
88     __asm {
89       mov   eax,value
90       cpuid
91       mov   esi,rEAX
92       mov   dword ptr [esi],eax
93       mov   esi,rEBX
94       mov   dword ptr [esi],ebx
95       mov   esi,rECX
96       mov   dword ptr [esi],ecx
97       mov   esi,rEDX
98       mov   dword ptr [esi],edx
99     }
100     return false;
101   #endif
102 #endif
103   return true;
104 }
105
106 /// GetCpuIDAndInfoEx - Execute the specified cpuid with subleaf and return the
107 /// 4 values in the specified arguments.  If we can't run cpuid on the host,
108 /// return true.
109 bool X86_MC::GetCpuIDAndInfoEx(unsigned value, unsigned subleaf, unsigned *rEAX,
110                                unsigned *rEBX, unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
111 #if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64) || defined (_M_X64)
112   #if defined(__GNUC__)
113     // gcc desn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
114     asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
115          "cpuid\n\t"
116          "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
117          : "=a" (*rEAX),
118            "=S" (*rEBX),
119            "=c" (*rECX),
120            "=d" (*rEDX)
121          :  "a" (value),
122             "c" (subleaf));
123     return false;
124   #elif defined(_MSC_VER)
125     // __cpuidex was added in MSVC++ 9.0 SP1
126     #if (_MSC_VER > 1500) || (_MSC_VER == 1500 && _MSC_FULL_VER >= 150030729)
127       int registers[4];
128       __cpuidex(registers, value, subleaf);
129       *rEAX = registers[0];
130       *rEBX = registers[1];
131       *rECX = registers[2];
132       *rEDX = registers[3];
133       return false;
134     #endif
135   #endif
136 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
137   #if defined(__GNUC__)
138     asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
139          "cpuid\n\t"
140          "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
141          : "=a" (*rEAX),
142            "=S" (*rEBX),
143            "=c" (*rECX),
144            "=d" (*rEDX)
145          :  "a" (value),
146             "c" (subleaf));
147     return false;
148   #elif defined(_MSC_VER)
149     __asm {
150       mov   eax,value
151       mov   ecx,subleaf
152       cpuid
153       mov   esi,rEAX
154       mov   dword ptr [esi],eax
155       mov   esi,rEBX
156       mov   dword ptr [esi],ebx
157       mov   esi,rECX
158       mov   dword ptr [esi],ecx
159       mov   esi,rEDX
160       mov   dword ptr [esi],edx
161     }
162     return false;
163   #endif
164 #endif
165   return true;
166 }
167
168 void X86_MC::DetectFamilyModel(unsigned EAX, unsigned &Family,
169                                unsigned &Model) {
170   Family = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
171   Model  = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
172   if (Family == 6 || Family == 0xf) {
173     if (Family == 0xf)
174       // Examine extended family ID if family ID is F.
175       Family += (EAX >> 20) & 0xff;    // Bits 20 - 27
176     // Examine extended model ID if family ID is 6 or F.
177     Model += ((EAX >> 16) & 0xf) << 4; // Bits 16 - 19
178   }
179 }
180
181 unsigned X86_MC::getDwarfRegFlavour(StringRef TT, bool isEH) {
182   Triple TheTriple(TT);
183   if (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
184     return DWARFFlavour::X86_64;
185
186   if (TheTriple.isOSDarwin())
187     return isEH ? DWARFFlavour::X86_32_DarwinEH : DWARFFlavour::X86_32_Generic;
188   if (TheTriple.getOS() == Triple::MinGW32 ||
189       TheTriple.getOS() == Triple::Cygwin)
190     // Unsupported by now, just quick fallback
191     return DWARFFlavour::X86_32_Generic;
192   return DWARFFlavour::X86_32_Generic;
193 }
194
195 /// getX86RegNum - This function maps LLVM register identifiers to their X86
196 /// specific numbering, which is used in various places encoding instructions.
197 unsigned X86_MC::getX86RegNum(unsigned RegNo) {
198   switch(RegNo) {
199   case X86::RAX: case X86::EAX: case X86::AX: case X86::AL: return N86::EAX;
200   case X86::RCX: case X86::ECX: case X86::CX: case X86::CL: return N86::ECX;
201   case X86::RDX: case X86::EDX: case X86::DX: case X86::DL: return N86::EDX;
202   case X86::RBX: case X86::EBX: case X86::BX: case X86::BL: return N86::EBX;
203   case X86::RSP: case X86::ESP: case X86::SP: case X86::SPL: case X86::AH:
204     return N86::ESP;
205   case X86::RBP: case X86::EBP: case X86::BP: case X86::BPL: case X86::CH:
206     return N86::EBP;
207   case X86::RSI: case X86::ESI: case X86::SI: case X86::SIL: case X86::DH:
208     return N86::ESI;
209   case X86::RDI: case X86::EDI: case X86::DI: case X86::DIL: case X86::BH:
210     return N86::EDI;
211
212   case X86::R8:  case X86::R8D:  case X86::R8W:  case X86::R8B:
213     return N86::EAX;
214   case X86::R9:  case X86::R9D:  case X86::R9W:  case X86::R9B:
215     return N86::ECX;
216   case X86::R10: case X86::R10D: case X86::R10W: case X86::R10B:
217     return N86::EDX;
218   case X86::R11: case X86::R11D: case X86::R11W: case X86::R11B:
219     return N86::EBX;
220   case X86::R12: case X86::R12D: case X86::R12W: case X86::R12B:
221     return N86::ESP;
222   case X86::R13: case X86::R13D: case X86::R13W: case X86::R13B:
223     return N86::EBP;
224   case X86::R14: case X86::R14D: case X86::R14W: case X86::R14B:
225     return N86::ESI;
226   case X86::R15: case X86::R15D: case X86::R15W: case X86::R15B:
227     return N86::EDI;
228
229   case X86::ST0: case X86::ST1: case X86::ST2: case X86::ST3:
230   case X86::ST4: case X86::ST5: case X86::ST6: case X86::ST7:
231     return RegNo-X86::ST0;
232
233   case X86::XMM0: case X86::XMM8:
234   case X86::YMM0: case X86::YMM8: case X86::MM0:
235     return 0;
236   case X86::XMM1: case X86::XMM9:
237   case X86::YMM1: case X86::YMM9: case X86::MM1:
238     return 1;
239   case X86::XMM2: case X86::XMM10:
240   case X86::YMM2: case X86::YMM10: case X86::MM2:
241     return 2;
242   case X86::XMM3: case X86::XMM11:
243   case X86::YMM3: case X86::YMM11: case X86::MM3:
244     return 3;
245   case X86::XMM4: case X86::XMM12:
246   case X86::YMM4: case X86::YMM12: case X86::MM4:
247     return 4;
248   case X86::XMM5: case X86::XMM13:
249   case X86::YMM5: case X86::YMM13: case X86::MM5:
250     return 5;
251   case X86::XMM6: case X86::XMM14:
252   case X86::YMM6: case X86::YMM14: case X86::MM6:
253     return 6;
254   case X86::XMM7: case X86::XMM15:
255   case X86::YMM7: case X86::YMM15: case X86::MM7:
256     return 7;
257
258   case X86::ES: return 0;
259   case X86::CS: return 1;
260   case X86::SS: return 2;
261   case X86::DS: return 3;
262   case X86::FS: return 4;
263   case X86::GS: return 5;
264
265   case X86::CR0: case X86::CR8 : case X86::DR0: return 0;
266   case X86::CR1: case X86::CR9 : case X86::DR1: return 1;
267   case X86::CR2: case X86::CR10: case X86::DR2: return 2;
268   case X86::CR3: case X86::CR11: case X86::DR3: return 3;
269   case X86::CR4: case X86::CR12: case X86::DR4: return 4;
270   case X86::CR5: case X86::CR13: case X86::DR5: return 5;
271   case X86::CR6: case X86::CR14: case X86::DR6: return 6;
272   case X86::CR7: case X86::CR15: case X86::DR7: return 7;
273
274   // Pseudo index registers are equivalent to a "none"
275   // scaled index (See Intel Manual 2A, table 2-3)
276   case X86::EIZ:
277   case X86::RIZ:
278     return 4;
279
280   default:
281     assert((int(RegNo) > 0) && "Unknown physical register!");
282     return 0;
283   }
284 }
285
286 void X86_MC::InitLLVM2SEHRegisterMapping(MCRegisterInfo *MRI) {
287   // FIXME: TableGen these.
288   for (unsigned Reg = X86::NoRegister+1; Reg < X86::NUM_TARGET_REGS; ++Reg) {
289     int SEH = X86_MC::getX86RegNum(Reg);
290     switch (Reg) {
291     case X86::R8:  case X86::R8D:  case X86::R8W:  case X86::R8B:
292     case X86::R9:  case X86::R9D:  case X86::R9W:  case X86::R9B:
293     case X86::R10: case X86::R10D: case X86::R10W: case X86::R10B:
294     case X86::R11: case X86::R11D: case X86::R11W: case X86::R11B:
295     case X86::R12: case X86::R12D: case X86::R12W: case X86::R12B:
296     case X86::R13: case X86::R13D: case X86::R13W: case X86::R13B:
297     case X86::R14: case X86::R14D: case X86::R14W: case X86::R14B:
298     case X86::R15: case X86::R15D: case X86::R15W: case X86::R15B:
299     case X86::XMM8:  case X86::XMM9:  case X86::XMM10: case X86::XMM11:
300     case X86::XMM12: case X86::XMM13: case X86::XMM14: case X86::XMM15:
301     case X86::YMM8:  case X86::YMM9:  case X86::YMM10: case X86::YMM11:
302     case X86::YMM12: case X86::YMM13: case X86::YMM14: case X86::YMM15:
303       SEH += 8;
304       break;
305     }
306     MRI->mapLLVMRegToSEHReg(Reg, SEH);
307   }
308 }
309
310 MCSubtargetInfo *X86_MC::createX86MCSubtargetInfo(StringRef TT, StringRef CPU,
311                                                   StringRef FS) {
312   std::string ArchFS = X86_MC::ParseX86Triple(TT);
313   if (!FS.empty()) {
314     if (!ArchFS.empty())
315       ArchFS = ArchFS + "," + FS.str();
316     else
317       ArchFS = FS;
318   }
319
320   std::string CPUName = CPU;
321   if (CPUName.empty()) {
322 #if defined (__x86_64__) || defined(__i386__)
323     CPUName = sys::getHostCPUName();
324 #else
325     CPUName = "generic";
326 #endif
327   }
328
329   MCSubtargetInfo *X = new MCSubtargetInfo();
330   InitX86MCSubtargetInfo(X, TT, CPUName, ArchFS);
331   return X;
332 }
333
334 static MCInstrInfo *createX86MCInstrInfo() {
335   MCInstrInfo *X = new MCInstrInfo();
336   InitX86MCInstrInfo(X);
337   return X;
338 }
339
340 static MCRegisterInfo *createX86MCRegisterInfo(StringRef TT) {
341   Triple TheTriple(TT);
342   unsigned RA = (TheTriple.getArch() == Triple::x86_64)
343     ? X86::RIP     // Should have dwarf #16.
344     : X86::EIP;    // Should have dwarf #8.
345
346   MCRegisterInfo *X = new MCRegisterInfo();
347   InitX86MCRegisterInfo(X, RA,
348                         X86_MC::getDwarfRegFlavour(TT, false),
349                         X86_MC::getDwarfRegFlavour(TT, true));
350   X86_MC::InitLLVM2SEHRegisterMapping(X);
351   return X;
352 }
353
354 static MCAsmInfo *createX86MCAsmInfo(const Target &T, StringRef TT) {
355   Triple TheTriple(TT);
356   bool is64Bit = TheTriple.getArch() == Triple::x86_64;
357
358   MCAsmInfo *MAI;
359   if (TheTriple.isOSDarwin() || TheTriple.getEnvironment() == Triple::MachO) {
360     if (is64Bit)
361       MAI = new X86_64MCAsmInfoDarwin(TheTriple);
362     else
363       MAI = new X86MCAsmInfoDarwin(TheTriple);
364   } else if (TheTriple.getOS() == Triple::Win32) {
365     MAI = new X86MCAsmInfoMicrosoft(TheTriple);
366   } else if (TheTriple.getOS() == Triple::MinGW32 || TheTriple.getOS() == Triple::Cygwin) {
367     MAI = new X86MCAsmInfoGNUCOFF(TheTriple);
368   } else {
369     MAI = new X86ELFMCAsmInfo(TheTriple);
370   }
371
372   // Initialize initial frame state.
373   // Calculate amount of bytes used for return address storing
374   int stackGrowth = is64Bit ? -8 : -4;
375
376   // Initial state of the frame pointer is esp+stackGrowth.
377   MachineLocation Dst(MachineLocation::VirtualFP);
378   MachineLocation Src(is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP, stackGrowth);
379   MAI->addInitialFrameState(0, Dst, Src);
380
381   // Add return address to move list
382   MachineLocation CSDst(is64Bit ? X86::RSP : X86::ESP, stackGrowth);
383   MachineLocation CSSrc(is64Bit ? X86::RIP : X86::EIP);
384   MAI->addInitialFrameState(0, CSDst, CSSrc);
385
386   return MAI;
387 }
388
389 static MCCodeGenInfo *createX86MCCodeGenInfo(StringRef TT, Reloc::Model RM,
390                                              CodeModel::Model CM,
391                                              CodeGenOpt::Level OL) {
392   MCCodeGenInfo *X = new MCCodeGenInfo();
393
394   Triple T(TT);
395   bool is64Bit = T.getArch() == Triple::x86_64;
396
397   if (RM == Reloc::Default) {
398     // Darwin defaults to PIC in 64 bit mode and dynamic-no-pic in 32 bit mode.
399     // Win64 requires rip-rel addressing, thus we force it to PIC. Otherwise we
400     // use static relocation model by default.
401     if (T.isOSDarwin()) {
402       if (is64Bit)
403         RM = Reloc::PIC_;
404       else
405         RM = Reloc::DynamicNoPIC;
406     } else if (T.isOSWindows() && is64Bit)
407       RM = Reloc::PIC_;
408     else
409       RM = Reloc::Static;
410   }
411
412   // ELF and X86-64 don't have a distinct DynamicNoPIC model.  DynamicNoPIC
413   // is defined as a model for code which may be used in static or dynamic
414   // executables but not necessarily a shared library. On X86-32 we just
415   // compile in -static mode, in x86-64 we use PIC.
416   if (RM == Reloc::DynamicNoPIC) {
417     if (is64Bit)
418       RM = Reloc::PIC_;
419     else if (!T.isOSDarwin())
420       RM = Reloc::Static;
421   }
422
423   // If we are on Darwin, disallow static relocation model in X86-64 mode, since
424   // the Mach-O file format doesn't support it.
425   if (RM == Reloc::Static && T.isOSDarwin() && is64Bit)
426     RM = Reloc::PIC_;
427
428   // For static codegen, if we're not already set, use Small codegen.
429   if (CM == CodeModel::Default)
430     CM = CodeModel::Small;
431   else if (CM == CodeModel::JITDefault)
432     // 64-bit JIT places everything in the same buffer except external funcs.
433     CM = is64Bit ? CodeModel::Large : CodeModel::Small;
434
435   X->InitMCCodeGenInfo(RM, CM, OL);
436   return X;
437 }
438
439 static MCStreamer *createMCStreamer(const Target &T, StringRef TT,
440                                     MCContext &Ctx, MCAsmBackend &MAB,
441                                     raw_ostream &_OS,
442                                     MCCodeEmitter *_Emitter,
443                                     bool RelaxAll,
444                                     bool NoExecStack) {
445   Triple TheTriple(TT);
446
447   if (TheTriple.isOSDarwin() || TheTriple.getEnvironment() == Triple::MachO)
448     return createMachOStreamer(Ctx, MAB, _OS, _Emitter, RelaxAll);
449
450   if (TheTriple.isOSWindows())
451     return createWinCOFFStreamer(Ctx, MAB, *_Emitter, _OS, RelaxAll);
452
453   return createELFStreamer(Ctx, MAB, _OS, _Emitter, RelaxAll, NoExecStack);
454 }
455
456 static MCInstPrinter *createX86MCInstPrinter(const Target &T,
457                                              unsigned SyntaxVariant,
458                                              const MCAsmInfo &MAI,
459                                              const MCSubtargetInfo &STI) {
460   if (SyntaxVariant == 0)
461     return new X86ATTInstPrinter(MAI);
462   if (SyntaxVariant == 1)
463     return new X86IntelInstPrinter(MAI);
464   return 0;
465 }
466
467 static MCInstrAnalysis *createX86MCInstrAnalysis(const MCInstrInfo *Info) {
468   return new MCInstrAnalysis(Info);
469 }
470
471 // Force static initialization.
472 extern "C" void LLVMInitializeX86TargetMC() {
473   // Register the MC asm info.
474   RegisterMCAsmInfoFn A(TheX86_32Target, createX86MCAsmInfo);
475   RegisterMCAsmInfoFn B(TheX86_64Target, createX86MCAsmInfo);
476
477   // Register the MC codegen info.
478   RegisterMCCodeGenInfoFn C(TheX86_32Target, createX86MCCodeGenInfo);
479   RegisterMCCodeGenInfoFn D(TheX86_64Target, createX86MCCodeGenInfo);
480
481   // Register the MC instruction info.
482   TargetRegistry::RegisterMCInstrInfo(TheX86_32Target, createX86MCInstrInfo);
483   TargetRegistry::RegisterMCInstrInfo(TheX86_64Target, createX86MCInstrInfo);
484
485   // Register the MC register info.
486   TargetRegistry::RegisterMCRegInfo(TheX86_32Target, createX86MCRegisterInfo);
487   TargetRegistry::RegisterMCRegInfo(TheX86_64Target, createX86MCRegisterInfo);
488
489   // Register the MC subtarget info.
490   TargetRegistry::RegisterMCSubtargetInfo(TheX86_32Target,
491                                           X86_MC::createX86MCSubtargetInfo);
492   TargetRegistry::RegisterMCSubtargetInfo(TheX86_64Target,
493                                           X86_MC::createX86MCSubtargetInfo);
494
495   // Register the MC instruction analyzer.
496   TargetRegistry::RegisterMCInstrAnalysis(TheX86_32Target,
497                                           createX86MCInstrAnalysis);
498   TargetRegistry::RegisterMCInstrAnalysis(TheX86_64Target,
499                                           createX86MCInstrAnalysis);
500
501   // Register the code emitter.
502   TargetRegistry::RegisterMCCodeEmitter(TheX86_32Target,
503                                         createX86MCCodeEmitter);
504   TargetRegistry::RegisterMCCodeEmitter(TheX86_64Target,
505                                         createX86MCCodeEmitter);
506
507   // Register the asm backend.
508   TargetRegistry::RegisterMCAsmBackend(TheX86_32Target,
509                                        createX86_32AsmBackend);
510   TargetRegistry::RegisterMCAsmBackend(TheX86_64Target,
511                                        createX86_64AsmBackend);
512
513   // Register the object streamer.
514   TargetRegistry::RegisterMCObjectStreamer(TheX86_32Target,
515                                            createMCStreamer);
516   TargetRegistry::RegisterMCObjectStreamer(TheX86_64Target,
517                                            createMCStreamer);
518
519   // Register the MCInstPrinter.
520   TargetRegistry::RegisterMCInstPrinter(TheX86_32Target,
521                                         createX86MCInstPrinter);
522   TargetRegistry::RegisterMCInstPrinter(TheX86_64Target,
523                                         createX86MCInstPrinter);
524 }