lib/Target/X86/X86Subtarget.cpp

   1 //===-- X86Subtarget.cpp - X86 Subtarget Information ------------*- 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 implements the X86 specific subclass of TargetSubtarget.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 #include "X86Subtarget.h"
  15 #include "X86GenSubtarget.inc"
  16 #include "llvm/Module.h"
  17 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
  18 #include "llvm/Target/TargetMachine.h"
  19 #include "llvm/Target/TargetOptions.h"
  20 using namespace llvm;
  21
  22 static cl::opt<X86Subtarget::AsmWriterFlavorTy>
  23 AsmWriterFlavor("x86-asm-syntax", cl::init(X86Subtarget::Unset),
  24   cl::desc("Choose style of code to emit from X86 backend:"),
  25   cl::values(
  26     clEnumValN(X86Subtarget::ATT,   "att",   "Emit AT&T-style assembly"),
  27     clEnumValN(X86Subtarget::Intel, "intel", "Emit Intel-style assembly"),
  28     clEnumValEnd));
  29
  30
  31 /// True if accessing the GV requires an extra load. For Windows, dllimported
  32 /// symbols are indirect, loading the value at address GV rather then the
  33 /// value of GV itself. This means that the GlobalAddress must be in the base
  34 /// or index register of the address, not the GV offset field.
  35 bool X86Subtarget::GVRequiresExtraLoad(const GlobalValue* GV,
  36                                        const TargetMachine& TM,
  37                                        bool isDirectCall) const
  38 {
  39   // FIXME: PIC
  40   if (TM.getRelocationModel() != Reloc::Static &&
  41       TM.getCodeModel() != CodeModel::Large) {
  42     if (isTargetDarwin()) {
  43       bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->hasNotBeenReadFromBitcode();
  44       if (GV->hasHiddenVisibility() &&
  45           (Is64Bit || (!isDecl && !GV->hasCommonLinkage())))
  46         // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  47         // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  48         // translation unit.
  49         return false;
  50       return !isDirectCall && (isDecl || GV->mayBeOverridden());
  51     } else if (isTargetELF()) {
  52       // Extra load is needed for all externally visible.
  53       if (isDirectCall)
  54         return false;
  55       if (GV->hasInternalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  56         return false;
  57       return true;
  58     } else if (isTargetCygMing() || isTargetWindows()) {
  59       return (GV->hasDLLImportLinkage());
  60     }
  61   }
  62   return false;
  63 }
  64
  65 /// True if accessing the GV requires a register.  This is a superset of the
  66 /// cases where GVRequiresExtraLoad is true.  Some variations of PIC require
  67 /// a register, but not an extra load.
  68 bool X86Subtarget::GVRequiresRegister(const GlobalValue *GV,
  69                                        const TargetMachine& TM,
  70                                        bool isDirectCall) const
  71 {
  72   if (GVRequiresExtraLoad(GV, TM, isDirectCall))
  73     return true;
  74   // Code below here need only consider cases where GVRequiresExtraLoad
  75   // returns false.
  76   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
  77     return !isDirectCall &&
  78       (GV->hasInternalLinkage() || GV->hasExternalLinkage());
  79   return false;
  80 }
  81
  82 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
  83 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
  84 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
  85 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
  86 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
  87   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
  88   if (getDarwinVers() >= 10)
  89     return "__bzero";
  90
  91   return 0;
  92 }
  93
  94 /// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
  95 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
  96 bool X86::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX, unsigned *rEBX,
  97                           unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
  98 #if defined(__x86_64__)
  99   // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
 100   asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 101        "cpuid\n\t"
 102        "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 103        : "=a" (*rEAX),
 104          "=S" (*rEBX),
 105          "=c" (*rECX),
 106          "=d" (*rEDX)
 107        :  "a" (value));
 108   return false;
 109 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
 110 #if defined(__GNUC__)
 111   asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 112        "cpuid\n\t"
 113        "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 114        : "=a" (*rEAX),
 115          "=S" (*rEBX),
 116          "=c" (*rECX),
 117          "=d" (*rEDX)
 118        :  "a" (value));
 119   return false;
 120 #elif defined(_MSC_VER)
 121   __asm {
 122     mov   eax,value
 123     cpuid
 124     mov   esi,rEAX
 125     mov   dword ptr [esi],eax
 126     mov   esi,rEBX
 127     mov   dword ptr [esi],ebx
 128     mov   esi,rECX
 129     mov   dword ptr [esi],ecx
 130     mov   esi,rEDX
 131     mov   dword ptr [esi],edx
 132   }
 133   return false;
 134 #endif
 135 #endif
 136   return true;
 137 }
 138
 139 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 140   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 141   union {
 142     unsigned u[3];
 143     char     c[12];
 144   } text;
 145
 146   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
 147     return;
 148
 149   X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 150
 151   if ((EDX >> 23) & 0x1) X86SSELevel = MMX;
 152   if ((EDX >> 25) & 0x1) X86SSELevel = SSE1;
 153   if ((EDX >> 26) & 0x1) X86SSELevel = SSE2;
 154   if (ECX & 0x1)         X86SSELevel = SSE3;
 155   if ((ECX >> 9)  & 0x1) X86SSELevel = SSSE3;
 156   if ((ECX >> 19) & 0x1) X86SSELevel = SSE41;
 157   if ((ECX >> 20) & 0x1) X86SSELevel = SSE42;
 158
 159   if (memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0 ||
 160       memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0) {
 161     X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 162     HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
 163   }
 164 }
 165
 166 static const char *GetCurrentX86CPU() {
 167   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 168   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX))
 169     return "generic";
 170   unsigned Family  = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
 171   unsigned Model   = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
 172   X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 173   bool Em64T = (EDX >> 29) & 0x1;
 174
 175   union {
 176     unsigned u[3];
 177     char     c[12];
 178   } text;
 179
 180   X86::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1);
 181   if (memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0) {
 182     switch (Family) {
 183       case 3:
 184         return "i386";
 185       case 4:
 186         return "i486";
 187       case 5:
 188         switch (Model) {
 189         case 4:  return "pentium-mmx";
 190         default: return "pentium";
 191         }
 192       case 6:
 193         switch (Model) {
 194         case 1:  return "pentiumpro";
 195         case 3:
 196         case 5:
 197         case 6:  return "pentium2";
 198         case 7:
 199         case 8:
 200         case 10:
 201         case 11: return "pentium3";
 202         case 9:
 203         case 13: return "pentium-m";
 204         case 14: return "yonah";
 205         case 15: return "core2";
 206         default: return "i686";
 207         }
 208       case 15: {
 209         switch (Model) {
 210         case 3:
 211         case 4:
 212           return (Em64T) ? "nocona" : "prescott";
 213         default:
 214           return (Em64T) ? "x86-64" : "pentium4";
 215         }
 216       }
 217
 218     default:
 219       return "generic";
 220     }
 221   } else if (memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0) {
 222     // FIXME: this poorly matches the generated SubtargetFeatureKV table.  There
 223     // appears to be no way to generate the wide variety of AMD-specific targets
 224     // from the information returned from CPUID.
 225     switch (Family) {
 226       case 4:
 227         return "i486";
 228       case 5:
 229         switch (Model) {
 230         case 6:
 231         case 7:  return "k6";
 232         case 8:  return "k6-2";
 233         case 9:
 234         case 13: return "k6-3";
 235         default: return "pentium";
 236         }
 237       case 6:
 238         switch (Model) {
 239         case 4:  return "athlon-tbird";
 240         case 6:
 241         case 7:
 242         case 8:  return "athlon-mp";
 243         case 10: return "athlon-xp";
 244         default: return "athlon";
 245         }
 246       case 15:
 247         switch (Model) {
 248         case 1:  return "opteron";
 249         case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
 250         default: return "athlon64";
 251         }
 252     default:
 253       return "generic";
 254     }
 255   } else {
 256     return "generic";
 257   }
 258 }
 259
 260 X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
 261   : AsmFlavor(AsmWriterFlavor)
 262   , PICStyle(PICStyles::None)
 263   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
 264   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
 265   , HasX86_64(false)
 266   , DarwinVers(0)
 267   , IsLinux(false)
 268   , stackAlignment(8)
 269   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 270   , MaxInlineSizeThreshold(128)
 271   , Is64Bit(is64Bit)
 272   , TargetType(isELF) { // Default to ELF unless otherwise specified.
 273
 274   // Determine default and user specified characteristics
 275   if (!FS.empty()) {
 276     // If feature string is not empty, parse features string.
 277     std::string CPU = GetCurrentX86CPU();
 278     ParseSubtargetFeatures(FS, CPU);
 279   } else {
 280     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
 281     AutoDetectSubtargetFeatures();
 282   }
 283
 284   // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit and SSE2 features
 285   // are enabled.  These are available on all x86-64 CPUs.
 286   if (Is64Bit) {
 287     HasX86_64 = true;
 288     if (X86SSELevel < SSE2)
 289       X86SSELevel = SSE2;
 290   }
 291
 292   // Set the boolean corresponding to the current target triple, or the default
 293   // if one cannot be determined, to true.
 294   const std::string& TT = M.getTargetTriple();
 295   if (TT.length() > 5) {
 296     size_t Pos;
 297     if ((Pos = TT.find("-darwin")) != std::string::npos) {
 298       TargetType = isDarwin;
 299
 300       // Compute the darwin version number.
 301       if (isdigit(TT[Pos+7]))
 302         DarwinVers = atoi(&TT[Pos+7]);
 303       else
 304         DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
 305     } else if (TT.find("linux") != std::string::npos) {
 306       // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
 307       TargetType = isELF;
 308       IsLinux = true;
 309     } else if (TT.find("cygwin") != std::string::npos) {
 310       TargetType = isCygwin;
 311     } else if (TT.find("mingw") != std::string::npos) {
 312       TargetType = isMingw;
 313     } else if (TT.find("win32") != std::string::npos) {
 314       TargetType = isWindows;
 315     } else if (TT.find("windows") != std::string::npos) {
 316       TargetType = isWindows;
 317     }
 318   } else if (TT.empty()) {
 319 #if defined(__CYGWIN__)
 320     TargetType = isCygwin;
 321 #elif defined(__MINGW32__) || defined(__MINGW64__)
 322     TargetType = isMingw;
 323 #elif defined(__APPLE__)
 324     TargetType = isDarwin;
 325 #if __APPLE_CC__ > 5400
 326     DarwinVers = 9;  // GCC 5400+ is Leopard.
 327 #else
 328     DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
 329 #endif
 330
 331 #elif defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
 332     TargetType = isWindows;
 333 #elif defined(__linux__)
 334     // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
 335     TargetType = isELF;
 336     IsLinux = true;
 337 #endif
 338   }
 339
 340   // If the asm syntax hasn't been overridden on the command line, use whatever
 341   // the target wants.
 342   if (AsmFlavor == X86Subtarget::Unset) {
 343     AsmFlavor = (TargetType == isWindows)
 344       ? X86Subtarget::Intel : X86Subtarget::ATT;
 345   }
 346
 347   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin (both 32 and 64 bit) and for all 64
 348   // bit targets.
 349   if (TargetType == isDarwin || Is64Bit)
 350     stackAlignment = 16;
 351
 352   if (StackAlignment)
 353     stackAlignment = StackAlignment;
 354 }