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       if (!isDirectCall)
  44         return false;
  45       bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->hasNotBeenReadFromBitcode();
  46       if (GV->hasHiddenVisibility() &&
  47           (Is64Bit || (!isDecl && !GV->hasCommonLinkage())))
  48         // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
  49         // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
  50         // translation unit.
  51         return false;
  52       return isDecl || GV->mayBeOverridden();
  53     } else if (isTargetELF()) {
  54       // Extra load is needed for all externally visible.
  55       if (isDirectCall)
  56         return false;
  57       if (GV->hasInternalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
  58         return false;
  59       return true;
  60     } else if (isTargetCygMing() || isTargetWindows()) {
  61       return (GV->hasDLLImportLinkage());
  62     }
  63   }
  64   return false;
  65 }
  66
  67 /// True if accessing the GV requires a register.  This is a superset of the
  68 /// cases where GVRequiresExtraLoad is true.  Some variations of PIC require
  69 /// a register, but not an extra load.
  70 bool X86Subtarget::GVRequiresRegister(const GlobalValue *GV,
  71                                        const TargetMachine& TM,
  72                                        bool isDirectCall) const
  73 {
  74   if (GVRequiresExtraLoad(GV, TM, isDirectCall))
  75     return true;
  76   // Code below here need only consider cases where GVRequiresExtraLoad
  77   // returns false.
  78   if (TM.getRelocationModel() == Reloc::PIC_)
  79     return !isDirectCall &&
  80       (GV->hasInternalLinkage() || GV->hasExternalLinkage());
  81   return false;
  82 }
  83
  84 /// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
  85 /// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
  86 /// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
  87 /// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
  88 const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
  89   // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
  90   if (getDarwinVers() >= 10)
  91     return "__bzero";
  92
  93   return 0;
  94 }
  95
  96 /// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
  97 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
  98 bool X86::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX, unsigned *rEBX,
  99                           unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
 100 #if defined(__x86_64__)
 101   // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
 102   asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 103        "cpuid\n\t"
 104        "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
 105        : "=a" (*rEAX),
 106          "=S" (*rEBX),
 107          "=c" (*rECX),
 108          "=d" (*rEDX)
 109        :  "a" (value));
 110   return false;
 111 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
 112 #if defined(__GNUC__)
 113   asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 114        "cpuid\n\t"
 115        "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
 116        : "=a" (*rEAX),
 117          "=S" (*rEBX),
 118          "=c" (*rECX),
 119          "=d" (*rEDX)
 120        :  "a" (value));
 121   return false;
 122 #elif defined(_MSC_VER)
 123   __asm {
 124     mov   eax,value
 125     cpuid
 126     mov   esi,rEAX
 127     mov   dword ptr [esi],eax
 128     mov   esi,rEBX
 129     mov   dword ptr [esi],ebx
 130     mov   esi,rECX
 131     mov   dword ptr [esi],ecx
 132     mov   esi,rEDX
 133     mov   dword ptr [esi],edx
 134   }
 135   return false;
 136 #endif
 137 #endif
 138   return true;
 139 }
 140
 141 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
 142   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 143   union {
 144     unsigned u[3];
 145     char     c[12];
 146   } text;
 147
 148   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
 149     return;
 150
 151   X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 152
 153   if ((EDX >> 23) & 0x1) X86SSELevel = MMX;
 154   if ((EDX >> 25) & 0x1) X86SSELevel = SSE1;
 155   if ((EDX >> 26) & 0x1) X86SSELevel = SSE2;
 156   if (ECX & 0x1)         X86SSELevel = SSE3;
 157   if ((ECX >> 9)  & 0x1) X86SSELevel = SSSE3;
 158   if ((ECX >> 19) & 0x1) X86SSELevel = SSE41;
 159   if ((ECX >> 20) & 0x1) X86SSELevel = SSE42;
 160
 161   if (memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0 ||
 162       memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0) {
 163     X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 164     HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
 165   }
 166 }
 167
 168 static const char *GetCurrentX86CPU() {
 169   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
 170   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX))
 171     return "generic";
 172   unsigned Family  = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
 173   unsigned Model   = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
 174   X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
 175   bool Em64T = (EDX >> 29) & 0x1;
 176
 177   union {
 178     unsigned u[3];
 179     char     c[12];
 180   } text;
 181
 182   X86::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1);
 183   if (memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0) {
 184     switch (Family) {
 185       case 3:
 186         return "i386";
 187       case 4:
 188         return "i486";
 189       case 5:
 190         switch (Model) {
 191         case 4:  return "pentium-mmx";
 192         default: return "pentium";
 193         }
 194       case 6:
 195         switch (Model) {
 196         case 1:  return "pentiumpro";
 197         case 3:
 198         case 5:
 199         case 6:  return "pentium2";
 200         case 7:
 201         case 8:
 202         case 10:
 203         case 11: return "pentium3";
 204         case 9:
 205         case 13: return "pentium-m";
 206         case 14: return "yonah";
 207         case 15: return "core2";
 208         default: return "i686";
 209         }
 210       case 15: {
 211         switch (Model) {
 212         case 3:
 213         case 4:
 214           return (Em64T) ? "nocona" : "prescott";
 215         default:
 216           return (Em64T) ? "x86-64" : "pentium4";
 217         }
 218       }
 219
 220     default:
 221       return "generic";
 222     }
 223   } else if (memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0) {
 224     // FIXME: this poorly matches the generated SubtargetFeatureKV table.  There
 225     // appears to be no way to generate the wide variety of AMD-specific targets
 226     // from the information returned from CPUID.
 227     switch (Family) {
 228       case 4:
 229         return "i486";
 230       case 5:
 231         switch (Model) {
 232         case 6:
 233         case 7:  return "k6";
 234         case 8:  return "k6-2";
 235         case 9:
 236         case 13: return "k6-3";
 237         default: return "pentium";
 238         }
 239       case 6:
 240         switch (Model) {
 241         case 4:  return "athlon-tbird";
 242         case 6:
 243         case 7:
 244         case 8:  return "athlon-mp";
 245         case 10: return "athlon-xp";
 246         default: return "athlon";
 247         }
 248       case 15:
 249         switch (Model) {
 250         case 1:  return "opteron";
 251         case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
 252         default: return "athlon64";
 253         }
 254     default:
 255       return "generic";
 256     }
 257   } else {
 258     return "generic";
 259   }
 260 }
 261
 262 X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
 263   : AsmFlavor(AsmWriterFlavor)
 264   , PICStyle(PICStyles::None)
 265   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
 266   , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
 267   , HasX86_64(false)
 268   , DarwinVers(0)
 269   , IsLinux(false)
 270   , stackAlignment(8)
 271   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
 272   , MaxInlineSizeThreshold(128)
 273   , Is64Bit(is64Bit)
 274   , TargetType(isELF) { // Default to ELF unless otherwise specified.
 275
 276   // Determine default and user specified characteristics
 277   if (!FS.empty()) {
 278     // If feature string is not empty, parse features string.
 279     std::string CPU = GetCurrentX86CPU();
 280     ParseSubtargetFeatures(FS, CPU);
 281   } else {
 282     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
 283     AutoDetectSubtargetFeatures();
 284   }
 285
 286   // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit and SSE2 features
 287   // are enabled.  These are available on all x86-64 CPUs.
 288   if (Is64Bit) {
 289     HasX86_64 = true;
 290     if (X86SSELevel < SSE2)
 291       X86SSELevel = SSE2;
 292   }
 293
 294   // Set the boolean corresponding to the current target triple, or the default
 295   // if one cannot be determined, to true.
 296   const std::string& TT = M.getTargetTriple();
 297   if (TT.length() > 5) {
 298     size_t Pos;
 299     if ((Pos = TT.find("-darwin")) != std::string::npos) {
 300       TargetType = isDarwin;
 301
 302       // Compute the darwin version number.
 303       if (isdigit(TT[Pos+7]))
 304         DarwinVers = atoi(&TT[Pos+7]);
 305       else
 306         DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
 307     } else if (TT.find("linux") != std::string::npos) {
 308       // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
 309       TargetType = isELF;
 310       IsLinux = true;
 311     } else if (TT.find("cygwin") != std::string::npos) {
 312       TargetType = isCygwin;
 313     } else if (TT.find("mingw") != std::string::npos) {
 314       TargetType = isMingw;
 315     } else if (TT.find("win32") != std::string::npos) {
 316       TargetType = isWindows;
 317     } else if (TT.find("windows") != std::string::npos) {
 318       TargetType = isWindows;
 319     }
 320   } else if (TT.empty()) {
 321 #if defined(__CYGWIN__)
 322     TargetType = isCygwin;
 323 #elif defined(__MINGW32__) || defined(__MINGW64__)
 324     TargetType = isMingw;
 325 #elif defined(__APPLE__)
 326     TargetType = isDarwin;
 327 #if __APPLE_CC__ > 5400
 328     DarwinVers = 9;  // GCC 5400+ is Leopard.
 329 #else
 330     DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
 331 #endif
 332
 333 #elif defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
 334     TargetType = isWindows;
 335 #elif defined(__linux__)
 336     // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
 337     TargetType = isELF;
 338     IsLinux = true;
 339 #endif
 340   }
 341
 342   // If the asm syntax hasn't been overridden on the command line, use whatever
 343   // the target wants.
 344   if (AsmFlavor == X86Subtarget::Unset) {
 345     AsmFlavor = (TargetType == isWindows)
 346       ? X86Subtarget::Intel : X86Subtarget::ATT;
 347   }
 348
 349   // Stack alignment is 16 bytes on Darwin (both 32 and 64 bit) and for all 64
 350   // bit targets.
 351   if (TargetType == isDarwin || Is64Bit)
 352     stackAlignment = 16;
 353
 354   if (StackAlignment)
 355     stackAlignment = StackAlignment;
 356 }