llvm-mc/AsmParser: Define match classes in the .td file.
[oota-llvm.git] / lib / Target / X86 / X86Subtarget.cpp
index 3ac8a38b314ebcf1df02ac34df15b30b2f101cb3..9052b33e6e7e937b78b6a461836c6286bf72dac1 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Nate Begeman and is distributed under the
-// University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+#define DEBUG_TYPE "subtarget"
 #include "X86Subtarget.h"
+#include "X86InstrInfo.h"
 #include "X86GenSubtarget.inc"
-#include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/GlobalValue.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
-#include <iostream>
+#include "llvm/Support/Debug.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include "llvm/Target/TargetMachine.h"
+#include "llvm/Target/TargetOptions.h"
 using namespace llvm;
 
-cl::opt<X86Subtarget::AsmWriterFlavorTy>
-AsmWriterFlavor("x86-asm-syntax", cl::init(X86Subtarget::unset),
+#if defined(_MSC_VER)
+#include <intrin.h>
+#endif
+
+static cl::opt<X86Subtarget::AsmWriterFlavorTy>
+AsmWriterFlavor("x86-asm-syntax", cl::init(X86Subtarget::Unset),
   cl::desc("Choose style of code to emit from X86 backend:"),
   cl::values(
-    clEnumValN(X86Subtarget::att,   "att",   "  Emit AT&T-style assembly"),
-    clEnumValN(X86Subtarget::intel, "intel", "  Emit Intel-style assembly"),
+    clEnumValN(X86Subtarget::ATT,   "att",   "Emit AT&T-style assembly"),
+    clEnumValN(X86Subtarget::Intel, "intel", "Emit Intel-style assembly"),
     clEnumValEnd));
 
+/// ClassifyGlobalReference - Classify a global variable reference for the
+/// current subtarget according to how we should reference it in a non-pcrel
+/// context.
+unsigned char X86Subtarget::
+ClassifyGlobalReference(const GlobalValue *GV, const TargetMachine &TM) const {
+  // DLLImport only exists on windows, it is implemented as a load from a
+  // DLLIMPORT stub.
+  if (GV->hasDLLImportLinkage())
+    return X86II::MO_DLLIMPORT;
+
+  // GV with ghost linkage (in JIT lazy compilation mode) do not require an
+  // extra load from stub.
+  bool isDecl = GV->isDeclaration() && !GV->hasNotBeenReadFromBitcode();
+
+  // X86-64 in PIC mode.
+  if (isPICStyleRIPRel()) {
+    // Large model never uses stubs.
+    if (TM.getCodeModel() == CodeModel::Large)
+      return X86II::MO_NO_FLAG;
+      
+    if (isTargetDarwin()) {
+      // If symbol visibility is hidden, the extra load is not needed if
+      // target is x86-64 or the symbol is definitely defined in the current
+      // translation unit.
+      if (GV->hasDefaultVisibility() &&
+          (isDecl || GV->isWeakForLinker()))
+        return X86II::MO_GOTPCREL;
+    } else {
+      assert(isTargetELF() && "Unknown rip-relative target");
+
+      // Extra load is needed for all externally visible.
+      if (!GV->hasLocalLinkage() && GV->hasDefaultVisibility())
+        return X86II::MO_GOTPCREL;
+    }
+
+    return X86II::MO_NO_FLAG;
+  }
+  
+  if (isPICStyleGOT()) {   // 32-bit ELF targets.
+    // Extra load is needed for all externally visible.
+    if (GV->hasLocalLinkage() || GV->hasHiddenVisibility())
+      return X86II::MO_GOTOFF;
+    return X86II::MO_GOT;
+  }
+  
+  if (isPICStyleStubPIC()) {  // Darwin/32 in PIC mode.
+    // Determine whether we have a stub reference and/or whether the reference
+    // is relative to the PIC base or not.
+    
+    // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
+    // through a stub.
+    if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
+      return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
+
+    // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
+    // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
+    if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
+      return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY_PIC_BASE;
+    
+    // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
+    // references and external declarations.
+    if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
+      // Hidden $non_lazy_ptr reference.
+      return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY_PIC_BASE;
+    }
+    
+    // Otherwise, no stub.
+    return X86II::MO_PIC_BASE_OFFSET;
+  }
+  
+  if (isPICStyleStubNoDynamic()) {  // Darwin/32 in -mdynamic-no-pic mode.
+    // Determine whether we have a stub reference.
+    
+    // If this is a strong reference to a definition, it is definitely not
+    // through a stub.
+    if (!isDecl && !GV->isWeakForLinker())
+      return X86II::MO_NO_FLAG;
+    
+    // Unless we have a symbol with hidden visibility, we have to go through a
+    // normal $non_lazy_ptr stub because this symbol might be resolved late.
+    if (!GV->hasHiddenVisibility())  // Non-hidden $non_lazy_ptr reference.
+      return X86II::MO_DARWIN_NONLAZY;
+    
+    // If symbol visibility is hidden, we have a stub for common symbol
+    // references and external declarations.
+    if (isDecl || GV->hasCommonLinkage()) {
+      // Hidden $non_lazy_ptr reference.
+      return X86II::MO_DARWIN_HIDDEN_NONLAZY;
+    }
+    
+    // Otherwise, no stub.
+    return X86II::MO_NO_FLAG;
+  }
+  
+  // Direct static reference to global.
+  return X86II::MO_NO_FLAG;
+}
+
+
+/// getBZeroEntry - This function returns the name of a function which has an
+/// interface like the non-standard bzero function, if such a function exists on
+/// the current subtarget and it is considered prefereable over memset with zero
+/// passed as the second argument. Otherwise it returns null.
+const char *X86Subtarget::getBZeroEntry() const {
+  // Darwin 10 has a __bzero entry point for this purpose.
+  if (getDarwinVers() >= 10)
+    return "__bzero";
+
+  return 0;
+}
+
+/// IsLegalToCallImmediateAddr - Return true if the subtarget allows calls
+/// to immediate address.
+bool X86Subtarget::IsLegalToCallImmediateAddr(const TargetMachine &TM) const {
+  if (Is64Bit)
+    return false;
+  return isTargetELF() || TM.getRelocationModel() == Reloc::Static;
+}
+
+/// getSpecialAddressLatency - For targets where it is beneficial to
+/// backschedule instructions that compute addresses, return a value
+/// indicating the number of scheduling cycles of backscheduling that
+/// should be attempted.
+unsigned X86Subtarget::getSpecialAddressLatency() const {
+  // For x86 out-of-order targets, back-schedule address computations so
+  // that loads and stores aren't blocked.
+  // This value was chosen arbitrarily.
+  return 200;
+}
 
 /// GetCpuIDAndInfo - Execute the specified cpuid and return the 4 values in the
 /// specified arguments.  If we can't run cpuid on the host, return true.
 bool X86::GetCpuIDAndInfo(unsigned value, unsigned *rEAX, unsigned *rEBX,
                           unsigned *rECX, unsigned *rEDX) {
-#if defined(__x86_64__)
-  // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
-  asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
-       "cpuid\n\t"
-       "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
-       : "=a" (*rEAX),
-         "=S" (*rEBX),
-         "=c" (*rECX),
-         "=d" (*rEDX)
-       :  "a" (value));
-  return false;
+#if defined(__x86_64__) || defined(_M_AMD64)
+  #if defined(__GNUC__)
+    // gcc doesn't know cpuid would clobber ebx/rbx. Preseve it manually.
+    asm ("movq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
+         "cpuid\n\t"
+         "xchgq\t%%rbx, %%rsi\n\t"
+         : "=a" (*rEAX),
+           "=S" (*rEBX),
+           "=c" (*rECX),
+           "=d" (*rEDX)
+         :  "a" (value));
+    return false;
+  #elif defined(_MSC_VER)
+    int registers[4];
+    __cpuid(registers, value);
+    *rEAX = registers[0];
+    *rEBX = registers[1];
+    *rECX = registers[2];
+    *rEDX = registers[3];
+    return false;
+  #endif
 #elif defined(i386) || defined(__i386__) || defined(__x86__) || defined(_M_IX86)
-#if defined(__GNUC__)
-  asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
-       "cpuid\n\t"
-       "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
-       : "=a" (*rEAX),
-         "=S" (*rEBX),
-         "=c" (*rECX),
-         "=d" (*rEDX)
-       :  "a" (value));
-  return false;
-#elif defined(_MSC_VER)
-  __asm {
-    mov   eax,value
-    cpuid
-    mov   esi,rEAX
-    mov   dword ptr [esi],eax
-    mov   esi,rEBX
-    mov   dword ptr [esi],ebx
-    mov   esi,rECX
-    mov   dword ptr [esi],ecx
-    mov   esi,rEDX
-    mov   dword ptr [esi],edx
-  }
-  return false;
-#endif
+  #if defined(__GNUC__)
+    asm ("movl\t%%ebx, %%esi\n\t"
+         "cpuid\n\t"
+         "xchgl\t%%ebx, %%esi\n\t"
+         : "=a" (*rEAX),
+           "=S" (*rEBX),
+           "=c" (*rECX),
+           "=d" (*rEDX)
+         :  "a" (value));
+    return false;
+  #elif defined(_MSC_VER)
+    __asm {
+      mov   eax,value
+      cpuid
+      mov   esi,rEAX
+      mov   dword ptr [esi],eax
+      mov   esi,rEBX
+      mov   dword ptr [esi],ebx
+      mov   esi,rECX
+      mov   dword ptr [esi],ecx
+      mov   esi,rEDX
+      mov   dword ptr [esi],edx
+    }
+    return false;
+  #endif
 #endif
   return true;
 }
 
+static void DetectFamilyModel(unsigned EAX, unsigned &Family, unsigned &Model) {
+  Family = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
+  Model  = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
+  if (Family == 6 || Family == 0xf) {
+    if (Family == 0xf)
+      // Examine extended family ID if family ID is F.
+      Family += (EAX >> 20) & 0xff;    // Bits 20 - 27
+    // Examine extended model ID if family ID is 6 or F.
+    Model += ((EAX >> 16) & 0xf) << 4; // Bits 16 - 19
+  }
+}
+
 void X86Subtarget::AutoDetectSubtargetFeatures() {
   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
   union {
     unsigned u[3];
     char     c[12];
   } text;
-
+  
   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0, &EAX, text.u+0, text.u+2, text.u+1))
     return;
 
-  // FIXME: support for AMD family of processors.
-  if (memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0) {
-    X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
+  X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
+  
+  if ((EDX >> 23) & 0x1) X86SSELevel = MMX;
+  if ((EDX >> 25) & 0x1) X86SSELevel = SSE1;
+  if ((EDX >> 26) & 0x1) X86SSELevel = SSE2;
+  if (ECX & 0x1)         X86SSELevel = SSE3;
+  if ((ECX >> 9)  & 0x1) X86SSELevel = SSSE3;
+  if ((ECX >> 19) & 0x1) X86SSELevel = SSE41;
+  if ((ECX >> 20) & 0x1) X86SSELevel = SSE42;
 
-    if ((EDX >> 23) & 0x1) X86SSELevel = MMX;
-    if ((EDX >> 25) & 0x1) X86SSELevel = SSE1;
-    if ((EDX >> 26) & 0x1) X86SSELevel = SSE2;
-    if (ECX & 0x1)         X86SSELevel = SSE3;
+  bool IsIntel = memcmp(text.c, "GenuineIntel", 12) == 0;
+  bool IsAMD   = !IsIntel && memcmp(text.c, "AuthenticAMD", 12) == 0;
+
+  HasFMA3 = IsIntel && ((ECX >> 12) & 0x1);
+  HasAVX = ((ECX >> 28) & 0x1);
+
+  if (IsIntel || IsAMD) {
+    // Determine if bit test memory instructions are slow.
+    unsigned Family = 0;
+    unsigned Model  = 0;
+    DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
+    IsBTMemSlow = IsAMD || (Family == 6 && Model >= 13);
 
     X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
     HasX86_64 = (EDX >> 29) & 0x1;
+    HasSSE4A = IsAMD && ((ECX >> 6) & 0x1);
+    HasFMA4 = IsAMD && ((ECX >> 16) & 0x1);
   }
 }
 
@@ -100,10 +276,13 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
   unsigned EAX = 0, EBX = 0, ECX = 0, EDX = 0;
   if (X86::GetCpuIDAndInfo(0x1, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX))
     return "generic";
-  unsigned Family  = (EAX >> 8) & 0xf; // Bits 8 - 11
-  unsigned Model   = (EAX >> 4) & 0xf; // Bits 4 - 7
+  unsigned Family = 0;
+  unsigned Model  = 0;
+  DetectFamilyModel(EAX, Family, Model);
+
   X86::GetCpuIDAndInfo(0x80000001, &EAX, &EBX, &ECX, &EDX);
   bool Em64T = (EDX >> 29) & 0x1;
+  bool HasSSE3 = (ECX & 0x1);
 
   union {
     unsigned u[3];
@@ -135,14 +314,23 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
         case 9:
         case 13: return "pentium-m";
         case 14: return "yonah";
-        case 15: return "core2";
+        case 15:
+        case 22: // Celeron M 540
+          return "core2";
+        case 23: // 45nm: Penryn , Wolfdale, Yorkfield (XE)
+          return "penryn";
         default: return "i686";
         }
       case 15: {
         switch (Model) {
         case 3:  
         case 4:
+        case 6: // same as 4, but 65nm
           return (Em64T) ? "nocona" : "prescott";
+        case 26:
+          return "corei7";
+        case 28:
+          return "atom";
         default:
           return (Em64T) ? "x86-64" : "pentium4";
         }
@@ -177,11 +365,17 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
         default: return "athlon";
         }
       case 15:
-        switch (Model) {
-        case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
-        default: return "athlon64";
+        if (HasSSE3) {
+          return "k8-sse3";
+        } else {
+          switch (Model) {
+          case 1:  return "opteron";
+          case 5:  return "athlon-fx"; // also opteron
+          default: return "athlon64";
+          }
         }
-
+      case 16:
+        return "amdfam10";
     default:
       return "generic";
     }
@@ -190,62 +384,98 @@ static const char *GetCurrentX86CPU() {
   }
 }
 
-X86Subtarget::X86Subtarget(const Module &M, const std::string &FS, bool is64Bit)
+X86Subtarget::X86Subtarget(const std::string &TT, const std::string &FS, 
+                           bool is64Bit)
   : AsmFlavor(AsmWriterFlavor)
+  , PICStyle(PICStyles::None)
   , X86SSELevel(NoMMXSSE)
+  , X863DNowLevel(NoThreeDNow)
   , HasX86_64(false)
+  , HasSSE4A(false)
+  , HasAVX(false)
+  , HasFMA3(false)
+  , HasFMA4(false)
+  , IsBTMemSlow(false)
+  , DarwinVers(0)
+  , IsLinux(false)
   , stackAlignment(8)
   // FIXME: this is a known good value for Yonah. How about others?
-  , MinRepStrSizeThreshold(128)
+  , MaxInlineSizeThreshold(128)
   , Is64Bit(is64Bit)
   , TargetType(isELF) { // Default to ELF unless otherwise specified.
 
+  // default to hard float ABI
+  if (FloatABIType == FloatABI::Default)
+    FloatABIType = FloatABI::Hard;
+    
   // Determine default and user specified characteristics
   if (!FS.empty()) {
     // If feature string is not empty, parse features string.
     std::string CPU = GetCurrentX86CPU();
     ParseSubtargetFeatures(FS, CPU);
-  } else
+    // All X86-64 CPUs also have SSE2, however user might request no SSE via 
+    // -mattr, so don't force SSELevel here.
+  } else {
     // Otherwise, use CPUID to auto-detect feature set.
     AutoDetectSubtargetFeatures();
-
-  if (Is64Bit && !HasX86_64) {
-      std::cerr << "Warning: Generation of 64-bit code for a 32-bit processor "
-                   "requested.\n";
-      HasX86_64 = true;
+    // Make sure SSE2 is enabled; it is available on all X86-64 CPUs.
+    if (Is64Bit && X86SSELevel < SSE2)
+      X86SSELevel = SSE2;
   }
 
+  // If requesting codegen for X86-64, make sure that 64-bit features
+  // are enabled.
+  if (Is64Bit)
+    HasX86_64 = true;
+
+  DEBUG(errs() << "Subtarget features: SSELevel " << X86SSELevel
+               << ", 3DNowLevel " << X863DNowLevel
+               << ", 64bit " << HasX86_64 << "\n");
+  assert((!Is64Bit || HasX86_64) &&
+         "64-bit code requested on a subtarget that doesn't support it!");
+
   // Set the boolean corresponding to the current target triple, or the default
   // if one cannot be determined, to true.
-  const std::string& TT = M.getTargetTriple();
   if (TT.length() > 5) {
-    if (TT.find("cygwin") != std::string::npos ||
-        TT.find("mingw")  != std::string::npos)
-      TargetType = isCygwin;
-    else if (TT.find("darwin") != std::string::npos)
+    size_t Pos;
+    if ((Pos = TT.find("-darwin")) != std::string::npos) {
       TargetType = isDarwin;
-    else if (TT.find("win32") != std::string::npos)
+      
+      // Compute the darwin version number.
+      if (isdigit(TT[Pos+7]))
+        DarwinVers = atoi(&TT[Pos+7]);
+      else
+        DarwinVers = 8;  // Minimum supported darwin is Tiger.
+    } else if (TT.find("linux") != std::string::npos) {
+      // Linux doesn't imply ELF, but we don't currently support anything else.
+      TargetType = isELF;
+      IsLinux = true;
+    } else if (TT.find("cygwin") != std::string::npos) {
+      TargetType = isCygwin;
+    } else if (TT.find("mingw") != std::string::npos) {
+      TargetType = isMingw;
+    } else if (TT.find("win32") != std::string::npos) {
       TargetType = isWindows;
-  } else if (TT.empty()) {
-#if defined(__CYGWIN__) || defined(__MINGW32__)
-    TargetType = isCygwin;
-#elif defined(__APPLE__)
-    TargetType = isDarwin;
-#elif defined(_WIN32)
-    TargetType = isWindows;
-#endif
+    } else if (TT.find("windows") != std::string::npos) {
+      TargetType = isWindows;
+    } else if (TT.find("-cl") != std::string::npos) {
+      TargetType = isDarwin;
+      DarwinVers = 9;
+    }
   }
 
   // If the asm syntax hasn't been overridden on the command line, use whatever
   // the target wants.
-  if (AsmFlavor == X86Subtarget::unset) {
-    if (TargetType == isWindows) {
-      AsmFlavor = X86Subtarget::intel;
-    } else {
-      AsmFlavor = X86Subtarget::att;
-    }
+  if (AsmFlavor == X86Subtarget::Unset) {
+    AsmFlavor = (TargetType == isWindows)
+      ? X86Subtarget::Intel : X86Subtarget::ATT;
   }
 
-  if (TargetType == isDarwin || TargetType == isCygwin)
+  // Stack alignment is 16 bytes on Darwin (both 32 and 64 bit) and for all 64
+  // bit targets.
+  if (TargetType == isDarwin || Is64Bit)
     stackAlignment = 16;
+
+  if (StackAlignment)
+    stackAlignment = StackAlignment;
 }