PR target/97250: i386: Add support for x86-64-v2, x86-64-v3, x86-64-v4 levels for...
authorFlorian Weimer <fweimer@redhat.com>
Thu, 1 Oct 2020 08:08:24 +0000 (10:08 +0200)
committerFlorian Weimer <fweimer@redhat.com>
Thu, 1 Oct 2020 08:08:24 +0000 (10:08 +0200)
These micro-architecture levels are defined in the x86-64 psABI:

https://gitlab.com/x86-psABIs/x86-64-ABI/-/commit/77566eb03bc6a326811cb7e9

PTA_NO_TUNE is introduced so that the new processor alias table entries
do not affect the CPU tuning setting in ix86_tune.

The tests depend on the macros added in commit 92e652d8c21bd7e66cbb0f900
("i386: Define __LAHF_SAHF__ and __MOVBE__ macros, based on ISA flags").

gcc/:
PR target/97250
* config/i386/i386.h (PTA_NO_TUNE, PTA_X86_64_BASELINE)
(PTA_X86_64_V2, PTA_X86_64_V3, PTA_X86_64_V4): New.
* common/config/i386/i386-common.c (processor_alias_table):
Add "x86-64-v2", "x86-64-v3", "x86-64-v4".
* config/i386/i386-options.c (ix86_option_override_internal):
Handle new PTA_NO_TUNE processor table entries.
* doc/invoke.texi (x86 Options): Document new -march values.

gcc/testsuite/:
PR target/97250
* gcc.target/i386/x86-64-v2.c: New test.
* gcc.target/i386/x86-64-v3.c: New test.
* gcc.target/i386/x86-64-v3-haswell.c: New test.
* gcc.target/i386/x86-64-v3-skylake.c: New test.
* gcc.target/i386/x86-64-v4.c: New test.

gcc/common/config/i386/i386-common.c
gcc/config/i386/i386-options.c
gcc/config/i386/i386.h
gcc/doc/invoke.texi
gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v2.c [new file with mode: 0644]
gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-haswell.c [new file with mode: 0644]
gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-skylake.c [new file with mode: 0644]
gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3.c [new file with mode: 0644]
gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v4.c [new file with mode: 0644]

index 10142149115d10e53237e4f153c2058ebd5e5f61..62a620b4430cc60f441ecb8c838ea36567233e10 100644 (file)
@@ -1795,9 +1795,13 @@ const pta processor_alias_table[] =
     PTA_MMX | PTA_3DNOW | PTA_3DNOW_A | PTA_SSE | PTA_FXSR, 0, P_NONE},
   {"athlon-mp", PROCESSOR_ATHLON, CPU_ATHLON,
     PTA_MMX | PTA_3DNOW | PTA_3DNOW_A | PTA_SSE | PTA_FXSR, 0, P_NONE},
-  {"x86-64", PROCESSOR_K8, CPU_K8,
-    PTA_64BIT | PTA_MMX | PTA_SSE | PTA_SSE2 | PTA_NO_SAHF | PTA_FXSR,
-    0, P_NONE},
+  {"x86-64", PROCESSOR_K8, CPU_K8, PTA_X86_64_BASELINE, 0, P_NONE},
+  {"x86-64-v2", PROCESSOR_K8, CPU_GENERIC, PTA_X86_64_V2 | PTA_NO_TUNE,
+   0, P_NONE},
+  {"x86-64-v3", PROCESSOR_K8, CPU_GENERIC, PTA_X86_64_V3 | PTA_NO_TUNE,
+   0, P_NONE},
+  {"x86-64-v4", PROCESSOR_K8, CPU_GENERIC, PTA_X86_64_V4 | PTA_NO_TUNE,
+   0, P_NONE},
   {"eden-x2", PROCESSOR_K8, CPU_K8,
     PTA_64BIT | PTA_MMX | PTA_SSE | PTA_SSE2 | PTA_SSE3 | PTA_FXSR,
     0, P_NONE},
index 597de533fbd4e895a351930f1b3efecb24b0df9c..a59bd703880237a90d9c8b4e37d0296a6c98c471 100644 (file)
@@ -2058,10 +2058,27 @@ ix86_option_override_internal (bool main_args_p,
            return false;
          }
 
+       /* The feature-only micro-architecture levels that use
+          PTA_NO_TUNE are only defined for the x86-64 psABI.  */
+       if ((processor_alias_table[i].flags & PTA_NO_TUNE) != 0
+           && (!TARGET_64BIT_P (opts->x_ix86_isa_flags)
+               || opts->x_ix86_abi != SYSV_ABI))
+         {
+           error (G_("%<%s%> architecture level is only defined"
+                     " for the x86-64 psABI"), opts->x_ix86_arch_string);
+           return false;
+         }
+
        ix86_schedule = processor_alias_table[i].schedule;
        ix86_arch = processor_alias_table[i].processor;
-       /* Default cpu tuning to the architecture.  */
-       ix86_tune = ix86_arch;
+
+       /* Default cpu tuning to the architecture, unless the table
+          entry requests not to do this.  Used by the x86-64 psABI
+          micro-architecture levels.  */
+       if ((processor_alias_table[i].flags & PTA_NO_TUNE) == 0)
+         ix86_tune = ix86_arch;
+       else
+         ix86_tune = PROCESSOR_GENERIC;
 
        if (((processor_alias_table[i].flags & PTA_MMX) != 0)
            && !(opts->x_ix86_isa_flags_explicit & OPTION_MASK_ISA_MMX))
@@ -2384,7 +2401,8 @@ ix86_option_override_internal (bool main_args_p,
     ix86_arch_features[i] = !!(initial_ix86_arch_features[i] & ix86_arch_mask);
 
   for (i = 0; i < pta_size; i++)
-    if (! strcmp (opts->x_ix86_tune_string, processor_alias_table[i].name))
+    if (! strcmp (opts->x_ix86_tune_string, processor_alias_table[i].name)
+       && (processor_alias_table[i].flags & PTA_NO_TUNE) == 0)
       {
        ix86_schedule = processor_alias_table[i].schedule;
        ix86_tune = processor_alias_table[i].processor;
@@ -2428,8 +2446,9 @@ ix86_option_override_internal (bool main_args_p,
 
       auto_vec <const char *> candidates;
       for (i = 0; i < pta_size; i++)
-       if (!TARGET_64BIT_P (opts->x_ix86_isa_flags)
-           || ((processor_alias_table[i].flags & PTA_64BIT) != 0))
+       if ((!TARGET_64BIT_P (opts->x_ix86_isa_flags)
+            || ((processor_alias_table[i].flags & PTA_64BIT) != 0))
+           && (processor_alias_table[i].flags & PTA_NO_TUNE) == 0)
          candidates.safe_push (processor_alias_table[i].name);
 
 #ifdef HAVE_LOCAL_CPU_DETECT
index a449653cc3e6592fe162ad9e21b1fd742c317d37..9a5de6a0e9cab10ac7ae34ac9ad5edd1f082e4b3 100644 (file)
@@ -2433,7 +2433,7 @@ const wide_int_bitmask PTA_AVX512F (HOST_WIDE_INT_1U << 40);
 const wide_int_bitmask PTA_AVX512ER (HOST_WIDE_INT_1U << 41);
 const wide_int_bitmask PTA_AVX512PF (HOST_WIDE_INT_1U << 42);
 const wide_int_bitmask PTA_AVX512CD (HOST_WIDE_INT_1U << 43);
-/* Hole after PTA_MPX was removed.  */
+const wide_int_bitmask PTA_NO_TUNE (HOST_WIDE_INT_1U << 44);
 const wide_int_bitmask PTA_SHA (HOST_WIDE_INT_1U << 45);
 const wide_int_bitmask PTA_PREFETCHWT1 (HOST_WIDE_INT_1U << 46);
 const wide_int_bitmask PTA_CLFLUSHOPT (HOST_WIDE_INT_1U << 47);
@@ -2476,6 +2476,15 @@ const wide_int_bitmask PTA_AMX_TILE(0, HOST_WIDE_INT_1U << 19);
 const wide_int_bitmask PTA_AMX_INT8(0, HOST_WIDE_INT_1U << 20);
 const wide_int_bitmask PTA_AMX_BF16(0, HOST_WIDE_INT_1U << 21);
 
+const wide_int_bitmask PTA_X86_64_BASELINE = PTA_64BIT | PTA_MMX | PTA_SSE
+  | PTA_SSE2 | PTA_NO_SAHF | PTA_FXSR;
+const wide_int_bitmask PTA_X86_64_V2 = (PTA_X86_64_BASELINE & (~PTA_NO_SAHF))
+  | PTA_CX16 | PTA_POPCNT | PTA_SSE3 | PTA_SSE4_1 | PTA_SSE4_2 | PTA_SSSE3;
+const wide_int_bitmask PTA_X86_64_V3 = PTA_X86_64_V2
+  | PTA_AVX | PTA_AVX2 | PTA_BMI | PTA_BMI2 | PTA_F16C | PTA_FMA | PTA_LZCNT
+  | PTA_MOVBE | PTA_XSAVE;
+const wide_int_bitmask PTA_X86_64_V4 = PTA_X86_64_V3
+  | PTA_AVX512F | PTA_AVX512BW | PTA_AVX512CD | PTA_AVX512DQ | PTA_AVX512VL;
 const wide_int_bitmask PTA_CORE2 = PTA_64BIT | PTA_MMX | PTA_SSE | PTA_SSE2
   | PTA_SSE3 | PTA_SSSE3 | PTA_CX16 | PTA_FXSR;
 const wide_int_bitmask PTA_NEHALEM = PTA_CORE2 | PTA_SSE4_1 | PTA_SSE4_2
index c0499324d5fc367f1fbd3055eab1167b137b7851..a5ecb1b49372f8029d5bf0625b0e0c762f1951ae 100644 (file)
@@ -29244,7 +29244,7 @@ Generate instructions for the machine type @var{cpu-type}.  In contrast to
 for the specified @var{cpu-type}, @option{-march=@var{cpu-type}} allows GCC
 to generate code that may not run at all on processors other than the one
 indicated.  Specifying @option{-march=@var{cpu-type}} implies 
-@option{-mtune=@var{cpu-type}}.
+@option{-mtune=@var{cpu-type}}, except where noted otherwise.
 
 The choices for @var{cpu-type} are:
 
@@ -29260,6 +29260,19 @@ of the selected instruction set.
 @item x86-64
 A generic CPU with 64-bit extensions.
 
+@item x86-64-v2
+@itemx x86-64-v3
+@itemx x86-64-v4
+These choices for @var{cpu-type} select the corresponding
+micro-architecture level from the x86-64 psABI.  They are only available
+when compiling for an x86-64 target that uses the System V psABI@.
+
+Since these @var{cpu-type} values do not have a corresponding
+@option{-mtune} setting, using @option{-march} with these values enables
+generic tuning.  Specific tuning can be enabled using the
+@option{-mtune=@var{other-cpu-type}} option with an appropriate
+@var{other-cpu-type} value.
+
 @item i386
 Original Intel i386 CPU@.
 
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v2.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v2.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0f3df36
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,116 @@
+/* { dg-do compile { target { ! ia32 } } } */
+/* { dg-options "-mabi=sysv -march=x86-64-v2" } */
+
+/* Verify that the CPU features required by x86-64-v2 are enabled.  */
+
+#ifndef __MMX__
+# error __MMX__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE__
+# error __SSE__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE2__
+# error __SSE2__ not defined
+#endif
+#ifndef __LAHF_SAHF__
+# error __LAHF_SAHF__ not defined
+#endif
+#ifndef __POPCNT__
+# error __POPCNT__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE3__
+# error __SSE3__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_1__
+# error __SSE4_1__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_2__
+# error __SSE4_2__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSSE3__
+# error __SSSE3__ not defined
+#endif
+#ifdef __SSE4A__
+# error __SSE4A__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX__
+# error __AVX__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX2__
+# error __AVX2__ defined
+#endif
+#ifdef __F16C__
+# error __F16C__ defined
+#endif
+#ifdef __FMA__
+# error __FMA__ defined
+#endif
+#ifdef __LZCNT__
+# error __LZCNT__ defined
+#endif
+#ifdef __MOVBE__
+# error __MOVBE__ defined
+#endif
+#ifdef __XSAVE__
+# error __XSAVE__ defined
+#endif
+#ifdef __XSAVEC__
+# error __XSAVEC__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512F__
+# error __AVX512F__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512BW__
+# error __AVX512BW__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512CD__
+# error __AVX512CD__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512DQ__
+# error __AVX512DQ__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VL__
+# error __AVX512VL__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512PF__
+# error __AVX512PF__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI__
+# error __AVX512VBMI__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512IFMA__
+# error __AVX512IFMA__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNIW__
+# error __AVX512VNNIW__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI2__
+# error __AVX512VBMI2__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124FMAPS__
+# error __AVX5124FMAPS__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BITALG__
+# error __AVX5124BITALG__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124VPOPCNTDQ__
+# error __AVX5124VPOPCNTDQ__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BF16__
+# error __AVX5124BF16__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VP2INTERSECT__
+# error __AVX512VP2INTERSECT__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNI__
+# error __AVX512VNNI__ defined
+#endif
+#ifdef __FMA4__
+# error __FMA4__ defined
+#endif
+#ifdef __3dNOW__
+# error __3dNOW__ defined
+#endif
+#ifdef __tune_k8__
+# error __tune_k8__ defined
+#endif
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-haswell.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-haswell.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..216467e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,18 @@
+/* { dg-do compile { target { ! ia32 } } } */
+/* { dg-options "-mabi=sysv -mtune=haswell -march=x86-64-v3" } */
+
+/* Check that -march=x86-64-v3 preserves tuning.  */
+
+/* PCLMUL is not in x86-64-v3, but in -march=haswell.  Make sure that
+   it is absent.  */
+#ifdef __PCLMUL__
+# error __PCLMUL__ is defined
+#endif
+
+/* -mtune=haswell tuning is preserved.  */
+#ifndef __k8__
+# error __k8__ is not defined
+#endif
+#ifndef __tune_haswell__
+# error __tune_haswell__ is not defined
+#endif
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-skylake.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3-skylake.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..aa34862
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,21 @@
+/* { dg-do compile { target { ! ia32 } } } */
+/* { dg-options "-mabi=sysv -march=skylake -march=x86-64-v3" } */
+
+/* Check that -march=x86-64-v3 overrides a previous -march= setting.  */
+
+/* PCLMUL is not in x86-64-v3, but in -march=skylake.  Make sure that
+   it is absent.  */
+#ifdef __PCLMUL__
+# error __PCLMUL__ is defined
+#endif
+
+/* -march=skylake tuning is deactivated.  */
+#ifndef __k8__
+# error __k8__ is not defined
+#endif
+#ifdef __skylake__
+# error __skylake__ is defined
+#endif
+#ifdef __tune_skylake__
+# error __tune_skylake__ is defined
+#endif
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v3.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..16a94b1
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,116 @@
+/* { dg-do compile { target { ! ia32 } } } */
+/* { dg-options "-mabi=sysv -march=x86-64-v3" } */
+
+/* Verify that the CPU features required by x86-64-v4 are enabled.  */
+
+#ifndef __MMX__
+# error __MMX__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE__
+# error __SSE__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE2__
+# error __SSE2__ not defined
+#endif
+#ifndef __LAHF_SAHF__
+# error __LAHF_SAHF__ not defined
+#endif
+#ifndef __POPCNT__
+# error __POPCNT__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE3__
+# error __SSE3__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_1__
+# error __SSE4_1__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_2__
+# error __SSE4_2__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSSE3__
+# error __SSSE3__ not defined
+#endif
+#ifdef __SSE4A__
+# error __SSE4A__ defined
+#endif
+#ifndef __AVX__
+# error __AVX__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX2__
+# error __AVX2__ not defined
+#endif
+#ifndef __F16C__
+# error __F16C__ not defined
+#endif
+#ifndef __FMA__
+# error __FMA__ not defined
+#endif
+#ifndef __LZCNT__
+# error __LZCNT__ not defined
+#endif
+#ifndef __MOVBE__
+# error __MOVBE__ not defined
+#endif
+#ifndef __XSAVE__
+# error __XSAVE__ not defined
+#endif
+#ifdef __XSAVEC__
+# error __XSAVEC__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512F__
+# error __AVX512F__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512BW__
+# error __AVX512BW__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512CD__
+# error __AVX512CD__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512DQ__
+# error __AVX512DQ__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VL__
+# error __AVX512VL__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512PF__
+# error __AVX512PF__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI__
+# error __AVX512VBMI__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512IFMA__
+# error __AVX512IFMA__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNIW__
+# error __AVX512VNNIW__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI2__
+# error __AVX512VBMI2__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124FMAPS__
+# error __AVX5124FMAPS__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BITALG__
+# error __AVX5124BITALG__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124VPOPCNTDQ__
+# error __AVX5124VPOPCNTDQ__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BF16__
+# error __AVX5124BF16__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VP2INTERSECT__
+# error __AVX512VP2INTERSECT__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNI__
+# error __AVX512VNNI__ defined
+#endif
+#ifdef __FMA4__
+# error __FMA4__ defined
+#endif
+#ifdef __3dNOW__
+# error __3dNOW__ defined
+#endif
+#ifdef __tune_k8__
+# error __tune_k8__ defined
+#endif
diff --git a/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v4.c b/gcc/testsuite/gcc.target/i386/x86-64-v4.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..48e928c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,116 @@
+/* { dg-do compile { target { ! ia32 } } } */
+/* { dg-options "-mabi=sysv -march=x86-64-v4" } */
+
+/* Verify that the CPU features required by x86-64-v4 are enabled.  */
+
+#ifndef __MMX__
+# error __MMX__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE__
+# error __SSE__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE2__
+# error __SSE2__ not defined
+#endif
+#ifndef __LAHF_SAHF__
+# error __LAHF_SAHF__ not defined
+#endif
+#ifndef __POPCNT__
+# error __POPCNT__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE3__
+# error __SSE3__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_1__
+# error __SSE4_1__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSE4_2__
+# error __SSE4_2__ not defined
+#endif
+#ifndef __SSSE3__
+# error __SSSE3__ not defined
+#endif
+#ifdef __SSE4A__
+# error __SSE4A__ defined
+#endif
+#ifndef __AVX__
+# error __AVX__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX2__
+# error __AVX2__ not defined
+#endif
+#ifndef __F16C__
+# error __F16C__ not defined
+#endif
+#ifndef __FMA__
+# error __FMA__ not defined
+#endif
+#ifndef __LZCNT__
+# error __LZCNT__ not defined
+#endif
+#ifndef __MOVBE__
+# error __MOVBE__ not defined
+#endif
+#ifndef __XSAVE__
+# error __XSAVE__ not defined
+#endif
+#ifdef __XSAVEC__
+# error __XSAVEC__ defined
+#endif
+#ifndef __AVX512F__
+# error __AVX512F__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX512BW__
+# error __AVX512BW__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX512CD__
+# error __AVX512CD__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX512DQ__
+# error __AVX512DQ__ not defined
+#endif
+#ifndef __AVX512VL__
+# error __AVX512VL__ not defined
+#endif
+#ifdef __AVX512PF__
+# error __AVX512PF__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI__
+# error __AVX512VBMI__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512IFMA__
+# error __AVX512IFMA__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNIW__
+# error __AVX512VNNIW__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VBMI2__
+# error __AVX512VBMI2__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124FMAPS__
+# error __AVX5124FMAPS__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BITALG__
+# error __AVX5124BITALG__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124VPOPCNTDQ__
+# error __AVX5124VPOPCNTDQ__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX5124BF16__
+# error __AVX5124BF16__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VP2INTERSECT__
+# error __AVX512VP2INTERSECT__ defined
+#endif
+#ifdef __AVX512VNNI__
+# error __AVX512VNNI__ defined
+#endif
+#ifdef __FMA4__
+# error __FMA4__ defined
+#endif
+#ifdef __3dNOW__
+# error __3dNOW__ defined
+#endif
+#ifdef __tune_k8__
+# error __tune_k8__ defined
+#endif