RISC-V: Add -mstrict-align option
authorAndrew Waterman <andrew@sifive.com>
Fri, 5 May 2017 20:24:46 +0000 (20:24 +0000)
committerPalmer Dabbelt <palmer@gcc.gnu.org>
Fri, 5 May 2017 20:24:46 +0000 (20:24 +0000)
The RISC-V user ISA permits misaligned accesses, but they may trap
and be emulated.  That emulation software needs to be compiled assuming
strict alignment.

Even when strict alignment is not required, set SLOW_UNALIGNED_ACCESS
based upon -mtune to avoid a performance pitfall.

gcc/ChangeLog:

2017-05-04  Andrew Waterman  <andrew@sifive.com>

* config/riscv/riscv.opt (mstrict-align): New option.
* config/riscv/riscv.h (STRICT_ALIGNMENT): Use it.  Update comment.
(SLOW_UNALIGNED_ACCESS): Define.
(riscv_slow_unaligned_access): Declare.
* config/riscv/riscv.c (riscv_tune_info): Add slow_unaligned_access
field.
(riscv_slow_unaligned_access): New variable.
(rocket_tune_info): Set slow_unaligned_access to true.
(optimize_size_tune_info): Set slow_unaligned_access to false.
(riscv_cpu_info_table): Add entry for optimize_size_tune_info.
(riscv_valid_lo_sum_p): Use TARGET_STRICT_ALIGN.
(riscv_option_override): Set riscv_slow_unaligned_access.
        * doc/invoke.texi: Add -mstrict-align to RISC-V.

From-SVN: r247659

gcc/ChangeLog
gcc/config/riscv/riscv.c
gcc/config/riscv/riscv.h
gcc/config/riscv/riscv.opt
gcc/doc/invoke.texi

index c55250f8342baaedc85ef8d84225dc9e17217e43..2e0e6ad525923214aaf71a729e6e19859ed8a6c4 100644 (file)
@@ -1,3 +1,19 @@
+2017-05-04  Andrew Waterman  <andrew@sifive.com>
+
+       * config/riscv/riscv.opt (mstrict-align): New option.
+       * config/riscv/riscv.h (STRICT_ALIGNMENT): Use it.  Update comment.
+       (SLOW_UNALIGNED_ACCESS): Define.
+       (riscv_slow_unaligned_access): Declare.
+       * config/riscv/riscv.c (riscv_tune_info): Add slow_unaligned_access
+       field.
+       (riscv_slow_unaligned_access): New variable.
+       (rocket_tune_info): Set slow_unaligned_access to true.
+       (optimize_size_tune_info): Set slow_unaligned_access to false.
+       (riscv_cpu_info_table): Add entry for optimize_size_tune_info.
+       (riscv_valid_lo_sum_p): Use TARGET_STRICT_ALIGN.
+       (riscv_option_override): Set riscv_slow_unaligned_access.
+       * doc/invoke.texi: Add -mstrict-align to RISC-V.
+
 2017-05-04  Kito Cheng  <kito.cheng@gmail.com>
 
        * config/riscv/riscv.md: Unify indentation.
index d5928c334de9633a04d5d9057801401111d7289a..f7fec4bfcf8bd20d36c7a072e3cc86f766e92dda 100644 (file)
@@ -255,6 +255,7 @@ struct riscv_tune_info
   unsigned short issue_rate;
   unsigned short branch_cost;
   unsigned short memory_cost;
+  bool slow_unaligned_access;
 };
 
 /* Information about one CPU we know about.  */
@@ -268,6 +269,9 @@ struct riscv_cpu_info {
 
 /* Global variables for machine-dependent things.  */
 
+/* Whether unaligned accesses execute very slowly.  */
+bool riscv_slow_unaligned_access;
+
 /* Which tuning parameters to use.  */
 static const struct riscv_tune_info *tune_info;
 
@@ -301,7 +305,8 @@ static const struct riscv_tune_info rocket_tune_info = {
   {COSTS_N_INSNS (6), COSTS_N_INSNS (6)},      /* int_div */
   1,                                           /* issue_rate */
   3,                                           /* branch_cost */
-  5                                            /* memory_cost */
+  5,                                           /* memory_cost */
+  true,                                                /* slow_unaligned_access */
 };
 
 /* Costs to use when optimizing for size.  */
@@ -313,12 +318,14 @@ static const struct riscv_tune_info optimize_size_tune_info = {
   {COSTS_N_INSNS (1), COSTS_N_INSNS (1)},      /* int_div */
   1,                                           /* issue_rate */
   1,                                           /* branch_cost */
-  2                                            /* memory_cost */
+  2,                                           /* memory_cost */
+  false,                                       /* slow_unaligned_access */
 };
 
 /* A table describing all the processors GCC knows about.  */
 static const struct riscv_cpu_info riscv_cpu_info_table[] = {
   { "rocket", &rocket_tune_info },
+  { "size", &optimize_size_tune_info },
 };
 
 /* Return the riscv_cpu_info entry for the given name string.  */
@@ -726,7 +733,8 @@ riscv_valid_lo_sum_p (enum riscv_symbol_type sym_type, enum machine_mode mode)
   /* We may need to split multiword moves, so make sure that each word
      can be accessed without inducing a carry.  */
   if (GET_MODE_SIZE (mode) > UNITS_PER_WORD
-      && GET_MODE_BITSIZE (mode) > GET_MODE_ALIGNMENT (mode))
+      && (!TARGET_STRICT_ALIGN
+         || GET_MODE_BITSIZE (mode) > GET_MODE_ALIGNMENT (mode)))
     return false;
 
   return true;
@@ -3773,6 +3781,12 @@ riscv_option_override (void)
                         RISCV_TUNE_STRING_DEFAULT);
   tune_info = optimize_size ? &optimize_size_tune_info : cpu->tune_info;
 
+  /* Use -mtune's setting for slow_unaligned_access, even when optimizing
+     for size.  For architectures that trap and emulate unaligned accesses,
+     the performance cost is too great, even for -Os.  */
+  riscv_slow_unaligned_access = (cpu->tune_info->slow_unaligned_access
+                                || TARGET_STRICT_ALIGN);
+
   /* If the user hasn't specified a branch cost, use the processor's
      default.  */
   if (riscv_branch_cost == 0)
index 8d4c75e677073542637567b01b8c90bdf963e1bf..c5d134cbe57e6524732901acd267f0ba1e10d475 100644 (file)
@@ -126,10 +126,11 @@ along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
 /* There is no point aligning anything to a rounder boundary than this.  */
 #define BIGGEST_ALIGNMENT 128
 
-/* The user-level ISA permits misaligned accesses, but they may execute
-   extremely slowly and non-atomically.  Some privileged architectures
-   do not permit them at all.  It is best to enforce strict alignment.  */
-#define STRICT_ALIGNMENT 1
+/* The user-level ISA permits unaligned accesses, but they are not required
+   of the privileged architecture.  */
+#define STRICT_ALIGNMENT TARGET_STRICT_ALIGN
+
+#define SLOW_UNALIGNED_ACCESS(MODE, ALIGN) riscv_slow_unaligned_access
 
 /* Define this if you wish to imitate the way many other C compilers
    handle alignment of bitfields and the structures that contain
@@ -864,6 +865,7 @@ while (0)
 #ifndef USED_FOR_TARGET
 extern const enum reg_class riscv_regno_to_class[];
 extern bool riscv_hard_regno_mode_ok[][FIRST_PSEUDO_REGISTER];
+extern bool riscv_slow_unaligned_access;
 #endif
 
 #define ASM_PREFERRED_EH_DATA_FORMAT(CODE,GLOBAL) \
index 0466bb29d14ca631322a63077fe1c5c79a3b2fe9..cfd0335d082c14296602b2538a7040cad219d32e 100644 (file)
@@ -84,6 +84,10 @@ mcmodel=
 Target Report RejectNegative Joined Enum(code_model) Var(riscv_cmodel) Init(TARGET_DEFAULT_CMODEL)
 Specify the code model.
 
+mstrict-align
+Target Report Mask(STRICT_ALIGN) Save
+Do not generate unaligned memory accesses.
+
 Enum
 Name(code_model) Type(enum riscv_code_model)
 Known code models (for use with the -mcmodel= option):
index 57c967823eb6c60de9401f82a9523a8fcc47307a..86e17fb79d693cf16dd031fab544bdcfe48bb61b 100644 (file)
@@ -975,6 +975,7 @@ See RS/6000 and PowerPC Options.
 -mtune=@var{processor-string} @gol
 -msmall-data-limit=@var{N-bytes} @gol
 -msave-restore  -mno-save-restore @gol
+-mstrict-align -mno-strict-align @gol
 -mcmodel=@var{code-model} @gol
 -mexplicit-relocs  -mno-explicit-relocs @gol}
 
@@ -20914,6 +20915,11 @@ Put global and static data smaller than @var{n} bytes into a special section
 @opindex msave-restore
 Use smaller but slower prologue and epilogue code.
 
+@item -mstrict-align
+@itemx -mno-strict-align
+@opindex mstrict-align
+Do not generate unaligned memory accesses.
+
 @item -mcmodel=@var{code-model}
 @opindex mcmodel
 Specify the code model.