contrib/gcc/config/mips/4130.md

   1 ;;
   2 ;; Pipeline description for the VR4130 family.
   3 ;;
   4 ;; The processor issues each 8-byte aligned pair of instructions together,
   5 ;; stalling the second instruction if it depends on the first.  Thus, if we
   6 ;; want two instructions to issue in parallel, we need to make sure that the
   7 ;; first one is 8-byte aligned.
   8 ;;
   9 ;; For the purposes of this pipeline description, we treat the processor
  10 ;; like a standard two-way superscalar architecture.  If scheduling were
  11 ;; the last pass to run, we could use the scheduler hooks to vary the
  12 ;; issue rate depending on whether an instruction is at an aligned or
  13 ;; unaligned address.  Unfortunately, delayed branch scheduling and
  14 ;; hazard avoidance are done after the final scheduling pass, and they
  15 ;; can change the addresses of many instructions.
  16 ;;
  17 ;; We get around this in two ways:
  18 ;;
  19 ;;   (1) By running an extra pass at the end of compilation.  This pass goes
  20 ;;       through the function looking for pairs of instructions that could
  21 ;;       execute in parallel.  It makes sure that the first instruction in
  22 ;;       each pair is suitably aligned, inserting nops if necessary.  Doing
  23 ;;       this gives the same kind of pipeline behavior we would see on a
  24 ;;       normal superscalar target.
  25 ;;
  26 ;;       This pass is generally a speed improvement, but the extra nops will
  27 ;;       obviously make the program bigger.  It is therefore unsuitable for
  28 ;;       -Os (at the very least).
  29 ;;
  30 ;;   (2) By modifying the scheduler hooks so that, where possible:
  31 ;;
  32 ;;       (a) dependent instructions are separated by a non-dependent
  33 ;;           instruction;
  34 ;;
  35 ;;       (b) instructions that use the multiplication unit are separated
  36 ;;           by non-multiplication instructions; and
  37 ;;
  38 ;;       (c) memory access instructions are separated by non-memory
  39 ;;           instructions.
  40 ;;
  41 ;;       The idea is to keep conflicting instructions apart wherever possible
  42 ;;       and thus make the schedule less dependent on alignment.
  43
  44 (define_automaton "vr4130_main, vr4130_muldiv, vr4130_mulpre")
  45
  46 (define_cpu_unit "vr4130_alu1, vr4130_alu2, vr4130_dcache" "vr4130_main")
  47 (define_cpu_unit "vr4130_muldiv" "vr4130_muldiv")
  48
  49 ;; This is a fake unit for pre-reload scheduling of multiplications.
  50 ;; It enforces the true post-reload repeat rate.
  51 (define_cpu_unit "vr4130_mulpre" "vr4130_mulpre")
  52
  53 ;; The scheduling hooks use this attribute for (b) above.
  54 (define_attr "vr4130_class" "mul,mem,alu"
  55   (cond [(eq_attr "type" "load,store")
  56          (const_string "mem")
  57
  58          (eq_attr "type" "mfhilo,mthilo,imul,imul3,imadd,idiv")
  59          (const_string "mul")]
  60         (const_string "alu")))
  61
  62 (define_insn_reservation "vr4130_multi" 1
  63   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  64        (eq_attr "type" "multi,unknown"))
  65   "vr4130_alu1 + vr4130_alu2 + vr4130_dcache + vr4130_muldiv")
  66
  67 (define_insn_reservation "vr4130_int" 1
  68   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  69        (eq_attr "type" "const,arith,shift,slt,nop"))
  70   "vr4130_alu1 | vr4130_alu2")
  71
  72 (define_insn_reservation "vr4130_load" 3
  73   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  74        (eq_attr "type" "load"))
  75   "vr4130_dcache")
  76
  77 (define_insn_reservation "vr4130_store" 1
  78   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  79        (eq_attr "type" "store"))
  80   "vr4130_dcache")
  81
  82 (define_insn_reservation "vr4130_mfhilo" 3
  83   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  84        (eq_attr "type" "mfhilo"))
  85   "vr4130_muldiv")
  86
  87 (define_insn_reservation "vr4130_mthilo" 1
  88   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  89        (eq_attr "type" "mthilo"))
  90   "vr4130_muldiv")
  91
  92 ;; The product is available in LO & HI after one cycle.  Moving the result
  93 ;; into an integer register will take an additional three cycles, see mflo
  94 ;; & mfhi above.  Note that the same latencies and repeat rates apply if we
  95 ;; use "mtlo; macc" instead of "mult; mflo".
  96 (define_insn_reservation "vr4130_mulsi" 4
  97   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
  98        (and (eq_attr "type" "imul,imul3")
  99             (eq_attr "mode" "SI")))
 100   "vr4130_muldiv + (vr4130_mulpre * 2)")
 101
 102 ;; As for vr4130_mulsi, but the product is available in LO and HI
 103 ;; after 3 cycles.
 104 (define_insn_reservation "vr4130_muldi" 6
 105   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
 106        (and (eq_attr "type" "imul,imul3")
 107             (eq_attr "mode" "DI")))
 108   "(vr4130_muldiv * 3) + (vr4130_mulpre * 4)")
 109
 110 ;; maccs can execute in consecutive cycles without stalling, but it
 111 ;; is 3 cycles before the integer destination can be read.
 112 (define_insn_reservation "vr4130_macc" 3
 113   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
 114        (eq_attr "type" "imadd"))
 115   "vr4130_muldiv")
 116
 117 (define_bypass 1 "vr4130_mulsi,vr4130_macc" "vr4130_macc" "mips_linked_madd_p")
 118 (define_bypass 1 "vr4130_mulsi,vr4130_macc" "vr4130_mfhilo")
 119 (define_bypass 3 "vr4130_muldi" "vr4130_mfhilo")
 120
 121 (define_insn_reservation "vr4130_divsi" 36
 122   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
 123        (and (eq_attr "type" "idiv")
 124             (eq_attr "mode" "SI")))
 125   "vr4130_muldiv * 36")
 126
 127 (define_insn_reservation "vr4130_divdi" 72
 128   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
 129        (and (eq_attr "type" "idiv")
 130             (eq_attr "mode" "DI")))
 131   "vr4130_muldiv * 72")
 132
 133 (define_insn_reservation "vr4130_branch" 0
 134   (and (eq_attr "cpu" "r4130")
 135        (eq_attr "type" "branch,jump,call"))
 136   "vr4130_alu1 | vr4130_alu2")