gcc/config/mips/4k.md

   1 ;; DFA-based pipeline descriptions for MIPS32 4K processor family
   2 ;; Contributed by Nigel Stephens (nigel@mips.com)
   3 ;;   and David Ung (davidu@mips.com)
   4 ;;
   5 ;; References:
   6 ;;   "MIPS32 4K Processor Core Family Software User's Manual,
   7 ;;     Doc no: MD00016, Rev 1.18, Nov 15, 2004."
   8 ;;
   9 ;; 4Kc - pipelined multiplier and translation lookaside buffer (TLB)
  10 ;; 4km - pipelined multiplier and block address translator (BAT)
  11 ;; 4kp - non-pipelined multiplier and block address translator (BAT)
  12 ;;
  13 ;; Copyright (C) 2005 Free Software Foundation, Inc.
  14 ;;
  15 ;; This file is part of GCC.
  16 ;;
  17 ;; GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
  18 ;; under the terms of the GNU General Public License as published
  19 ;; by the Free Software Foundation; either version 2, or (at your
  20 ;; option) any later version.
  21
  22 ;; GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  23 ;; ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  24 ;; or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public
  25 ;; License for more details.
  26
  27 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  28 ;; along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the
  29 ;; Free Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston,
  30 ;; MA 02110-1301, USA.
  31
  32 (define_automaton "r4k_cpu, r4k_mdu")
  33
  34 ;; Integer execution unit.
  35 (define_cpu_unit "r4k_ixu_arith"       "r4k_cpu")
  36 (define_cpu_unit "r4k_ixu_mpydiv"      "r4k_mdu")
  37
  38 (define_insn_reservation "r4k_int_load" 2
  39   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
  40        (eq_attr "type" "load"))
  41   "r4k_ixu_arith")
  42
  43 (define_insn_reservation "r4k_int_prefetch" 1
  44   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
  45        (eq_attr "type" "prefetch"))
  46   "r4k_ixu_arith")
  47
  48 (define_insn_reservation "r4k_int_store" 1
  49   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
  50        (eq_attr "type" "store"))
  51   "r4k_ixu_arith")
  52
  53 ;; 4Kc/4Km
  54 ;; unsigned divide - 8/16/24/32 bit operand have latencies  9/17/25/33
  55 ;;   signed divide - 8/16/24/32 bit operand have latencies 10/18/26/34
  56 (define_insn_reservation "r4k_idiv_4kc" 34
  57   (and (eq_attr "cpu" "4kc")
  58        (and (eq_attr "type" "idiv")
  59             (eq_attr "mode" "!DI")))
  60   "r4k_ixu_arith+(r4k_ixu_mpydiv*34)")
  61
  62 ;; 4Kp
  63 ;; unsigned divide - 33
  64 ;;   signed divide - 33-35
  65 (define_insn_reservation "r4k_idiv_4kp" 35
  66   (and (eq_attr "cpu" "4kp")
  67        (and (eq_attr "type" "idiv")
  68             (eq_attr "mode" "!DI")))
  69   "r4k_ixu_arith+(r4k_ixu_mpydiv*35)")
  70
  71 ;; 4Kc/4Km fast 32x32 multiply
  72 ;; 16x32 is faster, but there's no way to detect this
  73 (define_insn_reservation "r4k_mult_4kc" 2
  74   (and (eq_attr "cpu" "4kc")
  75        (and (eq_attr "type" "imul,imadd")
  76             (eq_attr "mode" "SI")))
  77   "r4k_ixu_arith+(r4k_ixu_mpydiv*2)")
  78
  79 ;; 4Kc/4Km MUL has 2 cycle latency, but has the special property that it will
  80 ;; stall the integer unit pipeline. MUL 16x16 or 32x16 forces 1 cycle stall,
  81 ;; while MUL 32x32 forces 2 cycle stall.  If next insn use the result, an
  82 ;; additional stall is forced.
  83 (define_insn_reservation "r4k_mul_4kc" 4
  84   (and (eq_attr "cpu" "4kc")
  85        (and (eq_attr "type" "imul3")
  86             (eq_attr "mode" "SI")))
  87   "(r4k_ixu_arith+r4k_ixu_mpydiv)*3")
  88
  89 ;; 4Kp slow iterative 2-op MULT
  90 ;; Latency of 32 if next insn is MADD/MSUB,MFHI/MFLO.
  91 ;; Repeat rate of 33 cycles.
  92 (define_insn_reservation "r4k_mult_4kp" 32
  93   (and (eq_attr "cpu" "4kp")
  94        (and (eq_attr "type" "imul")
  95             (eq_attr "mode" "SI")))
  96   "r4k_ixu_arith+(r4k_ixu_mpydiv*32)")
  97
  98 ;; 4Kp slow iterative 3-op MUL
  99 ;; Latency of 32 cycles, but stalls the whole pipeline until complete.
 100 (define_insn_reservation "r4k_mul_4kp" 32
 101   (and (eq_attr "cpu" "4kp")
 102        (and (eq_attr "type" "imul3")
 103             (eq_attr "mode" "SI")))
 104   "(r4k_ixu_arith+r4k_ixu_mpydiv)*32")
 105
 106 ;; 4Kp slow iterative MADD
 107 ;; Latency of 34 if next use insn is MADD/MSUB,MFHI/MFLO.
 108 ;; Repeat rate of 35 cycles.
 109 (define_insn_reservation "r4k_madd_4kp" 34
 110   (and (eq_attr "cpu" "4kp")
 111        (and (eq_attr "type" "imadd")
 112             (eq_attr "mode" "SI")))
 113   "r4k_ixu_arith+(r4k_ixu_mpydiv*34)")
 114
 115 ;; Move to HI/LO -> MADD/MSUB,MFHI/MFLO has a 1 cycle latency.
 116 (define_insn_reservation "r4k_int_mthilo" 1
 117   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 118        (eq_attr "type" "mthilo"))
 119   "r4k_ixu_arith+r4k_ixu_mpydiv")
 120
 121 ;; Move from HI/LO -> integer operation has a 2 cycle latency.
 122 (define_insn_reservation "r4k_int_mfhilo" 2
 123   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 124        (eq_attr "type" "mfhilo"))
 125   "r4k_ixu_arith+r4k_ixu_mpydiv")
 126
 127 ;; All other integer insns.
 128 (define_insn_reservation "r4k_int_alu" 1
 129   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 130        (eq_attr "type" "arith,condmove,shift,const,nop,slt"))
 131   "r4k_ixu_arith")
 132
 133 (define_insn_reservation "r4k_int_branch" 1
 134   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 135        (eq_attr "type" "branch"))
 136   "r4k_ixu_arith")
 137
 138 (define_insn_reservation "r4k_int_jump_4k" 1
 139   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 140        (eq_attr "type" "jump,call"))
 141   "r4k_ixu_arith")
 142
 143 ;; mfcx/mtcx - non FPU
 144 ;; (Disabled until we add cop0 support)
 145 ;; (define_insn_reservation "r4k_int_cop" 2
 146 ;;   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 147 ;;      (eq_attr "type" "cop0"))
 148 ;;  "r4k_ixu_arith")
 149
 150 ;; Unknown or multi - single issue
 151 (define_insn_reservation "r4k_unknown" 1
 152   (and (eq_attr "cpu" "4kc,4kp")
 153        (eq_attr "type" "unknown,multi"))
 154   "r4k_ixu_arith+r4k_ixu_mpydiv")