gcc/config/arm/arm926ejs.md

   1 ;; ARM 926EJ-S Pipeline Description
   2 ;; Copyright (C) 2003 Free Software Foundation, Inc.
   3 ;; Written by CodeSourcery, LLC.
   4 ;;
   5 ;; This file is part of GCC.
   6 ;;
   7 ;; GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it
   8 ;; under the terms of the GNU General Public License as published by
   9 ;; the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
  10 ;; any later version.
  11 ;;
  12 ;; GCC is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 ;; WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 ;; General Public License for more details.
  16 ;;
  17 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 ;; along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
  19 ;; Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  20 ;; 02110-1301, USA.  */
  21
  22 ;; These descriptions are based on the information contained in the
  23 ;; ARM926EJ-S Technical Reference Manual, Copyright (c) 2002 ARM
  24 ;; Limited.
  25 ;;
  26
  27 ;; This automaton provides a pipeline description for the ARM
  28 ;; 926EJ-S core.
  29 ;;
  30 ;; The model given here assumes that the condition for all conditional
  31 ;; instructions is "true", i.e., that all of the instructions are
  32 ;; actually executed.
  33
  34 (define_automaton "arm926ejs")
  35
  36 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  37 ;; Pipelines
  38 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  39
  40 ;; There is a single pipeline
  41 ;;
  42 ;;   The ALU pipeline has fetch, decode, execute, memory, and
  43 ;;   write stages. We only need to model the execute, memory and write
  44 ;;   stages.
  45
  46 (define_cpu_unit "e,m,w" "arm926ejs")
  47
  48 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  49 ;; ALU Instructions
  50 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  51
  52 ;; ALU instructions require three cycles to execute, and use the ALU
  53 ;; pipeline in each of the three stages.  The results are available
  54 ;; after the execute stage stage has finished.
  55 ;;
  56 ;; If the destination register is the PC, the pipelines are stalled
  57 ;; for several cycles.  That case is not modeled here.
  58
  59 ;; ALU operations with no shifted operand
  60 (define_insn_reservation "9_alu_op" 1
  61  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
  62       (eq_attr "type" "alu,alu_shift"))
  63  "e,m,w")
  64
  65 ;; ALU operations with a shift-by-register operand
  66 ;; These really stall in the decoder, in order to read
  67 ;; the shift value in a second cycle. Pretend we take two cycles in
  68 ;; the execute stage.
  69 (define_insn_reservation "9_alu_shift_reg_op" 2
  70  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
  71       (eq_attr "type" "alu_shift_reg"))
  72  "e*2,m,w")
  73
  74 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  75 ;; Multiplication Instructions
  76 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
  77
  78 ;; Multiplication instructions loop in the execute stage until the
  79 ;; instruction has been passed through the multiplier array enough
  80 ;; times. Multiply operations occur in both the execute and memory
  81 ;; stages of the pipeline
  82
  83 (define_insn_reservation "9_mult1" 3
  84  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
  85       (eq_attr "insn" "smlalxy,mul,mla"))
  86  "e*2,m,w")
  87
  88 (define_insn_reservation "9_mult2" 4
  89  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
  90       (eq_attr "insn" "muls,mlas"))
  91  "e*3,m,w")
  92
  93 (define_insn_reservation "9_mult3" 4
  94  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
  95       (eq_attr "insn" "umull,umlal,smull,smlal"))
  96  "e*3,m,w")
  97
  98 (define_insn_reservation "9_mult4" 5
  99  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 100       (eq_attr "insn" "umulls,umlals,smulls,smlals"))
 101  "e*4,m,w")
 102
 103 (define_insn_reservation "9_mult5" 2
 104  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 105       (eq_attr "insn" "smulxy,smlaxy,smlawx"))
 106  "e,m,w")
 107
 108 (define_insn_reservation "9_mult6" 3
 109  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 110       (eq_attr "insn" "smlalxy"))
 111  "e*2,m,w")
 112
 113 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 114 ;; Load/Store Instructions
 115 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 116
 117 ;; The models for load/store instructions do not accurately describe
 118 ;; the difference between operations with a base register writeback
 119 ;; (such as "ldm!").  These models assume that all memory references
 120 ;; hit in dcache.
 121
 122 ;; Loads with a shifted offset take 3 cycles, and are (a) probably the
 123 ;; most common and (b) the pessimistic assumption will lead to fewer stalls.
 124 (define_insn_reservation "9_load1_op" 3
 125  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 126       (eq_attr "type" "load1,load_byte"))
 127  "e*2,m,w")
 128
 129 (define_insn_reservation "9_store1_op" 0
 130  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 131       (eq_attr "type" "store1"))
 132  "e,m,w")
 133
 134 ;; multiple word loads and stores
 135 (define_insn_reservation "9_load2_op" 3
 136  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 137       (eq_attr "type" "load2"))
 138  "e,m*2,w")
 139
 140 (define_insn_reservation "9_load3_op" 4
 141  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 142       (eq_attr "type" "load3"))
 143  "e,m*3,w")
 144
 145 (define_insn_reservation "9_load4_op" 5
 146  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 147       (eq_attr "type" "load4"))
 148  "e,m*4,w")
 149
 150 (define_insn_reservation "9_store2_op" 0
 151  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 152       (eq_attr "type" "store2"))
 153  "e,m*2,w")
 154
 155 (define_insn_reservation "9_store3_op" 0
 156  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 157       (eq_attr "type" "store3"))
 158  "e,m*3,w")
 159
 160 (define_insn_reservation "9_store4_op" 0
 161  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 162       (eq_attr "type" "store4"))
 163  "e,m*4,w")
 164
 165 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 166 ;; Branch and Call Instructions
 167 ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;
 168
 169 ;; Branch instructions are difficult to model accurately.  The ARM
 170 ;; core can predict most branches.  If the branch is predicted
 171 ;; correctly, and predicted early enough, the branch can be completely
 172 ;; eliminated from the instruction stream.  Some branches can
 173 ;; therefore appear to require zero cycles to execute.  We assume that
 174 ;; all branches are predicted correctly, and that the latency is
 175 ;; therefore the minimum value.
 176
 177 (define_insn_reservation "9_branch_op" 0
 178  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 179       (eq_attr "type" "branch"))
 180  "nothing")
 181
 182 ;; The latency for a call is not predictable.  Therefore, we use 32 as
 183 ;; roughly equivalent to positive infinity.
 184
 185 (define_insn_reservation "9_call_op" 32
 186  (and (eq_attr "tune" "arm926ejs")
 187       (eq_attr "type" "call"))
 188  "nothing")