gcc/config/s390/2097.md

   1 ;; Scheduling description for z10 (cpu 2097).
   2 ;; Copyright (C) 2008-2023 Free Software Foundation, Inc.
   3 ;; Contributed by Wolfgang Gellerich (gellerich@de.ibm.com).
   4
   5
   6 ; General naming conventions used in this file:
   7 ; - The two pipelines are called S and T, respectively.
   8 ; - A name ending "_S" or "_T" indicates that something happens in
   9 ;   (or belongs to) this pipeline.
  10 ; - A name ending "_ANY" indicates that something happens in (or belongs
  11 ;   to) either of the two pipelines.
  12 ; - A name ending "_BOTH" indicates that something happens in (or belongs
  13 ;   to) both pipelines.
  14
  15
  16 ;; Automaton and components.
  17
  18 (define_automaton "z10_cpu")
  19
  20 (define_cpu_unit "z10_e1_S, z10_e1_T"  "z10_cpu")
  21 (define_reservation "z10_e1_ANY" "(z10_e1_S | z10_e1_T)")
  22 (define_reservation "z10_e1_BOTH" "(z10_e1_S + z10_e1_T)")
  23
  24
  25 ; Both pipelines can execute a branch instruction, and branch
  26 ; instructions can be grouped with all other groupable instructions
  27 ; but not with a second branch instruction.
  28
  29 (define_cpu_unit "z10_branch_ANY"  "z10_cpu")
  30
  31 (define_insn_reservation "z10_branch" 4
  32   (and (eq_attr "cpu" "z10")
  33        (eq_attr "type" "branch"))
  34   "z10_branch_ANY + z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
  35
  36
  37 ; Z10 operand and result forwarding.
  38
  39 ; Instructions marked with the attributes as z10_fwd or z10_fr can
  40 ; forward a value they load from one of their operants into a register
  41 ; if the instruction in the second pipeline reads the same register.
  42 ; The second operation must be superscalar.  Instructions marked as
  43 ; z10_rec or z10_fr can receive a value they read from a register is
  44 ; this register gets updated by an instruction in the first pipeline.
  45 ; The first instruction must be superscalar.
  46
  47
  48 ; Forwarding from z10_fwd and z10_fr to z10_super.
  49
  50 (define_bypass 0 "z10_la_fwd, z10_la_fwd_A1, z10_larl_fwd, z10_larl_fwd_A3, \
  51                   z10_load_fwd, z10_load_fwd_A3, \
  52                   z10_other_fwd, z10_other_fwd_A1, z10_other_fwd_A3, \
  53                   z10_other_fr, z10_other_fr_A3, z10_other_fr_E1, \
  54                   z10_other_fwd_E1, z10_lr_fr, z10_lr_fr_E1, \
  55                   z10_int_fwd, z10_int_fwd_A1, z10_int_fwd_A3, \
  56                   z10_int_fwd_E1, z10_int_fr, z10_int_fr_E1, \
  57                   z10_int_fr_A3"
  58                   "z10_other_super, z10_other_super_c_E1, z10_other_super_E1, \
  59                   z10_int_super, z10_int_super_E1, \
  60                   z10_lr, z10_store_super"
  61                   " ! s390_agen_dep_p")
  62
  63
  64 ; Forwarding from z10_super to frz10_ and z10_rec.
  65
  66 (define_bypass 0 "z10_other_super, z10_other_super_E1, z10_other_super_c_E1, \
  67                   z10_int_super, z10_int_super_E1, \
  68                   z10_larl_super_E1, z10_larl_super, \
  69                   z10_store_super"
  70                   "z10_int_fr, z10_int_fr_E1, z10_int_fr_A3, \
  71                   z10_other_fr, z10_other_fr_A3, z10_lr_fr, z10_lr_fr_E1, \
  72                   z10_other_fr_E1, z10_store_rec"
  73                   " ! s390_agen_dep_p")
  74
  75
  76 ; Forwarding from z10_fwd and z10_fr to z10_rec and z10_fr.
  77
  78 (define_bypass 0 "z10_la_fwd, z10_la_fwd_A1, z10_larl_fwd, z10_larl_fwd_A3, \
  79                   z10_load_fwd, z10_load_fwd_A3, \
  80                   z10_other_fwd, z10_other_fwd_A1, z10_other_fwd_A3, \
  81                   z10_other_fr, z10_other_fr_A3, z10_other_fr_E1, \
  82                   z10_other_fwd_E1, \
  83                   z10_lr_fr, z10_lr_fr_E1, \
  84                   z10_int_fwd, z10_int_fwd_A1, z10_int_fwd_A3, \
  85                   z10_int_fwd_E1, z10_int_fr, z10_int_fr_E1, \
  86                   z10_int_fr_A3"
  87                   "z10_int_fr, z10_int_fr_E1, z10_int_fr_A3, \
  88                   z10_other_fr, z10_other_fr_A3, z10_lr_fr, z10_lr_fr_E1, \
  89                   z10_other_fr_E1, z10_store_rec"
  90                   " ! s390_agen_dep_p")
  91
  92
  93 ;
  94 ; Simple insns
  95 ;
  96
  97 ; Here is the cycle diagram for FXU-executed instructions:
  98 ; ... A1 A2 A3 E1 P1 P2 P3 R0 ...
  99 ;        ^              ^  ^
 100 ;        |              |  updated GPR is available
 101 ;        |              write to GPR
 102 ;        instruction reads GPR during this cycle
 103
 104
 105 ; Variants of z10_int follow.
 106
 107 (define_insn_reservation "z10_int" 6
 108   (and (and (eq_attr "cpu" "z10")
 109             (eq_attr "type" "integer"))
 110        (and (eq_attr "atype" "reg")
 111              (and (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super")
 112                        (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c"))
 113                   (and (and (and (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super_E1")
 114                                       (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c_E1"))
 115                                   (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd"))
 116                              (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A1")
 117                                   (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A3")))
 118                         (and (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_E1")
 119                                   (eq_attr "z10prop" "!z10_fr"))
 120                              (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fr_E1")
 121                                   (eq_attr "z10prop" "!z10_fr_A3")))))))
 122   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 123
 124 (define_insn_reservation "z10_int_super" 6
 125   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 126        (and (eq_attr "type" "integer")
 127             (and (eq_attr "atype" "reg")
 128                  (ior (eq_attr "z10prop" "z10_super")
 129                       (eq_attr "z10prop" "z10_super_c")))))
 130   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 131
 132 (define_insn_reservation "z10_int_super_E1" 6
 133   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 134        (and (eq_attr "type" "integer")
 135             (and (eq_attr "atype" "reg")
 136                  (ior (eq_attr "z10prop" "z10_super_E1")
 137                       (eq_attr "z10prop" "z10_super_c_E1")))))
 138   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 139
 140 (define_insn_reservation "z10_int_fwd" 6
 141   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 142        (and (eq_attr "type" "integer")
 143             (and (eq_attr "atype" "reg")
 144                  (eq_attr "z10prop" "z10_fwd"))))
 145   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 146
 147 (define_insn_reservation "z10_int_fwd_A1" 6
 148   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 149        (and (eq_attr "type" "integer")
 150             (and (eq_attr "atype" "reg")
 151                  (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A1"))))
 152   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 153
 154 (define_insn_reservation "z10_int_fwd_A3" 6
 155   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 156        (and (eq_attr "type" "integer")
 157             (and (eq_attr "atype" "reg")
 158                  (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A3"))))
 159   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 160
 161 (define_insn_reservation "z10_int_fwd_E1" 6
 162   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 163        (and (eq_attr "type" "integer")
 164             (and (eq_attr "atype" "reg")
 165                  (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_E1"))))
 166   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 167
 168 (define_insn_reservation "z10_int_fr" 6
 169   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 170        (and (eq_attr "type" "integer")
 171             (and (eq_attr "atype" "reg")
 172                  (eq_attr "z10prop" "z10_fr"))))
 173   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 174
 175 (define_insn_reservation "z10_int_fr_E1" 6
 176   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 177        (and (eq_attr "type" "integer")
 178             (and (eq_attr "atype" "reg")
 179                  (eq_attr "z10prop" "z10_fr_E1"))))
 180   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 181
 182 (define_insn_reservation "z10_int_fr_A3" 6
 183   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 184        (and (eq_attr "type" "integer")
 185             (and (eq_attr "atype" "reg")
 186                  (eq_attr "z10prop" "z10_fr_A3"))))
 187   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 188
 189 ; END of z10_int variants
 190
 191
 192 (define_insn_reservation "z10_agen" 6
 193   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 194        (and (eq_attr "type" "integer")
 195             (eq_attr "atype" "agen")))
 196   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 197
 198
 199 (define_insn_reservation "z10_lr" 6
 200   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 201        (and (eq_attr "type" "lr")
 202             (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fr")
 203                  (eq_attr "z10prop" "!z10_fr_E1"))))
 204   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 205
 206 (define_insn_reservation "z10_lr_fr" 6
 207   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 208        (and (eq_attr "type" "lr")
 209             (eq_attr "z10prop" "z10_fr")))
 210   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 211
 212 (define_insn_reservation "z10_lr_fr_E1" 6
 213   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 214        (and (eq_attr "type" "lr")
 215             (eq_attr "z10prop" "z10_fr_E1")))
 216   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 217
 218 (define_insn_reservation "z10_la" 6
 219   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 220        (and (eq_attr "type" "la")
 221             (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd")
 222                  (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A1"))))
 223   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 224
 225 (define_insn_reservation "z10_la_fwd" 6
 226   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 227        (and (eq_attr "type" "la")
 228             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd")))
 229   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 230
 231 (define_insn_reservation "z10_la_fwd_A1" 6
 232   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 233        (and (eq_attr "type" "la")
 234             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A1")))
 235   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 236
 237
 238 ; larl-type instructions
 239
 240 (define_insn_reservation "z10_larl" 6
 241   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 242        (and (eq_attr "type" "larl")
 243                  (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super_A1")
 244                       (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd")
 245                            (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A3")
 246                                 (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super")
 247                                      (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c"))
 248                                 (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super_E1")
 249                                      (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c_E1")))))))
 250   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 251
 252 (define_insn_reservation "z10_larl_super" 6
 253   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 254        (and (eq_attr "type" "larl")
 255             (and (eq_attr "z10prop" "z10_super")
 256                  (eq_attr "z10prop" "z10_super_c"))))
 257   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 258
 259 (define_insn_reservation "z10_larl_fwd" 6
 260   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 261        (and (eq_attr "type" "larl")
 262             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd")))
 263   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 264
 265 (define_insn_reservation "z10_larl_fwd_A3" 6
 266   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 267        (and (eq_attr "type" "larl")
 268             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A3")))
 269   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 270
 271
 272 (define_insn_reservation "z10_larl_A1" 6
 273   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 274        (and (eq_attr "type" "larl")
 275             (eq_attr "z10prop" "z10_super_A1")))
 276   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 277 ;  "z10_e1_ANY")
 278
 279 (define_insn_reservation "z10_larl_super_E1" 6
 280   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 281        (and (eq_attr "type" "larl")
 282             (ior (eq_attr "z10prop" "z10_super_E1")
 283                  (eq_attr "z10prop" "z10_super_c_E1"))))
 284   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 285 ;  "z10_e1_ANY")
 286
 287
 288 (define_insn_reservation "z10_load" 6
 289   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 290        (and (eq_attr "type" "load")
 291             (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd")
 292                  (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A3"))))
 293   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 294
 295 (define_insn_reservation "z10_load_fwd" 6
 296   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 297        (and (eq_attr "type" "load")
 298             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd")))
 299   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 300 ;  "z10_e1_ANY")
 301
 302 (define_insn_reservation "z10_load_fwd_A3" 6
 303   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 304        (and (eq_attr "type" "load")
 305             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A3")))
 306   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 307 ;  "z10_e1_ANY")
 308
 309 (define_insn_reservation "z10_store" 6
 310   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 311        (and (eq_attr "type" "store")
 312             (and (eq_attr "z10prop" "!z10_rec")
 313                  (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super")
 314                       (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c")))))
 315   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 316
 317 (define_insn_reservation "z10_store_super" 6
 318   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 319        (and (eq_attr "type" "store")
 320             (ior (eq_attr "z10prop" "z10_super")
 321                  (eq_attr "z10prop" "z10_super_c"))))
 322   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 323
 324 (define_insn_reservation "z10_store_rec" 6
 325   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 326        (and (eq_attr "type" "store")
 327             (eq_attr "z10prop" "z10_rec")))
 328   "z10_e1_ANY, z10_Gate_ANY")
 329
 330 ; The default_latency is chosen to drain off the pipeline.
 331 (define_insn_reservation "z10_call" 14
 332   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 333        (eq_attr "type" "jsr"))
 334   "z10_e1_BOTH*4, z10_Gate_BOTH")
 335
 336 ; The default latency is for worst case.  CS and CSG take one
 337 ; cycle only (i.e. latency would be 6).
 338 (define_insn_reservation "z10_sem" 9
 339   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 340        (eq_attr "type" "sem"))
 341   "z10_e1_BOTH*5, z10_Gate_ANY")
 342
 343 (define_insn_reservation "z10_cs" 6
 344   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 345        (eq_attr "type" "cs"))
 346   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 347
 348 (define_insn_reservation "z10_vs" 6
 349   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 350        (eq_attr "type" "vs"))
 351   "z10_e1_BOTH*4, z10_Gate_BOTH")
 352
 353 ; Load and store multiple. Actual number of cycles
 354 ; in unknown at compile.time.
 355 (define_insn_reservation "z10_stm" 10
 356   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 357        (ior (eq_attr "type" "stm")
 358             (eq_attr "type" "lm")))
 359   "z10_e1_BOTH*4, z10_Gate_BOTH")
 360
 361
 362 ; Subsets of z10_other follow.
 363
 364 (define_insn_reservation "z10_other" 6
 365   (and (and (eq_attr "cpu" "z10")
 366             (eq_attr "type" "other"))
 367        (and (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd")
 368                  (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A1"))
 369             (and (and  (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fr_A3")
 370                             (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_A3"))
 371                        (and (eq_attr "z10prop" "!z10_fr")
 372                             (eq_attr "z10prop" "!z10_fr_E1")))
 373                  (and  (and (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super")
 374                                   (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c"))
 375                             (eq_attr "z10prop" "!z10_super_c_E1"))
 376                        (and (eq_attr "z10prop" "!z10_super_E1")
 377                             (eq_attr "z10prop" "!z10_fwd_E1"))))))
 378   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 379
 380 (define_insn_reservation "z10_other_fr_E1" 6
 381   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 382        (and (eq_attr "type" "other")
 383             (eq_attr "z10prop" "z10_fr_E1")))
 384   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 385
 386 (define_insn_reservation "z10_other_super_c_E1" 6
 387   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 388        (and (eq_attr "type" "other")
 389             (eq_attr "z10prop" "z10_super_c_E1")))
 390   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 391
 392 (define_insn_reservation "z10_other_super_E1" 6
 393   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 394        (and (eq_attr "type" "other")
 395             (eq_attr "z10prop" "z10_super_E1")))
 396   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 397
 398 (define_insn_reservation "z10_other_fwd_E1" 6
 399   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 400        (and (eq_attr "type" "other")
 401             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_E1")))
 402   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 403
 404 (define_insn_reservation "z10_other_fwd" 6
 405   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 406        (and (eq_attr "type" "other")
 407             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd")))
 408   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 409
 410 (define_insn_reservation "z10_other_fwd_A3" 6
 411   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 412        (and (eq_attr "type" "other")
 413             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A3")))
 414   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 415
 416 (define_insn_reservation "z10_other_fwd_A1" 6
 417   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 418        (and (eq_attr "type" "other")
 419             (eq_attr "z10prop" "z10_fwd_A1")))
 420   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 421
 422 (define_insn_reservation "z10_other_fr" 6
 423   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 424        (and (eq_attr "type" "other")
 425             (eq_attr "z10prop" "z10_fr")))
 426   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 427
 428 (define_insn_reservation "z10_other_fr_A3" 6
 429   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 430        (and (eq_attr "type" "other")
 431             (eq_attr "z10prop" "z10_fr_A3")))
 432   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 433
 434 (define_insn_reservation "z10_other_super" 6
 435   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 436        (and (eq_attr "type" "other")
 437             (ior (eq_attr "z10prop" "z10_super")
 438                  (eq_attr "z10prop" "z10_super_c"))))
 439   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_BOTH")
 440
 441 ; END of z10_other subsets.
 442
 443
 444 ;
 445 ; Floating point insns
 446 ;
 447
 448 ; Z10 executes the following integer operations in the BFU pipeline.
 449
 450 (define_insn_reservation "z10_mul_sidi" 12
 451   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 452        (eq_attr "type" "imulsi,imuldi,imulhi"))
 453   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_FP")
 454
 455 ; Some variants take fewer cycles, but that is not relevant here.
 456 (define_insn_reservation "z10_div" 162
 457   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 458        (eq_attr "type" "idiv"))
 459   "z10_e1_BOTH*4, z10_Gate_FP")
 460
 461
 462 ; BFP multiplication and general instructions
 463
 464 (define_insn_reservation "z10_fsimpdf" 6
 465   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 466        (eq_attr "type" "fsimpdf,fmuldf,fmadddf"))
 467   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_FP")
 468
 469 (define_insn_reservation "z10_fsimpsf" 6
 470   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 471        (eq_attr "type" "fsimpsf,fmulsf,fmaddsf"))
 472   "z10_e1_BOTH, z10_Gate_FP")
 473
 474 (define_insn_reservation "z10_fmultf" 52
 475   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 476        (eq_attr "type" "fmultf"))
 477   "z10_e1_BOTH*4, z10_Gate_FP")
 478
 479 (define_insn_reservation "z10_fsimptf" 14
 480   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 481        (eq_attr "type" "fsimptf"))
 482   "z10_e1_BOTH*2, z10_Gate_FP")
 483
 484
 485 ; BFP division
 486
 487 (define_insn_reservation "z10_fdivtf" 113
 488   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 489        (eq_attr "type" "fdivtf"))
 490   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 491
 492 (define_insn_reservation "z10_fdivdf" 41
 493   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 494        (eq_attr "type" "fdivdf"))
 495   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 496
 497 (define_insn_reservation "z10_fdivsf" 34
 498   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 499        (eq_attr "type" "fdivsf"))
 500   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 501
 502
 503 ; BFP sqrt
 504
 505 (define_insn_reservation "z10_fsqrtsf" 41
 506   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 507        (eq_attr "type" "fsqrtsf"))
 508   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 509
 510 (define_insn_reservation "z10_fsqrtdf" 54
 511   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 512        (eq_attr "type" "fsqrtdf"))
 513   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 514
 515 (define_insn_reservation "z10_fsqrtf" 122
 516   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 517        (eq_attr "type" "fsqrttf"))
 518   "z10_e1_T*4, z10_Gate_FP")
 519
 520
 521 ; BFP load and store
 522
 523 (define_insn_reservation "z10_floadtf" 12
 524   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 525        (eq_attr "type" "floadtf"))
 526   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 527
 528 (define_insn_reservation "z10_floaddf" 1
 529   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 530        (eq_attr "type" "floaddf"))
 531   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 532
 533 (define_insn_reservation "z10_floadsf" 1
 534   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 535        (eq_attr "type" "floadsf"))
 536   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 537
 538 (define_insn_reservation "z10_fstoredf" 12
 539   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 540        (eq_attr "type" "fstoredf,fstoredd"))
 541   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 542
 543 (define_insn_reservation "z10_fstoresf" 12
 544   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 545        (eq_attr "type" "fstoresf,fstoresd"))
 546   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 547
 548
 549 ; BFP truncate
 550 (define_insn_reservation "z10_ftrunctf" 16
 551   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 552        (eq_attr "type" "ftrunctf"))
 553   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 554
 555 (define_insn_reservation "z10_ftruncdf" 12
 556   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 557        (eq_attr "type" "ftruncdf"))
 558   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 559
 560
 561 ; Conversion between BFP and int.
 562 (define_insn_reservation "z10_ftoi" 13
 563   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 564        (eq_attr "type" "ftoi"))
 565   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 566
 567 (define_insn_reservation "z10_itoftf" 14
 568   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 569        (eq_attr "type" "itoftf"))
 570   "z10_e1_T*2, z10_Gate_FP")
 571
 572 (define_insn_reservation "z10_itofsfdf" 12
 573   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 574        (eq_attr "type" "itofdf,itofsf"))
 575   "z10_e1_T, z10_Gate_FP")
 576
 577
 578
 579 ; BFP-related bypasses.  There is no bypass for extended mode.
 580 (define_bypass 1 "z10_fsimpdf" "z10_fstoredf")
 581 (define_bypass 1 "z10_fsimpsf" "z10_fstoresf")
 582 (define_bypass 1 "z10_floaddf" "z10_fsimpdf, z10_fstoredf")
 583 (define_bypass 1 "z10_floadsf" "z10_fsimpsf, z10_fstoresf")
 584
 585
 586 ;
 587 ; insn_reservations for DFP instructions.
 588 ;
 589
 590 ; Exact number of cycles is not known at compile-time.
 591 (define_insn_reservation "z10_fdivddtd" 40
 592   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 593        (eq_attr "type" "fdivdd,fdivtd"))
 594   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 595
 596 (define_insn_reservation "z10_ftruncsd" 38
 597   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 598        (eq_attr "type" "ftruncsd"))
 599   "z10_e1_BOTH*4,z10_Gate_DFU")
 600
 601 (define_insn_reservation "z10_ftruncdd" 340
 602   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 603        (eq_attr "type" "ftruncsd"))
 604   "z10_e1_BOTH*4,z10_Gate_DFU")
 605
 606 (define_insn_reservation "z10_floaddd" 12
 607   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 608        (eq_attr "type" "floaddd"))
 609   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 610
 611 (define_insn_reservation "z10_floadsd" 12
 612   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 613        (eq_attr "type" "floadsd"))
 614   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 615
 616 ; Exact number of cycles is not known at compile-time.
 617 (define_insn_reservation "z10_fmulddtd" 35
 618   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 619        (eq_attr "type" "fmuldd,fmultd"))
 620   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 621
 622 (define_insn_reservation "z10_fsimpdd" 17
 623   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 624        (eq_attr "type" "fsimpdd"))
 625   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 626
 627 (define_insn_reservation "z10_fsimpsd" 17
 628   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 629        (eq_attr "type" "fsimpsd"))
 630   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 631
 632 (define_insn_reservation "z10_fsimptd" 18
 633   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 634        (eq_attr "type" "fsimptd"))
 635   "z10_e1_BOTH,z10_Gate_DFU")
 636
 637 (define_insn_reservation "z10_itofdd" 36
 638   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 639        (eq_attr "type" "itofdd"))
 640   "z10_e1_BOTH*3,z10_Gate_DFU")
 641
 642 (define_insn_reservation "z10_itoftd" 49
 643   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 644        (eq_attr "type" "itoftd"))
 645   "z10_e1_BOTH*3,z10_Gate_DFU")
 646
 647 ; Exact number of cycles is not known at compile-time.
 648 (define_insn_reservation "z10_ftoidfp" 30
 649   (and (eq_attr "cpu" "z10")
 650        (eq_attr "type" "ftoidfp"))
 651   "z10_e1_BOTH*3,z10_Gate_DFU")
 652
 653
 654 ;
 655 ; Address-related bypasses
 656 ;
 657
 658 ; Here is the cycle diagram for address-related bypasses:
 659 ; ... G1 G2 G3 A0 A1 A2 A3 E1 P1 P2 P3 R0 ...
 660 ;         ^  ^    ^     ^  ^        ^
 661 ;         |  |    |     |  |        without bypass, its available AFTER this cycle
 662 ;         |  |    |     |  E1-type bypasses provide the new value AFTER this cycle
 663 ;         |  |    |     A3-type bypasses provide the new value AFTER this cycle
 664 ;         |  |    A1-type bypasses provide the new value AFTER this cycle
 665 ;         |  AGI resolution, actual USE of new value is DURING this cycle
 666 ;         AGI detection
 667
 668 (define_bypass 3 "z10_larl_A1, z10_la_fwd_A1, z10_other_fwd_A1, \
 669                   z10_int_fwd_A1"
 670                  "z10_agen, z10_la, z10_branch, z10_call, z10_load, \
 671                   z10_store, \
 672                   z10_cs, z10_stm, z10_other"
 673                  "s390_agen_dep_p")
 674
 675 (define_bypass 5 "z10_larl_fwd_A3, z10_load_fwd_A3, z10_other_fwd_A3, \
 676                   z10_other_fr_A3, z10_int_fwd_A3, z10_int_fr_A3"
 677                  "z10_agen, z10_la, z10_branch, z10_call, z10_load, \
 678                   z10_store, \
 679                   z10_cs, z10_stm, z10_other"
 680                  "s390_agen_dep_p")
 681
 682 (define_bypass 6 "z10_other_fr_E1, z10_other_super_c_E1, z10_other_super_E1, \
 683                   z10_other_fwd_E1, \
 684                   z10_lr_fr_E1, z10_larl_super_E1, \
 685                   z10_int_super_E1, z10_int_fwd_E1, z10_int_fr_E1"
 686                  "z10_agen, z10_la, z10_branch, z10_call, z10_load, \
 687                   z10_store, \
 688                   z10_cs, z10_stm, z10_other"
 689                  "s390_agen_dep_p")
 690
 691 (define_bypass 9 "z10_int_super, z10_int_fwd, z10_int_fr"
 692                  "z10_agen, z10_la, z10_branch, z10_call, z10_load, \
 693                   z10_store, \
 694                   z10_cs, z10_stm, z10_other"
 695                  "s390_agen_dep_p")
 696
 697
 698
 699 ;
 700 ; Try to avoid transitions between DFU-, BFU- and FXU-executed instructions as there is a
 701 ; dispatch delay required.
 702 ;
 703
 704
 705 ; Declaration for some pseudo-pipeline stages that reflect the
 706 ; dispatch gap when issuing an INT/FXU/BFU-executed instruction after
 707 ; an instruction executed by a different unit has been executed.  The
 708 ; approach is that we pretend a pipelined execution of BFU operations
 709 ; with as many stages as the gap is long and request that none of
 710 ; these stages is busy when issuing a FXU- or DFU-executed
 711 ; instruction.  Similar for FXU- and DFU-executed instructions.
 712
 713 ; Declaration for FPU stages.
 714 (define_cpu_unit "z10_f0, z10_f1, z10_f2, z10_f3, z10_f4, z10_f5, z10_f6, \
 715                   z10_f7, z10_f8, z10_f9, z10_f10, z10_f11, z10_f12" "z10_cpu")
 716 (define_reservation "z10_FP_PP" "z10_f0, z10_f1, z10_f2, z10_f3, z10_f4, \
 717                   z10_f5, z10_f6, z10_f7, z10_f8, z10_f9, z10_f10, z10_f11, \
 718                   z10_f12")
 719
 720 ; Declaration for FXU stages.
 721 (define_cpu_unit "z10_S1, z10_S2, z10_S3, z10_S4, z10_S5, z10_S6"  "z10_cpu")
 722 (define_cpu_unit "z10_T1, z10_T2, z10_T3, z10_T4, z10_T5, z10_T6"  "z10_cpu")
 723 (define_reservation "z10_INT_PP" "z10_S1 | z10_T1, z10_S2 | z10_T2, z10_S3 \
 724                                   | z10_T3, z10_S4 | z10_T4, z10_S5 | \
 725                                   z10_T5, z10_S6 | z10_T6")
 726
 727 ; Declaration for DFU stages.
 728 (define_cpu_unit "z10_d0, z10_d1, z10_d2, z10_d3, z10_d4, z10_d5, z10_d6"
 729                  "z10_cpu")
 730 (define_reservation "z10_DFU_PP" "z10_d0, z10_d1, z10_d2, z10_d3, z10_d4, \
 731                                  z10_d5, z10_d6")
 732
 733
 734 ; Pseudo-units representing whether the respective unit is available
 735 ; in the sense that using it does not cause a dispatch delay.
 736
 737 (define_cpu_unit "z10_S_avail, z10_T_avail, z10_FP_avail, z10_DFU_avail"
 738                  "z10_cpu")
 739
 740 (absence_set "z10_FP_avail"
 741              "z10_S1, z10_S2, z10_S3, z10_S4, z10_S5, z10_S6, z10_T1, z10_T2, z10_T3, z10_T4, \
 742               z10_T5, z10_T6, \
 743               z10_d0, z10_d1, z10_d2, z10_d3, z10_d4, z10_d5, z10_d6")
 744
 745 (absence_set "z10_S_avail,z10_T_avail"
 746              "z10_f0, z10_f1, z10_f2, z10_f3, z10_f4, z10_f5, z10_f6, z10_f7, \
 747               z10_f8, z10_f9, z10_f10, z10_f11, z10_f12, \
 748               z10_d0, z10_d1, z10_d2, z10_d3, z10_d4, z10_d5, z10_d6")
 749
 750 (absence_set "z10_DFU_avail"
 751              "z10_S1, z10_S2, z10_S3, z10_S4, z10_S5, z10_S6, z10_T1, z10_T2, z10_T3, z10_T4, \
 752               z10_T5, z10_T6, \
 753               z10_f0, z10_f1, z10_f2, z10_f3, z10_f4, z10_f5, z10_f6, z10_f7, \
 754               z10_f8, z10_f9, z10_f10, z10_f11, z10_f12")
 755
 756
 757 ; Pseudo-units to be used in insn_reservations.
 758
 759 (define_reservation "z10_Gate_ANY" "((z10_S_avail | z10_T_avail), z10_INT_PP)")
 760 (define_reservation "z10_Gate_BOTH" "((z10_S_avail + z10_T_avail), z10_INT_PP)")
 761
 762 (define_reservation "z10_Gate_FP" "z10_FP_avail, z10_FP_PP")
 763
 764 (define_reservation "z10_Gate_DFU" "z10_DFU_avail, z10_DFU_PP")