]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - gcc/config/sh/sh4-300.md
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / gcc / config / sh / sh4-300.md
diff --git a/gcc/config/sh/sh4-300.md b/gcc/config/sh/sh4-300.md
new file mode 100644 (file)
index 0000000..a9fb07c
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,287 @@
+;; DFA scheduling description for ST40-300.
+;; Copyright (C) 2004, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
+
+;; This file is part of GCC.
+
+;; GCC is free software; you can redistribute it and/or modify
+;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
+;; the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
+;; any later version.
+
+;; GCC is distributed in the hope that it will be useful,
+;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+;; GNU General Public License for more details.
+
+;; You should have received a copy of the GNU General Public License
+;; along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
+;; <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+;; Load and store instructions save a cycle if they are aligned on a
+;; four byte boundary.  Using a function unit for stores encourages
+;; gcc to separate load and store instructions by one instruction,
+;; which makes it more likely that the linker will be able to word
+;; align them when relaxing.
+
+;; The following description models the ST40-300 pipeline using the DFA based
+;; scheduler.
+
+;; Two automata are defined to reduce number of states
+;; which a single large automaton will have. (Factoring)
+
+(define_automaton "sh4_300_inst_pipeline,sh4_300_fpu_pipe")
+
+;; This unit is basically the decode unit of the processor.
+;; Since SH4 is a dual issue machine,it is as if there are two
+;; units so that any insn can be processed by either one
+;; of the decoding unit.
+
+(define_cpu_unit "sh4_300_pipe_01,sh4_300_pipe_02" "sh4_300_inst_pipeline")
+
+;; The floating point units.
+
+(define_cpu_unit "sh4_300_fpt,sh4_300_fpu,sh4_300_fds" "sh4_300_fpu_pipe")
+
+;; integer multiplier unit
+
+(define_cpu_unit "sh4_300_mul" "sh4_300_inst_pipeline")
+
+;; LS unit
+
+(define_cpu_unit "sh4_300_ls" "sh4_300_inst_pipeline")
+
+;; The address calculator used for branch instructions.
+;; This will be reserved after "issue" of branch instructions
+;; and this is to make sure that no two branch instructions
+;; can be issued in parallel.
+
+(define_cpu_unit "sh4_300_br" "sh4_300_inst_pipeline")
+
+;; ----------------------------------------------------
+;; This reservation is to simplify the dual issue description.
+
+(define_reservation  "sh4_300_issue"  "sh4_300_pipe_01|sh4_300_pipe_02")
+
+(define_reservation "all" "sh4_300_pipe_01+sh4_300_pipe_02")
+
+;;(define_insn_reservation "nil" 0 (eq_attr "type" "nil") "nothing")
+
+;; MOV RM,RN / MOV #imm8,RN / STS PR,RN
+(define_insn_reservation "sh4_300_mov" 0
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "move,movi8,prget"))
+  "sh4_300_issue")
+
+;; Fixed STS from MACL / MACH
+(define_insn_reservation "sh4_300_mac_gp" 0
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "mac_gp"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_mul")
+
+;; Fixed LDS to MACL / MACH
+(define_insn_reservation "sh4_300_gp_mac" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "gp_mac"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_mul")
+
+;; Instructions without specific resource requirements with latency 1.
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_simple_arith" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "mt_group,arith,dyn_shift,prset"))
+  "sh4_300_issue")
+
+;; Load and store instructions have no alignment peculiarities for the ST40-300,
+;; but they use the load-store unit, which they share with the fmove type
+;; insns (fldi[01]; fmov frn,frm; flds; fsts; fabs; fneg) .
+;; Loads have a latency of three.
+
+;; Load Store instructions.
+(define_insn_reservation "sh4_300_load" 3
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "load,pcload,load_si,pcload_si,pload"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_ls")
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_mac_load" 3
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "mem_mac"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_ls+sh4_300_mul")
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_fload" 4
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fload,pcfload"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_ls+sh4_300_fpt")
+
+;; sh_adjust_cost describes the reduced latency of the feeding insns of a store.
+;; The latency of an auto-increment register is 1; the latency of the memory
+;; output is not actually considered here anyway.
+(define_insn_reservation "sh4_300_store" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "store,pstore"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_ls")
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_fstore" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fstore"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_ls+sh4_300_fpt")
+
+;; Fixed STS.L from MACL / MACH
+(define_insn_reservation "sh4_300_mac_store" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "mac_mem"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_mul+sh4_300_ls")
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_gp_fpul" 2
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "gp_fpul"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpt")
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_fpul_gp" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fpul_gp"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpt")
+
+;; Branch (BF,BF/S,BT,BT/S,BRA)
+;; Branch Far (JMP,RTS,BRAF)
+;; Group:      BR
+;; When displacement is 0 for BF / BT, we have effectively conditional
+;; execution of one instruction, without pipeline disruption.
+;; Otherwise, the latency depends on prediction success.
+;; We can't really do much with the latency, even if we could express it,
+;; but the pairing restrictions are useful to take into account.
+;; ??? If the branch is likely, and not paired with a preceding insn,
+;; or likely and likely not predicted, we might want to fill the delay slot.
+;; However, there appears to be no machinery to make the compiler
+;; recognize these scenarios.
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_branch"  1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "cbranch,jump,return,jump_ind"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_br")
+
+;; RTE
+(define_insn_reservation "sh4_300_return_from_exp" 9
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "rte"))
+  "sh4_300_pipe_01+sh4_300_pipe_02*9")
+
+;; OCBP, OCBWB
+;; Group:      CO
+;; Latency:    1-5
+;; Issue Rate:         1
+
+;; cwb is used for the sequence ocbwb @%0; extu.w %0,%2; or %1,%2; mov.l %0,@%2
+;; This description is likely inexact, but this pattern should not actually
+;; appear when compiling for sh4-300; we should use isbi instead.
+;; If a -mtune option is added later, we should use the icache array
+;; dispatch method instead.
+(define_insn_reservation "sh4_300_ocbwb"  3
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "cwb"))
+  "all*3")
+
+;; JSR,BSR,BSRF
+;; Calls have a mandatory delay slot, which we'd like to fill with an insn
+;; that can be paired with the call itself.
+;; Scheduling runs before reorg, so we approximate this by saying that we
+;; want the call to be paired with a preceding insn.
+;; In most cases, the insn that loads the address of the call should have
+;; a nonzero latency (mov rn,rm doesn't make sense since we could use rn
+;; for the address then).  Thus, a preceding insn that can be paired with
+;; a call should be eligible for the delay slot.
+;;
+;; calls introduce a longisch delay that is likely to flush the pipelines
+;; of the caller's instructions.  Ordinary functions tend to end with a
+;; load to restore a register (in the delay slot of rts), while sfuncs
+;; tend to end with an EX or MT insn.  But that is not actually relevant,
+;; since there are no instructions that contend for memory access early.
+;; We could, of course, provide exact scheduling information for specific
+;; sfuncs, if that should prove useful.
+
+(define_insn_reservation "sh4_300_call" 16
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "call,sfunc"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_br,all*15")
+
+;; FMOV.S / FMOV.D
+(define_insn_reservation "sh4_300_fmov" 1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fmove"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpt")
+
+;; LDS to FPSCR
+(define_insn_reservation "sh4_300_fpscr_load" 8
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "gp_fpscr"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu+sh4_300_fpt")
+
+;; LDS.L to FPSCR
+(define_insn_reservation "sh4_300_fpscr_load_mem" 8
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type"  "mem_fpscr"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu+sh4_300_fpt+sh4_300_ls")
+
+\f
+;; Fixed point multiplication (DMULS.L DMULU.L MUL.L MULS.W,MULU.W)
+(define_insn_reservation "multi" 2
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "smpy,dmpy"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_mul")
+
+;; FPCHG, FRCHG, FSCHG
+(define_insn_reservation "fpscr_toggle"  1
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fpscr_toggle"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu+sh4_300_fpt")
+
+;; FCMP/EQ, FCMP/GT
+(define_insn_reservation "fp_cmp"  3
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fp_cmp,dfp_cmp"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu")
+
+;; Single precision floating point (FADD,FLOAT,FMAC,FMUL,FSUB,FTRC)
+;; Double-precision floating-point (FADD,FCNVDS,FCNVSD,FLOAT,FSUB,FTRC)
+(define_insn_reservation "fp_arith"  6
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fp,ftrc_s,dfp_arith,dfp_conv"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu")
+
+;; Single Precision FDIV/SQRT
+(define_insn_reservation "fp_div" 19
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "fdiv"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu+sh4_300_fds,sh4_300_fds*15")
+
+;; Double-precision floating-point FMUL
+(define_insn_reservation "dfp_mul" 9
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "dfp_mul"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu,sh4_300_fpu*3")
+
+;; Double precision FDIV/SQRT
+(define_insn_reservation "dp_div" 35
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "dfdiv"))
+  "sh4_300_issue+sh4_300_fpu+sh4_300_fds,sh4_300_fds*31")
+
+
+;; ??? We don't really want these for sh4-300.
+;; this pattern itself is likely to finish in 3 cycles, but also
+;; to disrupt branch prediction for taken branches for the following
+;; condbranch.
+(define_insn_reservation "sh4_300_arith3" 5
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4_300")
+       (eq_attr "type" "arith3"))
+  "sh4_300_issue,all*4")
+
+;; arith3b insns without brach redirection make use of the 0-offset 0-latency
+;; branch feature, and thus schedule the same no matter if the branch is taken
+;; or not.  If the branch is redirected, the taken branch might take longer,
+;; but then, we don't have to take the next branch.
+;; ??? should we suppress branch redirection for sh4-300 to improve branch
+;; target hit rates?
+(define_insn_reservation "arith3b" 2
+  (and (eq_attr "pipe_model" "sh4")
+       (eq_attr "type" "arith3"))
+  "issue,all")