lib/Target/AArch64/AArch64ScheduleA53.td

   1 //=- AArch64ScheduleA53.td - ARM Cortex-A53 Scheduling Definitions -*- tablegen -*-=//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the itinerary class data for the ARM Cortex A53 processors.
  11 //
  12 //===----------------------------------------------------------------------===//
  13
  14 // ===---------------------------------------------------------------------===//
  15 // The following definitions describe the simpler per-operand machine model.
  16 // This works with MachineScheduler. See MCSchedModel.h for details.
  17
  18 // Cortex-A53 machine model for scheduling and other instruction cost heuristics.
  19 def CortexA53Model : SchedMachineModel {
  20   let IssueWidth = 2;  // 2 micro-ops are dispatched per cycle.
  21   let MinLatency = 1 ; // OperandCycles are interpreted as MinLatency.
  22   let LoadLatency = 2; // Optimistic load latency assuming bypass.
  23                        // This is overriden by OperandCycles if the
  24                        // Itineraries are queried instead.
  25   let MispredictPenalty = 9; // Based on "Cortex-A53 Software Optimisation
  26                              // Specification - Instruction Timings"
  27                              // v 1.0 Spreadsheet
  28 }
  29
  30
  31 //===----------------------------------------------------------------------===//
  32 // Define each kind of processor resource and number available.
  33
  34 // Modeling each pipeline as a ProcResource using the default BufferSize = -1.
  35 // Cortex-A53 is in-order and therefore should be using BufferSize = 0. The
  36 // current configuration performs better with the basic latencies provided so
  37 // far. Will revisit BufferSize once the latency information is more accurate.
  38
  39 let SchedModel = CortexA53Model in {
  40
  41 def A53UnitALU    : ProcResource<2>;                        // Int ALU
  42 def A53UnitMAC    : ProcResource<1>;                        // Int MAC
  43 def A53UnitDiv    : ProcResource<1>;                        // Int Division
  44 def A53UnitLdSt   : ProcResource<1>;                        // Load/Store
  45 def A53UnitB      : ProcResource<1>;                        // Branch
  46 def A53UnitFPALU  : ProcResource<1>;                        // FP ALU
  47 def A53UnitFPMDS  : ProcResource<1>;                        // FP Mult/Div/Sqrt
  48
  49
  50 //===----------------------------------------------------------------------===//
  51 // Subtarget-specific SchedWrite types which both map the ProcResources and
  52 // set the latency.
  53
  54 // Issue - Every instruction must consume an A53WriteIssue. Optionally,
  55 //         instructions that cannot be dual-issued will also include the
  56 //         A53WriteIssue2nd in their SchedRW list. That second WriteRes will
  57 //         ensure that a second issue slot is consumed.
  58 def A53WriteIssue : SchedWriteRes<[]>;
  59 def A53WriteIssue2nd : SchedWriteRes<[]> { let Latency = 0; }
  60
  61 // ALU - These are reduced to 1 despite a true latency of 4 in order to easily
  62 //       model forwarding logic. Once forwarding is properly modelled, then
  63 //       they'll be corrected.
  64 def : WriteRes<WriteALU, [A53UnitALU]> { let Latency = 1; }
  65 def : WriteRes<WriteALUs, [A53UnitALU]> { let Latency = 1; }
  66 def : WriteRes<WriteCMP, [A53UnitALU]> { let Latency = 1; }
  67
  68 // MAC
  69 def : WriteRes<WriteMAC, [A53UnitMAC]> { let Latency = 4; }
  70
  71 // Div
  72 def : WriteRes<WriteDiv, [A53UnitDiv]> { let Latency = 4; }
  73
  74 // Load - Note: Vector loads take 1-5 cycles to issue. For the WriteVecLd below,
  75 //        choosing the median of 3 which makes the latency 6. May model this more
  76 //        carefully in the future.
  77 def : WriteRes<WriteLd, [A53UnitLdSt]> { let Latency = 4; }
  78 def : WriteRes<WritePreLd, [A53UnitLdSt]> { let Latency = 4; }
  79 def : WriteRes<WriteVecLd, [A53UnitLdSt]> { let Latency = 6; }
  80
  81 // Store - Note: Vector stores take 1-3 cycles to issue. For the ReadVecSt below,
  82 //         choosing the median of 2 which makes the latency 5. May model this more
  83 //         carefully in the future.
  84 def : WriteRes<WriteSt, [A53UnitLdSt]> { let Latency = 4; }
  85 def : WriteRes<WriteVecSt, [A53UnitLdSt]> { let Latency = 5; }
  86
  87 // Branch
  88 def : WriteRes<WriteBr, [A53UnitB]>;
  89 def : WriteRes<WriteBrL, [A53UnitB]>;
  90
  91 // FP ALU
  92 def : WriteRes<WriteFPALU, [A53UnitFPALU]> {let Latency = 6; }
  93
  94 // FP MAC, Mul, Div, Sqrt
  95 //   Using Double Precision numbers for now as a worst case. Additionally, not
  96 //   modeling the exact hazard but instead treating the whole pipe as a hazard.
  97 //   As an example VMUL, VMLA, and others are actually pipelined. VDIV and VSQRT
  98 //   have a total latency of 33 and 32 respectively but only a hazard of 29 and
  99 //   28 (double-prescion example).
 100 def : WriteRes<WriteFPMAC, [A53UnitFPMDS]> { let Latency = 10; }
 101 def : WriteRes<WriteFPMul, [A53UnitFPMDS]> { let Latency = 6; }
 102 def : WriteRes<WriteFPDiv, [A53UnitFPMDS]> { let Latency = 33;
 103                                              let ResourceCycles = [29]; }
 104 def : WriteRes<WriteFPSqrt, [A53UnitFPMDS]> { let Latency = 32;
 105                                               let ResourceCycles = [28]; }
 106
 107
 108 //===----------------------------------------------------------------------===//
 109 // Subtarget-specific SchedRead types.
 110
 111 // No forwarding defined for ReadALU yet.
 112 def : ReadAdvance<ReadALU, 0>;
 113
 114 // No forwarding defined for ReadCMP yet.
 115 def : ReadAdvance<ReadCMP, 0>;
 116
 117 // No forwarding defined for ReadBr yet.
 118 def : ReadAdvance<ReadBr, 0>;
 119
 120 // No forwarding defined for ReadMAC yet.
 121 def : ReadAdvance<ReadMAC, 0>;
 122
 123 // No forwarding defined for ReadDiv yet.
 124 def : ReadAdvance<ReadDiv, 0>;
 125
 126 // No forwarding defined for ReadLd, ReadPreLd, ReadVecLd yet.
 127 def : ReadAdvance<ReadLd, 0>;
 128 def : ReadAdvance<ReadPreLd, 0>;
 129 def : ReadAdvance<ReadVecLd, 0>;
 130
 131 // No forwarding defined for ReadSt and ReadVecSt yet.
 132 def : ReadAdvance<ReadSt, 0>;
 133 def : ReadAdvance<ReadVecSt, 0>;
 134
 135 // No forwarding defined for ReadFPALU yet.
 136 def : ReadAdvance<ReadFPALU, 0>;
 137
 138 // No forwarding defined for ReadFPMAC/Mul/Div/Sqrt yet.
 139 def : ReadAdvance<ReadFPMAC, 0>;
 140 def : ReadAdvance<ReadFPMul, 0>;
 141 def : ReadAdvance<ReadFPDiv, 0>;
 142 def : ReadAdvance<ReadFPSqrt, 0>;
 143
 144 }