块指令执行机制¶

块指令是灵犀指令集架构中的高级组织方式，用于高效表示复杂计算、资源访问及控制流程。块指令按照块头与块体的组织关系可分为一体块（Coupled Block）和分离块（Decoupled Block）两大类。它们分别在执行机制、编程约束、寄存器访问等方面拥有各自独特的规定和优势。以下对块指令两类组织及其执行机制进行系统性说明。

一体块（Coupled Block）¶

一体块是指块头与块体在机器指令空间内紧邻、连续定义的块组织形式，其块指令序列与传统指令集序列几乎一致，块头指示跳转目标，块体执行具体计算过程，具备高度紧凑性和低延迟特性。

执行机制¶

执行一体块时，处理器将块指令块头对应的 BPC 复制到私有PC，并初始化 TPC 为 BPC 的下一条块体指令：

    BSTART     <- BPC 
    inst0      <- TPC
    inst1
    inst2
    ...
    inst[n]
    BSTOP/BSTART

BPC 始终指向当前块指令的起始位置 BSTART。
TPC 指向当前正在执行的块体指令，并在指令提交时递增本条指令的字节数。

当TPC移动到块体内的 BSTOP 指令（或下个块的 BSTART）代表本块执行结束。块指令提交后，BPC才会更新指向下一个块或目标跳转位置。

    BSTART     <- BPC
    inst0
    inst1
    inst2
    ...
    inst[n]
    BSTOP/BSTART  <- TPC

编程约束¶

一体块块内不允许使用B.TEXT指令。
一体块块体指令可采用16/48/32/64bit编码格式。
一体块块体中允许直接读写全局寄存器（GGPR），并且允许重复读写同一个寄存器。
一体块适用于需要紧密整体处理的函数、循环体、以及无参数块操作。

分离块（Decoupled Block）¶

分离块通过将块头（参数传递及调用控制）与块体（实际计算）分离，实现更灵活的控制流和参数绑定，适用于抽象调用、系统服务、函数复用等高级场景。

块头决定块体位置的方式有两类：

一般分离块：块头中指针直接指向块体地址。
系统调用块：块头指明块体所在特权级及其注册表偏移，用于实现特权级定制的服务调用。

执行机制¶

分离块执行时，处理器同样将 BPC 复制到私有 PC，TPC 初始化为 BPC 的下一条指令，并在每条指令提交时递增。

当执行到 B.TEXT <label> 指令时，TPC跳转到块体所在位置，并记录返回地址于 BARG.LRA（Local Return Address），以便块体执行结束后返回。

执行流程：¶

    BSTART                         <- BPC
    B.IOR [a0, a1, a2], [a0, a1]
    B.TEXT <body_label>            <- TPC
    BSTOP/BSTART                   <- BARG.LRA

    body_label:
    inst0
    inst1
    inst2
    ...
    inst[n]
    BSTOP

块体指令依次执行，直到TPC指向块体的 BSTOP 或下一个块头 BSTART，表示块体执行结束。

    body_label:
    inst0
    inst1
    inst2
    ...
    inst[n]
    BSTOP       <- TPC

随后硬件将TPC恢复至 BARG.LRA，继续执行分离块后的 BSTOP指令。

编程约束说明¶

分离块设计对参数及寄存器访问具有严格限制，以保证安全和正确：

访问方式约束
- 分离块若需访问全局寄存器（GGPR），必须通过块头中B.IOR指令指定。
- 分离块块体内只能访问形参寄存器（RI0~RI11 和 RO0~RO3），禁止直接访问GGPR；
- 分离块若需访问Tile寄存器，必须通过块头中的B.IOT指令指定。
- 分离块块体内内需要通过Tile形参寄存器（TA/TB/TO等）访问Tile寄存器空间。
参数匹配约束
- 块头（B.IOR/B.IOT）指定的实参寄存器与块体访问形参寄存器数量需严格对应。
- 如果块头传入的实参寄存器数量多于块体中的形参寄存器数量，那么块头解码时将触发 非法参数异常。
- 如果块头传入的实参寄存器数量少于块体访问的形参寄存器数量，那么编号相对较大的形参寄存器是未初始化的，被读取后结果未定义。
写入重复约束
- 分离块块体中不能重复写同一输出形参寄存器（RO0-RO3），否则应触发 DoubleSetException。
指令约束
- 分离块块体禁止使用16bit和48bit编码指令，只允许使用32bit和64bit编码指令。

总结¶

灵犀块指令架构通过一体块和分离块两种执行机制，为处理器提供高度抽象的执行单元，高效支持多样化计算和调用模式。一体块强调紧凑、无参数的全局寄存器直接操作；分离块则强调参数化、灵活性和多级访问控制，尤其在系统调用及函数抽象领域表现突出。两种机制分别服务于不同的编程和系统需求，共同强化了指令集架构的功能性与安全性。