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0.30版本更新

日期：2023年8月18日

指令编码设计文档网页版路径请见LinxISA Encoding-v0.30

32bit编码格式变化

v0.30对32bit编码格式进行了重构，重构原因：

  • 目前BISA微指令的编码并不是最优，CodeSize和取指FootPrint过大。
  • BISA即将正式商用，需要尽快定下来一个最优的且通用指令编码，之后就不会再进行大的变动。
  • BISA要升级至1.0，需要预留指令空间，提前布局32bit编码空间。

编码格式变化：

  • 在一种编码格式中源寄存器可以表达为T寄存器或块内私有寄存器（标志位判断）。
  • 增加额外的目的寄存器，可以是块内私有寄存器也可以是共享架构寄存器（标志位判断）。
  • 提升了立即数的编码空间。

指令实现变化

  • 大部分指令与set/set.g指令合并，结果有选择更新到目的寄存器，且结果默认写到T寄存器的设计不变。
  • 乘法指令将结果高位和低位分别写到目的T寄存器和目的寄存器。
  • 除法/求余指令将商和余数分别写到目的T寄存器和目的寄存器。
  • load类指令将加载的数据和访问地址分别写到目的T寄存器和目的寄存器。

新增指令

块内跳转类

  • b.eq：相等时跳转
  • b.ne：不等时跳转
  • b.lt：小于时跳转（有符号比较）
  • b.ge：大于等于时跳转（有符号比较）
  • b.ltu：小于时跳转（无符号比较）
  • b.geu：大于等于时跳转（无符号比较）

整数通用计算类：

  • addc: 带进位加法；
  • subc: 借位减法；

访存类

  • PRF：预取内存（先将包含访问地址的内存块取到高速缓存中）。

比特位操作类

  • ctz：计数寄存器中最低有效位后面跟随的零的个数；
  • concat：拼接(循环移位)

浮点计算类

  • fmadd：浮点乘加指令；
  • fabs：求浮点绝对值；

立即数类

  • lui：高位立即数加载。

块输入输出类

  • bend：用于作为结束块指令执行的指令。属于标准块内输入输出指令。

系统指令类

  • BSE：当前块提交后，将自定义事件信息发给外部系统。
  • BC.IVA：在Block Header Cache中无效SrcL的内存地址所对应的虚拟地址。
  • BC.IALL：Block Cache中无效掉所有的Cacheline。
  • IC.IVA：在Instruction Cache中无效SrcL的内存地址所对应的虚拟地址。
  • IC.IALL：在Instruction Cache中无效掉所有的Cacheline。
  • DC.IVA：在Data Cache中无效SrcL的内存地址所对应的虚拟地址。
  • DC.CVA：在Data Cache中将SrcL的内存地址所对应的虚拟地址写回到下一级告诉缓存或主处理器中。
  • DC.CIVA：在Data Cache中将SrcL的内存地址所对应的虚拟地址写回到下一级告诉缓存或主处理器中，并标记对应Cacheline无效。
  • DC.ISW：Data Cache 中无效SrcL中所表明的Set/Way对应的Cacheline。
  • DC.CSW：在Data Cache中将SrcL中所表明的Set/Way对应的Cacheline写回到下一级告诉缓存或主处理器中。
  • DC.CISW：在Data Cache中将SrcL中所表明的Set/Way对应的Cacheline写回到下一级告诉缓存或主处理器中，并标记对应Cacheline无效。
  • TLBGET：特权级:读取页表并设置对应SSR寄存器。
  • TLBSET：特权级:读取SSR寄存器并设置对应页表。
  • TLBI：在TLB中将Src存储的ASID对应的页表清除。
  • FENCE.D：数据屏障。
  • FENCE.I：指令屏障。

其他变动

  • 访存指令等增加基址寄存器+变址寄存器寻址模式；
  • sel指令改为csel（条件选择指令）
  • 浮点指令合并（例：fdiv.h,fdiv.s,fdiv.d 改为一条指令 fdiv），实现一条指令完成不同精度操作数的相同操作。
  • fget指令增加了64位无符号长整型与[半/单/双]精度浮点数之间的转换，同时fget指令名称改为fcvt。
  • 系统块内微指令：保留SSRGET,SSRSET,lr.d,lr.w,sc.d,sc.w；trap,wfe,wfi,fence,fence.i合并为SSRCRLT指令。
  • 提交参数寄存器CARG.FLAG域段改为1bit标志位。setc.eq类指令对CARG.FLAG置位。
  • 在标准块内支持ssrget指令，即标准块内实现对系统寄存器的只读。
  • 乘法指令的变动：

以前版本使用mul,mulh,mulhsu,mulhu,mulw；v0.30使用mul,mulu,mulw,muluw,mulh,mulhu。同时mul/mulu指令目的T寄存器和RegDst寄存器输出改为一致（乘法结果保留低位）。