RISCV Reader笔记_4 乘除,浮点扩展

乘法和除法指令

前面了解过 RV32I不带乘除。扩展的RV32M里面有。

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mul 较简单。div 是商,rem 是余数。

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指令格式都差不多,基本就是靠 func 码确定变体。

因为两个32位数乘积是64位数,一条指令处理会比较复杂,因此分为两个指令计算低位高位。mulh得到高32位,mul得到低32位。

mul 结果为正,mulh应为全0. mul 结果为负,mulh应为全f。可以这样检测是否溢出。

h:两个数都是用符号。

hu:两个都无符号。

hsu:一个有符号一个无符号。

除法实现:比如如下/3实现,是乘以一个近似1/3数的解决方式。

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比起 MIPS-32,用一个寄存器作为目标寄存器,其处理指令会更加复杂,以致架构性能较差,运行稍慢。

RV32F 和 RV32D

添加了新的浮点寄存器。

image-20230630053119649

flw fld fsw fsd: 加载,写入(单精度,双精度)。

fxxx.s:运算指令,其中也包含平方根和大小值比较。

fmadd.s fmsub.d 这一类通常用于一些乘法后紧跟着加减的操作,比如矩阵运算。

单独加法指令比这种混合指令更准确因为乘法加法舍入两次,而加法只舍入一次。

混合指令需要4个寄存器,两个乘,一个加,一个dest嘛。格式如下:

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上为F下为D。把func部分给换成rm了。

然后分支是通过赋值实现。

feq.s,feq.d,flt.s,flt.d,fle.s,fle.d ,为 true 赋值为1。

flt x5,f1,f2 # 如果 f1 < f2,则 x5 = 1;否则 x5 = 0
bne x5,x0,Exit # 如果 x5!= 0,则跳转到 Exit

浮点扩展也支持一些类型转换,比如 fcvt .w .d 是 from double to signed integer.

w:signed integer

wu:unsigned integer

s:float point

d:double point

fmv 是数据移入寄存器或者从寄存器中取出。

符号注入:把第一个源操作数除了符号位复制到dest。

fsgnj:结果符号位和第二个源操作数符号位一样。

fsgnjn:第二个源操作数符号位取反。

fsgnjx:两个源操作数符号位异或。

所以实际上:

fmv.s rd, rs
fsgnj.s rd, rs, rs # 以上两个一样
fmv.d rd, rs
dsgnj.s rd, rs, rs # 以上两个一样
fneg.s rd, rs
fsgnjn.s rd, rs, rs # 以上两个一样
fabs.s rd,rs
fsgnjx.s rd, rs, rs # 以上两个一样,因为00 11异或都是0

fclass 是分类指令,读取判断 rs 属于以下的哪一种,并且把对应值写入 rd 低10位上(把其中一位设为1,其他位全部为0)。分类对数学库运算很有帮助。

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