简单讲讲RISC-V跳转指令基于具体场景的实现

背景

RISC-V指令集中,一共有 6 条有条件跳转指令,分别是 beq、bne、blt、bltu、bge、bgeu。如下是它们的定义与接口

= BEQ rs1, rs2, imm

≠ BNE rs1, rs2, imm

< BLT rs1, rs2, imm

≥ BGE rs1, rs2, imm

< unsigned BLTU rs1, rs2, imm

≥ unsigned BGEU rs1, rs2, imm

场景分析

在现代计算密集型任务的芯片架构设计中,SIMD, SIMT体系非常常见,比如我们会先把某个计算任务拆解为一系列的芯片指令,然后分配给芯片的不同core,不同thread来执行这些指令,即同一套指令,多个不同线程执行。但是某些输入数据情况下或者某个指令中只需要其中某个core或thread执行,其它则跳转到另外的分支执行,这时候我们就需要增加跳转指令来实现这个操作。

假设指令A和指令B中间差了offset条指令,我们想要core_id%4=0的core从指令A地方往下顺序执行到指令B,而core_id%4 !=0的core则从指令A直接跳到指令B处再顺序执行剩余指令。这时候我们应该怎么写跳转指令呢?需要考虑下面两个问题:

++1)在哪里加跳转指令?++

当然是在指令A结束后执行跳转指令,如果符合跳转条件,就跳过A,B之间的指令。

++2)怎么加跳转指令?++

跳转指令实际就是判断语句,因为这个场景需要不相等时候跳转,所以用到的是BNE指令。

然后我们需要考虑BNE的指令接口:rs1, rs2, imm。BNE的这3个参数是指如果rs1 != rs2, 则传进来一个imm立即数。imm在这里对应的就是指令A,B之间的偏移指令条数offset。

接下来,根据实际场景,rs1, rs2可以是寄存器的id号,一般芯片设计中会有两种寄存器:GPR(通用寄存器)、CSR(条件状态寄存器)。我们可以通过CSR获得当前运行状态下的core_id号,通过GPR寄存器放置判断的取模数字4。

最后,跳转指令就是这样实现:

(offset在生成指令集时候得到,然后作为立即数传递给BNE指令。实际生成代码时候,可以在指令B开始位置计算一下中间跳转的offset, 然后修改到前面生成的跳转指令参数里)

BNE src1, src2, offset

bash 复制代码
CSR[src1] = core_id,   
GPR[src2] = 4,
inst_set[core_num, inst_len] 表示当前core_id执行到第几条指令, 假设idx指到指令A位置。
翻译如下:

if  CSR[src1]  != GPR[src2]

      inst_set[core_id, idx] =  inst_set[core_id, idx] + offset

示意图如下:

相关推荐
hongmai6668882 天前
ESP32-C5-WROOM-1-N16R8:双频Wi-Fi 6与多协议融合,重新定义物联网连接新标准
笔记·嵌入式硬件·物联网·智能路由器·risc-v
国科安芯3 天前
FreeRTOS RISC-V 浮点上下文切换移植:在 IAR 工程中完整保存 FPU 寄存器
java·开发语言·单片机·嵌入式硬件·算法·系统架构·risc-v
hongmai6668883 天前
乐鑫ESP32-C61-WROOM-1模组:Wi-Fi 6与蓝牙LE双模的RISC-V新选择
单片机·嵌入式硬件·risc-v
驱动探索者5 天前
RISC-V Local Interrupt 深度解析:从 CLINT 到 CLIC,再到 Zephyr 驱动实现
risc-v
weixin_727535626 天前
计算机组成原理:从晶体管到你面前这块屏幕的史诗之旅
risc-v
hongmai6668889 天前
ESP32-C61-WROOM-1-N8R2:Wi-Fi 6与RISC-V融合的中坚力量
人工智能·单片机·嵌入式硬件·物联网·智能家居·risc-v
国科安芯10 天前
在轨能源中枢:AS32S601型抗辐射MCU在卫星电源管理与配电系统中的控制策略研究
嵌入式硬件·架构·能源·risc-v·sps·电源管理·卫星
nh752719 天前
(一)HPM自定义工程创建实操
单片机·risc-v·hpm·先楫
蓝速科技21 天前
蓝速科技 RISC-V+ 鸿蒙终端:一机多场景信创改造实效评测
科技·harmonyos·risc-v
MounRiver_Studio23 天前
RISC-V IDE MRS2调试秘籍(三):通过栈帧可视化模块定位栈溢出、栈内存非法篡改等运行时错误
mcu·risc-v·代码调试