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
开开心心就好8 天前
内存清理软件灵活设置,自动阈值快捷键清
运维·服务器·windows·pdf·harmonyos·risc-v·1024程序员节
国科安芯9 天前
基于RISC-V架构的抗辐照MCU在空间EDFA控制单元中的可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·性能优化·架构·risc-v·安全性测试
国科安芯11 天前
空间站机械臂中MCU与CANFD抗辐照芯片的集成研究
单片机·嵌入式硬件·fpga开发·架构·risc-v
信创天地12 天前
国产化分布式服务框架双雄:Dubbo与Spring Cloud Alibaba 服务调用解决方案全解析
人工智能·系统架构·开源·dubbo·运维开发·risc-v
weixin_5531320719 天前
探索Vortex开源GPGPU:RISC-V SIMT架构(4-2),TCU 矩阵计算(1)
矩阵·架构·github·risc-v·wmma·simt·tcu
OpenAnolis小助手22 天前
RISC-V 基金会 Data Center SIG 第六次会议圆满结束,推动数据中心缺口改进及引入
ai·risc-v
码云数智-园园22 天前
“架构之争,生态之合”:.NET 生态系统对 LoongArch 与 RISC-V 的支持深度解析
架构·.net·risc-v
国科安芯23 天前
火箭传感器控制单元的抗辐照MCU选型与环境适应性验证
单片机·嵌入式硬件·架构·risc-v·安全性测试
蒹葭玉树1 个月前
【C++上岸】C++常见面试题目--操作系统篇(第三十期)
c++·面试·risc-v
国科安芯1 个月前
面向星载芯片原子钟的RISC-V架构MCU抗辐照特性研究及可靠性分析
单片机·嵌入式硬件·架构·制造·risc-v·pcb工艺·安全性测试