访存指令

向量访存指令的编码采用了RISC-V标量浮点的访存指令格式。

nf[2:0]	mop[2:0]	vm	umop/rs2[4:0]	rs1[4:0]	width[2:0]	rd/rs3[4:0]	opcode[6:0]
nf	mop	vm	lumop	ss1	width	vd	0000111	VL*
nf	mop	vm	ss2	ss1	width	vd	0000111	VLS*
nf	mop	vm	vs2	ss1	width	vd	0000111	VLX*
nf	mop	vm	sumop	ss1	width	vs3	0100111	VS*
nf	mop	vm	ss2	ss1	width	vs3	0100111	VSS*
nf	mop	vm	vs2	ss1	width	vs3	0100111	VSX*

其中:

• ss1寄存器保存访存指令的基地址。

• 对于 unit-stride 访存指令，lumop/sumop编码了指令的不同变种。

• 对于 strided 访存指令，ss2寄存器保存 stride 值；对于indexed访存指令，ss2寄存器保存地址 offset 值。

• 对于 STORE 指令，vs3寄存器为要保存的值。

• vm域标记指令是否被 mask。

• width域：上表中的 * 可以为 B/H/W/E ，分别表示向目标寄存器的每个单元中加载一个字节/半字/字/单元，通过width域进行编码：

	width[2:0]	存储数据量/bit	寄存器数据量/bit	指令
标量浮点半字	001	16	FLEN	FLH/FSH
标量浮点字	010	32	FLEN	FLW/FSW
标量浮点双字	011	64	FLEN	FLD/FSD
标量浮点四字	100	128	FLEN	FLQ/FSQ
向量字节	000	vl*8	vl*SEW	VxB
向量半字	101	vl*16	vl*SEW	VxH
向量字	110	vl*32	vl*SEW	VxW
向量单元	111	vl*SEW	vl*SEW	VxE

如上表所示，width域中有四种编码被标量浮点访存指令占用，未来拟采用这四个编码作为共享寄存器的访存指令。

• mop域：mop域编码访存地址模式，包括 unit-stride/strided/indexed ，以及非单元尺寸访存的扩展模式：

mop[2:0]	LOAD说明	LOAD指令
000	零扩展，unit-stride	VLxU, VLE
001	保留
010	零扩展，strided	VLSxU, VLSE
011	零扩展，indexed	VLXxU, VLXE
100	符号扩展，unit-stride	VLx (x!=E)
101	保留
110	符号扩展，strided	VLSx (x!=E)
111	符号扩展，indexed	VLXx (x!=E)

mop[2:0]	STORE说明	STORE指令
000	unit-stride	VSx
001	保留
010	strided	VSSx
011	indexed-ordered（保留元素顺序）	VSXx
100	保留
101	保留
110	保留
111	indexed-unordered（不保留元素顺序）	VSUXx

根据RISC-V向量指令集文档，indexed-unordered访存指令为非必需的实现优化。

Warning

TODO: lumop/sumop域编码的指令变种以及segment访存指令

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最后更新: April 8, 2020

作者: Harry Chen (57.35%), Jianhui Han (32.35%), Jiajie Chen (10.29%)