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LoongISA

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LoongISA
LoongISA-Logo.png
推出年份2015年8月18日,​4年前​(2015-08-18
設計公司龙芯中科
最新架構版本2.0
是否開放架構?
體系結構類型寄存器-寄存器,Load-Store
字長/暫存器資料寬度32位64位
位元組序小端序
指令編碼長度固定長度
指令集架構設計策略精簡指令集(RISC)
擴展指令集MMI
LSX1/2
LASX
LEXT1/2/3
LSPW
LBT1/2/3
LBTMMU
LAMU
LVZP
分支預測結構比較和分支

LoongISA(简称LISA)是龙芯中科注册的自主CPU指令集架构(由MIPS指令集拓展而来,采用MIPS的指令集格式)。LoongISA 指令集架构包括MIPS64 Release 2全套指令集和MIPS64 Release 5中的部分指令模块,以及其他一系列龙芯中科自主扩展的指令集。

版本[编辑]

LoongISA 1.0[编辑]

LoongISA 1.0正式公开于在2015年8月18日的发布会,和龙芯3A2000GS464ELoongnix一起发布。[1][2][3][4] LoongISA指令系统在MIPS64架构500多条指令基础上,在基础指令、虚拟机指令、面向X86和ARM的二进制翻译指令、向量指令和核心态等多个方面增加了近1400条新指令,[1]其中包括:

  • 148条 LoongEXT 指令
  • 5条 LoongVZ 指令
  • 213条 LoongBT 指令
  • 1014条 LoongSIMD 指令

将 MIPS 原本的527条指令,扩展为1907条。[3]

LoongISA 1.0 里包括 MIPS 部分指令集,其中有 MIPS64 Release 2 全套指令集和 MIPS64 Release 5 中的 MSA 向量指令模块、 DSP 指令模块和 VZ 虚拟化指令模块。

LoongISA 2.0[编辑]

LoongISA 2.0是随着龙芯3A/B4000产生的新一代自主指令集,相对于LoongISA 1.0删去了其中的 MIPS DSP 指令集模块,添加了新的 LoongBT 指令集,且一并添加了新的 LoongSX、LoongASX、LoongEXT3、LoongAMO 等指令集。

指令集列表[编辑]

LoongISA 指令集组件一览[5][6][7]
指令集全称 指令集简称 指令集描述 LoongISA 1.0
GS464EGS264
LoongISA 2.0
GS464V R2
备注
MIPS部分(MIPS64 R2)[8]
MIPS SIMD Architecture 1.0 MSA 1 MIPS64 可选SIMD模块
MIPS SIMD Architecture 2.0 MSA 2 MIPS64 可选SIMD模块
MIPS Virtualization VZ MIPS64 可选虚拟化模块
MIPS DSP DSP MIPS64 可选DSP模块
MIPS Cryptographic CGP MIPS64 可选密码学指令集
龙芯扩展指令
LoongMMI MMI 龙芯多媒体扩展指令集
LoongCAM LCAMP 硬件查找表功能指令集
LoongEXT 1 EXT 1 龙芯通用扩展指令集 I
LoongEXT 2 EXT 2 龙芯通用扩展指令集 II
LoongEXT 3 EXT 3 龙芯通用扩展指令集 III
LoongVZ LVZP 龙芯虚拟化扩展指令集
LoongSX 1 LSX 1 龙芯向量扩展指令集 I
LoongSX 2 LSX 2 龙芯向量扩展指令集 II
LoongASX LASX 龙芯高级向量扩展指令集
LoongSPW LSPW 龙芯页表遍历扩展指令集
LoongAMO LAMO 龙芯原子访存指令集
LoongBT 1 LBT 1 龙芯二进制翻译加速扩展指令集 I
LoongBT 2 LBT 2 龙芯二进制翻译加速扩展指令集 II
LoongBT 3 LBT 3 龙芯二进制翻译加速扩展指令集 III

龙芯的很多手册资料不对公众开放,因此具体指令的内容很多处于未知阶段,导致开源工具的支持也不足。[9]LoongISA 2.0+的子指令集支持是以类似于CPUID的自定义CPUCFG指令来表达,但一些指令集分成几组的含义也不清楚。

指令集[编辑]

MIPS部分[编辑]

与MIPS的不同点[编辑]
浮点标准[编辑]

LoongISA 1.0的浮点遵守IEEE754-1989标准,使用Legacy NaN的QNaN/SNaN定义。但是其MADD指令则按IEEE754-2008的Fused MADD标准实现,与MIPS64 Release2不同。[10]

LoongISA 2.0则全部遵循IEEE754-2008标准,使用IEEE754-2008规定的NaN 2008的QNaN/SNaN定义,依照MIPS64 Release 5 实现浮点运算单元。

LoongMMI[编辑]

LoongMMILoongMultiMedia extensions Instruction)指令集是龙芯多媒体扩展指令集的英文简称,用于多媒体加速。

LoongEXT[编辑]

LoongEXT(简称LEXT)是龙芯通用扩展指令集。LoongEXT现在最新版为3.0,按照指令长度分LoongEXT32LoongEXT64两种类别。LoongEXT指令集已提交了对gcc社区的支持,[11]可在编译中选用此指令集的优化选项。

LoongVZ[编辑]

LoongVZ(简称LVZP)是龙芯针对MIPS64 Release 5中的VZ虚拟化模块指令集的扩展,现已在龙芯中科KVMQEMUlibvirt库中有所运用。

参考文献[编辑]

参见[编辑]

外部链接[编辑]