LoongArch 指令集学习

1 SoC_Lite片上系统结构

mycpu和dram、confreg之间有一个“一分二”部件。这是因为在LoongArch指令系统架构下，所有I/O设备的寄存器都是采用memory mapped方式访问的。我们这里实现的confreg也不例外。Memory mapped的访问方式意味I/O设备中的寄存器各自都有一个唯一内存编址，所以CPU可以通过load、store指令对其进行访问。不过dram作为内存也是通过load、store指令进行访问的。那么对于一条load或store指令来说，如何知晓它访问的是confreg还是dram？我们在设计SoC的时候用地址对其进行区分。因此在设计SoC的数据通路时就需要在这里引入一个“一分二”部件，它的选择控制信号生成是通过对访存的地址范围进行判断而得到的。

龙芯架构32位精简版典型指令编码格式

实验6-exp6共有20条指令

wire        inst_add_w;
wire        inst_sub_w;
wire        inst_slt;
wire        inst_sltu;
wire        inst_nor;
wire        inst_and;
wire        inst_or;
wire        inst_xor;
wire        inst_slli_w;
wire        inst_srli_w;
wire        inst_srai_w;
wire        inst_addi_w;
wire        inst_ld_w;
wire        inst_st_w;
wire        inst_jirl;
wire        inst_b;
wire        inst_bl;
wire        inst_beq;
wire        inst_bne;
wire        inst_lu12i_w;

1. add.w

• 指令格式
  

• 与 mips 对比

• 指令码
  

• mips 对比
  

2. sub.w

• 指令格式
  

• 指令码
  

• mips 对比
  

3. slt、sltu

• 指令格式
  

• 指令码
  

• mips 对比
  

4. inst_nor， inst_and， inst_or，inst_xor

• 指令格式
  
  
  

• 指令码
  
• mips 指令对比

5. inst_slli_w ，inst_srli_w，inst_srai_w

• 指令格式
  
  
  上述移位指令的移位量均是指令码中 5 比特无符号立即数 ui5
• 指令码
  
• mips 指令对比
  
  

6.inst_addi_w

• 指令格式
  

该指令执行时不对溢出情况做任何特殊处理

• 指令码
  
• mips 指令对比
  

7.inst_ld_w，inst_st_w;

• 指令格式
  
  

上述指令的访存地址计算方式是将通用寄存器 rj 中的值与符号扩展后的 12 比特立即数 si12 相加求和。
对于 LD.{H[U]/W}和 ST.{B/H/W}指令，只要其访存地址是自然对齐的，都不会触发非对齐例外；否则
的话将触发非对齐例外。

• 指令码
  
  

• mips 指令对比
  

8. inst_jirl

• 指令格式
  
  需要注意的是，该指令如果在写汇编时采用直接填入偏移值的方式，则汇编表示中的立即数应填入以
  字节为单位的偏移值，即指令码中 offs16<<2。
• 指令码
  
  

9. inst_b，inst_bl

• 指令格式
  
  

• 指令码
  

• mips指令格式
  
  

10. inst_beq， inst_bne

• 指令格式
  
  

• 指令码
  

• mips 指令对比
  
  

11. inst_lu12i_w

• 指令格式
  
  

• 指令码