基本逻辑
riscv当前的版本提供了多个浮点指令支持的扩展,它们分别是单精度浮点(F)、双精度浮点(D)、
四倍精度浮点(Q)以及目前只是一个占位符的十进制浮点(L)。
riscv在提供浮点指令的同时也增加了32个64bit的浮点指令寄存器(f0-f31),以及一个浮点
特性相关的控制寄存器(fcsr)。
riscv浮点指令再从功能上细分,大概可以分为:计算相关,IO相关,转换相关。riscv的浮点
指令汇编命名的规则是: f + 功能 + .精度定义,比如,fadd.s就是单精度浮点加法。
具体指令
列一个表格总结下浮点相关的指令,必要的地方直接给出说明:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48
| -------------------------------------------------------------------- 计算: 基础计算: fadd.s fadd.d fsub.s fsub.d fmul.s fmul.d fdiv.s fdiv.d fsqr.s fsqr.d fmin.s fmin.d fmax.s fmax.d fmadd.s fmadd.d 乘加,两数相乘再加上一个数 fnmsub.s fnmsub.d 相乘的结果取反后再减去一个数 符号注入: fsgnj.s fsgnj.d 符号注入都是取rs1绝对值, 取rs2的符号 fsgnjn.s fsgnjn.d 取rs2的符号再取反 fsgnjx.s fsgnjx.d 取rs2/rs1的符号的异或作为符号 比较: feq.s feq.d flt.s flt.d fle.s fle.d -------------------------------------------------------------------- 转换: 寄存器数据移动: fmv.sx 转换指令的两个寄存器都是后一个是源, fmv.xs 前一个是目的,比如sx是,s <- x。 数据格式转换: fcvt.sw s: 单精度,d: 双精度, fcvt.dwu w: word(32bit), wu: unsigned word fcvt.wus fcvt.wud fcvt.sd fcvt.ds -------------------------------------------------------------------- IO和分类: flw fsd fclass.s fclass.d 返回一个浮点数的分类 --------------------------------------------------------------------
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qemu实现
运算相关的浮点指令,qemu的实现都是使用helper函数,在helper函数里先尝试用硬件实现
直接计算,精度不符合要求的话再调用qemu里的软浮点函数完成运算。这里需要注意的是,
浮点运算里可以配置不同的rm值,确定数据的取舍类型,qemu会根据硬件的具体配置,传入
不同的rm值。