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riscv浮点指令整理

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:

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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
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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
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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。