RISC-V指令集之RV32A
- 1 原子操作
- 2 RV32A的指令
本文属于《 RISC-V指令集基础系列教程》之一,欢迎查看其它文章。
1 原子操作
RV32A是RISC-V规范定义的用于原子操作的指令集。
RV32A 用于同步的原子操作有两种:
-
原子内存操作(atomic memory operation,AMO)
AMO 指令对内存中的操作数执行一次原子操作,并将原内存值写入目的寄存器。“原子” 表示内存读写之间既不会发生中断,也不会被其他处理器修改内存值。 -
预订取数/条件存数(load reserved / store conditional)
预订取数/条件存数为两者之间的操作提供原子性。预订取数读出一个内存字,写入目的寄存器,并记录该内存字的预订信息。条件存数往源寄存器中的地址写入一个字,前提是该目标地址被预订。若写入成功,则向目的寄存器写入0;否则向其写入一个非0 的错误码。
为何RV32A 要提供两种原子操作?答案是有两种区别很大的使用场景。
简洁编程语言开发者假定底层的体系结构提供原子的比较-交换操作:比较某寄存器值与用另一寄存器寻址的内存值,若相等,则将第3
个寄存器的值与内存值交换。这是一种通用的同步原语,基于它能实现其他任意单字同步操作。
2 RV32A的指令
RV32A具备的所有指令,如下所示:
RV32A 是可选的,一个不支持它的RISC-V 处理器会更简单。然而,正如爱因斯坦所言,一切事物都应该尽量简单,但不能过分简单。RV32A 正是如此,许多场景都离不开它。
本文中的这些指令较多,具体指令详细含义,见RISC-V指令手册,不再赘述。