LoongArch
LoongArch，简称LA，是一个龙芯中科研发的指令集架构。该架构包含了架构翻译（Architecture Translate）的指令子集，可在软硬配合下高效率翻译诸如x86-64、ARM架构、MIPS架构、RISC-V架构等指令集架构。其拥有基础指令337条、虚拟机扩展10条、二进制翻译扩展176条、128位向量扩展1024条、256 位向量扩展1018条，共计2565条原生指令。[1][2]
| 推出年份 | 2020年8月13日 |
|---|---|
| 設計公司 | 龙芯中科 |
| 是否開放架構？ | 是（仅限LA Primary） |
| 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 |
| 指令集架構設計策略 | 精簡指令集（RISC） |
| 擴展指令集 | LSX1/2 LASX LBT1/2/3 LVZ |
| 分支預測結構 | 比較和分支 |
| 通用暫存器 | 32 |
2020年8月13日，龙芯中科董事長胡伟武在视频会议上首次公开介绍了LoongArch。2021年4月15日，LoongArch在2021年山西信息技术应用创新论坛主论坛上正式对外发布。[3][4]2021年4月30日，LoongArch32和LoongArch64基本指令集手册正式公布。[5]
设计
设计理念
LoongArch为32位定长RISC指令集，32个通用寄存器、32个浮点/向量寄存器，LoongArch可用的格式多达10种 ，其包含3种无立即数格式和7种有立即数格式。相对于MIPS，摒弃部分不适合现代CPU的指令，做了改进和扩展，例如单条指令支持的立即数从MIPS的最大16位扩展到最大24位，分支跳转偏移也从64KiB扩展到1MiB字节，以及寻址空间从固定分段改变为单一平面等，有效减少编译结果的目标指令条数和访存次数，提高了效能。[1][2]
指令格式
| 类型 | 位 | |||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | |
| 无立即数 | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| rk (5) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| fa (5) | fk (5) | rj (5) | rd (5) | |||||||||||||||||||||||||||||
| 有立即数 | immediate (6) | rj (5) | rd (5) | |||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (8) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (12) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (14) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate (16) | rj (5) | rd (5) | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate [15:0] | rj (5) | immediate [20:16] | ||||||||||||||||||||||||||||||
| immediate [15:0] | immediate [24:16] | |||||||||||||||||||||||||||||||
指令子集
| 指令集名称 | 描述 | 指令数量 |
|---|---|---|
| 基本指令集 | ||
| LoongArch64 | 64位基础指令 | 337 条 |
| LoongArch32 | 32位基础指令 | |
| LoongArch
Primary |
32位精简指令 | 79 条 |
| 扩展指令子集 | ||
| LSX | 128位向量扩展 | 1024 条 |
| LASX | 256位向量扩展 | 1018 条 |
| LBT | 二进制翻译扩展 | 176 条 |
| LVZ | 虚拟机扩展 | 10 条 |
指令集架构和微架构实现特点
寄存器集中包含RISC所具备的0号寄存器。[1]整体上，LoongArch64是MIPS64R6和RV64GC的超集，且原生上兼容RISC-V64的用户态指令。
纠纷
2021年6月2日，上海芯联芯发布公告，称LoongArch或与其所拥有的MIPS专利存在知识产权侵权，在香港启动仲裁审理。[6][7]2023年2月，北京知识产权法院审理认为龙芯未侵权，[8]但芯联芯称结果暂无法律效力。[9]
參考資料
- guee. . 2020-08-21 [2020-10-11].
- maomaobear. . 2020-08-18 11:30:34 [2020-10-11]. （原始内容存档于2020-08-20）.
- . 2021-04-16 17:15:31 [2021-06-07]. （原始内容存档于2021-06-07）.
- IT之家. . 2021-04-22 12:20:13 [2021-06-07]. （原始内容存档于2021-06-07）.
- . 2021年04月30日 20:50:26 [2021-06-07]. （原始内容存档于2021-06-07）.
- . new.qq.com. [2021-06-07]. （原始内容存档于2021-06-07）.
- . www.thepaper.cn. [2021-06-07]. （原始内容存档于2021-06-07）.
- 科技plus. . www.sohu.com. [2023-04-10]. （原始内容存档于2023-04-19）.
- . www.cipunited.com. 2023-02-08 [2023-04-10]. （原始内容存档于2023-04-10）.
外部連結
- . 《麻省理工科技评论》中文网. [2020-10-18]. （原始内容存档于2020-11-17）.
- xianyi/OpenBLAS / kernel/loongarch64 （页面存档备份，存于）: LSX/LASX 汇编在龙芯OpenBLAS实现中的例子，由"Robin" （页面存档备份，存于）发现
本条目包含了自由内容作品内的文本。 在CC-BY-SA 3.0协议下释出（许可证声明）: 《如何看待龙芯对外公开的 LoongArch 指令集？》, 知乎用户guee, 欲了解如何向维基百科条目内添加开放许可证文本，请见这里；欲知如何重用本站文字，请见使用条款。