diff options
Diffstat (limited to 'Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst')
| -rw-r--r-- | Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst | 353 |
1 files changed, 0 insertions, 353 deletions
diff --git a/Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst b/Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst deleted file mode 100644 index 11686ee0caeb..000000000000 --- a/Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst +++ /dev/null @@ -1,353 +0,0 @@ -.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 - -.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst - -:Original: Documentation/loongarch/introduction.rst -:Translator: Huacai Chen <chenhuacai@loongson.cn> - -============= -LoongArch介绍 -============= - -LoongArch是一种新的RISC ISA，在一定程度上类似于MIPS和RISC-V。LoongArch指令集 -包括一个精简32位版（LA32R）、一个标准32位版（LA32S）、一个64位版（LA64）。 -LoongArch定义了四个特权级（PLV0~PLV3），其中PLV0是最高特权级，用于内核；而PLV3 -是最低特权级，用于应用程序。本文档介绍了LoongArch的寄存器、基础指令集、虚拟内 -存以及其他一些主题。 - -寄存器 -====== - -LoongArch的寄存器包括通用寄存器（GPRs）、浮点寄存器（FPRs）、向量寄存器（VRs） -和用于特权模式（PLV0）的控制状态寄存器（CSRs）。 - -通用寄存器 ----------- - -LoongArch包括32个通用寄存器（ ``$r0`` ~ ``$r31`` ），LA32中每个寄存器为32位宽， -LA64中每个寄存器为64位宽。 ``$r0`` 的内容总是固定为0，而其他寄存器在体系结构层面 -没有特殊功能。（ ``$r1`` 算是一个例外，在BL指令中固定用作链接返回寄存器。） - -内核使用了一套LoongArch寄存器约定，定义在LoongArch ELF psABI规范中，详细描述参见 -:ref:`参考文献 <loongarch-references-zh_CN>`: - -================= =============== =================== ========== -寄存器名 别名 用途 跨调用保持 -================= =============== =================== ========== -``$r0`` ``$zero`` 常量0 不使用 -``$r1`` ``$ra`` 返回地址 否 -``$r2`` ``$tp`` TLS/线程信息指针 不使用 -``$r3`` ``$sp`` 栈指针 是 -``$r4``-``$r11`` ``$a0``-``$a7`` 参数寄存器 否 -``$r4``-``$r5`` ``$v0``-``$v1`` 返回值 否 -``$r12``-``$r20`` ``$t0``-``$t8`` 临时寄存器 否 -``$r21`` ``$u0`` 每CPU变量基地址 不使用 -``$r22`` ``$fp`` 帧指针 是 -``$r23``-``$r31`` ``$s0``-``$s8`` 静态寄存器 是 -================= =============== =================== ========== - -.. note:: - 注意： ``$r21`` 寄存器在ELF psABI中保留未使用，但是在Linux内核用于保 - 存每CPU变量基地址。该寄存器没有ABI命名，不过在内核中称为 ``$u0`` 。在 - 一些遗留代码中有时可能见到 ``$v0`` 和 ``$v1`` ，它们是 ``$a0`` 和 - ``$a1`` 的别名，属于已经废弃的用法。 - -浮点寄存器 ----------- - -当系统中存在FPU时，LoongArch有32个浮点寄存器（ ``$f0`` ~ ``$f31`` ）。在LA64 -的CPU核上，每个寄存器均为64位宽。 - -浮点寄存器的使用约定与LoongArch ELF psABI规范的描述相同： - -================= ================== =================== ========== -寄存器名 别名 用途 跨调用保持 -================= ================== =================== ========== -``$f0``-``$f7`` ``$fa0``-``$fa7`` 参数寄存器 否 -``$f0``-``$f1`` ``$fv0``-``$fv1`` 返回值 否 -``$f8``-``$f23`` ``$ft0``-``$ft15`` 临时寄存器 否 -``$f24``-``$f31`` ``$fs0``-``$fs7`` 静态寄存器 是 -================= ================== =================== ========== - -.. note:: - 注意：在一些遗留代码中有时可能见到 ``$v0`` 和 ``$v1`` ，它们是 - ``$a0`` 和 ``$a1`` 的别名，属于已经废弃的用法。 - - -向量寄存器 ----------- - -LoongArch现有两种向量扩展： - -- 128位向量扩展LSX（全称Loongson SIMD eXtention）， -- 256位向量扩展LASX（全称Loongson Advanced SIMD eXtention）。 - -LSX使用 ``$v0`` ~ ``$v31`` 向量寄存器，而LASX则使用 ``$x0`` ~ ``$x31`` 。 - -浮点寄存器和向量寄存器是复用的，比如：在一个实现了LSX和LASX的核上， ``$x0`` 的 -低128位与 ``$v0`` 共用， ``$v0`` 的低64位与 ``$f0`` 共用，其他寄存器依此类推。 - -控制状态寄存器 --------------- - -控制状态寄存器只能在特权模式（PLV0）下访问: - -================= ==================================== ========== -地址 全称描述 简称 -================= ==================================== ========== -0x0 当前模式信息 CRMD -0x1 异常前模式信息 PRMD -0x2 扩展部件使能 EUEN -0x3 杂项控制 MISC -0x4 异常配置 ECFG -0x5 异常状态 ESTAT -0x6 异常返回地址 ERA -0x7 出错(Faulting)虚拟地址 BADV -0x8 出错(Faulting)指令字 BADI -0xC 异常入口地址 EENTRY -0x10 TLB索引 TLBIDX -0x11 TLB表项高位 TLBEHI -0x12 TLB表项低位0 TLBELO0 -0x13 TLB表项低位1 TLBELO1 -0x18 地址空间标识符 ASID -0x19 低半地址空间页全局目录基址 PGDL -0x1A 高半地址空间页全局目录基址 PGDH -0x1B 页全局目录基址 PGD -0x1C 页表遍历控制低半部分 PWCL -0x1D 页表遍历控制高半部分 PWCH -0x1E STLB页大小 STLBPS -0x1F 缩减虚地址配置 RVACFG -0x20 CPU编号 CPUID -0x21 特权资源配置信息1 PRCFG1 -0x22 特权资源配置信息2 PRCFG2 -0x23 特权资源配置信息3 PRCFG3 -0x30+n (0≤n≤15) 数据保存寄存器 SAVEn -0x40 定时器编号 TID -0x41 定时器配置 TCFG -0x42 定时器值 TVAL -0x43 计时器补偿 CNTC -0x44 定时器中断清除 TICLR -0x60 LLBit相关控制 LLBCTL -0x80 实现相关控制1 IMPCTL1 -0x81 实现相关控制2 IMPCTL2 -0x88 TLB重填异常入口地址 TLBRENTRY -0x89 TLB重填异常出错(Faulting)虚地址 TLBRBADV -0x8A TLB重填异常返回地址 TLBRERA -0x8B TLB重填异常数据保存 TLBRSAVE -0x8C TLB重填异常表项低位0 TLBRELO0 -0x8D TLB重填异常表项低位1 TLBRELO1 -0x8E TLB重填异常表项高位 TLBEHI -0x8F TLB重填异常前模式信息 TLBRPRMD -0x90 机器错误控制 MERRCTL -0x91 机器错误信息1 MERRINFO1 -0x92 机器错误信息2 MERRINFO2 -0x93 机器错误异常入口地址 MERRENTRY -0x94 机器错误异常返回地址 MERRERA -0x95 机器错误异常数据保存 MERRSAVE -0x98 高速缓存标签 CTAG -0x180+n (0≤n≤3) 直接映射配置窗口n DMWn -0x200+2n (0≤n≤31) 性能监测配置n PMCFGn -0x201+2n (0≤n≤31) 性能监测计数器n PMCNTn -0x300 内存读写监视点整体控制 MWPC -0x301 内存读写监视点整体状态 MWPS -0x310+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置1 MWPnCFG1 -0x311+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置2 MWPnCFG2 -0x312+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置3 MWPnCFG3 -0x313+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置4 MWPnCFG4 -0x380 取指监视点整体控制 FWPC -0x381 取指监视点整体状态 FWPS -0x390+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置1 FWPnCFG1 -0x391+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置2 FWPnCFG2 -0x392+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置3 FWPnCFG3 -0x393+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置4 FWPnCFG4 -0x500 调试寄存器 DBG -0x501 调试异常返回地址 DERA -0x502 调试数据保存 DSAVE -================= ==================================== ========== - -ERA，TLBRERA，MERRERA和DERA有时也分别称为EPC，TLBREPC，MERREPC和DEPC。 - -基础指令集 -========== - -指令格式 --------- - -LoongArch的指令字长为32位，一共有9种基本指令格式（以及一些变体）: - -=========== ========================== -格式名称 指令构成 -=========== ========================== -2R Opcode + Rj + Rd -3R Opcode + Rk + Rj + Rd -4R Opcode + Ra + Rk + Rj + Rd -2RI8 Opcode + I8 + Rj + Rd -2RI12 Opcode + I12 + Rj + Rd -2RI14 Opcode + I14 + Rj + Rd -2RI16 Opcode + I16 + Rj + Rd -1RI21 Opcode + I21L + Rj + I21H -I26 Opcode + I26L + I26H -=========== ========================== - -Opcode是指令操作码，Rj和Rk是源操作数（寄存器），Rd是目标操作数（寄存器），Ra是 -4R-type格式特有的附加操作数（寄存器）。I8/I12/I16/I21/I26分别是8位/12位/16位/ -21位/26位的立即数。其中较长的21位和26位立即数在指令字中被分割为高位部分与低位 -部分，所以你们在这里的格式描述中能够看到I21L/I21H和I26L/I26H这样带后缀的表述。 - -指令列表 --------- - -为了简便起见，我们在此只罗列一下指令名称（助记符），需要详细信息请阅读 -:ref:`参考文献 <loongarch-references-zh_CN>` 中的文档。 - -1. 算术运算指令:: - - ADD.W SUB.W ADDI.W ADD.D SUB.D ADDI.D - SLT SLTU SLTI SLTUI - AND OR NOR XOR ANDN ORN ANDI ORI XORI - MUL.W MULH.W MULH.WU DIV.W DIV.WU MOD.W MOD.WU - MUL.D MULH.D MULH.DU DIV.D DIV.DU MOD.D MOD.DU - PCADDI PCADDU12I PCADDU18I - LU12I.W LU32I.D LU52I.D ADDU16I.D - -2. 移位运算指令:: - - SLL.W SRL.W SRA.W ROTR.W SLLI.W SRLI.W SRAI.W ROTRI.W - SLL.D SRL.D SRA.D ROTR.D SLLI.D SRLI.D SRAI.D ROTRI.D - -3. 位域操作指令:: - - EXT.W.B EXT.W.H CLO.W CLO.D SLZ.W CLZ.D CTO.W CTO.D CTZ.W CTZ.D - BYTEPICK.W BYTEPICK.D BSTRINS.W BSTRINS.D BSTRPICK.W BSTRPICK.D - REVB.2H REVB.4H REVB.2W REVB.D REVH.2W REVH.D BITREV.4B BITREV.8B BITREV.W BITREV.D - MASKEQZ MASKNEZ - -4. 分支转移指令:: - - BEQ BNE BLT BGE BLTU BGEU BEQZ BNEZ B BL JIRL - -5. 访存读写指令:: - - LD.B LD.BU LD.H LD.HU LD.W LD.WU LD.D ST.B ST.H ST.W ST.D - LDX.B LDX.BU LDX.H LDX.HU LDX.W LDX.WU LDX.D STX.B STX.H STX.W STX.D - LDPTR.W LDPTR.D STPTR.W STPTR.D - PRELD PRELDX - -6. 原子操作指令:: - - LL.W SC.W LL.D SC.D - AMSWAP.W AMSWAP.D AMADD.W AMADD.D AMAND.W AMAND.D AMOR.W AMOR.D AMXOR.W AMXOR.D - AMMAX.W AMMAX.D AMMIN.W AMMIN.D - -7. 栅障指令:: - - IBAR DBAR - -8. 特殊指令:: - - SYSCALL BREAK CPUCFG NOP IDLE ERTN(ERET) DBCL(DBGCALL) RDTIMEL.W RDTIMEH.W RDTIME.D - ASRTLE.D ASRTGT.D - -9. 特权指令:: - - CSRRD CSRWR CSRXCHG - IOCSRRD.B IOCSRRD.H IOCSRRD.W IOCSRRD.D IOCSRWR.B IOCSRWR.H IOCSRWR.W IOCSRWR.D - CACOP TLBP(TLBSRCH) TLBRD TLBWR TLBFILL TLBCLR TLBFLUSH INVTLB LDDIR LDPTE - -虚拟内存 -======== - -LoongArch可以使用直接映射虚拟内存和分页映射虚拟内存。 - -直接映射虚拟内存通过CSR.DMWn（n=0~3）来进行配置，虚拟地址（VA）和物理地址（PA） -之间有简单的映射关系:: - - VA = PA + 固定偏移 - -分页映射的虚拟地址（VA）和物理地址（PA）有任意的映射关系，这种关系记录在TLB和页 -表中。LoongArch的TLB包括一个全相联的MTLB（Multiple Page Size TLB，多样页大小TLB） -和一个组相联的STLB（Single Page Size TLB，单一页大小TLB）。 - -缺省状态下，LA32的整个虚拟地址空间配置如下： - -============ =========================== =========================== -区段名 地址范围 属性 -============ =========================== =========================== -``UVRANGE`` ``0x00000000 - 0x7FFFFFFF`` 分页映射, 可缓存, PLV0~3 -``KPRANGE0`` ``0x80000000 - 0x9FFFFFFF`` 直接映射, 非缓存, PLV0 -``KPRANGE1`` ``0xA0000000 - 0xBFFFFFFF`` 直接映射, 可缓存, PLV0 -``KVRANGE`` ``0xC0000000 - 0xFFFFFFFF`` 分页映射, 可缓存, PLV0 -============ =========================== =========================== - -用户态（PLV3）只能访问UVRANGE，对于直接映射的KPRANGE0和KPRANGE1，将虚拟地址的第 -30~31位清零就等于物理地址。例如：物理地址0x00001000对应的非缓存直接映射虚拟地址 -是0x80001000，而其可缓存直接映射虚拟地址是0xA0001000。 - -缺省状态下，LA64的整个虚拟地址空间配置如下： - -============ ====================== ================================== -区段名 地址范围 属性 -============ ====================== ================================== -``XUVRANGE`` ``0x0000000000000000 - 分页映射, 可缓存, PLV0~3 - 0x3FFFFFFFFFFFFFFF`` -``XSPRANGE`` ``0x4000000000000000 - 直接映射, 可缓存 / 非缓存, PLV0 - 0x7FFFFFFFFFFFFFFF`` -``XKPRANGE`` ``0x8000000000000000 - 直接映射, 可缓存 / 非缓存, PLV0 - 0xBFFFFFFFFFFFFFFF`` -``XKVRANGE`` ``0xC000000000000000 - 分页映射, 可缓存, PLV0 - 0xFFFFFFFFFFFFFFFF`` -============ ====================== ================================== - -用户态（PLV3）只能访问XUVRANGE，对于直接映射的XSPRANGE和XKPRANGE，将虚拟地址的第 -60~63位清零就等于物理地址，而其缓存属性是通过虚拟地址的第60~61位配置的（0表示强序 -非缓存，1表示一致可缓存，2表示弱序非缓存）。 - -目前，我们仅用XKPRANGE来进行直接映射，XSPRANGE保留给以后用。 - -此处给出一个直接映射的例子：物理地址0x00000000_00001000的强序非缓存直接映射虚拟地址 -（在XKPRANGE中）是0x80000000_00001000，其一致可缓存直接映射虚拟地址（在XKPRANGE中） -是0x90000000_00001000，而其弱序非缓存直接映射虚拟地址（在XKPRANGE中）是0xA0000000_ -00001000。 - -Loongson与LoongArch的关系 -========================= - -LoongArch是一种RISC指令集架构（ISA），不同于现存的任何一种ISA，而Loongson（即龙 -芯）是一个处理器家族。龙芯包括三个系列：Loongson-1（龙芯1号）是32位处理器系列， -Loongson-2（龙芯2号）是低端64位处理器系列，而Loongson-3（龙芯3号）是高端64位处理 -器系列。旧的龙芯处理器基于MIPS架构，而新的龙芯处理器基于LoongArch架构。以龙芯3号 -为例：龙芯3A1000/3B1500/3A2000/3A3000/3A4000都是兼容MIPS的，而龙芯3A5000（以及将 -来的型号）都是基于LoongArch的。 - -.. _loongarch-references-zh_CN: - -参考文献 -======== - -Loongson官方网站（龙芯中科技术股份有限公司）： - - http://www.loongson.cn/ - -Loongson与LoongArch的开发者网站（软件与文档资源）： - - http://www.loongnix.cn/ - - https://github.com/loongson/ - - https://loongson.github.io/LoongArch-Documentation/ - -LoongArch指令集架构的文档： - - https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-Vol1-v1.00-CN.pdf （中文版） - - https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-Vol1-v1.00-EN.pdf （英文版） - -LoongArch的ELF psABI文档： - - https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-ELF-ABI-v1.00-CN.pdf （中文版） - - https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-ELF-ABI-v1.00-EN.pdf （英文版） - -Loongson与LoongArch的Linux内核源码仓库： - - https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/chenhuacai/linux-loongson.git |