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10 指令编码

本章介绍 Hexagon 处理器指令和指令包的二进制编码。

10.1 指令

所有 Hexagon 处理器指令都以 32 位指令字编码。 指令字格式因指令类型而异。

指令字包含两种类型的位域：

• 公共字段出现在每条处理器指令中，并且在所有指令中定义相同。
• 指令特定字段仅出现在某些指令中，或者在整个指令集中定义不同。

表 10-1 列出了指令位字段。

表 10-1 指令字段

注：在某些情况下，指令特定字段用于编码指令属性，而不是表 10-1 中的字段描述的属性。
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保留位
一些指令包含当前不用于编码指令属性的保留位。 这些位应始终设置为 0，以确保与指令编码中的任何未来更改兼容。

注意 保留位在指令编码表中显示为“-”字符。
1

10.2 子指令

为了减少代码大小，Hexagon 处理器支持在单个 32 位容器中对某些指令对进行编码。 以这种方式编码的指令称为子指令，容器称为双工（第 10.3 节）。

子指令仅限于某些常用指令：

• 算术和逻辑运算
• 注册转移
• 加载和存储
• 栈帧分配/释放
• 子程序返回

表 10-2 列出了子指令以及用于对它们进行双工编码的组标识符。

子指令只能访问通用寄存器的子集（R0-R7、R16-R23）。 表 10-3 列出了子指令寄存器编码。

注意 某些子指令隐式访问诸如 SP (R29) 之类的寄存器。
1

表 10-2 子指令

表 10-3 子指令寄存器

10.3 双工

双工被编码为 32 位指令，位 [15:14] 设置为 00。组成双工的子指令（第 10.2 节）被编码为双工中的 13 位字段。

表 10-4 显示了双工的编码细节。

一个指令包可以包含一个双工指令和最多两个其他（非双工）指令。 双工必须始终作为数据包中的最后一个字出现。

双工中的子指令总是在 Slot 0 和 Slot 1 中执行。
表 10-4 双工指令

表 10-5 列出了双工 ICLASS 字段值，它们指定了双工中每个子指令的组。
表 10-5 双工 ICLASS 字段

双工具有以下分组约束：

• 常量扩展器可以将指令的立即操作数的范围扩展到 32 位（第 10.9 节）。 可以使用常量扩展器扩展以下子指令：

• Rx = add(Rx,#s7)
• Rd = #u6
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2

请注意，双工只能包含一个常量扩展指令，并且它必须出现在插槽 1 的位置。

• 如果一个双工包含两条具有相同子指令组的指令，则指令必须在双工中按如下顺序排列：当子指令被视为 13 位无符号整数值时，数值较小的值对应的指令必须在双工的插槽 1 位置进行编码。

• 子指令必须符合适用于各个指令的任何槽分配分组规则，即使存在违反这些分配的双工模式。 此规则存在一个例外：

  • jumpr R31 必须出现在 Slot 0 位置

10.4 指令类

指令类（第 3.2 节）被编码在指令字的四个最高有效位中（31:28）。 这些位被称为指令的 ICLASS 字段。

表 10-6 列出了指令类的编码值。 Slots 列指示哪些插槽可以接收指令类。

表 10-6 指令类编码

10.5 指令包

指令包使用指令字的两位编码 (15:14)，称为指令字的 Parse 字段。 字段值具有以下定义：

• “11”表示一条指令是包中的最后一条指令（即最高地址的指令字）。
• “01”或“10”表示指令不是数据包中的最后一条指令。
• “00”表示双工（第 10.3 节）

如果出现任何四个连续指令的序列而其中没有一个包含“11”或“00”，则处理器将引发错误异常（非法操作码）。

图 10-1 显示了 Parse 字段在指令字中的位置。

图 10-1 指令包编码

以下示例显示如何使用 Parse 字段对指令包进行编码：

{ A ; B}
	01 11 // Parse fields of instrs A,B
{ A ; B ; C}
	01 01 11 // Parse fields of instrs A,B,C
{ A ; B ; C ; D}
	01 01 01 11 // Parse fields of instrs A,B,C,D
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