前言：
本笔记是基于对RISC-V DSP扩展指令集文档总结的，《P-ext-proposal.pdf》文档的关键内容如下：
主要介绍了RISC-V的P扩展指令集及其相关细节。
首先，对P扩展指令进行了概述，并列出了其与其他扩展重复的指令。
接着，详细描述了P扩展的子集，包括Zbpbo扩展和Zpn扩展（适用于RV32和RV64）的指令。
此外，还提供了仅适用于RV64的详细指令描述。
文档还介绍了新的用户控制和状态寄存器，并提供了指令编码表。最后，列出了因RVB重叠而被移除的指令。
这份文档为RISC-V的P扩展指令集提供了全面而详细的信息，包括指令的描述、编码、以及与其他扩展的关系。这对于理解、开发和优化基于RISC-V架构的系统非常有价值。同时，文档也提醒了开发者在使用P扩展时需要注意的兼容性和优化问题。
1. 介绍
数字信号处理（DSP）已成为现代电子系统的重要技术。广泛的现代应用利用DSP算法解决特定领域的问题，包括传感器融合、伺服电机控制、音频解码/编码、语音合成和编码、MPEG4解码、医学成像、计算机视觉、嵌入式控制、机器人、人机交互等。
提出的P指令集扩展提高了RISC-V CPU IP产品的DSP算法处理能力。通过添加RISC-V P指令集扩展，RISC-V CPU现在可以以更低的功耗和更高的性能运行这些各种DSP应用程序。
2. 缩写定义和术语
2.1 缩写定义
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r.H == rH1: r[31:16]，r.L == r.H0: r[15:0]
- r.H 表示寄存器的高 16 位（位 31 到 16），等同于 rH1。
- r.L 表示寄存器的低 16 位（位 15 到 0），等同于 r.H0。
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r.B3: r[31:24]，r.B2: r[23:16]，r.B1: r[15:8]，r.B0: r[7:0]
- r.B3 到 r.B0 分别表示从高位到低位的 8 位段。
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r.B[x]: r[(x8+7):(x8+0)]
- r.B[x] 表示从第 x 个 8 位段开始的 8 位数据。
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r.H[x]: r[(x16+15):(x16+0)]
- r.H[x] 表示从第 x 个 16 位段开始的 16 位数据。
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r.W[x]: r[(x32+31):(x32+0)]
- r.W[x] 表示从第 x 个 32 位段开始的 32 位数据。
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r.D[x]: r[(x64+63):(x64+0)]
- r.D[x] 表示从第 x 个 64 位段开始的 64 位数据。
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r[xU]: 64 位数的上 32 位；xU 代表包含此上部分 32 位值的 GPR（通用寄存器）编号。
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r[xL]: 64 位数的下 32 位；xL 代表包含此下部分 32 位值的 GPR 编号。
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r[xU].r[xL]: 由一对 GPR 形成的 64 位数。
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s>>: 有符号算术右移。
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u>>: 无符号逻辑右移。
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u<<: 逻辑左移，从右侧移入 0。
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SAT.Qn(): 饱和至 [-2n, 2n-1] 范围内，若发生饱和，则设置 OV 标志。
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SAT.Um(): 饱和至 [0, 2m-1] 范围内，若发生饱和，则设置 OV 标志。
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ROUND(): 表示“四舍五入”，即向最高有效位加 1。
这些缩写定义和术语提供了对特定指令集或处理器架构中使用的寄存器和操作的简化表示。它们通常用于硬件描述语言、汇编语言或低级编程中，以简化复杂操作和提高代码可读性。
2.2. 术语
• Q格式（Qm.n）：它描述了一个有符号的二进制定点数格式。“m”是包括符号位和整数位在内的位数，位于假想的二进制点之前，而“n”是跟随其后的分数位数。这种表示法代表一个在-2^(m-1)（包含）和2^(m-1)（不包含）范围内的有符号二进制定点值，该范围内有2^(m+n)个唯一值。例如，Q1.15表示一个在-1（包含）和1（不包含）范围内的数，该范围内有65536个唯一值。
• Qn：Q1.n的缩写格式。例如，Q7，Q15，Q31，Q63。
• Um：它表示一个无符号的二进制数，范围在0到（2^m）-1之间。
3. RISC-V P 扩展指令
3.1. SIMD 数据处理指令
3.1.1. 16位加法和减法指令
基于32位字元素内的两种16位算术运算类型的组合，SIMD 16位加/减指令可以分为6个主要类别：加法（两个16位加法）、减法（两个16位减法）、交叉加和减（一个加法和一个减法）、交叉减和加（一个减法和一个加法）、直接加和减（一个加法和一个减法）以及直接减和加（一个减法和一个加法）。
基于处理溢出条件的方式，SIMD 16位加/减指令可以分为5组：环绕（丢弃溢出）、有符号减半（通过丢弃最低有效位来保留溢出）、无符号减半、有符号饱和（剪裁溢出）和无符号饱和。
3.1.2. 8位加法和减法指令
基于32位字元素内四个8位算术运算的类型，SIMD 8位加/减指令可以分为两大类别：加法（执行四个8位加法）和减法（执行四个8位减法）。
根据有符号或无符号运算中处理溢出条件的方式，SIMD 8位加/减指令又可以进一步分为五组：环绕（即丢弃溢出部分）、有符号减半（通过丢弃最低有效位来保留溢出）、无符号减半、有符号饱和（通过剪裁来处理溢出）和无符号饱和。
3.1.3. 16位移位指令
Table 3. SIMD 16-bit Shift Instructions
3.1.4. 8位移位指令
Table 4. SIMD 8-bit Shift Instructions
3.1.5. 16位比较指令
Table 5. SIMD 16-bit Compare Instructions
3.1.6. 8位比较指令
Table 6. SIMD 8-bit Compare Instructions
3.1.7. 16位乘法指令
Table 7. SIMD 16-bit Multiply Instructions
3.1.8. 8位乘法指令
Table 8. SIMD 8-bit Multiply Instructions
3.1.9. 16位其他指令
Table 9. SIMD 16-bit Miscellaneous Instructions
3.1.10. 8位其他指令
Table 10. SIMD 8-bit Miscellaneous Instructions
3.1.11. 8位解压指令
Table 10. SIMD 8-bit Unpacking Instructions
RISC-V DSP扩展指令集文档：