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 一介草民
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发布龙芯2E多媒体指令分析、测试文档
因为没有公开的多媒体指令文档，这个让要做多媒体优化的弟兄们比较郁闷
手头刚好有打了龙芯补丁的汇编器as, 于是将龙芯补丁提取出来，稍作整理，得到了龙芯扩展的指令列表：
/* godson2 extensions */
faddu, D,V,T, 0x45800000, 0xffe0003f
for, D,V,T, 0x45a00000, 0xffe0003f
fadd, D,V,T, 0x45c00000, 0xffe0003f
fdadd, D,V,T, 0x45e00000, 0xffe0003f
pavgh, D,V,T, 0x46400000, 0xffe0003f
pavgb, D,V,T, 0x46600000, 0xffe0003f
pmaxsh, D,V,T, 0x46800000, 0xffe0003f
pminsh, D,V,T, 0x46a00000, 0xffe0003f
pmaxub, D,V,T, 0x46c00000, 0xffe0003f
pminub, D,V,T, 0x46e00000, 0xffe0003f
paddsh, D,V,T, 0x47000000, 0xffe0003f
paddush, D,V,T, 0x47200000, 0xffe0003f
paddh, D,V,T, 0x47400000, 0xffe0003f
paddw, D,V,T, 0x47600000, 0xffe0003f
paddsb, D,V,T, 0x47800000, 0xffe0003f
paddusb, D,V,T, 0x47a00000, 0xffe0003f
paddb, D,V,T, 0x47c00000, 0xffe0003f
paddd, D,V,T, 0x47e00000, 0xffe0003f
fsubu, D,V,T, 0x45800001, 0xffe0003f
pasubub, D,V,T, 0x45a00001, 0xffe0003f
fsub, D,V,T, 0x45c00001, 0xffe0003f
fdsub, D,V,T, 0x45e00001, 0xffe0003f
pcmpeqw, D,V,T, 0x46400001, 0xffe0003f
pcmpgtw, D,V,T, 0x46600001, 0xffe0003f
pcmpeqh, D,V,T, 0x46800001, 0xffe0003f
pcmpgth, D,V,T, 0x46a00001, 0xffe0003f
pcmpeqb, D,V,T, 0x46c00001, 0xffe0003f
pcmpgtb, D,V,T, 0x46e00001, 0xffe0003f
psubsh, D,V,T, 0x47000001, 0xffe0003f
psubush, D,V,T, 0x47200001, 0xffe0003f
psubh, D,V,T, 0x47400001, 0xffe0003f
psubw, D,V,T, 0x47600001, 0xffe0003f
psubsb, D,V,T, 0x47800001, 0xffe0003f
psubusb, D,V,T, 0x47a00001, 0xffe0003f
psubb, D,V,T, 0x47c00001, 0xffe0003f
psubd, D,V,T, 0x47e00001, 0xffe0003f
fsll, D,V,T, 0x45800002, 0xffe0003f
fdsll, D,V,T, 0x45a00002, 0xffe0003f
pextrh, D,V,T, 0x45c00002, 0xffe0003f
pmaddhw, D,V,T, 0x45e00002, 0xffe0003f
psllw, D,V,T, 0x46400002, 0xffe0003f
psllh, D,V,T, 0x46600002, 0xffe0003f
pmullh, D,V,T, 0x46800002, 0xffe0003f
pmulhh, D,V,T, 0x46a00002, 0xffe0003f
pmuluw, D,V,T, 0x46c00002, 0xffe0003f
pmulhuh, D,V,T, 0x46e00002, 0xffe0003f
pshufh, D,V,T, 0x47000002, 0xffe0003f
packsswh, D,V,T, 0x47200002, 0xffe0003f
packsshb, D,V,T, 0x47400002, 0xffe0003f
packushb, D,V,T, 0x47600002, 0xffe0003f
fxor, D,V,T, 0x47800002, 0xffe0003f
fnor, D,V,T, 0x47a00002, 0xffe0003f
fand, D,V,T, 0x47c00002, 0xffe0003f
pandn, D,V,T, 0x47e00002, 0xffe0003f
fsrl, D,V,T, 0x45800003, 0xffe0003f
fdsrl, D,V,T, 0x45a00003, 0xffe0003f
fsra, D,V,T, 0x45c00003, 0xffe0003f
fdsra, D,V,T, 0x45e00003, 0xffe0003f
psrlw, D,V,T, 0x46400003, 0xffe0003f
psrlh, D,V,T, 0x46600003, 0xffe0003f
psraw, D,V,T, 0x46800003, 0xffe0003f
psrah, D,V,T, 0x46a00003, 0xffe0003f
punpcklwd, D,V,T, 0x46c00003, 0xffe0003f
punpckhwd, D,V,T, 0x46e00003, 0xffe0003f
punpcklhw, D,V,T, 0x47000003, 0xffe0003f
punpckhhw, D,V,T, 0x47200003, 0xffe0003f
punpcklbh, D,V,T, 0x47400003, 0xffe0003f
punpckhbh, D,V,T, 0x47600003, 0xffe0003f
pinsrh_0, D,V,T, 0x47800003, 0xffe0003f
pinsrh_1, D,V,T, 0x47a00003, 0xffe0003f
pinsrh_2, D,V,T, 0x47c00003, 0xffe0003f
pinsrh_3, D,V,T, 0x47e00003, 0xffe0003f
fseq, S,T, 0x46800032, 0xffe007ff
fseq1, S,T, 0x46a00032, 0xffe007ff
fsltu, S,T, 0x4680003c, 0xffe007ff
fslt, S,T, 0x46a0003c, 0xffe007ff
fsleu, S,T, 0x4680003e, 0xffe007ff
fsle, S,T, 0x46a0003e, 0xffe007ff
biadd, D,V, 0x46800005, 0xffff003f
pmovmskb, D,V, 0x46a00005, 0xffff003f
/* godson2 paired single */
add.gps, D,V,T, 0x45600000, 0xffe0003f
sub.gps, D,V,T, 0x45600001, 0xffe0003f
mul.gps, D,V,T, 0x45600002, 0xffe0003f
abs.gps, D,V, 0x45600005, 0xffff003f
mov.gps, D,S, 0x45600006, 0xffff003f
neg.gps, D,V, 0x45600007, 0xffff003f
c.f.gps, S,T, 0x45600030, 0xffe007ff
c.un.gps, S,T, 0x45600031, 0xffe007ff
c.eq.gps, S,T, 0x45600032, 0xffe007ff
c.ueq.gps, S,T, 0x45600033, 0xffe007ff
c.olt.gps, S,T, 0x45600034, 0xffe007ff
c.ult.gps, S,T, 0x45600035, 0xffe007ff
c.ole.gps, S,T, 0x45600036, 0xffe007ff
c.ule.gps, S,T, 0x45600037, 0xffe007ff
c.sf.gps, S,T, 0x45600038, 0xffe007ff
c.ngle.gps, S,T, 0x45600039, 0xffe007ff
c.seq.gps, S,T, 0x4560003a, 0xffe007ff
c.ngl.gps, S,T, 0x4560003b, 0xffe007ff
c.lt.gps, S,T, 0x4560003c, 0xffe007ff
c.nge.gps, S,T, 0x4560003d, 0xffe007ff
c.le.gps, S,T, 0x4560003e, 0xffe007ff
c.ngt.gps, S,T, 0x4560003f 0xffe007ff
于是边假设，边测试就有了这个文档。 看过MMX， SSE的兄弟应该对前面80条指令的大部分很眼熟的。
文档涵盖80条整型多媒体指令，尚有22条双单精度指令（Paired-Singl, 同时操作2个单精度浮点数）没有一一测试，因为
这些在一般的多媒体优化中用的较少，以后再熟悉吧。
文档附带了一些多媒体指令编程的小技巧，以Tips的条目形式列出。对多媒体中指令中的一些重要概念做了概要的说明。
文档从程序员的角度出发写的，不太喜欢一堆罗嗦的文字, 一些指令的操作一部分用图形示意，复杂点的就用伪代码表示了：）
因为很多指令实现的MMX的思想，对类MMX一看就知道的就没有去测试，绝大部分指令经测试，所有用到的测试程序在这里找： http://people.openrays.org/~comcat/ 有疑问的可以自己再测测。
可以供在龙芯平台做多媒体优化的兄弟参考.
文档共63页.
下载链接： http://people.openrays.org/~comcat/mydoc/godson2e.mmi.pdf
另： fadd 的问题（详见文档描述）已经得到龙梦方面的回帖：
http://www.lemote.com/bbs/viewthread.php?tid=3057&extra=page%3D1
CODE:
确实有问题，我已经去问做ＡＬＵ的人了；这里可能是个ｂｕｇ。龙芯２E在64位、３２位的问题处理上和MIPS R4000并不完全一样，没有一个模式位，因此６４位的指令也可以在32位下自由使用，但这样做可能引起一些意想不到的问题。
add的问题，有可能是因为0x0000 0000 ffff fffe高位为０，导致溢出判断逻辑出问题。正常情况-2应该是0xffff ffff ffff fffe，纯３２位的操作不会出现前面那种数据。
建议用addu指令，彻底避免溢出例外；记得一般mips编译器也不产生add指令。
要使用该指令的兄弟要注意, 尽量避免使用 fadd。
龙梦方面的最新回复：
CODE:
MIPS指令集定义中关于add指令的描述有一段是这样的:
Restrictions:
On 64-bit processors, if either GPR rt or GPR rs do not contain sign-extended 32-bit
values (bits 63..31 equal), then the result of the operation is undefined.
因此这个不是一个bug，已经和相关人员确认过了。
这样看来，因为fadd的操作对象是64位多媒体(浮点)寄存器（MMR/FPR)，而fadd只对低32位执行加运算，如果要使用fadd的话，则程序员将负数从GPR移入MMR时，要对其进行符号扩展。否则程序会异常退出。这个只对运行于32位模式下的龙芯2E而言, 64位模式下的龙芯2E就不会有该问题.
如上面的测试程序中操作数 0x0000 0000 ffff fffe(-2)要扩展为0xffff ffff ffff fffe 方可无事。
[ 此贴被comcat在2006-12-21 17:00重新编辑 ]
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行到水穷处，坐看云起时
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Posted: 2006-12-20 18:17 |
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