LoongArch指令集—概况

LoongArch具有RISC指令架构的典型特征。它的指令长度固定且编码格式规整，绝大多数指令只有两个源操作数和一个目的操作数，采用load/store架构。

LoongArch采用基础部分加扩展部分的组织形式（如下图）。其中扩展部分包括：二进制翻译扩展（Loongson Binary Translation,简称LBT）、虚拟化扩展（Loongson Virtualization，简称LVZ）、向量扩展（Loongson SIMD Extension，简称LSX）和高级向量扩展（Loongson Advanced SIMD Extension，简称LASX）。

LoongArch指令集约有2000条指令，其中基础指令337条、虚拟化扩展10条、二进制翻译扩展170+、128位向量扩展700+、256位向量扩展700+。

LoongArch指令集编码格式如下图，

LoongArch指令长度固定为32位，支持如上图所示的9种类型指令，其中3 种不含立即数的格式 2R、 3R、 4R ， 6 种包含立即数的格式 2RI8、 2RI12、2RI14、 2RI16、 1RI21 和 I26。R代表通用寄存器，I代表立即数。编码中的 opcode 域用于存放指令的操作码; rd、 rj、 rk 和 ra 域用于存放寄存器号, 通常 rd 表示目的操作数寄存器, 而 rj、 rk、 ra 表示源操作数寄存器; Ixx 域用于存放指令立即数, 即立即数寻址方式下指令中给出的数。 指令中的立即数不仅作为运算型指令的源操作数, 也作为 load / store 指令中相对于基地址的地址偏移以及转移指令中转移目标的偏移量。

LoongArch指令集寻址方式支持寄存器寻址、立即数寻址、偏移量寻址、变址寻址。

寄存器寻址：操作数在通用寄存器

立即数寻址：操作数在指令里

偏移量寻址：操作数在内存，通过寄存器和偏移地址确定内存地址

变址寻址：操作数在内存，包含基址寻址和相对寻址，通过寄存器或PC的值加上指令里的地址寻址

LoongArch运行级别

LoongArch指令系统中定义了PLV0～PLV3四个权限等级，由当前模式信息控制状态寄存器（CSR.CRMD）的PLV域的值确定。在LoongArch处理器上运行的Linux操作系统，其核心态程序运行在PLV0级，用户态程序通常运行在PLV3级。

LoongArch存储模式

LoongArch架构只采用小尾端的存储方式，即最高有效字节的地址较小的是大尾端, 最低有效字节的地址较小。

如数据，0x12345678

大尾端：

小尾端：