为什么RISC-V没有指令计算执行？

Question

我需要在 RISC-V 上处理 bignum 计算（加法和减法，但我将减法视为等效于有符号加法），情况有点复杂。 我从半小时的互联网研究中收集到的信息：

• RISC-V 操作不提供检查进位或溢出的方法
• 这个决定的动机是标志或其他处理它的方式给乱序微架构增加了很多复杂性。
• 相反，他们建议事后做分支
  • 对于无符号加法，可以使用单个bltu完成溢出处理。
  • 如果其中一个操作数的符号已知，则符号加法相同
  • 否则，需要执行两次检查（三个附加指令）
• 互联网上的人们对此非常愤怒（我不会在这里链接它）

据我所知，这些分支确实很好地涵盖了大多数场景，除了一个：（签名）大数加法。 因为在那里，我们在热循环中遇到了最慢的检查路径。

我对 ISA 设计知之甚少，但为什么它们不包含计算(a + b) >> 32的指令（实际上是执行）？ 有点像乘法指令也被拆分为mul和mulh 。 这将允许始终使用两条指令进行所需的计算。 更强大的微架构甚至可以检测到序列并且只进行一次加法。

我是否遗漏了一些会使该指令过时（或等同于它）的技巧？ 它有我监督的任何主要缺点吗？ 我没有找到很多关于这个一般主题的好文档。

Answer 1

add / sltu为您提供总和和进位： https://godbolt.org/z/Y7f5dzj1P显示 GCC 将其用于无符号数学： sum=a+b / carry = sum<a 。

但问题在于缺少 ILP：在add结果准备好之前， sltu无法启动。 如果您可以直接从输入中获得结转，则可以解决此问题； 好点子。 当然 add/sltu 的融合也可以解决这个问题； 也许这就是建筑师的想法。

大于 2 个 reg-width 的 bignum的另一个主要问题是使用进位进行加法（在带有进位标志和加法进位指令的 ISA 上）。 更糟糕的是，从那个 3 输入加法中得到结转。 （其中任何一部分都可以换行，因此 AFAIK 无法将其组合成一个添加和比较。这是adc的纯 C 实现的常见缺陷；对该链接答案的评论有效 C，但无法编译非常有效）。