向量ALU运算（上）

向量ALU运算（上）

向量ALU指令（VALU）对64个线程中的每个线程的数据，执行算术或逻辑运算，并将结果写回VGPR、SGPR或EXEC掩码。

1. 微码编码

大多数VALU指令有两种编码：VOP3的64位和32位两种。使用64位指令并具有全方位的功能，使用32位编码中提供了一组有限的功能。一些指令仅在VOP3编码中可用。

当指令有两种微码格式时，由用户决定使用哪种。建议尽可能使用32位编码。

微码编码如下所示。

VOP2用于具有两个输入和一个向量目标的指令。带有进位的指令隐式地将进位写入VCC寄存器，如图5-14所示。

 

图5-14 VOP2用于具有两个输入和一个向量目标的指令

VOP1用于没有输入或只有一个输入和一个目的地的指令，如图5-15所示。

 

图5-15 VOP1用于没有输入或只有一个输入和一个目的地的指令

VOPC用于比较说明，如图5-16所示。

 

图5-16 VOPC用于比较说明

VOP3适用于最多有三个输入、输入修饰符（否定和绝对值）和输出修饰符的指令。VOP3有两种形式：一种使用标量目标字段（仅用于div_scale、整数加减）；这被指定为VOP3b。所有其他指令都使用通用格式，即VOP3a。如图5-17所示。

 

图5-17 VOP3有两种形式：标量目标字段VOP3b和通用格式VOP3a

任何32位微码格式，都可以使用32位文字常量，但不能使用VOP3。

VOP3P用于使用打包数学的指令：对一对输入值执行操作，这些输入值打包到每个操作数的高16位和低16位中。将两个16位结果作为两个打包值写入单个VGPR。

 

图5-18 VOP3P用于使用打包数学的指令

2. 缓冲区寻址

缓冲区是内存中的一种数据结构，用索引和偏移量进行寻址。索引指向特定的步长字节记录，偏移量是记录字节偏移量，见表5-6。步幅来自资源，索引来自VGPR（或零），偏移来自SGPR或VGPR，也来自指令本身，见表5-7。

表5-6 用于寻址的缓冲指令字段

字段	大小	说明
inst_offset	12	指令的字面字节偏移量
inst_idxen	1	布尔值：为真时从VGPR获取索引，为假时不获取索引
inst_offen	1	布尔值：为真时从VGPR获取偏移量，为假时不获取偏移量。inst_offset是存在的，与这个位无关

表5-7 来自GPR的地址组件

字段	大小	说明
SGPR_offset	32	地址的无符号字节偏移量。来自SGPR或M0
VGPR_offset	32	可选的无符号字节偏移量。它是每个线程的，来自VGPR
VGPR_index	32	一个可选的索引值。它是每个线程的，来自VGPR

最终缓冲存储器地址由三部分组成：

1）缓冲区资源的基址（V#）。

2）SGPR的偏移。

3）缓冲区偏移量的计算方式不同，具体取决于缓冲区是线性寻址（简单的结构数组计算）还是混乱的。