1. 汇编环境
龙芯2E平台32位OS模式下，要使用64位寄存器可以在汇编代码里直接用，运算时使用d开头的指令(double-word, 64bit)，作用于寄存器即可。如：dadd, dsub, dmult, dmultu,ddiv, dsll, dsrl, dsra 等等。
访问存储器可以直接使用ld/sd, ldc1/sdc1
使用这些指令前，先用伪操作 .set mips3 告诉汇编器下面的指令是MIPS IV（64位指令集，兼容32位指令）中的指令。
2. C语言环境
可以内嵌汇编，在汇编中使用dadd, dsub, dmult, dmultu, ddiv, dsll, dsrl, dsra 等指令
内嵌汇编与C语言之间的数据方式要特别注意，如读取CP0 25 寄存器（64位,高低32位各为一个计数器）的值，使用如下代码，获取的高32位的值是不正确的：
long long counter;
int c0, c1;
asm(
".set mips3\n\t"
"dmfc0 %0, $25\n\t"
".set mips1\n\t"
: "=r" (counter)
);
c0 = counter;
c1 = counter >> 32;
printf("low is 0x%x\n", c0);
printf("high is 0x%x\n", c1);
可以与如下代码获取的值比较下就知道了：
unsigned int counter0, counter1;
unsigned int control;
void read_pmc()
{
__asm__ volatile (
".set mips3 \n\t"
"dmfc0 %0, $24 \n\t"
".set mips0 \n\t"
:"=r"(control)
);
__asm__ volatile (
".set mips3 \n\t"
"dmfc0 %0, $25 \n\t"
".set mips0 \n\t"
:"=r"(counter0)
);
__asm__ volatile (
".set mips3 \n\t"
"dmfc0 $8, $25 \n\t"
"dsrl %0, $8, 32 \n\t"
".set mips0 \n\t"
:"=r"(counter1)
);
}
int main()
{
read_pmc();
printf("control register is(cp0_24): 0x%016x\n", control);
printf("counter0 register is(cp0_25_low): 0x%08x\n", counter0);
printf("counter1 register is(cp0_25_high): 0x%08x\n", counter1);
}
如果一定要把CP0_25的值放在一个long long 类型的变量里，则：
long long counter;
int c0, c1;
asm(
".set mips3\n\t"
"dmfc0 %M0, $25\n\t"
"dsll %L0, %M0, 32\n\t"
"dsrl %M0, %M0, 32\n\t"
"dsrl %L0, %L0, 32\n\t"
".set mips0\n\t"
: "=r" (counter)
);
c0 = counter;
c1 = counter >> 32;
printf("low is 0x%x\n", c0);
printf("high is 0x%x\n", c1);
同样的要将一个long long的值写入,需用如下代码方能正确写入：
asm(
".set mips3\n\t"
"dsll %L0, %L0, 32\n\t"
"dsrl %L0, %L0, 32\n\t"
"dsll %M0, %M0, 32\n\t"
"or %L0, %L0, %M0\n\t"
"dmtc0 %L0, $25\n\t"
".set mips0\n\t"
::"r" (counter)
);
其中counter得定义为 long long
如果要用上面的代码写入0，则一定要这样 long long counter = 0 才可，直接传常数给他是不行的。
3. 常见问题
试看如下代码：
1 long long counter;
2 int c0, c1;
3 asm(
4 ".set mips3\n\t"
5 "dmfc0 %M0, $25\n\t"
6 "dsll %L0, %M0, 32\n\t"
7 "dsrl %M0, %M0, 32\n\t"
8 "dsrl %L0, %L0, 32\n\t"
9 ".set mips0\n\t"
10 : "=r" (counter)
11 );
12 c0 = counter;
13 c1 = counter >> 32;
14 if(c0 < 0)
15 printf("low is 0x%x\n", c0);
16 if(c1 < 0)
17 printf("high is 0x%x\n", c1);
其意图是在任何一个计数器溢出时（最高位为1，则补码表示即为负数），打印其值。
gcc 不带优化选项 -O 编译之，运行是没有问题的。
倘若加-O 编译之，运行时并非如我们所期待的行为，最高位为1时，他也不打印，逻辑关系完全错了。
这个问题我们来对比下gcc 生成的汇编码就清楚了：
不加-O 选项生成的代码为：
.set mips3
dmfc0 $3, $25
dsll $2, $3, 32
dsrl $3, $3, 32
dsrl $2, $2, 32
.set mips0
sw $2,32($fp)
sw $3,36($fp)
lw $2,32($fp)
sw $2,28($fp)
lw $4,36($fp)
lw $5,36($fp)
sra $2,$4,0
sra $3,$5,31
sw $2,24($fp)
lw $2,28($fp)
bgez $2,$L2
lw $2,%got($LC0)($28)
addiu $4,$2,%lo($LC0)
lw $5,28($fp)
lw $25,%call16(printf)($28)
jalr $25
lw $28,16($fp)
.....
加 -O 选项生成的代码为：
.set mips3
dmfc0 $17, $25
dsll $16, $17, 32
dsrl $17, $17, 32
dsrl $16, $16, 32
.set mips0
bgez $16,$L2
lw $4,%got($LC0)($28)
addiu $4,$4,%lo($LC0)
lw $25,%call16(printf)($28)
.set noreorder
.set nomacro
jalr $25
move $5,$16
.set macro
.set reorder
.....
可以看到使用 -O 时，gcc 将原两条 sra 指令合并入 dsll-dsrl-dsrl 中了，那么由dsrl 作用得到的counter0（对应$16）、counter1 （对应$17），其高32位是都为0的，如果counter0的值为 0x80000012，则此时它在$16中的全值为0x0000 0000 80000012，而按照运行于32位兼容模式下的定义，低32位的值应该高位符号扩展的，$16中的值是这样 0xffff ffff 8000 0012才表示为负数。故而在下面 bgez 判断的时候就会出现差错。
从这一点可以看到，分支转移指令的作用范围还是整个64位的。
解决的方法是将嵌入的汇编中的 dsrl 换成 dsra。
代码中的这种问题极其隐蔽，且很难发现，需要谨慎在意才是。
另外，内核中 include/asm-mips/mipsregs.h 中定义的__read_64bit_c0_split 宏就有这个问题，使用时要小心在意，因为内核编译时，是打开 -O 选项的。 |
发表于 2007-5-25 14:53
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