ESP32-P4 支持哪些 RISC-V 汇编指令?
RISC-V 采用模块化设计，指令集由多个扩展模块组成，最常见的包括：
- I（Integer）—— 基础整数指令集（所有 RISC-V 处理器必备）。
- M（Multiply/Divide）—— 乘法和除法指令。
- A（Atomic）—— 原子操作指令。
- F（Single-Precision Floating Point）—— 单精度浮点数指令。
- D（Double-Precision Floating Point）—— 双精度浮点数指令。
- V（Vector）—— 向量计算指令（类似于 SIMD）。
- Zfh（Half-Precision Floating Point）—— 半精度浮点数（FP16）。
- P（Packed SIMD）—— 专门用于 DSP 和 AI 计算的指令。
RISC-V 官网参考
RISCV_ISA_MANUAL 手册仓库
根据 ESP32-P4 文档的说明，它支持以下 RISC-V 汇编指令集：
RV32I M A F C Zc
1. 标准 RISC-V 指令扩展
| 扩展 | 说明 | 影响的指令 |
|---|---|---|
| RV32I | 基础整数指令集 | add, sub, mul, lw, sw, beq, bne, jal, jr 等 |
| M | 乘法和除法 | mul, mulh, mulhsu, mulhu, div, divu, rem, remu |
| A | 原子指令 | lr.w, sc.w, amoswap.w, amoadd.w, amoxor.w, amoand.w 等 |
| F | 单精度浮点运算 | fadd.s, fsub.s, fmul.s, fdiv.s, fsqrt.s, fmadd.s, fnmsub.s |
| C | 压缩指令集 | c.add, c.sw, c.lw, c.j, c.jr, c.beqz, c.bnez 等 |
| Zc | 额外压缩指令（C 扩展增强） | c.addw, c.subw, c.lbu, c.lhu, c.sb, c.sh, c.swsp 等 |
2. ESP32-P4 的自定义扩展指令
(1) Xhwlp（硬件循环优化指令）
- 用于降低循环体中的指令数量，可以减少分支和跳转，提高性能。
- 可能包括：
lp.setup（硬件循环初始化）lp.start（循环开始）lp.end（循环结束）
(2) Xai（AI & DSP 专用指令）
- 向量运算支持（128-bit SIMD 处理）
- 8 个 128-bit 位宽通用寄存器
- 支持以下 SIMD 操作：
- 算术运算：
vadd,vsub,vmul,vmax,vmin,vsra - 累加操作：
vmacc（向量乘加），vnmsac（向量负乘加） - 比较：
vcmpeq,vcmpgt,vcmpge - 移位：
vsll,vsrl,vsra - 数据加载/存储：
vlw,vsw,vld,vst - 非对齐数据支持（可能使用
vlwu,vswu进行非对齐加载存储）
- 算术运算：
3. 代码示例
在 ESP32-P4 上的循环优化：
lp.setup x1, 10, loop_start # 设置循环，循环 10 次
loop_start:
add x3, x3, x4 # x3 += x4
lp.end # 结束循环
使用 SIMD 进行向量加法：
vld v0, (x1) # 加载 128-bit 向量
vld v1, (x2) # 加载另一个 128-bit 向量
vadd v2, v0, v1 # 向量加法
vst v2, (x3) # 存储计算结果
4. 如何确认 CPU 支持的指令
用 GCC 交叉编译：
riscv32-esp-elf-gcc -march=rv32imafczc_xhwlp_xai -c test.S
如果某条指令不被支持，编译器会报错。
5. 结论
ESP32-P4 支持：
- RISC-V 标准指令：RV32IMAFCZc
- 额外优化：
- Xhwlp（硬件循环优化指令）
- Xai（AI & DSP 指令，支持 128-bit SIMD 运算）
这些扩展可以 加速 DSP 和 AI 计算，特别是 FFT、矩阵运算、信号处理 等应用。