简单讲讲RISC-V跳转指令基于具体场景的实现

背景

在 RISC-V指令集中，一共有 6 条有条件跳转指令，分别是 beq、bne、blt、bltu、bge、bgeu。如下是它们的定义与接口

=   BEQ rs1, rs2, imm

≠   BNE rs1, rs2, imm

＜  BLT rs1, rs2, imm

≥  BGE rs1, rs2, imm

< unsigned   BLTU rs1, rs2, imm

≥ unsigned  BGEU rs1, rs2, imm

场景分析

        在现代计算密集型任务的芯片架构设计中，SIMD, SIMT体系非常常见，比如我们会先把某个计算任务拆解为一系列的芯片指令，然后分配给芯片的不同core，不同thread来执行这些指令，即同一套指令，多个不同线程执行。但是某些输入数据情况下或者某个指令中只需要其中某个core或thread执行，其它则跳转到另外的分支执行，这时候我们就需要增加跳转指令来实现这个操作。

        假设指令A和指令B中间差了offset条指令，我们想要core_id%4=0的core从指令A地方往下顺序执行到指令B，而core_id%4 !=0的core则从指令A直接跳到指令B处再顺序执行剩余指令。这时候我们应该怎么写跳转指令呢？需要考虑下面两个问题：

1）在哪里加跳转指令？

当然是在指令A结束后执行跳转指令，如果符合跳转条件，就跳过A，B之间的指令。

2）怎么加跳转指令？

跳转指令实际就是判断语句，因为这个场景需要不相等时候跳转，所以用到的是BNE指令。

然后我们需要考虑BNE的指令接口：rs1, rs2, imm。BNE的这3个参数是指如果rs1 != rs2, 则传进来一个imm立即数。imm在这里对应的就是指令A,B之间的偏移指令条数offset。

接下来，根据实际场景，rs1, rs2可以是寄存器的id号，一般芯片设计中会有两种寄存器：GPR（通用寄存器）、CSR（条件状态寄存器）。我们可以通过CSR获得当前运行状态下的core_id号，通过GPR寄存器放置判断的取模数字4。

最后，跳转指令就是这样实现：

（offset在生成指令集时候得到，然后作为立即数传递给BNE指令。实际生成代码时候，可以在指令B开始位置计算一下中间跳转的offset, 然后修改到前面生成的跳转指令参数里）

BNE  src1, src2, offset

CSR[src1] = core_id,   
GPR[src2] = 4,
inst_set[core_num, inst_len] 表示当前core_id执行到第几条指令, 假设idx指到指令A位置。
翻译如下：if  CSR[src1]  != GPR[src2]inst_set[core_id, idx] =  inst_set[core_id, idx] + offset

示意图如下：