4.1. 运算指令

运算指令包括算术运算指令（加、减、乘、除）、逻辑运算指令（与、或、或非、异或等）、条件赋值指令、移位运算指令（逻辑左移、逻辑右移、算术右移、循环移位等），以及位操作指令（位提取、位替换、半字逆序等）。这类指令在汇编语言中使用非常频繁，下面按类别进行介绍。

4.1.1. 算术运算指令

算术运算指令用于完成加法、减法、乘法、除法、取余、立即数加载、带移位加法等操作。在LA64架构中，运算指令会区分32位操作数和64位操作数。对于长度小于32位的字节（Byte）和半字（Short）类型算术运算，通常可以安全选用32位或64位算术指令。LoongArch算术运算指令如表3-1所示。

表3-1中，rd表示目的寄存器，rj和rk表示两个源寄存器。一般情况下，rd、rj、rk都可以是通用寄存器r0~r31中的任意一个。si12表示12位有符号立即数，si16表示16位有符号立即数，sa2表示长度为2位、用于移位的有符号立即数。

Tip

表3-1中的指令，名称后缀为.d的指令仅LA64架构支持。

表3-1的乘除法指令中，指令名后缀.u表示源操作数按无符号数据类型参与运算。

4.1.2. 逻辑运算和条件赋值指令

逻辑运算指令用于对源操作数逐位执行逻辑运算，并把结果写入目的寄存器，常见功能包括逻辑与、逻辑或、逻辑异或、逻辑或非等。条件赋值指令则根据源操作数的逻辑判断结果，对目的寄存器写入指定值。LoongArch支持的逻辑运算和条件赋值指令如表3-2所示。

表3-2中，条件赋值指令slt、sltu、slti、sltui里的lt是less than的缩写，含义为“小于”。当两个源操作数满足小于关系时，目的寄存器rd写入1；否则写入0。sltu表示把源操作数视为无符号数比较，slti表示参与比较的源操作数中包含立即数。

条件赋值指令maskeqz和masknez分别表示：当源操作数rk等于0（eqz）或不等于0（nez）时，将0写入rd；条件不成立时，则把rj写入rd。

表3-2中的逻辑运算和条件赋值指令不区分源操作数数据类型。在LA32架构下，它们对32位寄存器执行运算；在LA64架构下，则对64位寄存器执行运算。下面通过示例说明具体指令的用法。

4.1.3. 移位运算指令

移位运算指令用于移动源操作数中的二进制位：按照操作符要求移动N位，并把结果写入目标位置。移位类型包括逻辑左移、逻辑右移、算术右移和循环移位（循环右移）。逻辑左移N位时，源操作数整体向高位移动，高N位丢弃，低N位补0；逻辑右移N位时，整体向低位移动，低N位丢弃，高N位补0；算术右移N位时，整体向低位移动，高N位补符号位。循环移位在这里仅包括循环右移，即把移出的低N位放到高N位，高位部分相应右移。N的取值范围由具体指令决定。LoongArch移位运算指令如表3-3所示。

使用表3-3中的指令时，需要注意32位和64位操作数对应的移位量不同。

• 32位操作数移位指令sll.w、srl.w、sra.w、rotr.w，以及带立即数的32位移位指令slli.w、srli.w、srai.w、rotri.w，移位量均为5位无符号立即数，范围为0~31。

• 64位操作数移位指令sll.d、srl.d、sra.d、rotr.d，以及带立即数的64位移位指令slli.d、srli.d、srai.d、rotri.d，移位量均为6位无符号立即数ui6，范围为0~63。

实际编程时，应根据移位量是否为常数、操作数位宽等因素选择合适的移位指令。下面将通过示例说明具体用法。

4.1.4. 位操作指令

位操作指令用于按指定规则处理源操作数中的部分二进制位，功能包括高位符号扩展、按条件计数、指定位数的数据拼接和提取、按条件逆序、指定位置替换等。LoongArch支持的位操作指令如表3-4所示。

Tip

位操作指令仅在LA64架构下支持。

表3-4中，逆序操作包括按位逆序、按字节逆序和按半字逆序，源操作数可以是32位或64位。按位逆序的指令名前缀为bitrev，按字节逆序的前缀为revb，按半字逆序的前缀为revh。执行逆序时，处理器会根据源操作数长度和逆序方式，把源操作数划分为不同操作组；具体分组可通过指令名后缀判断：.w表示源操作数为32位且按字分组，.4b表示源操作数为32位且按4字节分组，.8b表示源操作数为64位且按8字节分组，.2h表示源操作数为32位且按2个半字分组，.2w表示源操作数为64位且按2个字分组，等等。

Tip

位操作指令仅在LA64架构上支持，LA32架构没有相关位操作指令。在LA64架构上编写需要兼容LA32架构的应用程序时，需要注意这一点。