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Commit f23b225

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Documentation/zh_CN: Add basic LoongArch documentations
Add some basic documentation (zh_CN version) for LoongArch. LoongArch is a new RISC ISA, which is a bit like MIPS or RISC-V. LoongArch includes a reduced 32-bit version (LA32R), a standard 32-bit version (LA32S) and a 64-bit version (LA64). Reviewed-by: Alex Shi <[email protected]> Reviewed-by: Yanteng Si <[email protected]> Reviewed-by: Guo Ren <[email protected]> Reviewed-by: Jiaxun Yang <[email protected]> Co-developed-by: WANG Xuerui <[email protected]> Signed-off-by: WANG Xuerui <[email protected]> Signed-off-by: Huacai Chen <[email protected]>
1 parent 0ea8ce6 commit f23b225

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‎Documentation/translations/zh_CN/index.rst

Lines changed: 1 addition & 0 deletions
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@@ -171,6 +171,7 @@ TODOList:
171171
riscv/index
172172
openrisc/index
173173
parisc/index
174+
loongarch/index
174175

175176
TODOList:
176177

‎Documentation/translations/zh_CN/loongarch/features.rst

Lines changed: 8 additions & 0 deletions
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@@ -0,0 +1,8 @@
1+
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2+
3+
.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
4+
5+
:Original: Documentation/loongarch/features.rst
6+
:Translator: Huacai Chen <[email protected]>
7+
8+
.. kernel-feat:: $srctree/Documentation/features loongarch

‎Documentation/translations/zh_CN/loongarch/index.rst

Lines changed: 26 additions & 0 deletions
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@@ -0,0 +1,26 @@
1+
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2+
3+
.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
4+
5+
:Original: Documentation/loongarch/index.rst
6+
:Translator: Huacai Chen <[email protected]>
7+
8+
=================
9+
LoongArch体系结构
10+
=================
11+
12+
.. toctree::
13+
:maxdepth: 2
14+
:numbered:
15+
16+
introduction
17+
irq-chip-model
18+
19+
features
20+
21+
.. only:: subproject and html
22+
23+
Indices
24+
=======
25+
26+
* :ref:`genindex`

‎Documentation/translations/zh_CN/loongarch/introduction.rst

Lines changed: 351 additions & 0 deletions
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@@ -0,0 +1,351 @@
1+
.. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2+
3+
.. include:: ../disclaimer-zh_CN.rst
4+
5+
:Original: Documentation/loongarch/introduction.rst
6+
:Translator: Huacai Chen <[email protected]>
7+
8+
=============
9+
LoongArch介绍
10+
=============
11+
12+
LoongArch是一种新的RISC ISA，在一定程度上类似于MIPS和RISC-V。LoongArch指令集
13+
包括一个精简32位版（LA32R）、一个标准32位版（LA32S）、一个64位版（LA64）。
14+
LoongArch定义了四个特权级（PLV0~PLV3），其中PLV0是最高特权级，用于内核；而PLV3
15+
是最低特权级，用于应用程序。本文档介绍了LoongArch的寄存器、基础指令集、虚拟内
16+
存以及其他一些主题。
17+
18+
寄存器
19+
======
20+
21+
LoongArch的寄存器包括通用寄存器（GPRs）、浮点寄存器（FPRs）、向量寄存器（VRs）
22+
和用于特权模式（PLV0）的控制状态寄存器（CSRs）。
23+
24+
通用寄存器
25+
----------
26+
27+
LoongArch包括32个通用寄存器（ ``$r0`` ~ ``$r31`` ），LA32中每个寄存器为32位宽，
28+
LA64中每个寄存器为64位宽。 ``$r0`` 的内容总是固定为0，而其他寄存器在体系结构层面
29+
没有特殊功能。（ ``$r1`` 算是一个例外，在BL指令中固定用作链接返回寄存器。）
30+
31+
内核使用了一套LoongArch寄存器约定，定义在LoongArch ELF psABI规范中，详细描述参见
32+
:ref:`参考文献 <loongarch-references-zh_CN>`:
33+
34+
================= =============== =================== ==========
35+
寄存器名 别名 用途 跨调用保持
36+
================= =============== =================== ==========
37+
``$r0`` ``$zero`` 常量0 不使用
38+
``$r1`` ``$ra`` 返回地址 否
39+
``$r2`` ``$tp`` TLS/线程信息指针 不使用
40+
``$r3`` ``$sp`` 栈指针 是
41+
``$r4``-``$r11`` ``$a0``-``$a7`` 参数寄存器 否
42+
``$r4``-``$r5`` ``$v0``-``$v1`` 返回值 否
43+
``$r12``-``$r20`` ``$t0``-``$t8`` 临时寄存器 否
44+
``$r21`` ``$u0`` 每CPU变量基地址 不使用
45+
``$r22`` ``$fp`` 帧指针 是
46+
``$r23``-``$r31`` ``$s0``-``$s8`` 静态寄存器 是
47+
================= =============== =================== ==========
48+
49+
注意：``$r21``寄存器在ELF psABI中保留未使用，但是在Linux内核用于保存每CPU
50+
变量基地址。该寄存器没有ABI命名，不过在内核中称为``$u0``。在一些遗留代码
51+
中有时可能见到``$v0``和``$v1``，它们是``$a0``和``$a1``的别名，属于已经废弃
52+
的用法。
53+
54+
浮点寄存器
55+
----------
56+
57+
当系统中存在FPU时，LoongArch有32个浮点寄存器（ ``$f0`` ~ ``$f31`` ）。在LA64
58+
的CPU核上，每个寄存器均为64位宽。
59+
60+
浮点寄存器的使用约定与LoongArch ELF psABI规范的描述相同：
61+
62+
================= ================== =================== ==========
63+
寄存器名 别名 用途 跨调用保持
64+
================= ================== =================== ==========
65+
``$f0``-``$f7`` ``$fa0``-``$fa7`` 参数寄存器 否
66+
``$f0``-``$f1`` ``$fv0``-``$fv1`` 返回值 否
67+
``$f8``-``$f23`` ``$ft0``-``$ft15`` 临时寄存器 否
68+
``$f24``-``$f31`` ``$fs0``-``$fs7`` 静态寄存器 是
69+
================= ================== =================== ==========
70+
71+
注意：在一些遗留代码中有时可能见到 ``$v0`` 和 ``$v1`` ，它们是 ``$a0``
72+
和 ``$a1`` 的别名，属于已经废弃的用法。
73+
74+
75+
向量寄存器
76+
----------
77+
78+
LoongArch现有两种向量扩展：
79+
80+
- 128位向量扩展LSX（全称Loongson SIMD eXtention），
81+
- 256位向量扩展LASX（全称Loongson Advanced SIMD eXtention）。
82+
83+
LSX使用 ``$v0`` ~ ``$v31`` 向量寄存器，而LASX则使用 ``$x0`` ~ ``$x31`` 。
84+
85+
浮点寄存器和向量寄存器是复用的，比如：在一个实现了LSX和LASX的核上， ``$x0`` 的
86+
低128位与 ``$v0`` 共用， ``$v0`` 的低64位与 ``$f0`` 共用，其他寄存器依此类推。
87+
88+
控制状态寄存器
89+
--------------
90+
91+
控制状态寄存器只能在特权模式（PLV0）下访问:
92+
93+
================= ==================================== ==========
94+
地址 全称描述 简称
95+
================= ==================================== ==========
96+
0x0 当前模式信息 CRMD
97+
0x1 异常前模式信息 PRMD
98+
0x2 扩展部件使能 EUEN
99+
0x3 杂项控制 MISC
100+
0x4 异常配置 ECFG
101+
0x5 异常状态 ESTAT
102+
0x6 异常返回地址 ERA
103+
0x7 出错(Faulting)虚拟地址 BADV
104+
0x8 出错(Faulting)指令字 BADI
105+
0xC 异常入口地址 EENTRY
106+
0x10 TLB索引 TLBIDX
107+
0x11 TLB表项高位 TLBEHI
108+
0x12 TLB表项低位0 TLBELO0
109+
0x13 TLB表项低位1 TLBELO1
110+
0x18 地址空间标识符 ASID
111+
0x19 低半地址空间页全局目录基址 PGDL
112+
0x1A 高半地址空间页全局目录基址 PGDH
113+
0x1B 页全局目录基址 PGD
114+
0x1C 页表遍历控制低半部分 PWCL
115+
0x1D 页表遍历控制高半部分 PWCH
116+
0x1E STLB页大小 STLBPS
117+
0x1F 缩减虚地址配置 RVACFG
118+
0x20 CPU编号 CPUID
119+
0x21 特权资源配置信息1 PRCFG1
120+
0x22 特权资源配置信息2 PRCFG2
121+
0x23 特权资源配置信息3 PRCFG3
122+
0x30+n (0≤n≤15) 数据保存寄存器 SAVEn
123+
0x40 定时器编号 TID
124+
0x41 定时器配置 TCFG
125+
0x42 定时器值 TVAL
126+
0x43 计时器补偿 CNTC
127+
0x44 定时器中断清除 TICLR
128+
0x60 LLBit相关控制 LLBCTL
129+
0x80 实现相关控制1 IMPCTL1
130+
0x81 实现相关控制2 IMPCTL2
131+
0x88 TLB重填异常入口地址 TLBRENTRY
132+
0x89 TLB重填异常出错(Faulting)虚地址 TLBRBADV
133+
0x8A TLB重填异常返回地址 TLBRERA
134+
0x8B TLB重填异常数据保存 TLBRSAVE
135+
0x8C TLB重填异常表项低位0 TLBRELO0
136+
0x8D TLB重填异常表项低位1 TLBRELO1
137+
0x8E TLB重填异常表项高位 TLBEHI
138+
0x8F TLB重填异常前模式信息 TLBRPRMD
139+
0x90 机器错误控制 MERRCTL
140+
0x91 机器错误信息1 MERRINFO1
141+
0x92 机器错误信息2 MERRINFO2
142+
0x93 机器错误异常入口地址 MERRENTRY
143+
0x94 机器错误异常返回地址 MERRERA
144+
0x95 机器错误异常数据保存 MERRSAVE
145+
0x98 高速缓存标签 CTAG
146+
0x180+n (0≤n≤3) 直接映射配置窗口n DMWn
147+
0x200+2n (0≤n≤31) 性能监测配置n PMCFGn
148+
0x201+2n (0≤n≤31) 性能监测计数器n PMCNTn
149+
0x300 内存读写监视点整体控制 MWPC
150+
0x301 内存读写监视点整体状态 MWPS
151+
0x310+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置1 MWPnCFG1
152+
0x311+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置2 MWPnCFG2
153+
0x312+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置3 MWPnCFG3
154+
0x313+8n (0≤n≤7) 内存读写监视点n配置4 MWPnCFG4
155+
0x380 取指监视点整体控制 FWPC
156+
0x381 取指监视点整体状态 FWPS
157+
0x390+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置1 FWPnCFG1
158+
0x391+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置2 FWPnCFG2
159+
0x392+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置3 FWPnCFG3
160+
0x393+8n (0≤n≤7) 取指监视点n配置4 FWPnCFG4
161+
0x500 调试寄存器 DBG
162+
0x501 调试异常返回地址 DERA
163+
0x502 调试数据保存 DSAVE
164+
================= ==================================== ==========
165+
166+
ERA，TLBRERA，MERRERA和DERA有时也分别称为EPC，TLBREPC，MERREPC和DEPC。
167+
168+
基础指令集
169+
==========
170+
171+
指令格式
172+
--------
173+
174+
LoongArch的指令字长为32位，一共有9种基本指令格式（以及一些变体）:
175+
176+
=========== ==========================
177+
格式名称 指令构成
178+
=========== ==========================
179+
2R Opcode + Rj + Rd
180+
3R Opcode + Rk + Rj + Rd
181+
4R Opcode + Ra + Rk + Rj + Rd
182+
2RI8 Opcode + I8 + Rj + Rd
183+
2RI12 Opcode + I12 + Rj + Rd
184+
2RI14 Opcode + I14 + Rj + Rd
185+
2RI16 Opcode + I16 + Rj + Rd
186+
1RI21 Opcode + I21L + Rj + I21H
187+
I26 Opcode + I26L + I26H
188+
=========== ==========================
189+
190+
Opcode是指令操作码，Rj和Rk是源操作数（寄存器），Rd是目标操作数（寄存器），Ra是
191+
4R-type格式特有的附加操作数（寄存器）。I8/I12/I16/I21/I26分别是8位/12位/16位/
192+
21位/26位的立即数。其中较长的21位和26位立即数在指令字中被分割为高位部分与低位
193+
部分，所以你们在这里的格式描述中能够看到I21L/I21H和I26L/I26H这样带后缀的表述。
194+
195+
指令列表
196+
--------
197+
198+
为了简便起见，我们在此只罗列一下指令名称（助记符），需要详细信息请阅读
199+
:ref:`参考文献 <loongarch-references-zh_CN>` 中的文档。
200+
201+
1. 算术运算指令::
202+
203+
ADD.W SUB.W ADDI.W ADD.D SUB.D ADDI.D
204+
SLT SLTU SLTI SLTUI
205+
AND OR NOR XOR ANDN ORN ANDI ORI XORI
206+
MUL.W MULH.W MULH.WU DIV.W DIV.WU MOD.W MOD.WU
207+
MUL.D MULH.D MULH.DU DIV.D DIV.DU MOD.D MOD.DU
208+
PCADDI PCADDU12I PCADDU18I
209+
LU12I.W LU32I.D LU52I.D ADDU16I.D
210+
211+
2. 移位运算指令::
212+
213+
SLL.W SRL.W SRA.W ROTR.W SLLI.W SRLI.W SRAI.W ROTRI.W
214+
SLL.D SRL.D SRA.D ROTR.D SLLI.D SRLI.D SRAI.D ROTRI.D
215+
216+
3. 位域操作指令::
217+
218+
EXT.W.B EXT.W.H CLO.W CLO.D SLZ.W CLZ.D CTO.W CTO.D CTZ.W CTZ.D
219+
BYTEPICK.W BYTEPICK.D BSTRINS.W BSTRINS.D BSTRPICK.W BSTRPICK.D
220+
REVB.2H REVB.4H REVB.2W REVB.D REVH.2W REVH.D BITREV.4B BITREV.8B BITREV.W BITREV.D
221+
MASKEQZ MASKNEZ
222+
223+
4. 分支转移指令::
224+
225+
BEQ BNE BLT BGE BLTU BGEU BEQZ BNEZ B BL JIRL
226+
227+
5. 访存读写指令::
228+
229+
LD.B LD.BU LD.H LD.HU LD.W LD.WU LD.D ST.B ST.H ST.W ST.D
230+
LDX.B LDX.BU LDX.H LDX.HU LDX.W LDX.WU LDX.D STX.B STX.H STX.W STX.D
231+
LDPTR.W LDPTR.D STPTR.W STPTR.D
232+
PRELD PRELDX
233+
234+
6. 原子操作指令::
235+
236+
LL.W SC.W LL.D SC.D
237+
AMSWAP.W AMSWAP.D AMADD.W AMADD.D AMAND.W AMAND.D AMOR.W AMOR.D AMXOR.W AMXOR.D
238+
AMMAX.W AMMAX.D AMMIN.W AMMIN.D
239+
240+
7. 栅障指令::
241+
242+
IBAR DBAR
243+
244+
8. 特殊指令::
245+
246+
SYSCALL BREAK CPUCFG NOP IDLE ERTN(ERET) DBCL(DBGCALL) RDTIMEL.W RDTIMEH.W RDTIME.D
247+
ASRTLE.D ASRTGT.D
248+
249+
9. 特权指令::
250+
251+
CSRRD CSRWR CSRXCHG
252+
IOCSRRD.B IOCSRRD.H IOCSRRD.W IOCSRRD.D IOCSRWR.B IOCSRWR.H IOCSRWR.W IOCSRWR.D
253+
CACOP TLBP(TLBSRCH) TLBRD TLBWR TLBFILL TLBCLR TLBFLUSH INVTLB LDDIR LDPTE
254+
255+
虚拟内存
256+
========
257+
258+
LoongArch可以使用直接映射虚拟内存和分页映射虚拟内存。
259+
260+
直接映射虚拟内存通过CSR.DMWn（n=0~3）来进行配置，虚拟地址（VA）和物理地址（PA）
261+
之间有简单的映射关系::
262+
263+
VA = PA + 固定偏移
264+
265+
分页映射的虚拟地址（VA）和物理地址（PA）有任意的映射关系，这种关系记录在TLB和页
266+
表中。LoongArch的TLB包括一个全相联的MTLB（Multiple Page Size TLB，多样页大小TLB）
267+
和一个组相联的STLB（Single Page Size TLB，单一页大小TLB）。
268+
269+
缺省状态下，LA32的整个虚拟地址空间配置如下：
270+
271+
============ =========================== ===========================
272+
区段名 地址范围 属性
273+
============ =========================== ===========================
274+
``UVRANGE`` ``0x00000000 - 0x7FFFFFFF`` 分页映射, 可缓存, PLV0~3
275+
``KPRANGE0`` ``0x80000000 - 0x9FFFFFFF`` 直接映射, 非缓存, PLV0
276+
``KPRANGE1`` ``0xA0000000 - 0xBFFFFFFF`` 直接映射, 可缓存, PLV0
277+
``KVRANGE`` ``0xC0000000 - 0xFFFFFFFF`` 分页映射, 可缓存, PLV0
278+
============ =========================== ===========================
279+
280+
用户态（PLV3）只能访问UVRANGE，对于直接映射的KPRANGE0和KPRANGE1，将虚拟地址的第
281+
30~31位清零就等于物理地址。例如：物理地址0x00001000对应的非缓存直接映射虚拟地址
282+
是0x80001000，而其可缓存直接映射虚拟地址是0xA0001000。
283+
284+
缺省状态下，LA64的整个虚拟地址空间配置如下：
285+
286+
============ ====================== ==================================
287+
区段名 地址范围 属性
288+
============ ====================== ==================================
289+
``XUVRANGE`` ``0x0000000000000000 - 分页映射, 可缓存, PLV0~3
290+
0x3FFFFFFFFFFFFFFF``
291+
``XSPRANGE`` ``0x4000000000000000 - 直接映射, 可缓存 / 非缓存, PLV0
292+
0x7FFFFFFFFFFFFFFF``
293+
``XKPRANGE`` ``0x8000000000000000 - 直接映射, 可缓存 / 非缓存, PLV0
294+
0xBFFFFFFFFFFFFFFF``
295+
``XKVRANGE`` ``0xC000000000000000 - 分页映射, 可缓存, PLV0
296+
0xFFFFFFFFFFFFFFFF``
297+
============ ====================== ==================================
298+
299+
用户态（PLV3）只能访问XUVRANGE，对于直接映射的XSPRANGE和XKPRANGE，将虚拟地址的第
300+
60~63位清零就等于物理地址，而其缓存属性是通过虚拟地址的第60~61位配置的（0表示强序
301+
非缓存，1表示一致可缓存，2表示弱序非缓存）。
302+
303+
目前，我们仅用XKPRANGE来进行直接映射，XSPRANGE保留给以后用。
304+
305+
此处给出一个直接映射的例子：物理地址0x00000000_00001000的强序非缓存直接映射虚拟地址
306+
（在XKPRANGE中）是0x80000000_00001000，其一致可缓存直接映射虚拟地址（在XKPRANGE中）
307+
是0x90000000_00001000，而其弱序非缓存直接映射虚拟地址（在XKPRANGE中）是0xA0000000_
308+
00001000。
309+
310+
Loongson与LoongArch的关系
311+
=========================
312+
313+
LoongArch是一种RISC指令集架构（ISA），不同于现存的任何一种ISA，而Loongson（即龙
314+
芯）是一个处理器家族。龙芯包括三个系列：Loongson-1（龙芯1号）是32位处理器系列，
315+
Loongson-2（龙芯2号）是低端64位处理器系列，而Loongson-3（龙芯3号）是高端64位处理
316+
器系列。旧的龙芯处理器基于MIPS架构，而新的龙芯处理器基于LoongArch架构。以龙芯3号
317+
为例：龙芯3A1000/3B1500/3A2000/3A3000/3A4000都是兼容MIPS的，而龙芯3A5000（以及将
318+
来的型号）都是基于LoongArch的。
319+
320+
.. _loongarch-references-zh_CN:
321+
322+
参考文献
323+
========
324+
325+
Loongson官方网站（龙芯中科技术股份有限公司）：
326+
327+
http://www.loongson.cn/
328+
329+
Loongson与LoongArch的开发者网站（软件与文档资源）：
330+
331+
http://www.loongnix.cn/
332+
333+
https://github.com/loongson/
334+
335+
https://loongson.github.io/LoongArch-Documentation/
336+
337+
LoongArch指令集架构的文档：
338+
339+
https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-Vol1-v1.00-CN.pdf （中文版）
340+
341+
https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-Vol1-v1.00-EN.pdf （英文版）
342+
343+
LoongArch的ELF psABI文档：
344+
345+
https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-ELF-ABI-v1.00-CN.pdf （中文版）
346+
347+
https://github.com/loongson/LoongArch-Documentation/releases/latest/download/LoongArch-ELF-ABI-v1.00-EN.pdf （英文版）
348+
349+
Loongson与LoongArch的Linux内核源码仓库：
350+
351+
https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/chenhuacai/linux-loongson.git

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