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AMOCAS.Q

RISC-V AMOCAS.Q 指令详解

指令手册R-type

RV64 原子比较并交换四字:比较 128 位 rd/rd+1,匹配时写入 rs2/rs2+1;rd/rd+1 返回旧值

指令语法

amocas.q rd, rs2, (rs1)
操作数说明
目标寄存器 rd:存放运算结果的通用寄存器。
源寄存器 rs1:第一个操作数寄存器。
源寄存器 rs2:第二个操作数寄存器。
Zacas原子操作

指令行为说明

AMOCAS.Q(Zacas 扩展)仅在 RV64 上定义。它原子地加载 rs1 地址处的 128 位四字值,与偶数 rd 和 rd+1 组成的 128 位比较值按位比较;若相等,则把偶数 rs2 和 rs2+1 组成的 128 位交换值写回原地址。旧内存值写回 rd/rd+1。rd 和 rs2 必须为偶数,奇数编码保留;支持 aq/rl 内存序位。

快速理解与检索要点

AMOCAS.Q 原子加载 128 位内存值,与输入 rd 中的比较值按位比较;相等时把 rs2 的交换值写回内存,并始终把旧内存值写回 rd。

rd 在执行前是比较值来源,执行后被旧内存值覆盖;它不是布尔成功标志。
AMOCAS.Q 仅用于 RV64 的 128 位 CAS,rd/rs2 使用偶数寄存器对。
地址必须按操作数大小自然对齐;aq/rl 的成功和失败排序语义按 Zacas 规则处理。

常见使用场景

原子与同步

结合 «amocas.q a0, a2, (a1)» 等实际代码理解该场景。

循环与迭代

结合 «amocas.q a0, a2, (a1)» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认当前指令格式为 R-type。
  • 确认操作数排列顺序与示例一致。
语义检查
  • 确认目标寄存器用途和调用约定兼容。
  • 确认该指令不是伪指令展开后的底层形式。

容易混淆 / 常见误区

AMOCAS.Q 是 RV64-only 的 128 位 CAS,不是 RV128 指令。
比较值来自 rd/rd+1;rs2/rs2+1 是成功时写入的新值。
rd 和 rs2 必须为偶数;目标地址必须按 16 字节自然对齐,除非 PMA 放宽。

常见问题

AMOCAS.Q 如何判断成功?

比较执行后的 rd 旧值与期望值;如果相同,说明交换写入发生。

AMOCAS.Q 的比较值来自 rs2 吗?

不是。rs2 提供成功时要写入的新值;比较值来自执行前的 rd(或寄存器对)。