TPU v6e TEC 汇编格式参考

TPU v6e TEC 汇编格式参考#

.target tpu-v6e-tec 是 TPU v6e SparseCore 向量子核（TEC）的程序。它与 TPU v6e TC 使用同一套源码语法：bundle、槽前缀、标签、谓词、数值与浮点写法、.encoding 块，以及精确导出和 canonical 导出的区别，都按 v4 与 v6e TC 的规定处理。本文只列出 TEC 不同的地方。各助记符的操作数签名见指令索引。

程序结构#

.target tpu-v6e-tec

entry:
{ s0: simm.s32 s0, 0x7 ;
  s1: simm.s32 s1, 0x12345678 ;
  misc: ssyncset.s32 [sflag:s5], 0x0 }
{ va0: vadd.s32 v2, v3, v1 ;
  va1: vmul.f32 v4, 1.5, v2 ;
  va2: vxor.u32 v5, 0x7, v2 ;
  vld: vld v6, [tilespmem:0x80] ;
  vst: vst [tilespmem:0x400], v4 }
{ vr: vpop v10, erf }
{ vr: vmovc v11, v10 }
{ stream: @!p0 stream.linear.gather [tilespmem:s0], [sflag:0x1], [hbm4b:s1+s0], 0x400, 0x38 }
{ dma: @!p0 dma.local [timem:s3], [sflag:s2], [hbm:s0], s1 }
{ misc: @!p0 swait.ge [sflag:s1], 0x400 }
{ misc: yieldable_sync_done x=0x1 }
{ s0: @p1 sbr.rel entry ;
  s1: sadd.s32 s5, 0x1, s5 }
{ s0: sfence }
{ misc: sbarrier.arrive [bflag:0x3], 0xffff }
{ s0: shalt }

这个样例覆盖全部 12 个物理槽，只用于核对语法和编码，没有在设备上执行。

  • 物理槽按打印顺序为 s0 s1 dma misc va0 va1 va2 vld vst stream vr vx。dma 与 stream 不能出现在同一指令包，二者也都不能与 s0、s1 同时出现。

  • 程序映像以 64 字节为一块，每块 1 个 bundle，指令包数不需要对齐，不写 .align。

  • 谓词寄存器为 p0..p13，每个槽都能写 @pN 或 @!pN。与 v6e TC 一样，NEVER 谓词与空槽编码相同，不能写在源码中。

  • 地址空间 tilespmem 指 SC TileSPMEM。stream 的另一端为 hbm4b（可带偏移寄存器，如 [hbm4b:s1+s0]）或 spmem（SparseCore 共享的 SPMEM）；DMA 端点有 hbm、timem、smem、simem、spmem 等名称。

  • 某些形式只能在特定槽发射，例如分支只在 s0；在其他槽书写时报错。

与 v6e TC 写法的差异#

项

TEC 写法

助记符与操作数顺序

取自 libtpu 编译 SparseCore kernel 时 LLVM TPU printer 的输出（编译器 dump 中的文本）：目的在前，$ 前缀与 (pc)、(tag) 这类隐含目的不写，谓词写在槽名之后。向量助记符没有 .8x128 后缀，例如 vadd.s32、vmul.f32。

地址

整段地址按 printer 的样子书写，例如 [tilespmem:0x80]、[hbm4b:s1+s0]、[sflag:s5]、[sflag:s5@s12]（@ 之后的寄存器经由标量操作数槽读取）。

stream

stream.<linear|strided|indirect>.<gather|scatter>[.cb][.add.<类型>]：先写两端地址与同步标志，再写长度等操作数。最后一个操作数是配置字，各 bit 分别写入同步标志类型、完成位、TileSPMEM 步长等字段，例如 0x38 表示不跨步。

DMA

dma.local 目的, [sflag:…], 源, 长度，两端的地址空间各自写在地址中。

没有 printer 写法的编码

每个形式都可以写成 <descriptor 形式名> 字段=值, …，字段按 descriptor 中的顺序全部给出，例如 misc: yieldable_sync_done x=0x1。selector 字段能表示为数值时写数值，否则写取值名。反汇编遇到 printer 写法表达不了的编码（例如没有对应 LLVM 指令的形式、保留编码、超出寄存器数的寄存器号）时使用这种写法。

编码约束#

.encoding 的规则与 v6e TC 相同：所有赋值同时成立，每个指令包至多一个块，同一名字只赋值一次，约束不能凭空创建指令。名字和取值如下：

名称

取值

imm0 … imm5

共享立即数，20 位无符号整数 0..0xfffff。

vs0 … vs3

共享标量操作数槽，写 sN，例如 vs1 = s5。

<slot>.<字段名>

当前指令形式的字段，名称取自 libtpu ISA descriptor，例如 vld.offset、s1.y、va1.y_src、dma.trace_en。selector 字段写取值名，其余字段写无符号整数。vx 读取其他槽源寄存器的字段（如 vx.v0_x、vx.vst_source）与那些槽的字段同位，同一指令包中取值必须一致。

<slot>.form

固定使用的指令形式，值为 descriptor 中的形式名。只在同一文本能由多个形式编码、其他约束又不能区分时导出。

selector 的取值名与数值含义与 v6e TC 相同，例如 s1.y 可取 sreg0..sreg31、zero_imm0..3、ones_imm0..3、imm0_zero..imm3_zero、imm1_imm0、imm3_imm2 和 zero、one、two 等内置常量。

下面两个指令包文本相同，第二个用约束保留了编译器的立即数槽分配：

{ vld: vld v1, [tilespmem:0x80] }
{ vld: vld v1, [tilespmem:0x80] ; .encoding { vld.offset = imm4 } }

没有约束时，汇编器在读取的共享槽数相同的候选中选编号最小的立即数槽，所以第一行使用 imm0。printer 不显示的字段（例如 DMA 的 trace_en、selector 选中立即数时闲置的寄存器号）同样由精确导出写成约束。

接口#

assemble_listing()、format_assembly(image, target='tpu-v6e-tec', encoding=...)、executable_programs()、dump_executable()、dump_compiled()、replace_executable_programs() 与 load_executable() 与 v6e TC 用法相同，只是 executable 相关的函数必须显式传入 target='tpu-v6e-tec'：SparseCore 代码由 TC 记录携带，省略目标时推断为 TC。命令行对应 --target tpu-v6e-tec。TEC 只支持等长替换，不支持 insert_executable_bundles() 和编译来源注释。executable 中的 TEC 程序映像如何定位见总体架构。