マニュアルを読みながら、RVA23U64のプロファイルについてまとめていこう。

RVA23U64プロファイル

RVA23U64プロファイルは、64ビットアプリケーションプロセッサのユーザーモード実行環境で利用可能なISA機能を規定する。本プロファイルは、アプリケーションプロセッサファミリの中で最も多くのソフトウェアがターゲットとする、最重要プロファイルである。

RVA23U64 Mandatory Base

RV64IはRVA23U64の Mandatory Base ISAであり、リトルエンディアンである。
Unprivileged アーキテクチャ仕様に従い、 ECALL 命令は実行環境へのトラップを要求する。

必須拡張

RVA22U64で必須だった以下の拡張が含まれる。

M: 整数の乗算・除算命令
A: アトミック命令
F: 単精度浮動小数点命令
D: 倍精度浮動小数点命令
C: 圧縮命令
B: ビット操作命令
Zicsr: CSR命令（F拡張の存在により暗黙的に含まれる）
Zicntr: 基本的なカウンタとタイマー
Zihpm: ハードウェア・パフォーマンス・カウンタ
Ziccif: キャッシュ可能およびコヒーレンスのPMA(Physical Memory Attribute)を持つメインメモリ領域は、命令フェッチをサポートする必要があり、min(ILEN,XLEN) までの自然整列された 2 のべき乗サイズの命令フェッチ（つまり、RVA23 では 32 ビット）はアトミックでなければならない。
- ちゃんとしたドキュメントがない。
- ちなみに、ILENというのは最大命令長であり、だいたいの場合はILEN=32である。
Ziccrse: キャッシュ可能およびコヒーレンスのPMA(Physical Memory Attribute)を持つメインメモリ領域は、RsrvEventualをサポートしなければならない
- RsrvEventualというのは、PMAの一つで、LR/SC（Load-Reserved／Store-Conditional）命令のサポートレベルを表す属性である。
  - RsrvNone
    - LR/SC がまったくサポートされない（予約操作自体が不可）。
  - RsrvNonEventual
    - LR/SC はサポートするが、「成功の保証（eventual success）」はない。周辺の競合状態が続くと、SC が何度実行しても成功しない可能性がある。
  - RsrvEventual
    - LR/SC をサポートし、かつ「最終的には成功が保証される」ことを意味する。すなわち、他のエージェントによる書き込み競合がなければ、SC はいずれ成功することがハードウェア的に保証される
Ziccamoa: キャッシュ可能およびコヒーレンスのPMA(Physical Memory Attribute)を持つメインメモリ領域は、A拡張の全アトミック命令をサポートしなければならない
Zicclsm: キャッシュ可能およびコヒーレンスのPMA(Physical Memory Attribute)を持つメインメモリ領域へのミスアラインロード・ストアをサポートしなければならない
Za64rs: 予約セットは連続し、自然にアラインされ、最大64バイトである
- LR/SC（Load-Reserved／Store-Conditional）命令における予約セット（reservation set）の最大サイズと整列要件
- LR/SC命令が操作対象とする予約セットは「連続していて、自然に整列（ナチュラルアライン）され、かつ最大64バイト以内」という制約を満たさなければならない。
- したがって、予約セット（reservation set）は「自然整列した64バイトの連続領域」（例えば0x40–0x7F）で定義され、
  - LR が 0x40 で発行された場合 – 予約セットは [0x40, 0x40+64)、すなわち 0x40 から 0x7F までの範囲に張られる。
  - 同じ予約セット内で SC を 0x48 に対して発行すると – 0x48 はこの 0x40–0x7F 範囲内に含まれるため、競合する他エージェントがいなければ SC は「成功」する可能性を持つ（最終的成功が保証される）
Zihintpause: ポーズ・ヒント
Zic64b: キャッシュ・ブロックは64バイトで、アドレス空間上で自然にアラインされている必要がある
Zicbom: キャッシュ・ブロック管理命令
Zicbop: キャッシュ・ブロック・プリフェッチ命令
Zicboz: キャッシュ・ブロック・ゼロ命令
Zfhmin: 半精度浮動小数点命令
Zkt: データ独立な実行レイテンシ

新たに必須となった拡張（RVA23U64）

V: ベクトル拡張（RVA22U64ではオプション）
Zvfhmin: ベクトル最小半精度浮動小数点
Zvbb: ベクトル基本ビット操作命令
Zvkt: ベクトルデータ独立実行レイテンシ
Zihintntl: 非テンポラル・ローカリティ・ヒント
Zicond: 整数条件付き演算
Zimop: 未確定演算（may-be-operations）
Zcmop: 圧縮未確定演算
Zcb: 追加圧縮命令
Zfa: 追加浮動小数点命令
Zawrs: 予約セット待機命令
Supm: ポインタマスキング（PMLEN=0およびPMLEN=7の選択手段を最低限提供）

オプション拡張

ローカライズドオプション

Zvkng: ベクトル暗号NISTアルゴリズム（GCM付き）
Zvksg: ベクトル暗号ShangMiアルゴリズム（GCM付き）

RVA22でオプションだったスカラ暗号拡張（Zkn, Zks）はRVA23では非オプションとなった。ベクトル暗号が必須となり、より高速なためである。 GCM付きZvkng/Zvksgのみを標準化し、Zvbcは将来必須となる開発オプション、スカラZbcは拡張オプション（必須化の可能性は低い）である。

開発オプション

将来のRVAプロファイルで必須化を目指す開発オプション：

Zabha: バイト・ハーフワードのアトミックメモリ操作
Zacas: Compare-and-Swap命令
Ziccamoc: 上記属性を持つメインメモリ領域はAMOCASQレベルのPMAサポートを提供
- ZiccamocはCompare-and-Swap命令の正しいサポートを保証する新拡張であり、特権アーキテクチャマニュアルのPMAセクションに追加予定。
Zvbc: ベクトルキャリーレス乗算
Zama16b: 自然整列16バイト境界をまたがない領域へのミスアラインロード・ストア・AMOはアトミック
- Zama16bはSm1p13で追加されたMisaligned Atomicity Granule機能の存在を示す新拡張であり、PMAセクションに追加予定。

拡張オプション

Zfh: スカラ半精度浮動小数点（RVA22U64から継続）
Zbc: スカラキャリーレス乗算
Zicfilp: ランディングパッド
Zicfiss: シャドウスタック
Zvfh: ベクトル半精度浮動小数点
Zfbfmin: スカラBF16変換
Zvfbfmin: ベクトルBF16変換
Zvfbfwma: ベクトルBF16ワイドニング乗算加算

移行オプション

RVA23U64には移行オプションは存在しない。

スカラ暗号はRVA23U64ではオプションではなくなったが、Zbc拡張は拡張オプションとして公開されている。