RISCV指令集分析
本帖最后由 皋陶 于 2020-10-24 21:20 编辑RISCV指令集分析一、RV32I指令格式
RV32I一共有6种基本指令格式，如下图所示
其中S-type指令格式和B-type指令格式可以认为是同一种格式，因为两种格式都是用了立即数的12位，只不过S类型用的是0到11位而B类型用的是1到12位。
同理U指令格式和J指令格式也可以认为是同一种指令格式，U类型用的是立即数的12到31位而J类型用的是1到20位
二、各格式指令的介绍
1、I类型指令
addI rd rs1 immediate
寄存器x = x + immediate。该立即数只有12位，根据RISCV的规定所有的立即数不足32的都进行符号扩展到32位
slti rd rs1 immediate
比较寄存器x和立即数imm的值，根据比较结果设置寄存器x的值
sltiu rd rs1 immediate
和slti指令类似，只不过这里比较的立即数为无符号数
xori rd rs1 immediate
寄存器x = x ^ sext，sext中的sext其实就是sign-extend（符号扩展）的缩写表示将该立即数扩展到32位，如果是有符号数则进行符号扩展，若是无符号数则进行无符号扩展
ori和addi指令的意义类似于xori只不过一个是做或操作一个是做与操作
slli rd rs1 shamt
寄存器x = 寄存器x逻辑左移shamt位
srli rd rs1 shamt
逻辑右移
srai rd rs1 shamt
算术右移
lw rd offset(rs1)
offset(rs1)表示的地址是 M + x] 也就是将offset符号扩展到32位然后加上寄存器x的值，找到内存中的该地址取得一个字(w)也就是32位，存储到寄存器x中
lb,lh,lw,lbu,lhu都是从内存中加载数据到寄存器，其中lbu和lhu中的offset进行的是无符号扩展
3、R类型指令
add，sub，sll，slt，sltu，xor，srl，sra，or，and指令和上述的I形指令很多类型，不同的地方就是将立即数换成了寄存器rs2
4、S类型指令
sw rs2 , offset(rs1)
M + x] = 寄存器x 将寄存器x中的值存储到内存中，内存的寻址方式和I形lw指令一样
sh，sb指令也类似
5、B类型指令
bge rs1 rs2 offset
如果寄存器x的值大于等于寄存器x的值，则pc += sext ，pc的值进行更改也就是进行跳转
对应的bne，blt，beq，bltu，bgeu指令的含义都类似，不同的就是寄存器的比较方式不同，其中bltu和bgeu的offset扩展是无符号扩展
6、U形指令
lui rd imm
将立即数imm加载到寄存器x的高20位
auipc rd imm
向pc高位加上立即数
7、J形指令
jal rd offset
寄存器x = pc + 4，然后pc += sext
jalr rd rs1 offset（I形指令）
把 pc 设置为 x + sign-extend(offset)，把计算出的地址的最低有效位设为 0，并将原 pc+4 的值写入 x。rd 默认为 x1。
完
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