RISC-V指令集

1、寄存器

RV32I有32個(gè)通用寄存器，以及一個(gè)PC寄存器。其中有一個(gè)通過硬件設(shè)置的值恒為 0 的 x0 寄存器

注：RISC-V的32個(gè)寄存器x0～x31是用0～31這些數(shù)字來表示。

2、基礎(chǔ)指令

RISC-V有六種基本指令格式：

每個(gè)字段名稱的含義：

• opcode (操作碼):指令的基本操作，這個(gè)縮寫是它慣用名稱。
• rd : 目的操作寄存器，用來存放操作結(jié)果。
• funct3 : 一個(gè)另外的操作碼字段。
• rs1 : 第一個(gè)源操作數(shù)寄存器。
• rs2 : 第二個(gè)源操作數(shù)寄存器。
• funct7 : 一個(gè)另外的操作碼字段。
• imm ：立即數(shù)

2.1、R 型指令

字段：

指令：

示例：

2.2、I 型指令

字段：

指令：

示例：

取值指令—Load

字段：

指令：

示例：

lb x10,  0(x1)  //將x1的值加上0,將這個(gè)值作為地址， 取出這個(gè)地址所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存中的值， 將這個(gè)值賦值給x10(取出的是8位數(shù)值)
lh x10,  0(x1)  //從內(nèi)存中取出16位數(shù)值
lw x10, 0(x1)  //從內(nèi)存中取出32位數(shù)值
lbu x10, 0(x1) //從內(nèi)存中取出8位無符號(hào)數(shù)值
lhu x10, 0(x1) //從內(nèi)存中取出16位無符號(hào)數(shù)值

2.3、S 型指令

字段：

指令：

示例：

sb  x10, 0(x1)  //x1的值加上0,將這個(gè)值作為地址， 將x10的值存儲(chǔ)到上述地址所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存中去 (只會(huì)將x10的值的低8位寫入)
sh  x10, 0(x1)  //只會(huì)將x10的值的低16位寫入
sw  x10, 0(x1)  //只會(huì)將x10的值的低32位寫入

2.4、B 型指令

字段：

指令：

2.5、U 型指令

字段：

指令：

lui  x10, 0x65432 //得到立即數(shù)的高20位，低位補(bǔ)0，立即數(shù)范圍為：0x00~0xFFFFF

2.6、J 型指令

字段：

指令：

示例：

jal ra, symbol   // 跳轉(zhuǎn)到Symbol中去, 并把ra設(shè)置成返回地址 Symbol 可以是自定義的Label ,也可以是某個(gè)函數(shù)名
jal ra, 100        // 跳轉(zhuǎn)到pc + 100 * 2的地方中去, 并把ra設(shè)置成返回地址  pc相對(duì)尋址，對(duì)應(yīng)的是位置無關(guān)代碼（PIC)
jalr ra, 40(x10) //跳轉(zhuǎn)到x10+40 的地方中去, 并把ra設(shè)置成返回地址x10+40必須是絕對(duì)地址，指向內(nèi)存中某個(gè)確定的地方（往往是函數(shù)的開頭），非PIC

3、匯編語言翻譯成機(jī)器語言

示例1：

例題

對(duì)于符號(hào)表示為：

add x9, x20, x21

的RISC-V指令，首先以十進(jìn)制表示，然后用二進(jìn)制表示

答案

有上面的介紹可知add指令的字段如下：

直接用十進(jìn)制表示如下：

一條指令的每一段稱為一個(gè)宇段。

第一、第四和第六個(gè)字段（0、0 和 51）組合起來告訴RISC-V計(jì)算機(jī)該指令執(zhí)行加法操作。

第二個(gè)字段給出了作為加法運(yùn)算的第二個(gè)源操作數(shù)的寄存器編號(hào)（21 表示 x21），

第三個(gè)字段給出了加法運(yùn)算的另一個(gè)源操作數(shù)（20代表×20)。

第五個(gè)字段存放要接收總和的奇存器編號(hào)（9代表x9)。

因此，該指令將寄存器 x20 和寄存器 x21 相加并將和存放在寄存器x9中。

用二進(jìn)制表示如下：

總上，add x9, x20, x21 的RISC-V指令對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼為: 00000001010110100000010010110011

示例2

例題

有以下幾條匯編：

ld x9, 240(x10)
add x9, x21, x9
addi x9, x9, 1
sd x9, 240(x10)

將它們翻譯為對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼

答案

審核編輯：湯梓紅