RISC-V 指令 ¶
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指令集 ¶
RISC-V 指令集包括基础指令集和扩展指令集。基础指令集具有 32-bit 固定长度,扩展指令集支持 16-bit 任意整数倍的可变长度。
RISC-V 基础指令集具有 R、I、S、SB、U、UJ 六种结构,如图自上而下。
RISC-V 基础指令集中有些细节需要注意:
- 对于 I 型指令,立即数移位
slli
srli
srai
会把指令 [31:26] 用作额外的操作码,因为移位立即数不会超过 64 - 对于 SB 和 UJ 型指令,执行 PC 相对寻址,立即数低位自动补
0
,相对寻址步长为 16-bit,以适应指令集的最小长度 - 对于 U 型指令,
lui
auipc
把立即数置入寄存器的 [31:12] 位,低位自动补0
,通常配合addi
补上低位,从而构造大立即数
指令助记卡 ¶
source: 咸鱼暄的代码空间
寄存器组 ¶
RISC-V 架构提供 32 个整数寄存器,每个寄存器是 64-bit 的,可以寻址 $2 ^ {64}$ 个地址。当实现浮点扩展时,还提供 32 个浮点寄存器,计组课程不涉及。
寄存器访问速度快于内存,编译器优先调用寄存器空间。当寄存器空间不足时,通过把部分寄存器数据压入内存来释放寄存器空间。
source: 咸鱼暄的代码空间
寻址 ¶
RISC-V 架构下内存地址是 64-bit、小端序、非对齐的。注意我们称 32-bit 为一个 word,64-bit 为一个 doubleword。
RISC-V 是一种 load-store 架构,即除了 load 和 store 系指令可以直接访问内存,其余指令仅可访问寄存器。RISC-V 架构具有立即数寻址、寄存器寻址、基址寻址、PC 相对寻址四种寻址方式,如图自上而下。
程序调用 ¶
RISC-V 使用指令 jal x1, ProcedureAddress
来调用子程序,使用指令 jalr x0, 0(x1)
来返回母程序。
在程序调用中,RISC-V 必须使用额外的指令在调用前将部分寄存器数据压入内存栈,在调用后将这些寄存器数据弹出内存栈,从而实现程序调用前后这些数据的不变性。
例:递归 ¶
C program | |
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内存管理 ¶
最后更新:
2024年6月21日 21:08:05
创建日期: 2024年5月8日 21:37:36
创建日期: 2024年5月8日 21:37:36