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2.2

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Representing Instructions

  • All instructions in RISC-V have the same length 32-bit
  • RISC-V指令可分为以下几类
    • R 型：Reg与Reg的交互
    • I 型：Imm到Reg的交互
    • S 型：Store，内存交互

R-Format Instructions

R 型指令名称的由来是“Register-to-Register”的缩写，即“寄存器到寄存器”。

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  1. opcode: operation code , \(opcode_R = 51\)
  2. rd: destination register number
  3. funct3: 3-bit function code (additional opcode)
  4. rs1: the first source register number
  5. rs2: the second source register number
  6. funct7: 7-bit function code (additional opcode)
  • 关于操作选取
    • add <- opcode + funct3 + func7
    • opcode \(\neq\) add, opcode > add
    • opcode $= $ add + sub + ...

为什么要拆开为funct7 ,funct3, opcode三个部分共同决定操作？

因为这样硬件设计更简单，还能归纳电路（一小块电路被多个系统公用），让运行速度更快

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I-Format Instructions

I 型指令名称的由来是“Immediate-to-Register”的缩写，即“立即数到寄存器”。

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与R型的区别就是funcy7, rs2被合并为了immediate作为新的二号操作对象

可见立即数容量是\(2^{12}\)

  • rs1: source or base address register number
  • immediate: constant operand, or offset added to base address
    • 2s-complement, sign extended

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S-Format Instructions

S 型指令名称的由来是“Store”的缩写，即“存储”，用于将寄存器中的数据存储到内存中。

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  • rs1: base address register number
  • rs2: source operand register number
  • immediate: offset added to base address
    • Split as [15:11] and [4:0] so that rs1 and rs2 fields always in the same place

与下图的R型对比，可见是funct7, rd被替换为了imm

image-20240321194718909

目标是内存，所以没有rd(reg)

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下表给上面提到的指令举个例子

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注意，addi 指令立即数要放在最后面

RISC-V fields

注意看各类指令是干啥的

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