RV32I指令集

本文主要是介绍RV32I指令集，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、简介

如果一个组件包含一个独立的指令获取单元，则它被称为核心。
RISC-V兼容核心可能支持多个 RISC-V 兼容的硬件线程，或 harts，通过多线程。

执行环境包括：

• Bare metal：harts直接由物理处理器实现，线程和指令可以直接访问物理地址空间。
• RISC-V操作系统：通过多路复用提供多个用户级执行环境的，RISC-V 操作系统用户级 harts 到可用的物理处理器线程并通过控制访问通过虚拟内存到内存。
• RISC-V 虚拟机管理系统，提供多个主管级执行环境操作系统（一种虚拟化技术，在宿主操作系统上运行多个独立的Riscv操作系统实例）。
• RISC-V 仿真环境，例如 Spike、QEMU 或 rv8，它们在底层上模拟RISC-V hartsx86 系统（将Riscv处理器的指令集模拟在计算机的一种环境），可以提供用户级或主管级执行环境。

指令集总览：

RISC-V的基本ISA于RISC架构处理器相似，主要区别在于没有分支延迟槽，支持可选的可变长度的指令编码
RISC-V基本指令集包括：RV32I(32位整型运算)、RV64I（64位整型运算）、RV32E（RV32I 基本指令集的 RV32E
子集变体，主要支持小型嵌入式，整型寄存器只有16个）、RV128I（128位整型位运算）
RISC-V基本指令和指令集扩展的命名有一定的约定

扩展指令集：提供整数乘法/除法（M）、原子操作（A）以及单精度（F）和双精度浮点（D）还有压缩指令集（C）

标准整数乘法和除法扩展名为“M”，并且添加指令以乘除整数寄存器中保存的值。

标准原子指令扩展，用“A”表示，添加了原子读取、修改和写入的指令用于处理器间同步的内存。

标准单精度浮点扩展，用“F”表示，增加了浮点寄存器、单精度计算指令和单精度加载​​和存储。

标准双精度浮点扩展，表示为通过“D”，扩展了浮点寄存器，并增加了双精度计算指令，加载和存储。

标准的“C”压缩指令扩展提供了更窄的16位形式的通用指令。

内存：

RISC-V hart 具有用于所有内存访问的 2^XLEN
字节的单字节可寻址地址空间。

二、操作数相关

在RISC-V中，操作数是指计算机指令中用于进行操作的数据。它可以是寄存器、立即数或内存地址等形式。不同的操作数类型和寻址方式对应不同的指令格

常见操作数类型

以下是RISC-V中常见的操作数类型：

• 寄存器操作数：指令将读取或写入寄存器中的数据。寄存器操作数通常包括源寄存器（source register）和目标寄存器（destination register），分别表示输入和输出的寄存器。

• 立即数操作数：指令将使用一个固定的数字作为操作数。立即数操作数可以通过指令本身的二进制编码来表示，也可以在指令中以参数的形式传递给处理器。立即数操作数通常用于表示常量值或偏移量等。

• 存储器操作数：指令将读取或写入存储器中的数据。存储器操作数需要指定存储器地址，该地址有时由寄存器提供，有时由立即数提供。

以下是RISC-V中常见的操作数寻址方式：

• 直接寻址方式：直接从寄存器或立即数中获取操作数值。例如，addi rd, rs1, imm 将寄存器rs1中的值与立即数imm相加，并将结果存储到寄存器rd中。

• 寄存器间接寻址方式：通过寄存器来存储一个地址，从该地址读取操作数。例如，lw rd, 0(rs1) 将以rs1为基址、偏移量为0的存储单元中的数据加载到寄存器rd中。

• 基址寻址方式：通过寄存器和立即数相加得到一个地址，从该地址读取或写入操作数。例如，sw rs2,offset(rs1) 将寄存器rs2中的值存储到以rs1为基址、偏移量为offset的存储单元中。

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