RV64I基础整数指令集

      RV64I是RV32I的超集，RV32I是RV64I的子集。RV64I包括RV32I的所有40条指令，另外增加了12条RV32I中没有的指令，还有三条移位指令(slli, srli,srai)也进行小小的改动。

      在RV64I中，整数寄存器是64位的，即xlen=64，所以每条指令中的寄存器都是64位运算，立即数符号位扩展也是到64位。

      下面介绍一下RV64I中新增的指令，对于同一条指令在RV64I和RV32I中，操作的不同，会在RV32I指令集的介绍中给出备注。

ld

ld rd, offset(rs1)     //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][63:0]
双字加载 (Load Doubleword). I-type, RV64I.
从地址 x[rs1] + sign-extend(offset)读取八个字节，写入 x[rd]。
压缩形式： c.ldsp rd, offset; c.ld rd, offset(rs1)


    imm                          
    11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
ld I                                   0 1 1           0 0 0 0 0 1 1

例子：

0000000000000000 <.text>:
    0:    00513503              ld    x10,5(x2)
    4:    fec1b283              ld    x5,-20(x3)


lwu

lwu rd, offset(rs1)    //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][31:0]
无符号字加载 (Load Word, Unsigned). I-type, RV64I.
从地址 x[rs1] + sign-extend(offset)读取四个字节，零扩展后写入 x[rd]。

    imm                          
    11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
lwu I                                   1 1 0           0 0 0 0 0 1 1

例子：

0:    00516503              lwu    x10,5(x2)
4:    fec1e283              lwu    x5,-20(x3)


sd

sd rs2, offset(rs1)    //M[x[rs1] + sext(offset) ]= x[rs2][63: 0]
存双字(Store Doubleword). S-type, RV64I.
将 x[rs2]中的 8 字节存入内存地址 x[rs1]+sign-extend(offset)。
压缩形式： c.sdsp rs2, offset; c.sd rs2, offset(rs1)
    imm         imm                
    11 10 9 8 7 6 5 rs2 rs1 func3 4 3 2 1 0 opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
sd S                                   0 1 1           0 1 0 0 0 1 1

例子：

0:    00a132a3              sd    x10,5(x2)
4:    fe51b623              sd    x5,-20(x3)


addiw

addiw rd, rs1, immediate    //x[rd] = sext((x[rs1] + sext(immediate))[31:0])
加立即数字(Add Word Immediate). I-type, RV64I.
把符号位扩展的立即数加到 x[rs1]，将结果截断为 32 位，把符号位扩展的结果写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式： c.addiw rd, imm


    imm                          
    11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
addiw I                                   0 0 0           0 0 1 1 0 1 1

例子：

0:    0142851b              addiw    x10,x5,20
4:    fec2851b              addiw    x10,x5,-20


slliw

slliw rd, rs1, shamt    //x[rd] = sext((x[rs1] ≪ shamt)[31: 0])
立即数逻辑左移字(Shift Left Logical Word Immediate). I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]左移 shamt 位，空出的位置填入 0，结果截为 32 位，进行有符号扩展后写入x[rd]。仅当 shamt[5]=0 时，指令才是有效的。


                shamt                          
                5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
slliw I 0 0 0 0 0 0                       0 0 1           0 0 1 1 0 1 1

例子：

0:    0064951b              slliw    x10,x9,0x6
4:    0024951b              slliw    x10,x9,0x2


srliw

srliw rd, rs1, shamt     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫u shamt)
立即数逻辑右移字(Shift Right Logical Word Immediate). I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]右移 shamt 位，空出的位置填入 0，结果截为 32 位，进行有符号扩展后写入x[rd]。仅当 shamt[5]=0 时，指令才是有效的。

                shamt                          
                5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
srliw I 0 0 0 0 0 0                       1 0 1           0 0 1 1 0 1 1

例子：

0:    0064d51b              srliw    x10,x9,0x6
4:    0024d51b              srliw    x10,x9,0x2


sraiw

sraiw rd, rs1, shamt    //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫s shamt)
立即数算术右移字(Shift Right Arithmetic Word Immediate). I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 shamt 位，空位用 x[rs1][31]填充，结果进行有符号扩展后写入 x[rd]。仅当 shamt[5]=0 时指令有效。
压缩形式： c.srai rd, shamt


                shamt                          
                5 4 3 2 1 0 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
sraiw I 0 1 0 0 0 0                       1 0 1           0 0 1 1 0 1 1

例子：

0:    4064d51b              sraiw    x10,x9,0x6
4:    4024d51b              sraiw    x10,x9,0x2


addw

addw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext((x[rs1] + x[rs2])[31:0])
加字(Add Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs2]加到寄存器 x[rs1]上，将结果截断为 32 位，把符号位扩展的结果写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式： c.addw rd, rs2

                               
    func7 rs2 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
addw R 0 0 0 0 0 0 0                     0 0 0           0 1 1 1 0 1 1

例子：

0:    0034853b              addw    x10,x9,x3


subw

subw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext((x[rs1] - x[rs2])[31: 0])
减去字(Substract Word). R-type, RV64I.
x[rs1]减去 x[rs2]，结果截为 32 位，有符号扩展后写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式： c.subw rd, rs2

                               
    func7 rs2 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
subw R 0 1 0 0 0 0 0                     0 0 0           0 1 1 1 0 1 1

例子：

4:    4034853b              subw    x10,x9,x3
 


sllw

sllw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext((x[rs1] ≪ x[rs2][4: 0])[31: 0])
逻辑左移字(Shift Left Logical Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位左移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，结果进行有符号扩展后写入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移动位数，其高位则被忽略。


                               
    func7 rs2 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
sllw R 0 0 0 0 0 0 0                     0 0 1           0 1 1 1 0 1 1

例子：

8:    0034953b              sllw    x10,x9,x3
 


srlw


srlw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫u x[rs2][4: 0])
逻辑右移字(Shift Right Logical Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，结果进行有符号扩展后写入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移动位数，其高位则被忽略。

                               
    func7 rs2 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
srlw R 0 0 0 0 0 0 0                     1 0 1           0 1 1 1 0 1 1

例子：

c:    0034d53b              srlw    x10,x9,x3
 


sraw

sraw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫s x[rs2][4: 0])
算术右移字(Shift Right Arithmetic Word). R-type, RV64I only.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空位用 x[rs1][31]填充，结果进行有符号扩展后写 入 x[rd]。 x[rs2]的低 5 位为移动位数，高位则被忽略。



                               
    func7 rs2 rs1 func3 rd opcode
name type 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
sraw R 0 1 0 1 0 0 0                     1 0 1           0 1 1 1 0 1 1

例子：

10:    4034d53b              sraw    x10,x9,x3






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