RISC-V 常用汇编指令

RISCV 常用汇编指令

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相关寄存器

寄存器	ABI 名	用途	Saver
x0	zero	读取时总为 0， 写入时不起任何效果	-
x1	ra	存放函数返回地址 (return address)	Caller
x2	sp	存放栈指针 (stack pointer)	Callee
x3	gp	global pointer	-
x4	tp	thread point	-
x5 - x7	t0 - t2	临时 (temporaries) 寄存器，Callee 可能会使用这些寄存器，所以 Callee 不保证这些寄存器中的值在函数调用过程中保持不变，这意味着对于 Caller 来说，如果需要的话，Caller 需要自己在调用 Callee 之前保存临时寄存器中的值。	Caller
x28 - x31	t3 - t6	临时寄存器，同上	Caller
x8 - x9	s0/fp - s1	保存 (saved) 寄存器，Callee 需要保证这些寄存器的值在函数返回后仍然维持函数调用之前的原值，所以一旦 Callee 在自己的函数中会用到这些寄存器则需要在栈中备份并在退出函数时进行恢复。	Callee
x18 - x27	s2 - s11	保存寄存器，同上	Callee
x10 - x11	a0 - a1	参数 (argument) 寄存器，用于在函数调用过程中保存第一个和第二个参数，以及在函数返回时传递返回值。	Caller
x12 - x17	a2 - a7	参数 (argument) 寄存器，如果函数调用时需要传递更多的参数，则可以用这些寄存器，但注意用于传递参数的寄存器最多只有 8 个 (a0 ~ a7) ，如果还有更多的参数则要利用栈。	Caller

Caller ：调用者，Callee : 被调用函数【这里可以视为在 Caller (函数)中调用 Callee (函数)】
Caller 维护的寄存器，在运行被调函数前不会被保存，函数返回时这些寄存器可能会被改变，所以在调用前由 Caller 保存维护。
Callee 维护的寄存器，在运行被调函数前会被保存，函数返回后这些寄存器与运行被调函数前相同。

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算术运算指令

指令	语法	描述	例子
add	add rd,rs1,rs2	(rs1 + rs2) 的值保存到 rd	add x5,x6,x7
sub	sub rd,rs1,rs2	(rs1 - rs2）的值保存到 rd	sub x5,x6,x7
lui	lui rd,imm	rd = (imm << 12) (20位的立即数左移12位)	lui x5,0x12345
auipc	auipc rd,imm(20bit)	rd = (imm << 12) + pc (相对 pc 的偏移值)	auipc x5,0x1234

伪指令	语法	等价语句	描述	例子
neg	neg rd,rs	sub rd,x0,rs	rd = ~rs (取反)	neg x5,x6
mv	mov rd,rs	addi rd,rs,0	rd = rs	mov x5,x6
nop	nop	addi x0,x0,0	空指令	nop
li	li rd,imm	…	rd = imm (32bit) 直接加载32位立即数	li x5,0x12345678
la	la rd,addr	…	rd = addr 加载地址到寄存器	la x5,0x12345

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逻辑运算指令

指令	语法	描述	例子
and	and rd,rs1,rs2	rd = (rs1 & rs2)	and x5,x6,x7
or	or rd,rs1,rs2	rd = (rs1 | rs2)	or x5,x6,x7
xor	xor rd,rs1,rs2	rd = (rs ^ rs2)	xor x5,x6,x7
andi	andi rd,rs,imm	rd = (rs & imm)	andi x5,x6,10
ori	ori rd,rs,imm	rd = (rs | imm)	ori x5,x6,20
xori	xori rd,rs,imm	rd = (rs ^ imm)	xori x5,x6,10

伪指令	语法	等价语句	描述	例子
not	not rd,rs	xori rd,rs,-1	按位取反	not x5,x6

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移位运算指令

逻辑移位 补零

指令	语法	描述	例子
sll	sll rd,rs1,rs2	(rs1 << rs2)	sll x5,x6,x7
srl	srl rd,rs1,rs2	(rs1 >> rs2)	srl x5,x6,x7
slli	sll rd,rs1,imm	(rs1 << imm)	slli x5,x6,10
srli	srl rd,rs1,imm	rd = (rs1 >> imm)	srli x5,x6,20

算术移位（只有右移，补符号位）

指令	语法	描述	例子
sra	sra rd,rs1,rs2	rd = (rs1 << rs2)	sra x5,x6,x7
srai	srai rd,rs1,imm	rd = (rs1 >> imm)	srl x5,x6,20

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内存读写指令

imm 为12bit有符号整数

读指令

指令	语法	描述	例子
lb	lb rd,imm(rs)	从内存 imm+rs 处读取8bit数据(符号拓展)到 rd 中(符号拓展)	lb x5,40(x6)
lbu	lbu rd,imm(rs)	从内存 imm+rs 处读取8bit无符号整数(0扩展)到 rd 中(0扩展)	lbu x5,40(x6)
lh	lh rd,imm(rs)	从内存 imm+rs 处读取16bit数据(符号拓展)到 rd 中(符号拓展)	lh x5,40(x6)
lhu	lhu rd,imm(rs)	从内存 imm+rs 处读取16bit无符号整数(0扩展)到 rd 中(0扩展)	lhu x5,40(x6)
lw	lw rd,imm(rs)	从内存 imm+rs 处读取32bit数据到 rd 中	lw x5,40(x6)

写指令

指令	语法	描述	例子
sb	sb rs2,imm(rs1)	将rs2中的8bit数据写入内存 imm+rs1 处	sb x5,40(x6)
sh	sh rs2,imm(rs1)	将rs2中的16bit数据写入内存 imm+rs1 处	sb x5,40(x6)
sw	sw rs2,imm(rs1)	将rs2中的32bit数据写入内存 imm+rs1 处	sb x5,40(x6)

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条件分支指令

指令	语法	描述	例子
beq	beq rs1,rs2,imm	如果rs1 == rs2，跳转到 imm 地址处	beq x5,x6,100
bne	bne rs1,rs2,imm	如果rs1 != rs2，跳转到 imm 地址处	bne x5,x6,100
blt	blt rs1,rs2,imm	如果rs1 < rs2(有符号方式)，跳转	blt x5,x6,100
bltu	bltu rs1,rs2,imm	如果rs1 < rs2(无符号方式)，跳转	bltu x5,x6,100
bge	blt rs1,rs2,imm	如果rs1 >= rs2(有符号方式)，跳转	bge x5,x6,100
bgeu	bltu rs1,rs2,imm	如果rs1 >= rs2(无符号方式)，跳转	bgeu x5,x6,100

跳转的目标地址计算方法(对齐)：(imm<<1)+pc 具体编程时由标号给出

伪指令	语法	等价语句	例子
ble	ble rs1,rs2,offset	如果 rs1 <= rs2，跳转到 offset 地址处	ble x5,x6,100
bleu	bleu rs1,rs2,offset	如果 rs1 <= rs2(无符号)，跳转到 offset 地址处	bequ x5,x6,100
bgt	bgt rs1,rs2,offset	如果 rs1 >= rs2，跳转到 offset 地址处	bgt x5,x6,100
bgtu	bgtu rs1,rs2,offset	如果 rs1 >= rs2(无符号)，跳转到 offset 地址处	bgtu x5,x6,100
beqz	beqz rs1,offset	如果 rs1 == 0，跳转到 offset 地址处	beqz x5,x6,100
bnez	bnez rs1,offset	如果 rs1 != 0，跳转到 offset 地址处	bnez x5,x6,100
bltz	bltz rs1,offset	如果 rs1 < 0，跳转到 offset 地址处	bltz x5,x6,100
blez	blez rs1,offset	如果 rs1 <= 0，跳转到 offset 地址处	blez x5,x6,100
bgtz	bgtz rs1,offset	如果 rs1 > 0，跳转到 offset 地址处	bgtz x5,x6,100
bgez	bgez rs1,offset	如果 rs1 >= 0，跳转到 offset 地址处	bgez x5,x6,100

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无条件跳转指令

指令	语法	描述	例子
jal	jal rd,label	指令的下一条指令地址存入rd,跳转到label (20bit)	jal x1,label
jalr	jalr rd,imm(rs)	12bit的imm符号拓展，(rs+imm)低位置0存到rd,跳转	jarl x1,0(x5)

伪指令	语法	等价语句	描述
j	j offset	jal x0,offset [不会保存跳转前的地址]	j label
jr	jr rs	jalr x0,0(rs) [不会保存跳转前的地址]	jr x5

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函数调用

伪指令	语法	等价语句	描述	例子
jal	jal offset	jal x1,offset	保存返回地址到x1，跳转到 offset	jal label
jalr	jalr rs	jalr x1,0(rs)	保存返回地址到x1，跳转到rs寄存器保存的地址	jalr label
call	call offset	auipc x1,offset[31:12]+offset[11];jalr x1,ofsset[11:0] (x1)	–	call fun
ret	ret	jalr x0,0(x1)	返回	ret

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参考

• 循序渐进，学习开发一个RISC-V上的操作系统
• mit 6.S081