自定义汇编语言（Custom Assembly Language） 和 Unix & Git
1. 什么是自定义汇编语言（Custom Assembly Language）？
汇编语言（Assembly Language）是一种低级编程语言，它直接与 CPU 指令集（Instruction Set Architecture, ISA）对应，每条指令都映射到机器码（Binary Code）。自定义汇编语言通常指：
-
为特定 CPU 设计的汇编语言（如 x86、ARM、RISC-V）
-
基于虚拟机（VM）的汇编语言（如 WebAssembly、JVM 的字节码）
-
专用于特定系统的汇编指令集（如 GPU 汇编）
️ 汇编语言的编程原则
-
寄存器操作：使用
MOV、ADD、SUB等指令操作 CPU 寄存器。 -
内存管理：手动处理
STACK（栈）和HEAP（堆）。 -
条件跳转 & 循环：使用
CMP+JMP（如JE、JNE）来实现分支逻辑。 -
系统调用（Syscall）：调用操作系统提供的功能（如文件 I/O）。
示例（x86 汇编 - NASM 语法）：
section .data
message db "Hello, Assembly!", 0 ; 定义字符串
section .text
global _start
_start:
mov edx, 16 ; 设置要输出的字符数量
mov ecx, message ; 指向 message 地址
mov ebx, 1 ; 文件描述符 (stdout)
mov eax, 4 ; syscall: sys_write
int 0x80 ; 触发中断，执行系统调用
mov eax, 1 ; syscall: sys_exit
xor ebx, ebx ; 退出状态码 0
int 0x80
- 2. Unix 简介
Unix 是一个强大且稳定的操作系统，强调多用户、多任务、权限管理。许多现代操作系统（如 Linux、macOS、BSD）都基于 Unix 设计。
Unix 基础
-
命令行操作（Shell）：
ls、cd、pwd、grep -
进程管理：
ps、kill、top -
文件权限：
chmod、chown -
系统调用（Syscall）：用户程序调用内核功能（如
open()、read()、write()
示例
ls -l # 查看当前目录详细信息
chmod +x script.sh # 赋予脚本执行权限
ps aux # 显示所有进程
- 3. Git 简介
Git 是一种分布式版本控制系统（DVCS），主要用于代码管理、团队协作、历史追踪。
Git 常用命令
git init # 初始化 Git 仓库 git clone# 克隆远程仓库 git add file.txt # 添加文件到暂存区 git commit -m "提交说明" # 提交更改 git push origin main # 推送到远程仓库 git pull origin main # 拉取最新代码 git log # 查看提交历史
2. 熟悉 Unix 基本命令
查看和切换目录
pwd # 显示当前目录（Print Working Directory）
ls # 列出当前目录下的文件和文件夹
ls -l # 详细信息（long format）
ls -a # 显示所有文件（包括隐藏文件）
ls -lh # 以可读格式显示文件大小（KB/MB）
cd /path # 进入指定目录
cd .. # 返回上一级目录
cd - # 返回上次访问的目录
创建、删除目录
mkdir myfolder # 创建目录
rmdir myfolder # 删除空目录
rm -r myfolder # 删除非空目录（慎用）
创建、复制、移动和删除文件
touch file.txt # 创建文件
cp file1.txt file2.txt # 复制文件
mv file.txt newname.txt # 重命名/移动文件
rm file.txt # 删除文件（不可恢复）
2.2 查看和编辑文件
cat file.txt # 显示文件内容
less file.txt # 分页查看文件（按 `q` 退出）
head -n 10 file.txt # 显示前 10 行
tail -n 10 file.txt # 显示后 10 行
nano file.txt # 使用 Nano 编辑器编辑文件
vim file.txt # 使用 Vim 编辑文件（高级）
2.3 用户管理
whoami # 显示当前用户
who # 查看当前在线用户
id # 显示当前用户的 UID 和 GID
passwd # 修改当前用户密码
sudo su # 切换到 root 用户（需要 sudo 权限）
2.4 权限管理
查看权限
ls -l file.txt
示例输出：
-rw-r--r-- 1 user user 1234 Mar 31 12:00 file.txt
-
-rw-r--r--：文件权限 -
user user：文件的所属用户和用户组
修改权限
chmod 644 file.txt # 允许所有人读取，只有文件所有者可以写
chmod +x script.sh # 赋予执行权限
chown newuser file.txt # 更改文件所有者
2.5 进程管理
ps aux # 显示所有进程
top # 动态显示进程信息（按 `q` 退出）
htop # 更美观的进程管理工具（需要安装）
kill PID # 终止进程（用 `ps aux` 找到 PID）
kill -9 PID # 强制终止进程
pkill name # 按进程名称终止
2.6 磁盘和存储管理
df -h # 显示磁盘空间使用情况
du -sh * # 查看当前目录下每个文件/文件夹的大小
mount # 查看挂载的磁盘
umount /dev/sdb1 # 卸载设备
2.7 搜索与查找
find /path -name "file.txt" # 按文件名查找
find / -size +100M # 查找大于 100MB 的文件
grep "error" file.txt # 在文件中查找 "error"
grep -r "keyword" /path/ # 递归搜索目录
2.8 网络管理
ping google.com # 检查网络连接
curl ifconfig.me # 查看公网 IP 地址
wget http://example.com/file.zip # 下载文件
netstat -tulnp # 查看当前网络连接
练习任务
你可以尝试以下任务来熟练 Unix 命令：
-
创建一个新目录
testdir并进入它。 -
创建一个文本文件
notes.txt并写入一些内容。 -
复制
notes.txt到backup.txt并查看其内容。 -
查找
/etc目录中所有.conf文件。 -
杀死一个运行中的进程（使用
ps aux找到进程）。 -
查看你的磁盘使用情况 并找到大于 100MB 的文件。
3. 学习 Git 进行代码版本管理
Git 基础概念
Git 是什么？
Git 允许你追踪代码的每次修改，随时回溯历史，并与团队协作。
常见术语
| 术语 | 解释 |
|---|---|
| Repository（仓库） | 存储代码和历史记录的地方 |
| Commit（提交） | 记录代码的某次修改 |
| Branch（分支） | 独立的开发线，允许并行工作 |
| Merge（合并） | 将分支的更改合并到主分支 |
| Remote（远程仓库） | 存储在 GitHub、GitLab 等远程服务器的仓库 |
Git 安装与配置
安装 Git
Linux (Debian/Ubuntu)
sudo apt update
sudo apt install git
Mac (Homebrew)
brew install git
Windows 下载 Git 官方安装包 并安装。
配置 Git
安装完成后，设置用户名和邮箱：
git config --global user.name "你的名字"
git config --global user.email "你的邮箱"
检查配置：
git config --list
Git 基本操作
创建 Git 仓库
mkdir my_project # 创建新文件夹
cd my_project # 进入项目目录
git init # 初始化 Git 仓库
运行 git init 后，目录下会生成 .git 文件夹（隐藏文件），表示该目录已经是一个 Git 仓库。
添加文件并提交
touch file.txt # 创建新文件
echo "Hello Git" > file.txt # 写入内容
git status # 查看当前状态
git add file.txt # 添加到暂存区
git commit -m "第一次提交" # 提交更改
Git 运行机制
-
git add把文件添加到 暂存区（Staging Area） -
git commit把暂存区的内容提交到 本地仓库（Local Repository）
查看提交历史
git log # 查看提交历史
git log --oneline # 简洁模式
git log --graph --all # 以图形方式查看
分支管理
创建和切换分支
git branch feature # 创建新分支
git checkout feature # 切换到新分支
git switch feature # （新方法）切换到新分支
合并分支
git checkout main
git merge feature # 将 feature 合并到 main
删除分支
git branch -d feature
远程仓库（GitHub / GitLab）
关联远程仓库
git remote add origin https://github.com/user/repo.git
git push -u origin main # 推送到远程仓库
拉取远程代码
git pull origin main # 获取最新代码
练习任务
✅ 1. 初始化一个 Git 仓库（git init）
✅ 2. 创建文件并提交（git add + git commit）
✅ 3. 创建一个分支并切换（git branch + git checkout）
✅ 4. 把代码推送到 GitHub（git push）
4. 深入理解汇编语言的 CPU 指令集
1. 什么是 CPU 指令集？
CPU 指令集（Instruction Set Architecture, ISA） 是 CPU 能够理解和执行的指令集合。不同 CPU 可能使用不同的指令集，例如：
| 体系架构 | 常见 CPU | 指令集 |
|---|---|---|
| x86 / x86-64 | Intel, AMD | x86, x86-64 (Intel/AMD64) |
| ARM | Apple M1/M2, Qualcomm Snapdragon | ARMv8, ARMv9 |
| RISC-V | SiFive, 未来自研 CPU | RISC-V |
指令集决定了汇编语言的语法，同一个操作在不同架构上的写法可能不同。
2. CPU 的基本组成
CPU 的核心部件包括：
-
寄存器（Registers）：存储数据和地址，CPU 直接访问的存储单元
-
算术逻辑单元（ALU）：执行算术和逻辑运算
-
控制单元（CU）：解码指令，控制数据流
-
总线（Bus）：连接 CPU、内存和外设
x86 寄存器
| 64 位寄存器 | 32 位 | 16 位 | 8 位 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| RAX | EAX | AX | AL / AH | 累加寄存器（算术运算） |
| RBX | EBX | BX | BL / BH | 基址寄存器 |
| RCX | ECX | CX | CL / CH | 计数器（循环/位移） |
| RDX | EDX | DX | DL / DH | 数据寄存器 |
| RSP | ESP | SP | - | 栈指针 |
| RBP | EBP | BP | - | 栈基址 |
| RSI | ESI | SI | - | 源索引寄存器 |
| RDI | EDI | DI | - | 目标索引寄存器 |
64 位模式下，额外提供 R8-R15 寄存器。
3. 指令格式
大多数指令格式如下：
指令 操作数1, 操作数2
-
操作数可以是 寄存器、内存地址、立即数
-
x86 格式（AT&T 语法）：
movl %eax, %ebx（源 -> 目标） -
Intel 语法（常用）：
mov eax, ebx（源 -> 目标）
4. x86 常见指令
✅ 数据传输指令
| 指令 | 说明 |
|---|---|
MOV dest, src |
复制数据 |
LEA dest, src |
取地址 |
PUSH src |
压栈 |
POP dest |
出栈 |
示例：
mov eax, 5 ; 把 5 赋值给 EAX
mov ebx, eax ; 把 EAX 的值复制到 EBX
算术指令
| 指令 | 说明 |
|---|---|
ADD dest, src |
加法 |
SUB dest, src |
减法 |
MUL src |
乘法（无符号） |
IMUL src |
乘法（有符号） |
DIV src |
除法（无符号） |
IDIV src |
除法（有符号） |
示例：
mov eax, 10 add eax, 5 ;
eax = eax + 5 sub eax, 3 ;
eax = eax - 3
逻辑运算
| 指令 | 说明 |
|---|---|
AND dest, src |
按位与 |
OR dest, src |
按位或 |
XOR dest, src |
按位异或 |
NOT dest |
取反 |
SHL dest, n |
左移 n 位 |
SHR dest, n |
右移 n 位 |
示例：
mov eax, 0b1100
and eax, 0b1010 ; 结果 = 0b1000
比较与跳转
| 指令 | 说明 |
|---|---|
CMP op1, op2 |
比较 op1 和 op2 |
JE label |
等于跳转 |
JNE label |
不等跳转 |
JG label |
大于跳转 |
JL label |
小于跳转 |
JMP label |
无条件跳转 |
示例：
mov eax, 5
cmp eax, 10
jl less_than_10 ; 如果 eax < 10，跳转
函数调用
| 指令 | 说明 |
|---|---|
CALL func |
调用函数 |
RET |
返回 |
示例：
call my_function
ret
RISC-V 和 ARM 对比
| 操作 | x86 | ARM | RISC-V |
|---|---|---|---|
| 传输 | mov eax, ebx |
mov r0, r1 |
mv x1, x2 |
| 加法 | add eax, ebx |
add r0, r1, r2 |
add x1, x2, x3 |
| 跳转 | jmp label |
b label |
j label |
| 函数 | call func |
bl func |
jal x1, func |
练习：编写一个简单的汇编程序
section .data
msg db "Hello, world!", 0 ; 字符串
section .text
global _start
_start:
mov edx, 13 ; 输出长度
mov ecx, msg ; 指向字符串
mov ebx, 1 ; 标准输出
mov eax, 4 ; syscall: sys_write
int 0x80 ; 触发系统调用
mov eax, 1 ; syscall: sys_exit
xor ebx, ebx ; 退出代码 0
int 0x80
运行方法
-
安装 NASM：
sudo apt install nasm -
编译：
nasm -f elf32 hello.asm -
生成可执行文件：
ld -m elf_i386 -o hello hello.o -
运行：
./hello
你可以做什么？
✅ 1. 练习写一些基本指令（MOV, ADD, CMP, JMP）
✅ 2. 用 gdb 调试一个汇编程序
✅ 3. 尝试编写简单的 RISC-V 或 ARM 汇编
4.2 区分并解读ARM 和 RISC-V
1. ARM vs. RISC-V 概述
| 特性 | ARM | RISC-V |
|---|---|---|
| 架构类型 | RISC（精简指令集） | RISC（精简指令集） |
| 开发模式 | 封闭商业授权（需付费） | 开源（免费使用） |
| 指令集 | 复杂，历史包袱较重 | 简洁、模块化 |
| 市场占有率 | 高（广泛用于手机、嵌入式设备） | 仍在增长（嵌入式、学术、未来芯片） |
| 性能优化 | 针对特定硬件优化，功耗低 | 设计简洁，易扩展 |
| 厂商 | Apple M1/M2/M3、Qualcomm、Broadcom | SiFive、NVIDIA、Intel（未来） |
| 应用领域 | 移动设备、嵌入式系统、服务器 | 开源硬件、学术研究、未来服务器 |
ARM 适合商用市场，RISC-V 更适合研究、定制芯片、国产化 CPU。
2. 指令集对比
（1）寄存器
-
ARM（AArch64，64 位）：31 个通用寄存器（X0 - X30），加上 SP（栈指针）和 PC（程序计数器）。
-
RISC-V（RV64I）：32 个通用寄存器（x0 - x31），x0 恒为
0，x1用作返回地址，x2为栈指针。
| 寄存器 | ARM (AArch64) | RISC-V (RV64I) |
|---|---|---|
| 返回值寄存器 | X0 | x10 (a0) |
| 参数传递寄存器 | X0 - X7 | x10 - x17 (a0 - a7) |
| 栈指针 | SP | x2 (sp) |
| 返回地址 | X30 (LR) | x1 (ra) |
（2）基本指令
| 操作 | ARM | RISC-V |
|---|---|---|
| 数据传输 | MOV X0, X1 |
ADD x10, x0, x0 (没有 MOV，用 ADD 实现) |
| 加载/存储 | LDR X0, [X1] |
LW x10, 0(x1) |
| 算术运算 | ADD X0, X1, X2 |
ADD x10, x11, x12 |
| 逻辑运算 | AND X0, X1, X2 |
AND x10, x11, x12 |
| 比较 & 跳转 | CMP X0, X1 B.EQ label |
BEQ x10, x11, label |
| 函数调用 | BL function |
JAL x1, function |
| 返回 | RET |
JALR x0, x1, 0 |
区别：
-
ARM 有
MOV指令，RISC-V 没有，需要用ADD代替。 -
ARM
LDR直接加载数据，RISC-V 需要LW（load word）。 -
RISC-V 所有运算都基于寄存器，没有
CMP，而是SUB + 分支指令。
3. ARM vs. RISC-V 示例代码
- ARM (AArch64)
.global _start
_start:
MOV X0, #42 // X0 = 42
MOV X1, #10 // X1 = 10
ADD X2, X0, X1 // X2 = X0 + X1
BL exit // 调用 exit
exit:
MOV X8, #93 // syscall exit
SVC 0
- RISC-V (RV64I)
.global _start
_start:
LI x10, 42 # x10 = 42
LI x11, 10 # x11 = 10
ADD x12, x10, x11 # x12 = x10 + x11
J exit # 跳转到 exit
exit:
LI a7, 93 # syscall exit
ECALL
主要区别：
-
ARM 直接使用
MOV，RISC-V 需要LI（Load Immediate）。 -
ARM 直接调用
BL进入函数，RISC-V 用JAL。 -
ARM
SVC 0调用系统调用，RISC-V 用ECALL。
4. ARM vs. RISC-V 的发展前景
| 对比 | ARM | RISC-V |
|---|---|---|
| 市场份额 | 高，占主导 | 快速增长 |
| 开放性 | 封闭（需授权） | 开源（免费） |
| 生态系统 | 成熟（Android、iOS、嵌入式） | 正在完善（未来竞争力强） |
| 功耗优化 | 非常出色（Apple M 系列） | 理论上更好，但仍在优化 |
| 使用场景 | 移动设备、服务器、嵌入式 | 未来服务器、国产 CPU、物联网 |
5. 总结
✅ ARM：适用于 商业化市场，功耗优化极致，广泛用于手机、嵌入式。
✅ RISC-V：完全开源，未来有潜力取代 ARM，但生态系统仍在发展。
如果你想深入学习：
-
ARM 推荐：学习 AArch64 汇编（Apple M1/M2、树莓派）。
-
RISC-V 推荐：用 QEMU 模拟，或者试试 SiFive 开发板。
4.3 从ARM 和 RISC-V 的基础概念，逐步深入到汇编编程和架构优化
学习路线：
第一阶段：基础概念
✅ 1. 计算机架构基础
-
什么是 RISC（精简指令集） 和 CISC（复杂指令集）
-
ARM 和 RISC-V 的设计理念
-
指令流水线、寄存器、内存访问方式
✅ 2. ARM & RISC-V 指令集
-
了解寄存器（ARM 的 X0-X30，RISC-V 的 x0-x31）
-
基本数据传输（
MOV、LW、LDR等） -
算术运算（
ADD、SUB等） -
逻辑运算（
AND、OR、XOR等） -
分支与跳转（
JMP、BEQ、BL等）
第二阶段：搭建开发环境
✅ 1. ARM 开发环境
-
在 Raspberry Pi（树莓派）或 QEMU 上运行 ARM 代码
-
使用 GNU
as（汇编器） 编写 ARM 汇编 -
ARM 64-bit (AArch64) vs ARM 32-bit (ARMv7)
✅ 2. RISC-V 开发环境
-
使用 QEMU 模拟 RISC-V
-
使用 riscv-gcc 编写汇编代码
-
了解 RISC-V 的模块化扩展（
RV32I、RV64GC）
第三阶段：深入汇编编程
✅ 1. 编写简单程序
-
"Hello, World!" 汇编实现（ARM & RISC-V）
-
计算加法、乘法等基本运算
-
使用 函数调用（CALL/JAL） 和 系统调用（SVC/ECALL）
✅ 2. 代码调试
-
用 GDB（GNU Debugger） 调试 ARM & RISC-V 汇编
-
学习 寄存器、内存管理、堆栈操作
-
分析 函数调用栈
第四阶段：深入体系架构
✅ 1. ARM 高级特性
-
Thumb 模式（ARM 32-bit 低功耗指令）
-
NEON（SIMD） 向量计算
-
TrustZone 安全架构
✅ 2. RISC-V 扩展
-
RV64GC 标准指令集
-
压缩指令（C-extension）
-
向量计算（V-extension）
架构原理
RISC（精简指令集） vs. CISC（复杂指令集）
RISC（Reduced Instruction Set Computer）
-
指令长度固定（如 RISC-V 32 位指令）
-
只使用 Load/Store 访问内存（所有运算都基于寄存器）
-
指令集精简，减少硬件复杂性，提升执行效率
-
流水线执行优化（提高指令并行度）
CISC（Complex Instruction Set Computer）
-
指令长度可变（如 x86 指令有 1-15 字节）
-
支持内存直接操作（可对内存数据直接算术运算）
-
指令复杂，执行周期长（但可以减少指令数量）
-
适用于高性能计算，但功耗较大
ARM 和 RISC-V 都属于 RISC 体系，相比 x86（CISC）更节能、更易于硬件优化。
ARM 架构
ARM 设计特点
-
AArch64（ARM 64-bit）：现代主流架构（Apple M 系列、Android 手机等）
-
AArch32（ARM 32-bit）：老架构（ARMv7，如 Raspberry Pi 1/2）
-
寄存器：31 个通用寄存器（X0-X30），SP（栈指针），PC（程序计数器）
-
支持 Thumb 低功耗模式（部分 ARM 处理器）
-
广泛用于移动设备、嵌入式系统
ARM 典型指令
-
LDR X0, [X1]// 从内存加载数据到 X0 -
STR X0, [X1]// 将 X0 存入 X1 指向的内存 -
ADD X0, X1, X2// X0 = X1 + X2 -
BL function// 调用函数 -
RET// 返回
RISC-V 架构
RISC-V 设计特点
-
完全开源，可定制（不同于 ARM 的授权模式）
-
模块化指令集（基础指令
RV32I、RV64I，可扩展M乘除、C压缩、V向量等） -
寄存器：32 个通用寄存器（x0-x31），x0 恒等于 0
-
适用于芯片设计、学术研究、物联网
RISC-V 典型指令
-
LW x10, 0(x1)// 从内存加载数据到 x10 -
SW x10, 0(x1)// 将 x10 存入 x1 指向的内存 -
ADD x10, x11, x12// x10 = x11 + x12 -
JAL x1, function// 调用函数 -
JALR x0, x1, 0// 返回
ARM vs. RISC-V 对比
| 特性 | ARM | RISC-V |
|---|---|---|
| 架构类型 | RISC | RISC |
| 授权模式 | 封闭授权（需付费） | 完全开源（免费使用） |
| 指令集 | 复杂（历史包袱较重） | 精简，模块化 |
| 功耗优化 | 极致优化（Apple M1/M2） | 理论上更优，但仍需优化 |
| 应用场景 | 移动设备、嵌入式、服务器 | 芯片研究、物联网、未来服务器 |
下一步学习
✅ 了解 ARM & RISC-V 指令集 ✅ 研究 寄存器与内存访问 ✅ 搭建 ARM & RISC-V 开发环境（QEMU、Raspberry Pi、SiFive）
4.4 ARM 和 RISC-V 的指令集
1. ARM & RISC-V 指令集概述
| 对比项 | ARM (AArch64, 64-bit) | RISC-V (RV64I, 64-bit) |
|---|---|---|
| 指令长度 | 固定 32 位（支持 16 位 Thumb 指令） | 固定 32 位（支持 16 位压缩指令 C-extension） |
| 寄存器 | X0 - X30（31 个通用寄存器） | x0 - x31（32 个通用寄存器） |
| 栈指针 | SP（Stack Pointer） | x2（sp） |
| 程序计数器 | PC（Program Counter） | PC（Program Counter） |
| 内存访问 | LDR/STR（Load/Store） | LW/SW（Load Word / Store Word） |
| 跳转/调用 | BL（Branch & Link）、RET | JAL（Jump and Link）、JALR |
| 运算指令 | ADD、SUB、MUL、AND、ORR、EOR | ADD、SUB、MUL、AND、OR、XOR |
| 系统调用 | SVC（Supervisor Call） | ECALL（Environment Call） |
2. ARM 指令集
2.1 数据传输
-
LDR X0, [X1]// 从内存加载数据到 X0 -
STR X0, [X1]// 将 X0 存入 X1 指向的内存 -
MOV X0, X1// 将 X1 的值复制到 X0
2.2 算术运算
-
ADD X0, X1, X2// X0 = X1 + X2 -
SUB X0, X1, X2// X0 = X1 - X2 -
MUL X0, X1, X2// X0 = X1 * X2 -
SDIV X0, X1, X2// X0 = X1 / X2（整数除法）
2.3 逻辑运算
-
AND X0, X1, X2// X0 = X1 & X2 -
ORR X0, X1, X2// X0 = X1 | X2 -
EOR X0, X1, X2// X0 = X1 ^ X2 -
LSL X0, X1, #3// X0 = X1 << 3（左移 3 位） -
LSR X0, X1, #3// X0 = X1 >> 3（右移 3 位）
2.4 条件分支
-
CMP X0, X1// 比较 X0 和 X1 -
B.EQ label// 如果相等，则跳转到 label -
B.NE label// 如果不相等，则跳转到 label -
B.GT label// 如果 X0 > X1，则跳转 -
BL function// 调用 function -
RET// 返回
3. RISC-V 指令集
3.1 数据传输
-
LW x10, 0(x1)// 从内存加载数据到 x10 -
SW x10, 0(x1)// 将 x10 存入 x1 指向的内存 -
MV x10, x11// 将 x11 复制到 x10（MOV在 RISC-V 中是ADD的别名）
3.2 算术运算
-
ADD x10, x11, x12// x10 = x11 + x12 -
SUB x10, x11, x12// x10 = x11 - x12 -
MUL x10, x11, x12// x10 = x11 * x12 -
DIV x10, x11, x12// x10 = x11 / x12（整数除法）
3.3 逻辑运算
-
AND x10, x11, x12// x10 = x11 & x12 -
OR x10, x11, x12// x10 = x11 | x12 -
XOR x10, x11, x12// x10 = x11 ^ x12 -
SLL x10, x11, x12// x10 = x11 << x12（左移） -
SRL x10, x11, x12// x10 = x11 >> x12（右移）
3.4 条件分支
-
BEQ x10, x11, label// 如果 x10 == x11，跳转 -
BNE x10, x11, label// 如果 x10 != x11，跳转 -
BLT x10, x11, label// 如果 x10 < x11，跳转 -
BGE x10, x11, label// 如果 x10 >= x11，跳转 -
JAL x1, function// 调用 function -
JALR x0, x1, 0// 返回
4. ARM vs. RISC-V 指令示例
ARM (AArch64)
.global _start
_start:
MOV X0, #42 // X0 = 42
MOV X1, #10 // X1 = 10
ADD X2, X0, X1 // X2 = X0 + X1
BL exit // 调用 exit
exit:
MOV X8, #93 // syscall exit
SVC 0
RISC-V (RV64I)
.global _start _start: LI x10, 42 # x10 = 42 LI x11, 10 # x11 = 10 ADD x12, x10, x11 # x12 = x10 + x11 J exit # 跳转到 exit exit: LI a7, 93 # syscall exit ECALL
主要区别：
-
ARM 直接使用
MOV指令，RISC-V 需要LI（Load Immediate） -
ARM 直接调用
BL，RISC-V 需要JAL -
ARM 使用
SVC 0，RISC-V 使用ECALL进行系统调用
4.5 编写 ARM & RISC-V 汇编代码
1. 编写 ARM 汇编代码（AArch64）
1.1 "Hello, World!"
.global _start
.section .data
message: .asciz "Hello, World!\n"
.section .text
_start:
MOV X0, #1 // 文件描述符 1 (stdout)
ADR X1, message // 消息地址
MOV X2, #14 // 消息长度
MOV X8, #64 // syscall write
SVC 0
MOV X8, #93 // syscall exit
MOV X0, #0 // 退出码 0
SVC 0
说明
-
MOV X0, #1设置标准输出 -
ADR X1, message加载字符串地址 -
MOV X8, #64表示write系统调用 -
SVC 0触发系统调用
1.2 简单的加法
.global _start
_start:
MOV X0, #10 // X0 = 10
MOV X1, #20 // X1 = 20
ADD X2, X0, X1 // X2 = X0 + X1
MOV X8, #93 // syscall exit
MOV X0, #0
SVC 0
说明
-
MOV指令用于加载立即数 -
ADD X2, X0, X1计算 X0 + X1
1.3 条件判断
.global _start
_start:
MOV X0, #5
MOV X1, #10
CMP X0, X1
B.GE greater_or_equal
MOV X2, #0 // X0 < X1 时执行
B exit
greater_or_equal:
MOV X2, #1 // X0 >= X1 时执行
exit:
MOV X8, #93
SVC 0
说明
-
CMP X0, X1进行比较 -
B.GE进行条件跳转
2. 编写 RISC-V 汇编代码（RV64I）
2.1 "Hello, World!"
.global _start
.section .data
message: .asciz "Hello, World!\n"
.section .text
_start:
LI a0, 1 # 文件描述符 1 (stdout)
LA a1, message # 加载字符串地址
LI a2, 14 # 消息长度
LI a7, 64 # syscall write
ECALL
LI a7, 93 # syscall exit
LI a0, 0 # 退出码 0
ECALL
说明
-
LI（Load Immediate）用于加载立即数 -
LA（Load Address）用于加载地址 -
ECALL触发系统调用
2.2 简单的加法
.global _start
_start:
LI x10, 10 # x10 = 10
LI x11, 20 # x11 = 20
ADD x12, x10, x11 # x12 = x10 + x11
LI a7, 93 # syscall exit
ECALL
说明
-
LI加载数值 -
ADD执行加法
2.3 条件判断
.global _start
_start:
LI x10, 5
LI x11, 10
BGE x10, x11, greater_or_equal
LI x12, 0 # x10 < x11 时执行
J exit
greater_or_equal:
LI x12, 1 # x10 >= x11 时执行
exit:
LI a7, 93
ECALL
说明
-
BGE x10, x11, label进行条件跳转 -
J label无条件跳转
3. 运行汇编代码
ARM（AArch64）
在 Linux 上安装 GCC 并运行：
aarch64-linux-gnu-as -o program.o program.s
aarch64-linux-gnu-ld -o program program.o
qemu-aarch64 ./program
RISC-V
安装 riscv64 交叉编译工具：
riscv64-linux-gnu-as -o program.o program.s
riscv64-linux-gnu-ld -o program program.o
qemu-riscv64 ./program
4.6 搭建 ARM & RISC-V 开发环境
1. 运行 ARM 指令
1.1 编写 ARM 汇编
创建文件 arm_test.s：
.global _start
_start:
MOV X0, #42 // X0 = 42
MOV X8, #93 // syscall exit
SVC 0 // 执行系统调用
1.2 编译 & 运行
aarch64-linux-gnu-as -o arm_test.o arm_test.s # 汇编
aarch64-linux-gnu-ld -o arm_test arm_test.o # 链接
qemu-aarch64 ./arm_test # 运行
如果成功，程序会 返回状态码 42，可以用 $? 检查：
echo $?
2. 运行 RISC-V 指令
2.1 编写 RISC-V 汇编
创建文件 riscv_test.s：
.global _start
_start:
LI a0, 42 # a0 = 42
LI a7, 93 # syscall exit
ECALL # 执行系统调用
2.2 编译 & 运行
riscv64-linux-gnu-as -o riscv_test.o riscv_test.s # 汇编
riscv64-linux-gnu-ld -o riscv_test riscv_test.o # 链接
qemu-riscv64 ./riscv_test # 运行
同样，可以用 $? 检查返回值：
echo $?
3. 在 QEMU 启动完整 Linux
3.1 运行 ARM Linux
qemu-aarch64 -L /usr/aarch64-linux-gnu ./arm_test
-L /usr/aarch64-linux-gnu 指定 QEMU 运行所需的 ARM 共享库。
3.2 运行 RISC-V Linux
qemu-riscv64 -L /usr/riscv64-linux-gnu ./riscv_test
4. 进入 QEMU 交互模式
可以运行 QEMU 并进入 GDB 调试模式：
qemu-aarch64 -g 1234 ./arm_test
然后在另一个终端启动 GDB：
gdb-multiarch -q -ex "target remote :1234"