RISC-V 指令格式

RISC-V 字段

1. 给出 RISC-V （R型）字段命名使其易于讨论：

|  funct7  |  rs2  |  rs1  |  funct3  |  rd  |  opcode  |            [R]
     7         5       5        3        5        7           

以下是 RISC-V 指令字段信息：

• 操作码（opcode）：用于表示该指令操作和指令格式的字段；
• 目的操作数寄存器（rd）：用来存放操作结果；
• 附加操作码字段（funct3 & funct7）：另外的操作码字段；
• 第一源操作数寄存器（rs1）：第一个源操作数；
• 第二源操作数寄存器（rs2）：第一个源操作数；

问题：当指令需要两个寄存器和一个常数，则常数通常比31（2^5-1）大得多，5位字段太小。

设计原则3：优秀的设计需要适当的折中

RISC-V 对于不同指令使用不同格式，上述R型格式用于寄存器。另一种为I型，用于带一个常数的算数运算及加载指令。

2. I型字段如下：

|  immediate  |  rs1  |  funct3  |  rd  |  opcode  |                  [I]
       12         5        3        5        7

• 立即数（immediate）：为补码值，表示-2^11~2^11-1，用于加载指令时，表示一个字节的偏移量，可相对于基址寄存器rd偏移2^11（2048）字节；
• 对于加载双字指令ld x9, 64(x22)：22存放在rs1，64存放在immediate，9存放在rd。

3. S型字段如下：适用于存储双字的指令，需要两个源寄存器（基址和数据）和地址偏移immediate

|  imm[11:5]  |  rs2  |  rs1  |  funct3  |  imm[4:0]  |  opcode  |     [S]
       7          5       5        3           5           7

总结

R型指令：

I型指令：

S型指令：