Chapter 2 指令¶
介绍¶
指令类型
共3种
- Register-Register
- 最多有3个操作数(operands)，不含内存地址
- Register-memory
- 只有两个操作数，只有一个内存地址
- Memory-memory
- ⅔个操作数，内存地址可以是2到3个
变量类型
寄存器，内存地址，堆栈
硬件操作¶
算数操作：每次只有一个操作符，恰好三个变量（有且仅有）
寄存器操作数¶
算数操作的操作数必须是寄存器或者immediate内存
RISC-V 中32 个寄存器，每个64位。体现了设计思想2，越少越快。
64位，称为doubleword
RISC-V中32个寄存器分别代表的意义（公约convention）
操作数
内存一个占8位，因为byte address。
内存操作数¶
优点 更多数据，更复杂的数据结构
数据传输指令 ld(load doubleword) 将内存传到寄存器，sd(store doubleword) 寄存器到内存
RISC-V中的特点 一个 \(8\) 位，小端(little Endian) 存储。对于一个32位机子上存放0x12345678，需要4个地址，地址小的存放位权小的叫小端存储。
内存对齐 memory alignment
内存指令举例
其它的都很好理解，就是 64(x22) 。64 相当于x0x86那里学过的offset，那里是 segment:offset，这里相当于x22就是segment,A[0] 的位置， A[8] 的位置就是x22+8*8 ，那就是可以写成64(x22)
注意之前说过的原则只有先寄存器再内存，所以就算是sd也是先写寄存器x9然后是内存96(x22)
内存和寄存器比较¶
寄存器相比于内存更快，内存需要ld,sd，所以要更多操作编译器尽可能多的使用寄存器作为变量。
内存的调用的话经常会使用到关于某个寄存器的偏移地址（比如x3，全局指针的位置，毕竟要预留堆栈位置）
常数使用¶
一种是知道存储某个常数的地址。
另一种是 addi x22,x22,4 最后一位写常数。 这里的i表示 immediate
有符号和无符号数¶
就是2’s-complement表示下，若符号位为负，则表达的数为 - (只看其余位置，取反加1)，非负则表达数不变。
得到补码也取反加1。
符号填充：将凭空出来的高位填为符号位，表达的数不变。
-
lb: sign-extend loaded byte
-
lbu: zero - extend loaded byte
表示计算机指令¶
叫做机器码，二进制表示，寄存器x0-x31用0-31表示，应该指令总共是32位
opcode，一个较小的数对应什么操作
RISC-V没有非，因为操作数与其它操作相比，只有一个，太少，我们通过与1异或来实现它
例子¶
具体格式¶
rd，就是说你要存到哪去，就是例子中的x9
逻辑操作¶
- 左移
与或非的机器码没有列出来
分支操作¶
L1是一个标签。打上标签时就再开头写一下就可以了。然后出现在分支语句中。
beq表示如果等于跳转 equal
bne表示不等就跳转 ne
blt 表示算数小于就跳
bge 表示great or equal(算数大于等于)
bltu和bgeu都是表示相应的无符号数操作。
书上还提到边界检查的简单方法
原本有符号数（例如数组下标） \(x22\) 判断是否超出了边界 \(x10\) 或小于 \(0\) ，我们要写两个b开头的汇编。但是你会发现x10必定是正的（数组下标上界），那么当 x22小于 \(0\) 时，用无符号数判断时也是会超出 \(x10\) 的，因为 \(1\) 打头，表负数。
注意：x10,x22都是一堆二进制，怎么看它是有符号还是无符号你自己定义的，看你用什么指令。