| Register | Name | Use | Saver |
|---|---|---|---|
| x0 | zero | Constant 0 | – |
| x1 | ra | Return Address | Caller |
| x2 | sp | Stack Pointer | Callee |
| x3 | gp | Global Pointer | – |
| x4 | tp | Thread Pointer | – |
| x5~x7 | t0~t2 | Temp | Caller |
| x8 | s0/fp | Saved/Frame pointer | Callee |
| x9 | s1 | Saved | Callee |
| x10~x11 | a0~a1 | Arguments/Return Value | Caller |
| x12~x17 | a2~a7 | Arguments | Caller |
| x18~x27 | s2~s11 | Saved | Callee |
| x28~x31 | t3~t6 | Temp | Caller |
| 指令 | 行为 |
|---|---|
| lui rd,imm20 | 将 20 位的立即数左移12位，低 12 位补零，并写回寄存器 rd 中 |
| auipc rd,imm20 | 将 20 位的立即数左移12位，低 12 位补零，将得到的 32 位数与 pc 的值相加，最后写回寄存器 rd 中 |
| addi rd,rs1,imm12 | 立即数加法 |
| slti rd,rs1,imm12 | 立即数有符号小于比较 |
| sltiu rd,rs1,imm12 | 立即数无符号小于比较 |
| xori rd,rs1,imm12 | 立即数逻辑异或 |
| ori rd,rs1,imm12 | 立即数逻辑或 |
| andi rd,rs1,imm12 | 立即数逻辑与 |
| slli rd,rs1,shamt | 立即数逻辑左移 |
| srli rd,rs1,shamt | 立即数逻辑右移 |
| srai rd,rs1,shamt | 立即数算数右移 |
| add rd,rs1,rs2 | 加法 |
| sub rd,rs1,rs2 | 减法 |
| sll rd,rs1,rs2 | 逻辑左移 |
| slt rd,rs1,rs2 | 有符号小于比较 |
| sltu rd,rs1,rs2 | 无符号小于比较 |
| xor rd,rs1,rs2 | 逻辑异或 |
| srl rd,rs1,rs2 | 逻辑右移 |
| sra rd,rs1,rs2 | 算数右移 |
| or rd,rs1,rs2 | 逻辑或 |
| and rd,rs1,rs2 | 逻辑与 |
| 指令 | 行为 |
|---|---|
| jal rd,imm20 | 将 PC+4 的值保存到 rd 寄存器中，然后设置 PC = PC + offset |
| jalr rd,rs1,imm12 | 将 PC+4 保存到 rd 寄存器中，然后设置 PC = rs1 + imm |
| beq rs1,rs2,imm12 | 相等跳转 |
| bne rs1,rs2,imm12 | 不等跳转 |
| blt rs1,rs2,imm12 | 小于跳转 |
| bge rs1,rs2,imm12 | 大于等于跳转 |
| bltu rs1,rs2,imm12 | 无符号小于跳转 |
| bgeu rs1,rs2,imm12 | 无符号大于等于跳转 |
| 指令 | 行为 |
|---|---|
| lb rd,imm12(rs1) | 字节加载 |
| lh rd,imm12(rs1) | 半字加载 |
| lw rd,imm12(rs1) | 字加载 |
| lbu rd,imm12(rs1) | 无符号字节加载 |
| lhu rd,imm12(rs1) | 无符号半字加载 |
| sb rs2,imm12(rs1) | 字节储存 |
| sh rs2,imm12(rs1) | 半字储存 |
| sw rs2,imm12(rs1) | 字储存 |
| 伪指令 | 实际指令序列 | 操作 |
|---|---|---|
| nop | addi x0, x0, 0 | 空操作 |
| li rd,imm | lui rd, imm[32:12]+imm[11]
addi rd, rd, imm[11:0]
|
加载32位立即数，先加载高位，
再加上低位，注意低位是符号扩展
|
| mv rd, rs | addi rd, rs | 寄存器拷贝 |
| not rd, rs | xori rd, rs, -1 | 取反操作 |
| neg rd, rs | sub rd, x0, rs | 取负操作 |
| seqz rd, rs | sltiu rd, rs, 1 | 等于0时置位 |
| snez rd, rs | sltu rd, x0, rs | 不等于0时置位 |
| sltz rd, rs | slt rd, rs, x0 | 小于0时置位 |
| sgtz rd, rs | slt rd, x0, rs | 大于0时置位 |
| beqz rs, offset | beq rs, x0, offset | 等于0时跳转 |
| bnez rs, offset | bne rs, x0, offset | 不等于0时跳转 |
| blez rs, offset | bge x0, rs, offset | 小于等于0时跳转 |
| bgez rs, offset | bge rs, x0, offset | 大于等于0时跳转 |
| bltz rs, offset | blt rs, x0, offset | 小于0时跳转 |
| bgtz rs, offset | blt x0, rs, offset | 大于0时跳转 |
| bgt rs, rt, offset | blt rt, rs, offset | rs大于rt时跳转 |
| ble rs, rt, offset | bge rt, rs, offset | rs小于等于rt时跳转 |
| bgtu rs, rt, offset | bltu rt, rs, offset | 无符号rs大于rt时跳转 |
| bleu rs, rt, offset | bgeu rt, rs, offset | 无符号rs小于等于rt时跳转 |
| j offset | jal x0, offset | 无条件跳转，不保存地址 |
| jal offset | jal x1, offset | 无条件跳转，地址缺省保存在x1 |
| jr rs | jalr x0, 0 (rs) | 无条件跳转到rs寄存器，不保存地址 |
| jalr rs | jalr x1, 0 (rs) | 无条件跳转到rs寄存器，地址缺省保存在x1 |
| ret | jalr x0, 0 (x1) | 函数调用返回 |
| call offset | aupic x1, offset[32:12]+offset[11]
jalr x1, offset[11:0] (x1)
|
调用远程子函数 |
| la rd, symbol | aupic rd, delta[32:12]+delta[11]
addi rd, rd, delta[11:0]
|
载入全局地址，其中detla是PC和全局符号地址的差 |
| lla rd, symbol | aupic rd, delta[32:12]+delta[11]
addi rd, rd, delta[11:0]
|
载入局部地址，其中detla是PC和局部符号地址的差 |
| l{b|h|w} rd, symbol | aupic rd, delta[32:12]+delta[11]
l{b|h|w} rd, delta[11:0] (rd)
|
载入全局变量 |
| s{b|h|w} rd, symbol, rt | aupic rd, delta[32:12]+delta[11]
s{b|h|w} rd, delta[11:0] (rt)
|
载入局部变量 |
assign op = instr[6:0];
assign rs1 = instr[19:15];
assign rs2 = instr[24:20];
assign rd = instr[11:7];
assign func3 = instr[14:12];
assign func7 = instr[31:25];
assign immI = {{20{instr[31]}}, instr[31:20]};
assign immU = {instr[31:12], 12'b0};
assign immS = {{20{instr[31]}}, instr[31:25], instr[11:7]};
assign immB = {{20{instr[31]}}, instr[7], instr[30:25], instr[11:8], 1'b0};
assign immJ = {{12{instr[31]}}, instr[19:12], instr[20], instr[30:21], 1'b0};
| ExtOP | 立即数类型 |
|---|---|
| 000 | immI |
| 001 | immU |
| 010 | immS |
| 011 | immB |
| 100 | immJ |