实训——RISC-V 汇编语言实践

RISC-V 指令集架构

这些指令按照功能可以分为如下几类：

整数运算指令：算术、逻辑、比较等基础运算功能。
分支转移指令：实现条件转移、无条件转移操作
加载存储指令：实现字节、半字(half word)、字(word)、双字（RV64I）的加载，存储操作，采用的都是寄存器相对寻址方式

指令格式

RISC-V有六种基本指令格式：

R 类型指令,用于寄存器-寄存器操作
I 型指令，用于短立即数和访存 load 操作
S 型指令，用于访存 store 操作
B 类型指令，用于条件跳转操作
U 型指令，用于长立即数
J 型指令，用于无条件跳转

实训

赋值语句

移位运算

示例代码

int main() {
   
    long long a=0xffffffffffe54b31 , b=0x0000000000004d0e;
    int shift=0x0000000000000004 ;
    long long res1, res2, res3;

    res1 = a >> shift; //FFFF FFFF FFFE 54B3
    res2 = (unsigned long long) a >> shift; //FFF FFFF FFFE 54B3
    res3 = b << shift;//4 D0E0

    return 0;
}

汇编指令

#  （1）a, b, shift 分别存放在寄存器 x28, x29, x30 中
#  （2）res1, res2, res3 存放在寄存器 x5, x6, x7 中

    sra x5, x28, x30    #算术右移，高位补原来高位
    srl x6, x28, x30    #逻辑右移, 高位补零
    sll x7, x29, x30    #逻辑左移，低位补零

R/ I 格式

结构控制语句

条件判断

汇编指令和含义

示例C语言程序1

int abs(int value) {
   
    int res;
    if (value >= 0) 
        res = value;
    else
        res = -value;
    return res;
}

对应汇编语句（借助符号）

# value 存储在寄存器 x10 中，res 存储在寄存器 x6 中

    blt x10, x0, negative   
positive:
    addi x6, x10, 0
    jal x0, finish
negative:
    sub x6, x0, x10
finish:
    # ...

nagative 标号表示 sub x6, x0, x10 指令的地址，sub x6, x0, x10 指令为 blt x10, x0, negative 之后的第 3 条指令，由于一条指令的长度为 4 字节，故目标地址偏移量为 3∗4=12，因此，上述 RISC-V 汇编指令段的无标号表达形式为：

    blt x10, x0, 12
    addi x6, x10, 0
    jal x0, 8
    sub x6, x0, x10
    # ...

示例C语言程序2

int main(){
   
    long long a, b, c;
    long long res;
//**************************
    if (a + b > c && a < c)
        res = c - a;
    else
        res = c & a;
//***************************
    return 0;
}

仅标记部分对应汇编语句（借助符号）

# a, b, c 分别存放在寄存器 x28, x29, x30 中
# res 存放在寄存器 x6 中

    add x7, x28, x29 
    slt x1, x30, x7       #a+b>c

    slt x2, x28, x30      #a<c

    and x1, x1, x2        #(a + b > c && a < c)是否为0
    beq x0, x1, negative       #if (0) ,跳转到negative
positive:
    sub x6, x30, x28
    jal x0, 8
negative:
    and x6