第二章 机器语言基础

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1. 基础：

ISA: 指令集架构，instruction set architecture

完整的ISA包含：

• 指令种类
• 指令的执行方式
• 指令的操作数

主要分成两类：

• 精简指令集计算机：对指令数目和寻址方式都做了精简，使其实现更容易，指令并行执行程度更好，编译器的效率更高
• 复杂指令集计算机

寄存器 (registers)：CPU 内用来暂存指令、数据和地址的内部存储 在 RISC-V 架构中，一共有 32 个寄存器，且每个寄存器的大小为 64bit。

• 寄存器的命名规则：xn，其中n为整数，取值范围为0-31
• 可以将寄存器简单理解为 CPU 的全局变量
• 每种寄存器的用途：

2. 指令集介绍

2.1 加减

• 加法：

• add: 寄存器 1 + 寄存器 2

  add reg1, reg2, reg3  // (in C) reg1 = reg2+reg3
  

• addi (add immediate): 寄存器+常量

  addi reg1, reg2, const
  

• 减法：

• sub: 寄存器 1 - 寄存器 2

  sub reg1, reg2, reg3 // reg1= reg2-reg3
  

• 注意：没有subi，可以通过addi一个负常数来实现减法运算

2.2 逻辑运算符

• 前面两个操作 sll,slli/srl,srli 为逻辑左移 / 右移（无符号数），右移时最左边补 0（零扩充）
• 第三种移位操作(sra,srai)为算术右移（符号数），最左边补符号位（符号扩充）
• 逻辑门：and or xor / andi, ori, xori

and|or|xor  reg1, reg2, reg3
// reg reg1 = reg reg2 &(, |, ^) reg reg3

注：RISC-V 中没有 NOT 指令，因为它可以通过异或表示出来：任何数与 111...111 异或的结果即为该数取反后的结果

2.3 数据传输指令 | Data Transfer

寄存器和内存之间来回传递数据

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