RV64I基础整数指令集

RV64I是RV32I的超集，RV32I是RV64I的子集。RV64I包括RV32I的所有40条指令，另外增加了12条RV32I中没有的指令，还有三条移位指令(slli, srli,srai)也进行小小的改动。

在RV64I中，整数寄存器是64位的，即xlen=64，所以每条指令中的寄存器都是64位运算，立即数符号位扩展也是到64位。

下面介绍一下RV64I中新增的指令，对于同一条指令在RV64I和RV32I中，操作的不同，会在RV32I指令集的介绍中给出备注。

ld

ld rd, offset(rs1)     //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][63:0]
双字加载 (Load Doubleword). I-type, RV64I.
从地址 x[rs1] + sign-extend(offset)读取八个字节，写入 x[rd]。
压缩形式： c.ldsp rd, offset; c.ld rd, offset(rs1)

		imm
		11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
ld	I																		0	1	1						0	0	0	0	0	1	1

例子：

0000000000000000 <.text>:
    0:    00513503              ld    x10,5(x2)
    4:    fec1b283              ld    x5,-20(x3)

lwu

lwu rd, offset(rs1)    //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][31:0]
无符号字加载 (Load Word, Unsigned). I-type, RV64I.
从地址 x[rs1] + sign-extend(offset)读取四个字节，零扩展后写入 x[rd]。

		imm
		11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
lwu	I																		1	1	0						0	0	0	0	0	1	1

例子：

0:    00516503              lwu    x10,5(x2)

4:    fec1e283              lwu    x5,-20(x3)

sd

sd rs2, offset(rs1)    //M[x[rs1] + sext(offset) ]=
x[rs2][63: 0]
存双字(Store
Doubleword).
S-type, RV64I.
将
x[rs2]中的
8 字节存入内存地址 x[rs1]+sign-extend(offset)。
压缩形式： c.sdsp rs2,
offset; c.sd
rs2,
offset(rs1)

		imm					imm
		11	10	9	8	7	6	5	rs2	rs1	func3	4	3	2	1	0	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
sd	S																		0	1	1						0	1	0	0	0	1	1

例子：

0:    00a132a3              sd    x10,5(x2)

4:    fe51b623              sd    x5,-20(x3)

addiw

addiw rd, rs1, immediate    //x[rd] = sext((x[rs1] +
sext(immediate))[31:0])
加立即数字(Add Word Immediate). I-type, RV64I.
把符号位扩展的立即数加到 x[rs1]，将结果截断为
32 位，把符号位扩展的结果写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式：
c.addiw
rd,
imm

		imm
		11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
addiw	I																		0	0	0						0	0	1	1	0	1	1

例子：

0:    0142851b              addiw    x10,x5,20

4:    fec2851b              addiw    x10,x5,-20

slliw

slliw rd, rs1, shamt    //x[rd] = sext((x[rs1] ≪
shamt)[31: 0])
立即数逻辑左移字(Shift
Left Logical Word Immediate).
I-type, RV64I.
把寄存器
x[rs1]左移
shamt 位，空出的位置填入 0，结果截为
32 位，进行有符号扩展后写入x[rd]。仅当 shamt[5]=0
时，指令才是有效的。

								shamt
								5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
slliw	I	0	0	0	0	0	0												0	0	1						0	0	1	1	0	1	1

例子：

0:    0064951b              slliw    x10,x9,0x6

4:    0024951b              slliw    x10,x9,0x2

srliw

srliw rd, rs1, shamt     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫ shamt)

立即数逻辑右移字(Shift Right Logical Word Immediate). I-type, RV64I.

把寄存器 x[rs1]右移 shamt 位，空出的位置填入 0，结果截为 32 位，进行有符号扩展后写入x[rd]。仅当 shamt[5]=0 时，指令才是有效的。

								shamt
								5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
srliw	I	0	0	0	0	0	0												1	0	1						0	0	1	1	0	1	1

例子：

0:    0064d51b              srliw    x10,x9,0x6

4:    0024d51b              srliw    x10,x9,0x2

sraiw

sraiw rd, rs1, shamt    //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫ shamt)

立即数算术右移字(Shift Right Arithmetic Word Immediate). I-type, RV64I.

把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 shamt 位，空位用 x[rs1][31]填充，结果进行有符号扩展后写入 x[rd]。仅当 shamt[5]=0 时指令有效。

压缩形式： c.srai rd, shamt

								shamt
								5	4	3	2	1	0	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
sraiw	I	0	1	0	0	0	0												1	0	1						0	0	1	1	0	1	1

例子：

0:    4064d51b              sraiw    x10,x9,0x6

4:    4024d51b              sraiw    x10,x9,0x2

addw

addw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext((x[rs1] + x[rs2])[31:0])
加字(Add Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs2]加到寄存器 x[rs1]上，将结果截断为 32 位，把符号位扩展的结果写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式： c.addw rd, rs2

		func7	rs2	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
addw	R	0	0	0	0	0	0	0											0	0	0						0	1	1	1	0	1	1

例子：

0:    0034853b              addw    x10,x9,x3

subw

subw rd, rs1, rs2   //x[rd] = sext((x[rs1] - x[rs2])[31: 0])
减去字(Substract Word). R-type, RV64I.
x[rs1]减去 x[rs2]，结果截为 32 位，有符号扩展后写入 x[rd]。忽略算术溢出。
压缩形式： c.subw rd, rs2

		func7	rs2	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
subw	R	0	1	0	0	0	0	0											0	0	0						0	1	1	1	0	1	1

例子：

4:    4034853b              subw    x10,x9,x3
 

sllw

sllw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext((x[rs1] ≪ x[rs2][4: 0])[31: 0])
逻辑左移字(Shift Left Logical Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位左移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，结果进行有符号扩展后写入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移动位数，其高位则被忽略。

		func7	rs2	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
sllw	R	0	0	0	0	0	0	0											0	0	1						0	1	1	1	0	1	1

例子：

8:    0034953b              sllw    x10,x9,x3
 

srlw

srlw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫ x[rs2][4: 0])

逻辑右移字(Shift Right Logical Word). R-type, RV64I.

把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，结果进行有符号扩展后写入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移动位数，其高位则被忽略。

		func7	rs2	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
srlw	R	0	0	0	0	0	0	0											1	0	1						0	1	1	1	0	1	1

例子：

c:    0034d53b              srlw    x10,x9,x3
 

sraw

sraw rd, rs1, rs2     //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫ x[rs2][4: 0])

算术右移字(Shift Right Arithmetic Word). R-type, RV64I only.

把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空位用 x[rs1][31]填充，结果进行有符号扩展后写
入 x[rd]。 x[rs2]的低 5 位为移动位数，高位则被忽略。

		func7	rs2	rs1	func3	rd	opcode
name	type	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
sraw	R	0	1	0	1	0	0	0											1	0	1						0	1	1	1	0	1	1

例子：

10:    4034d53b              sraw    x10,x9,x3