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伪指令介绍

RISC-V中的伪指令是一些不直接对应于硬件指令的指令，它们在汇编语言中用于简化编程。伪指令的使用使得编写汇编代码变得更加简洁和易于理解，它们在汇编器处理时被翻译成实际的机器指令，从而简化了程序员的工作。伪指令共有 60 条，分为依赖零寄存器x0的 32 条伪指令和与零寄存器x0无关的 28 条伪指令。

1. 依赖零寄存器的伪指令

伪指令	基础指令	指令集	含义
nop	addi x0, x0, 0	RV32I/RV64I	空操作
neg rd, rs	sub rd, x0, rs	RV32I/RV64I	取负
negw rd, rs	subw rd, x0, rs	RV64I	取负字
snez rd, rs	sltu rd, x0, rs	RV32I/RV64I	不等于 0 时置位
sltz rd, rs	slt rd, rs, x0	RV32I/RV64I	小于 0 时置位
sgtz rd, rs	slt rd, x0, rs	RV32I/RV64I	大于 0 时置位
beqz rs, offset	beq rs, x0, offset	RV32I/RV64I	等于 0 时分支
bnez rs, offset	bne rs, x0, offset	RV32I/RV64I	不等于 0 时分支
blez rs, offset	bge x0, rs, offset	RV32I/RV64I	小于等于 0 时分支
bgez rs, offset	bge rs, x0, offset	RV32I/RV64I	大于等于 0 时分支
bltz rs, offset	blt rs, x0, offset	RV32I/RV64I	小于 0 时分支
bgtz rs, offset	blt x0, rs, offset	RV32I/RV64I	大于 0 时分支
j offset	jal x0, offset	RV32I/RV64I	跳转
jr rs	jalr x0, rs, 0	RV32I/RV64I	寄存器跳转
ret	jalr x0, x1, 0	RV32I/RV64I	子函数返回
tail offset	auipc x6, offset[32:12] jalr x0, x6, offset[11:0]	RV32I/RV64I	尾调用远距离子过程
rdinstret[h] rd	csrrs rd, instret[h], x0		读已提交指令计数器
rdcycle[h] rd	csrrs rd, cycle[h], x0		读周期计数器
rdtimeh[h] rd	csrrs rd, time[h], x0		读实时时钟
csrr rd, csr	csrrs rd, csr, x0	RV32I/RV64I	CSR 读
csrw csr, rs	csrrw x0, csr, rs	RV32I/RV64I	CSR 写
csrs csr, rs	csrrs x0, csr, rs	RV32I/RV64I	CSR 置位
csrc csr, rs	csrrc x0, csr, rs	RV32I/RV64I	CSR 清位
csrwi csr, imm	csrrwi x0, csr, imm	RV32I/RV64I	CSR 写立即数
csrsi csr, imm	csrrsi x0, csr, imm	RV32I/RV64I	CSR 置位立即数
csrci csr, imm	csrrci x0, csr, imm	RV32I/RV64I	CSR 清位立即数
frcsr rd	csrrs rd, fcsr, x0	RV32F/RV64F	读浮点 CSR 寄存器
fscsr rs	csrrw x0, fcsr, rs	RV32F/RV64F	写浮点 CSR 寄存器
frrm rd	csrrs rd, frm, x0	RV32F/RV64F	读浮点写入模式
fsrm rs	csrrw x0, frm, rs	RV32F/RV64F	写浮点写入模式
frflags rd	csrrs rd, fflags, x0	RV32F/RV64F	读浮点异常标志
fslags rs	csrrw x0, fflags, rs	RV32F/RV64F	写浮点异常标志

2. 与零寄存器无关的伪指令

伪指令	基础指令	指令集	含义
lla rd, symbol	auipc rd, symbol[31:12] add rd, rd, symbol[11:0]	RV32I/RV64I	装入局部地址
la rd, symbol	See details for PIC and non-PIC implementation	RV32I/RV64I	装入地址
li rd, imm	多种指令组合	RV32I/RV64I	装入立即数
mv rd, rs	addi rd, rs, 0	RV32I/RV64I	复制寄存器
not rd, rs	xori rd, rs, -1	RV32I/RV64I	取反
sext.w rd, rs	addiw rd, rs, 0	RV64I	符号字扩展
seqz rd, rs	sltiu rd, rs, 1	RV32I/RV64I	等于 0 时置位
fmv.s rd, rs	fsgnj.s rd, rs, rs	RV32F/RV64F	复制单精度寄存器
fabs.s rd, rs	fsgnjx.s rd, rs, rs	RV32F/RV64F	单精度浮点绝对值
fneg.s rd, rs	fsgnjn.s rd, rs, rs	RV32F/RV64F	单精度浮点相反数
fmv.d rd, rs	fsgnj.d rd, rs, rs	RV32D/RV64D	复制双精度寄存器
fabs.d rd, rs	fsgnjx.d rd, rs, rs	RV32D/RV64D	双精度浮点绝对值
fneg.d rd, rs	fsgnjn.d rd, rs, rs	RV32D/RV64D	双精度浮点相反数
bgt rs, rt, offset	blt rt, rs, offset	RV32I/RV64I	大于时分支
ble rs, rt, offset	bge rt, rs, offset	RV32I/RV64I	小于等于时分支
bgtu rs, rt, offset	bltu rt, rs, offset	RV32I/RV64I	无符号大于时分支
bleu rs, rt, offset	bgeu rt, rs, offset	RV32I/RV64I	无符号小于等于时分支
jal offset	jal x1, offset	RV32I/RV64I	跳转并链接
jalr rs	jalr x1, rs, 0	RV32I/RV64I	寄存器跳转并链接
call offset	auipc x1, offset[31:12] jalr x1, offset[11:0] (x1)	RV32I/RV64I	调用远距离过程
fence	fence iorw, iorw	RV32I/RV64I	内存和 I/O 屏障
fscsr rd, rs	csrrw rd, fcsr, rs	RV32F/RV64F	交换浮点 CSR 寄存器
fsrm rd, rs	csrrw rd, frm, rs	RV32F/RV64F	交换浮点舍入模式
fsflags rd, rs	csrrw rd, fflags, rs	RV32F/RV64F	交换浮点异常标志

3. 示例

3.1 进入示例

下载测试代码

下载解压并进入示例目录

3.2 编译

make

3.3 运行

make run

运行后LOG如下

qemu-system-riscv64 -nographic -machine virt -m 128M  -bios m_mode.bin  -device loader,file=s_mode.bin,addr=0x80200000  -kernel s_mode.elf
   _____ ____ _____
   / ____|  _ \_   _|
 | (___ | |_) || |
  \ \___ \|  _ < | |
  ____) | |_) || |_
 |_|_____/|____/_____|

li example: rd = 42
mv example: rd = 10
neg example: rd = -5

详见请参考文档：实验环境搭建。

1. 依赖零寄存器的伪指令
2. 与零寄存器无关的伪指令
3. 示例