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Instructions: Language of the Computer

约 690 个字 预计阅读时间 2 分钟

Summary of RISC-V architecture

RISC-V opoerands

RISC-V assembly language

RISC-V Instruction Format

Supporting Prcedures in Computer Hardware

Six step:

  1. Place Parameters in a place where the procedure can access them.
  2. Transfer control to the procedure: jump to.
  3. Acquire the storage resources needed for the procedure.
  4. Perform the desired task
  5. Place the result value in a place where the calling program can access it.
  6. Return control to the point of origin.

Procedure Call Instructions

  • Instruction for procedures: jal(jump and link)

Caller: jal x1, ProcedureAddress

跳转到目标进程的地址，同时将 PC 指针加 4 的值放入寄存器 x1(ra) 。

  • Procedure return: jump and link register

Callee: jalr x0, 0(x1)

跳转到 x1 的地址加 0 ，此时我们不需要记住函数的返回地址，因此跳转至无法修改的目的寄存器 x0。

  • More Registers for procedure calling

a0-a7(x10-x17): eight argumengt registers to pass parameters and return values.

ra/x1: one return address register to return to origin point.

倘若参数个数更多，我们就将参数压栈。

push: sp = sp - 8, pop: sp = sp + 8

Example

假设我们使用 x5,x6,x20 三个寄存器分别存储 g + h, i + j, f 的值，由于调用这个进程的程序可能用到这三个寄存器，因此我们需要将这三个寄存器压栈。

需要注意的是，addi x10,x20,0 指令，我们将x20 的值存到寄存器 x10 中, 因为 x20 不是存放参数的寄存器。

但是观察对应的 RISC-V 指令，我们发现执行这样一个简单的运算前期需要 sd，后期需要 ld，需要八条指令为运算作准备。因此我们思考，是否能够不用 x5,x6,x20 寄存器？

Two classes of registers:

  • t0-t6: 7 temporary registers, by the callee not preserved.(即不需要压栈)
  • s0-s11: 12 saved registers, must be preserved if used.

Nested Procedtures

需要注意的是，在递归程序中，第一个存下来的 ra 是最后一个用的。并且，变量 n 也是需要不停参与运算的，因此也需要压栈。

Question

还不是很理解递归的汇编

Communicating with People

Byte/Halfword/Word Operations

RISC-V Addressing for Wide Immediate & Addresses

回顾 RISC-V 中的指令格式，基本上只有 12 位来存放立即数。(Make common cases fast)。但是有时候我们也需要使用 32 位的立即数，这时候我们可以使用 lui 指令先处理高 20 位。

但是上图中有一处错误，我们需要把 addi 改成 ori。因为 addi 中的立即数只能表示 -2048 到 2047 的数。

Branch Addressing

Jump Addressing

Example

对于 bne，它跳转到的 Exit offset 为 12。 但是需要注意的是写入指令的值应该为6，因为立即数的最后一位始终为 0 。

While branch target is far away:

如果我们需要跳转到的指令地址太远，超出 beq 指令的表达范围，我们可以将条件取反后使用 jal 指令跳转：

Translating and starting a program

Object File

最后更新: 2024年4月20日 22:02:37
创建日期: 2024年4月16日 22:03:28