RISC-V 常用指令和伪指令系统分类总结

算术运算指令

• 基本算术运算

指令	格式	功能描述
add	add rd, rs1, rs2	寄存器加法 (rd = rs1 + rs2)
sub	sub rd, rs1, rs2	寄存器减法 (rd = rs1 - rs2)
addi	addi rd, rs1, imm	立即数加法 (rd = rs1 + sign-extended imm)
mul	mul rd, rs1, rs2	有符号乘法 (RV32M/RV64M)
div	div rd, rs1, rs2	有符号除法 (RV32M/RV64M)

• 逻辑运算

指令	格式	功能描述
and	and rd, rs1, rs2	按位与
or	or rd, rs1, rs2	按位或
xor	xor rd, rs1, rs2	按位异或
andi	andi rd, rs1, imm	立即数按位与
ori	ori rd, rs1, imm	立即数按位或
xori	xori rd, rs1, imm	立即数按位异或

• 移位运算

指令	格式	功能描述
sll	sll rd, rs1, rs2	逻辑左移 (rd = rs1 << rs2[4:0])
srl	srl rd, rs1, rs2	逻辑右移
sra	sra rd, rs1, rs2	算术右移
slli	slli rd, rs1, shamt	立即数逻辑左移
srli	srli rd, rs1, shamt	立即数逻辑右移
srai	srai rd, rs1, shamt	立即数算术右移

数据传输指令

• 加载指令

指令	格式	功能描述
lb	lb rd, offset(rs1)	加载字节 (符号扩展)
lh	lh rd, offset(rs1)	加载半字 (符号扩展)
lw	lw rd, offset(rs1)	加载字 (32位)
ld	ld rd, offset(rs1)	加载双字 (RV64)
lbu	lbu rd, offset(rs1)	加载无符号字节
lhu	lhu rd, offset(rs1)	加载无符号半字
lwu	lwu rd, offset(rs1)	加载无符号字 (RV64)

• 存储指令

指令	格式	功能描述
sb	sb rs2, offset(rs1)	存储字节
sh	sh rs2, offset(rs1)	存储半字
sw	sw rs2, offset(rs1)	存储字
sd	sd rs2, offset(rs1)	存储双字 (RV64)

控制流指令

• 无条件跳转

指令	格式	功能描述
jal	jal rd, offset	跳转并链接 (rd = pc+4)
jalr	jalr rd, offset(rs1)	间接跳转并链接
j	j offset	直接跳转 (伪指令)

• 条件分支

指令	格式	功能描述
beq	beq rs1, rs2, offset	相等时分支
bne	bne rs1, rs2, offset	不等时分支
blt	blt rs1, rs2, offset	有符号小于时分支
bge	bge rs1, rs2, offset	有符号大于等于时分支
bltu	bltu rs1, rs2, offset	无符号小于时分支
bgeu	bgeu rs1, rs2, offset	无符号大于等于时分支

伪指令

• 常用伪指令

伪指令	实际指令	功能描述
nop	addi x0, x0, 0	空操作
mv rd, rs	addi rd, rs, 0	寄存器复制
not rd, rs	xori rd, rs, -1	按位取反
neg rd, rs	sub rd, x0, rs	取负值
j offset	jal x0, offset	无条件跳转
ret	jalr x0, 0(x1)	从子程序返回
call offset	auipc x1, offset[31:12] jalr x1, offset[11:0](x1)	调用远过程
tail offset	auipc x0, offset[31:12] jalr x0, offset[11:0](x0)	尾调用

• 地址加载伪指令

伪指令	实际指令	功能描述
la rd, symbol	auipc rd, symbol[31:12] addi rd, rd, symbol[11:0]	加载绝对地址
li rd, imm	根据立即数大小选择不同指令序列	加载立即数

系统指令

• CSR操作

指令	格式	功能描述
csrrw	csrrw rd, csr, rs1	CSR读后写
csrrs	csrrs rd, csr, rs1	CSR读后置位
csrrc	csrrc rd, csr, rs1	CSR读后清除
csrr	csrr rd, csr	CSR读 (伪指令 = csrrs rd, csr, x0)
csrw	csrw csr, rs1	CSR写 (伪指令 = csrrw x0, csr, rs1)

• 特权指令

指令	格式	功能描述
ecall	ecall	环境调用
ebreak	ebreak	断点
wfi	wfi	等待中断
mret	mret	从机器模式异常返回
sret	sret	从监管模式异常返回

原子操作指令 (A扩展)

指令	格式	功能描述
lr.w	lr.w rd, (rs1)	加载保留 (32位)
sc.w	sc.w rd, rs2, (rs1)	条件存储 (32位)
amoswap.w	amoswap.w rd, rs2, (rs1)	原子交换 (32位)
amoadd.w	amoadd.w rd, rs2, (rs1)	原子加 (32位)
amoand.w	amoand.w rd, rs2, (rs1)	原子与 (32位)

浮点指令 (F/D扩展)

• 基本浮点运算

指令	格式	功能描述
fadd.s	fadd.s rd, rs1, rs2	单精度浮点加
fsub.s	fsub.s rd, rs1, rs2	单精度浮点减
fmul.s	fmul.s rd, rs1, rs2	单精度浮点乘
fdiv.s	fdiv.s rd, rs1, rs2	单精度浮点除
fsqrt.s	fsqrt.s rd, rs1	单精度平方根

• 浮点转换

指令	格式	功能描述
fcvt.w.s	fcvt.w.s rd, rs1	单精度转有符号字
fcvt.s.w	fcvt.s.w rd, rs1	有符号字转单精度