riscv指令集在设计的过程中，吸取了其他指令集增量式设计方法的经验教训，采用模块化的设计方法

riscv的每条指令宽度为32位，但是可以支持64位的寻址。这是因为指令集是基于寄存器加载和存储的体系结构设计，所有的数据加载、存储和处理都是在通用寄存器中完成的。而riscv的通用寄存器个数为32，及2^5，所以在指令编码中只需要5位宽就可以索引所有的通用寄存器。源寄存器1+源寄存器2+目标寄存器只需要15位就可以索引到，剩余17位用于指令分类。32位宽的指令比64位宽的指令，提高了指令密度以及instructions cache命中率

加载指令

l{d|w|h|b}{u} rd, offset(rs1)

• {d|w|h|b}表示加载的数据宽度
• {u}表示加载的数据为无符号数
• rd为目标寄存器
• （rs1）表示以rs1寄存器的值为基地址进行寻址
• offset表示以源寄存器的值为基地址的偏移量，是12位的有符号数，取值范围在-2048到2047之间,超过这个区间会出现编译报错

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存储指令

s{d|w|h|b} rs2, offset(rs1)

将rs2寄存器中的值存储到以rs1寄存器的值为基地址加上offset的地址处

PC相对寻址

程序计数器（program counter PC）用来指示下一条指令的地址。为了保证CPU正确的执行程序的指令代码，CPU必须知道下一条指令的地址。通常pc是一个寄存器，在程序执行之前，把程序的入口地址写入pc寄存器中，CPU从pc寄存器指向的地址取值，然后依次执行，当执行完一条指令后会自动修改pc的内容，使其指向下一条指令的地址。

riscv指令集提供了一条pc相对寻址的指令AUIPC

AUIPC rd, imm

这条指令将imm立即数左移12位并且带符号扩展到64位之后，加上当前pc的值，然后存储到rd寄存器中。imm左移并扩展之后的立即数表示的是地址的高20位部分，并且是一个有符号的立即数，因此这条指令能寻址的范围是基于当前pc的正负2GB，并且只能寻址到与4KB对齐的地址。

在实际开发中可能很少会直接使用AUIPC，因为编写汇编代码时并不知道当前pc为多少。riscv基于AUIPC定义了一些伪指令。伪指令时对汇编器发出的命令，它在源程序汇编期间由汇编器处理，可以被分解为多条指令的集合。

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PIC表示生成与位置无关的代码（position independent code），GOT表示全局偏移量表（global offset table）。gcc中的-fpic编译选项，会让编译器在生成的代码中使用相对地址，而不是绝对地址。所有绝对地址的访问都需要通过GOT实现，这种方式往往运用在共享库中，无论共享库被加载到内存什么位置，代码都能正常执行。

移位操作

• sll：shift left logical逻辑左移，最高位会丢弃，最低位补0
• srl：shift right logical逻辑右移，最高位补0，最低位会丢弃
• sra：shift right arithmetic算术右移，最低位会被丢弃，最高位会按照符号进行扩展

riscv指令集中没有算数左移的指令

在RV64指令集中，sll、srl、sra指令只会使用rs2寄存器中低6位数据做移位操作

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算术指令

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比较指令

RVI64支持4条基本比较指令。

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RVI64只支持小于比较指令，但是为了方便编程，架构提供了一些较为常用的比较伪指令。

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无条件跳转指令

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JAL（jump and link，跳转与链接）指令使用J类型的指令编码，其中操作数offset[20:1]由指令编码的 Bit[31:12]构成，它默认是2的倍数，因此它的跳转范围大约为当前PC值偏移±1 MB范围。

把返回地址（即PC + 4）存储到rd寄存器中。

如果把返回地址存储到ra寄存器中，则可以实现函数返回。

JALR（jump and link register）指令使用I类型指令编码，要跳转的地址由rs1寄存器和offset操作数组成，其中offset是一个12位的有符号立即数。

为了方便编程，架构根据jal和jalr指令扩展了多条无条件跳转伪指令

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条件跳转指令

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上述条件跳转指令都采用B 类型的指令编码。

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其中操作数offset表示label的地址基于当前pc地址的偏移量。offset是13位有符号立即数，offset[0]默认为0，offset默认是2的倍数，所以它的寻址范围是-4KB~4KB

为了方便编程，架构扩展了多条跳转伪指令

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CSR指令

RISC-V体系结构不仅提供了一组系统寄存器，还提供了一组指令来访问这些系统寄存器。

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