CS110 计算机体系结构 3 RISC-V

从这一章开始，我们正式深入 RISC-V 这门汇编语言，代入计算机的视角，看机器是如何把 C 代码一步步解读为二进制指令的。

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RISC-V 语言简介

RISC 是一种指令集体系结构 ISA，全称为精简指令集计算机 Reduced Instruction Set Computer，而常见的 ISA 还包括 CISC（复杂指令集计算机 Complex Instruction Set Computer，早期计算机架构），X86（Intel 使用），ARM（苹果、华为使用）等。而 RISC-V 是 UC Berkeley 在 2010 年启动的开源项目，有较强的可扩展性，因此本课程采用 RISC-V RV32I 为范例。

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RISC-V 基础语法

作为计算机汇编语言的一种，RISC-V 代码的所有指令都是面向指令、内存或寄存器的，会清晰、具体地告诉计算机，应该把哪个值从哪里取出来、做什么处理、再存到哪里去。注意，区别于常用的高级语言（如 C，C++，Python 等），RISC-V 是没有变量的概念的，一切数据如果不存储下来，就会被丢弃。其实高级语言的变量就是一种对于寄存器存储的封装，而汇编语言就是解决封装内部问题的地方。

RISC-V 每一行都是一条指令，使用 # 开头来标记注释——这一点和 Python 很像，但是鉴于 RISC-V 灾难般的可读性，只有写注释才能保证明天你还能看懂今天写的代码。

在“没收”了变量这一工具后，RISC-V 提供了 32 个可供使用的寄存器（本质上是虚拟寄存器，一对多地映射到部分物理寄存器上），分别命名为 x0 x1 … x31。其中，x0 寄存器是不可修改的，它的值始终为 0。在这些寄存器之外，有一个特殊的寄存器 PC（程序计数器 Program Counter），记录了程序执行到位置的首地址。

RISC-V RV32I 的语句根据功能和编码分为 6 个类别：R-Type, I-Type, S-Type, B-Type, U-Type, J-Type。我们一类类来看。

R-Type

【施工中】

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