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目前推测的 LoongArch 指令 (v20210311) 注意事项 记法与约定 基本特性 寄存器规范 整数寄存器 浮点寄存器 指令列表 sext.h 符号扩展 16 位 -> 原生宽度 sext.b 符号扩展 8 位 -> 原生宽度 addw 32 位加（三寄存器） add 原生宽度加（三寄存器） subw 32 位有符号减（三寄存器） sub 原生宽度有符号减（三寄存器） selnez 非零则选择 seleqz 为零则选择 nor 按位或非（三寄存器） and 按位与（三寄存器） or 按位或（三寄存器） xor 按位异或（三寄存器） sll 逻辑左移（三寄存器） sbs 如位域有置位则置位（Set if Bits Set） srl 逻辑右移（三寄存器） mul 原生宽度乘（三寄存器） syscall 系统调用 ofs.w 记录偏移量（4 字节长）（Offset by Words） slliw 32 位逻辑左移（立即数） slli 原生宽度逻辑左移（立即数） srliw 32 位逻辑右移（立即数） srli 原生宽度逻辑右移（立即数） sraiw 32 位算术右移（立即数） srai 原生宽度算术右移（立即数） roriw 32 位循环右移（立即数） rori 原生宽度循环右移（立即数） ext.w 32 位位域提取 mask 位域掩码 fadd.w 浮点加（单精度） fadd.d 浮点加（双精度） fsub.w 浮点减（单精度） fsub.d 浮点减（双精度） fmul.w 浮点乘（单精度） fmul.d 浮点乘（双精度） fdiv.w 浮点除（单精度） fdiv.d 浮点除（双精度） slti 有符号小于立即数则置位 sltiu 无符号小于立即数则置位 addiw 32 位加（立即数） addi 原生宽度加（立即数） ati 最高位立即数加（Add Top Immediate） andi 按位与（立即数） ori 按位或（立即数） xori 按位异或（立即数） lui 装载高位立即数 ahi 更高位立即数加（Add Higher Immediate） auipc PC-relative 高位立即数加 lw.2 另一个 32 位读 sw.2 另一个 32 位写 ld.2 另一个 64 位读 sd.2 另一个 64 位写 lb 符号扩展 8 位读 lh 符号扩展 16 位读 lw 符号扩展 32 位读 ld 64 位读 sb 8 位写 sh 16 位写 sw 32 位写 sd 64 位写 lbu 零扩展 8 位读 lhu 零扩展 16 位读 flw 浮点 32 位读 fsw 浮点 32 位写 fld 浮点 64 位读 fsd 浮点 64 位写 beqz 为零则跳 bnez 非零则跳 jalr 跳并链接（寄存器） j 跳 jal 跳并链接（立即数） beq 相等则跳 bne 不等则跳 bgt 有符号大于则跳 ble 有符号小于等于则跳 bgtu 无符号大于则跳 bleu 无符号小于等于则跳

README.md

目前推测的 LoongArch 指令 (v20210311)

Table of Contents generated with DocToc

注意事项

  • 此文档系基于一定量的 LoongArch 二进制代码逆向工程的结果，并非来自龙芯官方。一切以龙芯或将发布的完整指令集文档为准。
  • 此文档使用的助记符和语法借鉴了 RISC-V 和 MIPS 的汇编语言。部分新颖的指令助记符为生造，此时会附上简短的英文全称。

记法与约定

  • 位的编号从 0 开始，0 为最低位（LSB）。
  • xxx[HI:LO] 表示 xxx 的从低位 LO（含）到高位 HI（含）的位域。
  • simm 表示该立即数域应被视作有符号数，如被用于更宽的操作，高位应作符号扩展。
  • uimm 表示该立即数域应被视作无符号数，如被用于更宽的操作，高位应作零扩展。
  • “原生宽度”指整数寄存器的宽度。
  • 在 C 伪代码中，原生宽度的有符号、无符号数用 intptr_t 或 uintptr_t 类型表示。
  • PC 是程序计数器，其值为当前执行的指令最低字节（LSB）所位于的虚拟地址。
  • UNPREDICTABLE 含义与 MIPS 指令集手册中一致。

基本特性

  • 有 32 个整数寄存器，32 个浮点寄存器。不清楚 FPU 是否必然存在。
  • 目前应该仅定义了小端序（Little-endian）的 ABI 与硬件。不清楚是否存在大端序（Big-endian）硬件。
  • 目前到手的二进制采用原生宽度均为 64 位。不清楚是否存在原生宽度为 32 位的 ABI 与硬件（但已推入上游的 triples 显然包含了类似 MIPS o32 与 n32 的 ABI）。三种 ABI 应该分别叫 64、32、x32。
  • 推测 LoongArch 的指针宽度（虚拟地址空间大小）与原生宽度相同（除 x32 ABI 外）。
  • 所有跳转指令均没有延迟槽，目前已知的跳转指令都是 PC-relative 的。
  • 所有位运算、逻辑运算如未明确说明，均操作整个原生宽度。

关于 FPU：

  • FPU 如果存在，按照一切常识，都应当遵循 IEEE-754 2008 规范。
  • 浮点寄存器至少有 32 位，不清楚是否存在阉割版的 FPU（例如不支持双精度），也不清楚是否比 64 位还宽（复用为向量寄存器）。

本文档中假定浮点寄存器最宽为 64 位，但在叙述中不排除其更宽的可能性。

寄存器规范

整数寄存器

编号 别名 保存方 备注
0 zero - 读取时固定为 0，写入为空操作（但不影响可能产生的副作用）
1 ra Callee 返回地址
2 tp - 非常可能但不确定，线程指针；用户态不应修改
3 sp Callee 栈指针
4-11 a0-a7 Caller 入参/临时量
12-20 t0-t8 Caller 临时量
21 gp - 不确定，可能为全局指针；用户态不应修改
22 s9/fp Callee 保证不被过程调用覆盖；可用作帧指针
23-31 s0-s8 Callee 保证不被过程调用覆盖

注：

  • 返回值寄存器复用 a0-a1，用于返回最多两倍原生宽度的数据。

浮点寄存器

编号 别名 保存方 备注
0-23 f0-f23 Caller 具体用途分类不确定
24-31 fs0-fs7 Callee 保证不被过程调用覆盖

指令列表

sext.h 符号扩展 16 位 -> 原生宽度

31 0
操作码 选择码 二级选择码 三级选择码 源寄存器 目的寄存器
000000 0000 0000000 10110 rj rd

语法：sext.h rd, rj

行为：将 rj 的低 16 位符号扩展到原生宽度，存入 rd

sext.b 符号扩展 8 位 -> 原生宽度

31 0
操作码 选择码 二级选择码 三级选择码 源寄存器 目的寄存器
000000 0000 0000000 10111 rj rd

语法：sext.b rd, rj

行为：将 rj 的低 8 位符号扩展到原生宽度，存入 rd

addw 32 位加（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100000 rk rj rd

语法：addw rd, rj, rk

行为：rd = ((int32_t) rj) + ((int32_t) rk) 结果符号扩展

注：2 的补码表示中，有符号与无符号加法行为相同。

add 原生宽度加（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100001 rk rj rd

语法：add rd, rj, rk

行为：rd = rj + rk

注：2 的补码表示中，有符号与无符号加法行为相同。

subw 32 位有符号减（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100010 rk rj rd

语法：subw rd, rj, rk

行为：rd = ((int32_t) rj) - ((int32_t) rk) 结果符号扩展

sub 原生宽度有符号减（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100011 rk rj rd

语法：sub rd, rj, rk

行为：rd = ((intptr_t) rj) - ((intptr_t) rk)

selnez 非零则选择

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100110 rk rj rd

语法：selnez rd, rj, rk

行为：rd = rk ? rj : 0

注：

可配合 seleqz 与 or 实现三目运算符的语义。欲计算 R = C ? T : F 可采用以下写法（会 clobber T 与 F）：

selnez T, T, C  // T = C ? T : 0
seleqz F, F, C  // F = C ? 0 : F
or     R, T, F  // T 与 F 有且仅有一个为全零

seleqz 为零则选择

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0100111 rk rj rd

语法：seleqz rd, rj, rk

行为：rd = rk ? 0 : rj

注：

可配合 selnez 与 or 实现三目运算符的语义。欲计算 R = C ? T : F 可采用以下写法（会 clobber T 与 F）：

selnez T, T, C  // T = C ? T : 0
seleqz F, F, C  // F = C ? 0 : F
or     R, T, F  // T 与 F 有且仅有一个为全零

nor 按位或非（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0101000 rk rj rd

语法：nor rd, rj, rk

行为：rd = rj | (~rk)

注：

  • 习惯上可用 rj = zero 起到逻辑非的作用，此时可写作 not rd, rk。
  • 目前分析过的少量该指令对应的操作均为逻辑非，因此不能排除该指令实际上为逻辑异或非（xnor）的可能性，尽管该可能性非常渺茫。

and 按位与（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0101001 rk rj rd

语法：and rd, rj, rk

行为：rd = rj & rk

or 按位或（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0101010 rk rj rd

语法：or rd, rj, rk

行为：rd = rj | rk

注：习惯上，可用 rj = zero 起到寄存器间移动的作用，此时可写作伪指令 mv rd, rk。

xor 按位异或（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0101011 rk rj rd

语法：xor rd, rj, rk

行为：rd = rj ^ rk

sll 逻辑左移（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0101110 rk rj rd

语法：sll rd, rj, rk

行为：rd = rj << rk

注意：rk < 0 或 rk >= 原生宽度 时的行为未知。

sbs 如位域有置位则置位（Set if Bits Set）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0110000 rk rj rd

语法：sbs rd, rj, rk

行为：rd = (rj & rk) != 0 ? 1 : 0

srl 逻辑右移（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0110010 rk rj rd

语法：srl rd, rj, rk

行为：将 rj 逻辑右移 rk 位，存入 rd

注意：rk < 0 或 rk >= 原生宽度 时的行为未知。

mul 原生宽度乘（三寄存器）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 0111011 rk rj rd

语法：mul rd, rj, rk

行为：rj 与 rk 相乘，低原生宽度位存入 rd

注：2 的补码表示中，有符号与无符号乘法行为相同。

syscall 系统调用

31 0
操作码 选择码 二级选择码 ??? ??? ???
000000 0000 1010110 00000 00000 00000

语法：syscall

行为：陷入内核态，执行系统调用后返回到下一条指令继续执行

注：

  • 目前到手的 Linux 二进制分析结果显示，系统调用号置于 a7，参数按顺序置于 a0-a6，返回值置于 a0，其他寄存器值显然不变。

ofs.w 记录偏移量（4 字节长）（Offset by Words）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0000 1011001 rk rj rd

语法：ofs.w rd, rj, rk

行为：rd = 4 * rj + rk

slliw 32 位逻辑左移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 000000 1 uimm5 rj rd

语法：slliw rd, rj, uimm5

行为：rj 低 32 位逻辑左移 uimm5 位，存入 rd 低 32 位，rd 其余位置零（如有）

注：习惯上，可用 slliw rd, rj, 0 起到零扩展 32 位到原生宽度的作用。

slli 原生宽度逻辑左移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 000001 uimm6 rj rd

语法：slli rd, rj, uimm6

行为：rd = rj << uimm6

srliw 32 位逻辑右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 000100 1 uimm5 rj rd

语法：srliw rd, rj, uimm5

行为：rj 低 32 位逻辑右移 uimm5 位，存入 rd 低 32 位，rd 其余位置零（如有）

srli 原生宽度逻辑右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 000101 uimm6 rj rd

语法：srli rd, rj, uimm6

行为：rd = ((uintptr_t) rj) >> uimm6

sraiw 32 位算术右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 001000 1 uimm5 rj rd

语法：sraiw rd, rj, uimm5

行为：rj 低 32 位算术右移 uimm5 位，存入 rd 低 32 位，rd 其余位置为符号扩展（如有）

srai 原生宽度算术右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 001001 uimm6 rj rd

语法：srai rd, rj, uimm6

行为：rd = rj >> uimm6

roriw 32 位循环右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 001100 1 uimm5 rj rd

语法：roriw rd, rj, uimm5

行为：rj 低 32 位循环右移 uimm5 位，存入 rd 低 32 位，rd 其余位置零（如有）

rori 原生宽度循环右移（立即数）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 001101 uimm6 rj rd

语法：rori rd, rj, uimm6

行为：rj 循环右移 uimm6 位，存入 rd

ext.w 32 位位域提取

31 0
操作码 选择码 立即数 2 立即数 1 源寄存器 目的寄存器
000000 0001 1 uimm5b 1 uimm5a rj rd

语法：ext.w rd, rj, uimm5a, uimm5b

行为：提取 rj 低 32 位从第 uimm5a 位（含）到第 uimm5b 位（含）的位域内容，存入 rd。

即 rd = (((uint32_t) rj) >> uimm5a) & ((1 << (uimm5b + 1) - 1) 高位零扩展

注：

  • uimm5a > uimm5b 时的行为未知，按照常识，应该为 UNPREDICTABLE。

mask 位域掩码

31 0
操作码 选择码 立即数 2 立即数 1 源寄存器 目的寄存器
000000 0011 uimm6b uimm6a rj rd

语法：mask rd, rj, uimm6a, uimm6b

行为：只保留 rj 从第 uimm6a 位（含）到第 uimm6b 位（含）的位域内容，其余位置零，存入 rd。

即 rd = rj & ((1 << (uimm6b + 1)) - (1 << uimm6a))

注：

  • uimm6a > uimm6b 时的行为未知，按照常识，应该为 UNPREDICTABLE。

fadd.w 浮点加（单精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0000001 fk fj fd

语法：fadd.w fd, fj, fk

行为：fd[31:0] = fj[31:0] + fk[31:0] 高位 UNPREDICTABLE

fadd.d 浮点加（双精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0000010 fk fj fd

语法：fadd.d fd, fj, fk

行为：fd[63:0] = fj[63:0] + fk[63:0] 高位 UNPREDICTABLE

fsub.w 浮点减（单精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0000101 fk fj fd

语法：fsub.w fd, fj, fk

行为：fd[31:0] = fj[31:0] - fk[31:0] 高位 UNPREDICTABLE

fsub.d 浮点减（双精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0000110 fk fj fd

语法：fsub.d fd, fj, fk

行为：fd[63:0] = fj[63:0] - fk[63:0] 高位 UNPREDICTABLE

fmul.w 浮点乘（单精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0001001 fk fj fd

语法：fmul.w fd, fj, fk

行为：fd[31:0] = fj[31:0] * fk[31:0] 高位 UNPREDICTABLE

fmul.d 浮点乘（双精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0001010 fk fj fd

语法：fmul.d fd, fj, fk

行为：fd[63:0] = fj[63:0] * fk[63:0] 高位 UNPREDICTABLE

fdiv.w 浮点除（单精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0001101 fk fj fd

语法：fdiv.w fd, fj, fk

行为：fd[31:0] = fj[31:0] / fk[31:0] 高位 UNPREDICTABLE

fdiv.d 浮点除（双精度）

31 0
操作码 选择码 二级选择码 源寄存器 2 源寄存器 1 目的寄存器
000000 0100 0001110 fk fj fd

语法：fdiv.d fd, fj, fk

行为：fd[63:0] = fj[63:0] / fk[63:0] 高位 UNPREDICTABLE

slti 有符号小于立即数则置位

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1000 simm12 rj rd

语法：slti rd, rj, simm12

行为：rd = ((intptr_t) rj) < simm12 ? 1 : 0

sltiu 无符号小于立即数则置位

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1001 uimm12 rj rd

语法：sltiu rd, rj, uimm12

行为：rd = ((uintptr_t) rj) < uimm12 ? 1 : 0

addiw 32 位加（立即数）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1010 simm12 rj rd

语法：addiw rd, rj, simm12

行为：rd = ((int32_t) rj) + simm12 结果符号扩展

注：

  • 习惯上，用 rj = zero 的该指令表达装载小立即数的语义，此时可写作伪指令 li rd, simm12。

addi 原生宽度加（立即数）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1011 simm12 rj rd

语法：addi rd, rj, simm12

行为：rd = rj + simm12

ati 最高位立即数加（Add Top Immediate）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1100 uimm12 rj rd

语法：ati rd, rj, uimm12

行为：rd = rj + (uimm12 << 52)

注：

  • 本指令与 MIPS R6 的 dati 指令类似，区别在于立即数域的宽度和装载的位域。
  • 本指令可按需与 lui ahi ori 配合，以构造任意的 64 位立即数。

andi 按位与（立即数）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1101 uimm12 rj rd

语法：andi rd, rj, uimm12

行为：rd = rj & uimm12

注：

  • 习惯上，使用 andi zero, zero, 0x0 表示空操作，此时可写作 nop。

ori 按位或（立即数）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1110 uimm12 rj rd

语法：ori rd, rj, uimm12

行为：rd = rj | uimm12

注：

  • 本指令可按需与 lui ahi ati 配合，以构造任意的 64 位立即数。

xori 按位异或（立即数）

31 0
操作码 选择码 立即数 源寄存器 目的寄存器
000000 1111 uimm12 rj rd

语法：xori rd, rj, uimm12

行为：rd = rj ^ uimm12

lui 装载高位立即数

31 0
操作码 选择码 立即数 目的寄存器
000101 0 uimm20 rd

语法：lui rd, uimm20

行为：rd = uimm20 << 12 高位零扩展

注：

  • 本指令与 MIPS、RISC-V 的同名指令类似，区别在于立即数域的宽度和装载的位域。
  • 本指令可按需与 ahi ati ori 配合，以构造任意的 64 位立即数。

ahi 更高位立即数加（Add Higher Immediate）

31 0
操作码 选择码 立即数 目的寄存器
000101 1 uimm20 rd

语法：ahi rd, uimm20

行为：rd += uimm20 << 32

注：

  • 本指令与 MIPS R6 的 dahi 指令类似，区别在于立即数域的宽度和装载的位域。
  • 本指令可按需与 lui ati ori 配合，以构造任意的 64 位立即数。

auipc PC-relative 高位立即数加

31 0
操作码 选择码 立即数 目的寄存器
000111 0 uimm20 rd

语法：auipc rd, uimm20

行为：rd = PC + uimm20 << 12

lw.2 另一个 32 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001001 00 simm14 rj rd

语法：lw.2 rd, simm14(rj)

行为：不确定，大致为 rd = *((int32_t *)(rj + (simm14 << 2))) 高位可能为符号扩展

注：

  • 偏移量为立即数左移 2 位，因此实质上可表示的偏移量为 16 位宽的 4 的倍数。
  • 与 lw 的其他区别未知。

sw.2 另一个 32 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001001 01 simm14 rj rd

语法：sw.2 rd, simm14(rj)

行为：不确定，大致为 *((int32_t *)(rj + (simm14 << 2))) = rd

注：

  • 偏移量为立即数左移 2 位，因此实质上可表示的偏移量为 16 位宽的 4 的倍数。
  • 与 sw 的其他区别未知。

ld.2 另一个 64 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001001 10 simm14 rj rd

语法：ld.2 rd, simm14(rj)

行为：不确定，大致为 rd = *((int64_t *)(rj + (simm14 << 2))) 高位可能为符号扩展

注：

  • 偏移量为立即数左移 2 位，因此实质上可表示的偏移量为 16 位宽的 4 的倍数。
  • 与 ld 的其他区别未知。

sd.2 另一个 64 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001001 11 simm14 rj rd

语法：sd.2 rd, simm14(rj)

行为：不确定，大致为 *((int64_t *)(rj + (simm14 << 2))) = rd

注：

  • 偏移量为立即数左移 2 位，因此实质上可表示的偏移量为 16 位宽的 4 的倍数。
  • 与 sd 的其他区别未知。

lb 符号扩展 8 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 0000 simm12 rj rd

语法：lb rd, simm12(rj)

行为：rd = *((int8_t *)(rj + simm12))（高位符号扩展）

lh 符号扩展 16 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 0001 simm12 rj rd

语法：lh rd, simm12(rj)

行为：rd = *((int16_t *)(rj + simm12))（高位符号扩展）

lw 符号扩展 32 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 0010 simm12 rj rd

语法：lw rd, simm12(rj)

行为：rd = *((int32_t *)(rj + simm12))（高位符号扩展（如原生宽度大于 32 位））

ld 64 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 0011 simm12 rj rd

语法：ld rd, simm12(rj)

行为：rd = *((int64_t *)(rj + simm12))

sb 8 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 0100 simm12 rj rd

语法：sb rd, simm12(rj)

行为：*((int8_t *)(rj + simm12)) = (int8_t)rd

sh 16 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 0101 simm12 rj rd

语法：sh rd, simm12(rj)

行为：*((int16_t *)(rj + simm12)) = (int16_t)rd

sw 32 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 0110 simm12 rj rd

语法：sw rd, simm12(rj)

行为：*((int32_t *)(rj + simm12)) = (int32_t)rd

sd 64 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 0111 simm12 rj rd

语法：sd rd, simm12(rj)

行为：*((int64_t *)(rj + simm12)) = (int64_t)rd

lbu 零扩展 8 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 1000 simm12 rj rd

语法：lbu rd, simm12(rj)

行为：rd = *((uint8_t *)(rj + simm12))（高位零扩展）

lhu 零扩展 16 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 1001 simm12 rj rd

语法：lhu rd, simm12(rj)

行为：rd = *((uint16_t *)(rj + simm12))（高位零扩展）

flw 浮点 32 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 1100 simm12 rj fd

语法：flw fd, simm12(rj)

行为：fd[31:0] = *((int32_t *)(rj + simm12)) 高位 UNPREDICTABLE

fsw 浮点 32 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 1101 simm12 rj fd

语法：fsw fd, simm12(rj)

行为：*((int32_t *)(rj + simm12)) = fd[31:0]

fld 浮点 64 位读

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 目的寄存器
001010 1110 simm12 rj fd

语法：fld fd, simm12(rj)

行为：fd[63:0] = *((int64_t *)(rj + simm12)) 高位 UNPREDICTABLE

fsd 浮点 64 位写

31 0
操作码 选择码 立即数 基址寄存器 源寄存器
001010 1111 simm12 rj fd

语法：fsd fd, simm12(rj)

行为：*((int64_t *)(rj + simm12)) = fd[63:0]

beqz 为零则跳

31 0
操作码 立即数低位 源寄存器 立即数高位
010000 simm21[15:0] rj simm21[20:16]

语法：beqz rj, label

行为：if (rj == 0) PC += simm21 * 4

bnez 非零则跳

31 0
操作码 立即数低位 源寄存器 立即数高位
010001 simm21[15:0] rj simm21[20:16]

语法：bnez rj, LABEL

行为：if (rj != 0) PC += simm21 * 4

jalr 跳并链接（寄存器）

31 0
操作码 立即数? 源寄存器 目的寄存器
010011 0000000000000000 rj rd

语法：jalr rd, rj

行为：rd = PC + 4; PC = rj

注：

  • 按照跳转指令的编码规律，所有其他跳转指令都带一个偏移量，那么该指令的未知位域也应该是偏移量（这样一来就与 RISC-V 的 jalr 用法完全相同），但目前观测到的该指令的该域均为全 0，因此不能排除其实际上为保留位的可能性。
  • 如 rd = ra 则为常规的过程调用，汇编上可简化为 jalr rj。
  • 如 rd = zero 则不会记录返回地址，此时汇编上可简化为 jr rj。
  • jalr zero, ra 汇编上可简化为 ret。

j 跳

31 0
操作码 立即数低位 ? 立即数高位
010100 simm25[15:0] ? simm25[24:16]

语法：j LABEL

行为：PC += simm25 * 4

注：

  • 目前观测到的该指令标 ? 的位均保持与立即数最高位相同（即符号扩展）。因此尚不能确定该指令的立即数究竟为 25 位（与老胡 PPT 保持一致）还是 26 位。

jal 跳并链接（立即数）

31 0
操作码 立即数低位 ? 立即数高位
010101 simm25[15:0] ? simm25[24:16]

语法：jal LABEL

行为：R1 = PC + 4; PC += simm25 * 4

注：

  • 隐式指定的链接寄存器为 r1（ra）。
  • 目前观测到的该指令标 ? 的位均保持与立即数最高位相同（即符号扩展）。因此尚不能确定该指令的立即数究竟为 25 位（与老胡 PPT 保持一致）还是 26 位。

beq 相等则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
010110 simm16 rj rd

语法：beq rd, rj, LABEL

行为：if (rd == rj) PC += simm16 * 4

bne 不等则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
010111 simm16 rj rd

语法：bne rd, rj, LABEL

行为：if (rd != rj) PC += simm16 * 4

bgt 有符号大于则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
011000 simm16 rj rd

语法：bgt rd, rj, LABEL

行为：if ((intptr_t)rd > (intptr_t)rj) PC += simm16 * 4

ble 有符号小于等于则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
011001 simm16 rj rd

语法：ble rd, rj, LABEL

行为：if ((intptr_t)rd <= (intptr_t)rj) PC += simm16 * 4

bgtu 无符号大于则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
011010 simm16 rj rd

语法：bgtu rd, rj, LABEL

行为：if ((uintptr_t)rd > (uintptr_t)rj) PC += simm16 * 4

bleu 无符号小于等于则跳

31 0
操作码 立即数 源寄存器 2 源寄存器 1
011011 simm16 rj rd

语法：bleu rd, rj, LABEL

行为：if ((uintptr_t)rd <= (uintptr_t)rj) PC += simm16 * 4