RISC-V使用LUI / ADDI在寄存器中生成-1 / 0xFFFFFFFF吗？

Question

我正在学习如何为RISC-V处理器编写代码。 我想将0xFFFFFFFF的值存储到内存/寄存器中。

我可以通过在其前面添加一个lui来扩展addi指令的12个立即数，如下所示：

lui t0, 0xFFFFF
addi t0, t0, 0x7FF

但是结果最终将类似于0xFFFFF7FF 。

那么，我该如何产生该价值呢？

Answer 1

询问C编译器：

unsigned foo(){return 0xFFFFFFFF;}

使用Clang -O3针对RISC-V编译到此asm （在Godbolt上） ：

foo():
    addi    a0, zero, -1
    ret

（gcc仅使用li a0, -1伪指令并将细节留给汇编器。通常，您应该执行相同的操作，除非您想考虑选择可以更高效地生成的常量。）

RISC-V addi将其立即数符号扩展为32（或64）位 ，因此，如果要在第12位中添加一个，则需要在选择高位时加以考虑。

在这种情况下，高位的正确起始值为0因此您可以完全优化lui 。

RISC-V使用2的补码有符号整数，因此符号扩展仅表示加宽时将符号位复制到所有较高位置。

Answer 2

首先让我们分析代码的问题所在：

lui t0, 0xFFFFF
addi t0, t0, 0x7FF

lui指令将20位立即数0xFFFFF左移12位后得到的值加载到t0 。 因此， t0导致0xFFFFF000 。
addi 号扩展了12位立即数0x7FF ，并将其添加到寄存器t0 。 由于立即数的最高有效位（即符号位）为零，因此其符号扩展的32位值为0x000007FF 。 然后将此值添加到t0 ，之前为0xFFFFF000 。 因此， t0的结果值为0xFFFFF7FF 。

如该答案中已经解释的，您可以通过利用符号扩展的工作方式来优化lui指令：符号扩展会传播符号位，这是最高有效位。

12位立即数0xFFF由1组成，包括最高有效位（即符号位）。 因此，其32位符号扩展名是0xFFFFFFFF ，它已经对应于您想要的值：

addi t0, zero, 0xFFF

如果您一直坚持使用lui和addi这两个指令，只需将所有0加载到t0的高位：

lui t0, 0
addi t0, t0, 0xFFF