如何在 RISC-V 中获取 C.LD 压缩指令的立即数/偏移位？

Question

如 RISC-V 压缩指令的参考图片 [1] 所示，C.LD 指令的立即位显示在 2 个不同的位置 - 位 [12:10] 和 [4:2]。 还显示了偏移量[5:3] 和偏移量[7:6] 标记在imm 字段-[12:10] 和[7:6] 中。

问题/疑问：如何实施？ 偏移量和立即数的含义相同吗？

问题的更多细节- 似乎令人困惑的事实是 - C.LD 中的第 3 位和第 4 位属于目标寄存器（rd'），第 5 位属于立即字段。 那么，我们是否应该单独获取这些值并将其设置为第二个立即字段？ 如果是这样，那么这里提到的偏移量有什么用？

参考图片- [1]： https://i.stack.imgur.com/9oen3.png

（ RISC-V ISA 版本供参考-RISC-V Unprivileged ISA V20191213 ）

Answer 1

是的，你是对的，在这种情况下，offset 和 immediate 本质上是一回事。 在 RISC-V ISA 中，您将看到 memory 操作（加载和存储）的立即数，由于它们的使用方式而被称为“偏移量”——它们被添加到寄存器rs1中保存的值以得出最终结果memory 地址被加载/存储到，因此它们可以被认为是rs1中地址的“偏移量”。

在C.LD （压缩加载双字）指令的情况下，您可以将立即数视为八位长的无符号数，位索引为 0 到 7。这些位分布到指令中的两个位置这样rd和rs1字段可以在不同指令类型中位于相同的位位置。 （这显然有点令人困惑，但它使硬件更容易实现。）立即数的最后三位（索引为 0、1 和 2 的位）未编码，因为它们是假定为 0 - 双字的字节地址假定为双字（64 位 / 8 字节）对齐，这意味着它必须能被 8 整除。

为了更清楚一点，因为您询问了如何实现指令，例如，让我分解指令0x5074 ：

| 15| 14| 13| 12| 11| 10|  9|  8|  7|  6|  5|  4|  3|  2|  1|  0|
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |

立即数来自位 [6:5|12:10]。 位 [12:10] 代表立即数的第 5、4 和 3 位，位 [6:5] 代表立即数的第 7 位和第 6 位。 在这种情况下，即100和11 。 那只有 5 位，所以整个立即数变成11100000我们为立即数的第 2、1 和 0 位插入 0。 立即数是零扩展的，因此它变为0x0000_00e0 ，或十进制的224 。 （注意零扩展——许多 RISC-V 立即数，包括标准加载字指令，都是符号扩展的）。

我知道你的问题是关于直接的，但如果它有用的话，至于指令的 rest：

这里的位 [1:0] 是操作码00 。 这是压缩指令操作码之一（非压缩指令具有 7 位操作码，位 [1:0] 为11 ）。 位 [15:13] 是010 ，是 C.LD 指令的操作码。

rd ，寄存器目标，在位 [4:2] 中，在本例中为101 。 如果我们查看压缩指令寄存器映射表，我们会看到这意味着寄存器目标是x13或a3 。 rs1 ，寄存器源 1，在位 [9:7] 中，即000 。 这映射到寄存器x8或s0 。

因此，总而言之，该指令的实现意味着获取存储在rs1中的值，将其添加到零扩展的imm中，然后将 memory 中该位置的双字（64 位）加载到rd中。 对于指令0x5074 ，将立即数 224 添加到寄存器x8的内容中，从 memory 中的结果地址中检索双字，并将值存储在寄存器x13中。