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[Jimjimu Notes]
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架构图

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Register

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Addition and Subtraction

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Immediates 立即数

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Memory Addresses are in Bytes

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教学上默认地址都为32位

现代计算机（包括绝大多数 RISC-V、x86、ARM 架构）的内存地址绝大多数都是以“字节”（Byte）为单位的。这在计算机体系结构中被称为按字节编址（Byte-Addressable）。 简单来说，内存就像一排连续的信箱，每个信箱里固定只能装 8 个比特位（1 个字节）的数据。每一个信箱都有一个独一无二的编号，这个编号就是“内存地址”。

  • 地址 0x00000000 指向第 0 个字节。
  • 地址 0x00000001 指向第 1 个字节。
  • 地址 0x00000002 指向第 2 个字节。

假设你要存第一个 32 位整数，计算机会给它分配一个起始地址（通常叫作“字地址”，这里是地址 0）。这个整数会被切成 4 块，对号入座：

  • 数据最右边的 0-7 bits （最低有效字节），存进门牌号为 0 的格子。
  • 数据的 8-15 bits，存进门牌号为 1 的格子。
  • 数据的 16-23 bits，存进门牌号为 2 的格子。
  • 数据最左边的 24-31 bits （最高有效字节），存进门牌号为 3 的格子。

存完这第一个整数后，0、1、2、3 这四个格子就被占满了。如果你接着要存第二个 32 位整数，它就会顺延存到上一排的 4、5、6、7 这四个格子里（它的起始地址就是 4）。

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Load and Store

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解析： 首先x11寄存器存储的是16进制数0x000003f5（一个16进制位=4个2进制位，需要4bit=1word=0.5byte）这里使用sign-extend 接下去将x11存到x5+0这个地址，再load byte，因为是小端序，只load一个byte，offset = 1 byte也就是这个16进制数的后3,4位，0x03，经过sign-extend之后为0x00000003

Decision Making

Pasted image 20260427002222 Pasted image 20260427002241 Pasted image 20260427002301 Pasted image 20260427002329

比大小

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Loops

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Logical Instructions

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  • 操作字（Word）内的特定位段 (fields of bits)： 传统的 RISC-V 架构中一个字通常是 32 位。逻辑指令允许你精准地提取或修改这 32 位中的某几位，而不会干扰其他位。
  • 例子： 一个 32 位的字可以容纳 4 个 8 位的字符数据。你可以利用逻辑指令单独“抠出”其中的某一个字符。
  • 数据的打包与解包 (Operations to pack / unpack bits into words)： 在底层开发（如配置硬件寄存器或处理网络协议头）时，为了最大化利用存储空间，经常需要把多个状态标志或小数据片段“打包”塞进同一个 32 位寄存器中，或者在需要读取时将它们“解包”出来。
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逻辑右移 (srl) 是不管原来的数字是正是负，高位一律无脑补 0。而这张讲的算术右移 (sra, srai) 之所以补符号位，是为了在移位后保持数字原有的正负号不变 在 RISC-V 中只有逻辑左移（sll, slli），而没有专门的“算术左移”指令

Machine Program

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.s是汇编语言，.o是机器码

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Function Calls

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jal jal,jalr,j,jr,ret五个指令对比

Stack

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stack frame 栈帧

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在这一段汇编中，先存了s0,s1的值，是不是因为主程序之前可能在s0,s1存了数据，但是函数需要用s0,s1，先把s0,s1保存起来，函数调用完再恢复

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Nested Calls and Register Conventions

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问题：外层函数的ra会被内层函数overwritten，因此需要用stack保存ra

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Memory Allocation

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静态变量 (Static variables)： 包括全局变量，以及用 static 关键字修饰的局部变量。它们的寿命贯穿整个程序的运行周期，无论函数进进出出多少次，它们的值都会被一直保留。因为要一直存活，静态变量不存储在栈中，而是存在内存中另一块专属的区域（通常叫数据段 Data Segment）。

Pasted image 20260429115942 Pasted image 20260429120236 Pasted image 20260429120651 Pasted image 20260429120708 Pasted image 20260429120729

memory allocation

RISC-V Instruction Representation

架构图与定位

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为了降低硬件设计的复杂度，指令被统一成与数据长度一致的 32 位数字，并且这 32 位数字仅通过 6 种标准化的结构模板来解析。

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