RISC-V指令集手册:开源架构解析

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"RISC-V Reader - 一本开源指令集的中文指南,详细介绍了RISC-V架构的基础知识,包括指令集、汇编语言、乘法和除法指令、浮点运算、原子操作以及压缩和向量指令。由DAVID PATTERNSON和ANDREW WATERMAN撰写,由勾凌睿、黄成、刘志刚翻译并由包云岗校阅。" 在本书中,RISC-V被介绍为一种模块化和增量型的指令集架构(ISA),允许设计者根据需要选择不同的指令子集,这使得RISC-V非常灵活且适合不同类型的系统。ISA设计101部分解释了指令集设计的基本原则,为后续章节提供了理论基础。 第二章深入介绍了RV32I,这是RISC-V的基础整数指令集。这些指令包括数据处理、加载/存储、分支和跳转等基本操作。通过插入排序的例子,读者可以直观地比较RV32I与其他如ARM-32、MIPS-32和x86-32指令集的效率差异。 第三章讨论了RISC-V汇编语言,包括函数调用规范、汇编器和链接器的工作原理,以及静态和动态链接的区别。这部分对于理解底层代码的编译和执行过程至关重要。 第四章介绍了乘法和除法指令,这是许多应用中的关键操作,对提高计算性能有很大影响。 第五章探讨了RISC-V支持的浮点运算,包括单精度(RV32F)和双精度(RV32D)浮点数处理。书中展示了如何使用浮点指令执行计算,并通过DAXPY程序比较了RISC-V与其他架构的性能。 第六章涉及原子指令,这些指令确保在多线程环境中进行的更新是不可分割的,对于并发编程和同步至关重要。 第七章讨论了压缩指令,这些指令使RISC-V能够更有效地支持资源受限的嵌入式系统,并与其它如Thumb-2、microMIPS和x86-32的指令集进行了对比。 最后,第八章介绍了向量指令,这是高性能计算和图形处理中的关键特性,使得RISC-V能够并行处理大量数据。 这本书为读者提供了一个全面的RISC-V架构视图,涵盖了从基本的整数操作到高级的浮点和向量计算,是理解和开发基于RISC-V系统的宝贵资源。
2019-09-05 上传
【The RISC-V READER】中文版 v2.1 欢迎! RISC-V 自 2011 年推出以来迅速地普及。我们认为一个精简的程序员指南将进一步促进 它的发展,并促使新人理解为什么它是一个有吸引力的指令集,以及它与传统指令集架构 (ISA)的不同。 我们的灵感部分来源于其它指令集架构书籍,但我们希望 RISC-V 自身的简洁性能让我 们写得比 See MIPS Run 一类 500 多页的详尽书籍少很多。我们把全书的长度控制到了前述 的三分之一,至少在这个意义上我们成功了。实际上,介绍模块化 RISC-V 指令集的每个组 成部分的十章只用了 100 页——即便为了有助于快速阅读,平均每页用到了一张图片(一共 75 张)。 在解释指令集设计的原理之后,我们将阐述 RISC-V 架构师在设计指令集的时候,如何 在过去 40 年的指令集的基础上取其精华,去其糟粕。要评判一个指令集架构,不仅要看它 包括了什么,而且要看它省略了什么。 随后我们会按顺序介绍这个模块化架构的每个组成部分。每一章都会包含一个用 RISCV 汇编语言写成的程序,这是为了展示那一章所述的指令的用法,这样有助于汇编语言程序 员学习 RISC-V 汇编。有时,我们还会列出用 ARM,MIPS 和 x86 写成的同样的程序,从而 突出 RISC-V 在简洁性,以及成本、功耗、性能方面的优势。 为了增加本书的趣味性,我们在页边加入了将近 50 个侧边栏,这里面放了一些有关书 中内容的评论,希望它们能带来一些乐趣。我们还在页边放了大约 75 个图片,用于展示设 计良好 ISA 的例子。(我们充分利用了侧边的空间!)最后,对于那些愿意钻研的读者,我们 在全书中加入了大概 25 段补充说明。如果你对某个主题感兴趣,可以深入研究这些可选部 分。略过这些部分不会影响对书中的其他内容的理解,所以如果你对他们不感兴趣的话,尽 管跳过它们。对于计算机体系结构爱好者,我们援引的 25 篇论文和书籍能够开阔你的视野。 在写这本书的过程中,我们从它们当中学到了很多东西!