ISA

概述

指令集架构从总体上可以分为精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。ARM、MIPS、RISC-V 属于 RISC，x86 属于 CISC。

闭源的指令集有 x86、ARM。开源的指令集有 MIPS、RISC-V。设计 ARM 处理器需要购买授权。

RISC-V 32

内容来源

• 课程 计算机组成
• 书籍 计算机组成与设计：硬件/软件接口（RISC-V 版）

• 32 个 64 位寄存器 x0-x31，其中 x0 恒为 0。
• \(2^{61}\) 字节虚拟地址空间，Memory[0]-Memory[2^61-1]。
• 32 位称为 word，64 位称为 doubleword。
• 回忆 R、I、S、U 指令的格式。

• 以下是一些常用指令：

  add, sub, 
  ld, lb, lbu
  sd
  slli, srli, srai
  sll, srl, sra
  and, or, xor
  beq, bne, blt, bge, bltu, bgeu
  lr.d, sc.d
  mul
  mulh, mulhsu, mulhu
  

• 如何实现锁（原子化操作）？

RISC-V 指令集助记卡

RISC-V 指令集标准

x86-64

内容来源

• 书籍 深入理解计算机系统

• 两种格式：
  • ATT 格式：GCC、OBJDUMP 等软件使用。
  • Intel 格式：Intel 和微软的文档使用。
  • 对于多操作数指令，两种格式列出操作数顺序相反。
  • gcc -S -masm=intel 可以输出 Intel 格式。

笔记中采用 ATT 格式

• 16 个 64 位寄存器 rax-r15。
  • 历史：
    • 8086：8 个 16 位。
    • IA32：扩展到 32 位。
    • x86-64：64 位。新增 8 个。
• 几种寻址模式：Imm(Rb, Ri, S)、$Imm。

x86-64 指令集助记卡

MIPS

内容来源

• 书籍 计算机组成与设计：硬件/软件接口

MIPS 指令集助记卡