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RISC-V64位/32位提供了32个整型通用寄存器#xff0c;编号是x0~x31#xff0c;这些整型通用寄存器的宽度与架构位数一致。
浮点数寄存器与整形寄存器一样也提供了32个#xff1a;f0~f31#xff0c;位数与架构位数一致。
通用寄存器介绍
零寄存器
x0/zero
x0寄存…简介
RISC-V64位/32位提供了32个整型通用寄存器编号是x0~x31这些整型通用寄存器的宽度与架构位数一致。
浮点数寄存器与整形寄存器一样也提供了32个f0~f31位数与架构位数一致。
通用寄存器介绍
零寄存器
x0/zero
x0寄存器又被称为zero寄存器它的读写是无效的它的值只能为0这是为了让编译器进行优化
比如当进行一些运算时
add x1, x2 , x3
上面这段汇编的作用是进行相加运算将x2和x3寄存器的值相加的结果并放入x1寄存器但是如果x3寄存器的值为0
处理器仍然需要去读取一次x3寄存器的值所以编译器可以进行这样的优化
add x1, x2, x0
当RISC-V处理器执行这条指令的时不会去读取x0寄存器的值会直接按0来运算这样就可以省去与0做运算时读取的步骤。
RISC-V处理器在设计时只要涉及到x0寄存器的读取一律按0来处理不会去读取x0的寄存器这么做的目的是为了方便编译器优化某些运算。
返回地址寄存器
x1/ra
x1寄存器也称为RA寄存器意为Return Address。当一个函数被调用时RA寄存器会被自动保存下来以便在函数执行完毕后能够返回调用该函数的位置。因此在函数执行过程中RA寄存器也可以被用来存储函数的返回地址。它也时常被用来函数传参。
栈指针寄存器
x2/sp
通常用于存储栈指针stack pointer。在RISC-V中栈是一种先进后出Last-In-First-Out的数据结构常用于函数调用时的变量保存和程序现场保护等操作。
全局寄存器
x3/gp
x3寄存器是RISC-V架构中的通用寄存器之一通常用于存储全局指针global pointer。在RISC-V中全局指针是一个特殊的指针指向全局变量和静态数据区static data region的起始地址。
全局变量是在程序启动时就已经被分配好的变量它们通常存储在静态数据区中其内存地址在编译时就已经确定。全局指针GP通常指向静态数据区的起始地址用于访问和管理全局变量。
线程寄存器
x4/tp
x4寄存器是RISC-V架构中的通用寄存器之一通常用于存储线程指针thread pointer也称为线程局部存储器指针thread-local storage pointer。
在线程级别的编程中线程指针是一个非常重要的概念。它是一个指针指向当前线程的局部存储器thread-local storage也就是线程私有的数据区域。在多线程编程中每个线程都有自己独立的线程指针并且可以在其对应的局部存储器中存储和管理线程私有的数据。
临时寄存器
x5/t0、x6/t1、x7/t2、x28/t3、x29/t4、x30/t5、x31/t6
这些寄存器是一个临时寄存器通常用于临时存储计算中的中间结果或临时变量。
函数调用寄存器
x8/ra
x8是一个通用寄存器主要用于存储数据和地址。
x8通常被称为ra寄存器它有一个特殊的作用即用于存储函数返回地址因此也被称为返回寄存器。在函数调用时调用者将函数返回地址压入栈中然后调用函数时将返回地址存储在ra寄存器中函数执行完毕后再从ra寄存器中取出返回地址并跳转回调用者。X8寄存器还可以被用作普通的通用寄存器存储数据和地址。
x9/s1
x9寄存器是RISC-V CPU的一个通用寄存器通常被称为s1scratch register 1。
由于RISC-V代码遵循RISCReduced Instruction Set Computing精简指令集计算机原则所以寄存器数量比较有限因此x9寄存器通常被用作一个通用寄存器多种指令都会使用到它比如函数调用时用于保存函数调用者的栈指针或者作为全局指针等。除此之外x9寄存器也可以用于实现一些特殊指令的优化比如乘法指令的高32位运算或者计算指令的中间结果等。
x18/s2
它的作用是用于执行指令时暂存临时数据比如保存函数调用时的参数、局部变量等等。由于它是一个特殊寄存器因此在CPU中还有一些特殊的用途。
x18寄存器还可以用于执行一些特殊操作比如RISC-V CPU中的原子操作。原子操作需要在保证操作的原子性的同时还需要快速地完成因此x18寄存器就成了很好的选择。此外x18寄存器还可以用于实现一些编译器优化比如进行指令选取、指令调度等等。因此x18寄存器可以看做是一个非常重要的寄存器在程序运行过程中扮演着举足轻重的角色。
x19/s3、x20/s4、x21/s6、x22/s7、x24/s8、x25/s9、x26/s10、x27/s11
这些寄存器可以用来存储临时变量或者函数参数等数据。在函数调用时这些寄存器通常被用来存储调用者保存的寄存器、返回地址或者参数值具体使用方式取决于编程语言规范和系统调用规范。
传参寄存器
x10/a0
x10 寄存器通常被称为 a0 寄存器在程序中a0寄存器通常被用于存储函数的输入参数也可以用于存储函数的返回值。当函数被调用时输入参数的值被加载到a0寄存器中并通过函数调用将参数传递给被调用的函数。被调用的函数可以将返回值存储在a0寄存器中并通过函数调用返回给调用方。
x11/a1、x12/a2、x13/a3、x14/a4、x15/a5、x16/a6、x17/a7
x11 ~ x17用于传递函数参数从x11到x17分别对应函数第一个参数和第七个参数
