RISC-V 常用指令与 C 语言对照

1. 算术运算指令

加法 (ADD/ADDI)


// C 语言
int a = 5;
int b = 3;
int c = a + b;      // 寄存器相加
int d = a + 10;     // 立即数相加

asm


# RISC-V 汇编
li   a0, 5          # a0 = 5
li   a1, 3          # a1 = 3
add  a2, a0, a1     # a2 = a0 + a1 (寄存器相加)
addi a3, a0, 10     # a3 = a0 + 10 (立即数相加)

减法 (SUB)


// C 语言
int result = a - b;

asm


# RISC-V 汇编
sub  a2, a0, a1     # a2 = a0 - a1
addi a2, a0, -5     # a2 = a0 - 5 (减立即数用 addi 负数)

乘法与除法 (MUL/DIV)


// C 语言
int product = a * b;
int quotient = a / b;
int remainder = a % b;

asm


# RISC-V 汇编 (需要 M 扩展)
mul  a2, a0, a1     # a2 = a0 * a1
div  a3, a0, a1     # a3 = a0 / a1 (有符号除法)
rem  a4, a0, a1     # a4 = a0 % a1 (取余)

2. 逻辑运算指令


// C 语言
int and_result = a & b;
int or_result  = a | b;
int xor_result = a ^ b;

asm


# RISC-V 汇编
and  a2, a0, a1     # a2 = a0 & a1
or   a3, a0, a1     # a3 = a0 | a1
xor  a4, a0, a1     # a4 = a0 ^ a1
andi a5, a0, 0xFF   # a5 = a0 & 0xFF (立即数)
ori  a6, a0, 0x10   # a6 = a0 | 0x10
xori a7, a0, 0x01   # a7 = a0 ^ 0x01

3. 移位指令


// C 语言
int left  = a << 2;     // 左移
int right = a >> 2;     // 算术右移 (有符号)
unsigned int uright = (unsigned)a >> 2;  // 逻辑右移

asm


# RISC-V 汇编
slli a2, a0, 2      # a2 = a0 << 2 (左移立即数)
sll  a2, a0, a1     # a2 = a0 << a1 (左移寄存器)
srai a3, a0, 2      # a3 = a0 >> 2 (算术右移，保留符号)
srli a4, a0, 2      # a4 = a0 >> 2 (逻辑右移，补0)

4. 数据加载与存储


// C 语言
int array[10];
int value = array[0];   // 加载
array[1] = value;       // 存储
char c = *ptr;          // 字节加载

asm


# RISC-V 汇编
# 假设 a0 = array 的基地址

lw   a1, 0(a0)      # 加载字 (32位): a1 = array[0]
lw   a1, 4(a0)      # a1 = array[1] (偏移4字节)
sw   a1, 8(a0)      # 存储字: array[2] = a1

lb   a2, 0(a0)      # 加载字节 (有符号扩展)
lbu  a2, 0(a0)      # 加载字节 (无符号扩展)
sb   a2, 0(a0)      # 存储字节

lh   a3, 0(a0)      # 加载半字 (16位，有符号)
lhu  a3, 0(a0)      # 加载半字 (无符号)
sh   a3, 0(a0)      # 存储半字

# RV64 额外指令
ld   a4, 0(a0)      # 加载双字 (64位)
sd   a4, 0(a0)      # 存储双字

5. 条件分支


// C 语言
if (a == b) {
    // do something
}
if (a < b) {
    // do something
}

asm


# RISC-V 汇编

# if (a == b)
beq  a0, a1, equal_label    # 相等则跳转
bne  a0, a1, not_equal      # 不等则跳转

# if (a < b) - 有符号比较
blt  a0, a1, less_than      # a0 < a1 则跳转
bge  a0, a1, greater_equal  # a0 >= a1 则跳转

# if (a < b) - 无符号比较
bltu a0, a1, less_unsigned
bgeu a0, a1, ge_unsigned

if-else 完整示例


// C 语言
if (x > 0) {
    y = 1;
} else {
    y = -1;
}

asm


# RISC-V 汇编
# x 在 a0, y 在 a1
    blez a0, else_branch    # if x <= 0, goto else
    li   a1, 1              # y = 1
    j    end_if             # 跳过 else
else_branch:
    li   a1, -1             # y = -1
end_if:

6. 循环结构

for 循环


// C 语言
int sum = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    sum += i;
}

asm


# RISC-V 汇编
    li   a0, 0          # sum = 0
    li   t0, 0          # i = 0
    li   t1, 10         # 循环上限
loop:
    bge  t0, t1, done   # if i >= 10, exit
    add  a0, a0, t0     # sum += i
    addi t0, t0, 1      # i++
    j    loop           # 继续循环
done:

while 循环


// C 语言
while (n > 0) {
    n--;
}

asm


# RISC-V 汇编
# n 在 a0
while_loop:
    blez a0, while_end  # if n <= 0, exit
    addi a0, a0, -1     # n--
    j    while_loop
while_end:

7. 函数调用


// C 语言
int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

int main() {
    int result = add(3, 5);
}

asm


# RISC-V 汇编

# main 函数
main:
    addi sp, sp, -16    # 分配栈空间
    sw   ra, 12(sp)     # 保存返回地址
    
    li   a0, 3          # 第一个参数
    li   a1, 5          # 第二个参数
    jal  ra, add        # 调用 add 函数
    # 返回值在 a0
    
    lw   ra, 12(sp)     # 恢复返回地址
    addi sp, sp, 16     # 释放栈空间
    ret                 # 返回

# add 函数
add:
    add  a0, a0, a1     # a0 = a + b (返回值)
    ret                 # 等价于 jalr x0, ra, 0

递归函数示例 (阶乘)


// C 语言
int factorial(int n) {
    if (n <= 1) return 1;
    return n * factorial(n - 1);
}

asm


# RISC-V 汇编
factorial:
    addi sp, sp, -16    # 分配栈空间
    sw   ra, 12(sp)     # 保存返回地址
    sw   a0, 8(sp)      # 保存 n
    
    li   t0, 1
    ble  a0, t0, base_case  # if n <= 1, goto base_case
    
    addi a0, a0, -1     # n - 1
    jal  ra, factorial  # 递归调用
    lw   t0, 8(sp)      # 恢复 n
    mul  a0, t0, a0     # n * factorial(n-1)
    j    fact_end
    
base_case:
    li   a0, 1          # return 1
    
fact_end:
    lw   ra, 12(sp)     # 恢复返回地址
    addi sp, sp, 16     # 释放栈空间
    ret

8. 数组访问


// C 语言
int arr[5] = {1, 2, 3, 4, 5};
int value = arr[3];         // 读取 arr[3]
arr[2] = 100;               // 写入 arr[2]

asm


# RISC-V 汇编
# 假设 a0 = arr 基地址

# 读取 arr[3]
li   t0, 3              # 索引
slli t0, t0, 2          # t0 = 3 * 4 (int 是 4 字节)
add  t1, a0, t0         # t1 = &arr[3]
lw   a1, 0(t1)          # a1 = arr[3]

# 或者直接用偏移
lw   a1, 12(a0)         # a1 = arr[3] (偏移 = 3 * 4)

# 写入 arr[2]
li   t2, 100
sw   t2, 8(a0)          # arr[2] = 100

9. 比较与设置


// C 语言
int flag = (a < b);     // 比较结果 0 或 1

asm


# RISC-V 汇编
slt  a2, a0, a1         # a2 = (a0 < a1) ? 1 : 0 (有符号)
sltu a2, a0, a1         # 无符号比较
slti a2, a0, 10         # a2 = (a0 < 10) ? 1 : 0 (立即数)

10. 加载大立即数


// C 语言
int x = 0x12345678;

asm


# RISC-V 汇编
lui  a0, 0x12345        # 加载高 20 位
addi a0, a0, 0x678      # 加低 12 位

# 或使用伪指令
li   a0, 0x12345678     # 汇编器自动展开

寄存器使用约定总结

寄存器	ABI 名称	用途
x0	zero	恒为 0
x1	ra	返回地址
x2	sp	栈指针
x10-x17	a0-a7	函数参数/返回值
x5-x7, x28-x31	t0-t6	临时寄存器
x8-x9, x18-x27	s0-s11	保存寄存器