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ZiChong Lv
Asked: 2025-03-22 19:28:06 +0800 CST

为什么 opcode 和 funct7 以及 funct3 不是单个 17 位字段？

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在 RISC-V 中，我想知道为什么 opcode 和 funct7 和 funct3 不能组合成一个 17 位字段？

riscv

1 个回答

  1. Best Answer

    RISC V 对于 32 位指令有 6 种不同的指令格式。所有格式共享操作码字段，操作码字段用于确定指令大小和指令格式。

    虽然其他一些字段在两种或多种格式之间共享，但没有其他字段存在于所有格式中。

    例如，funct7字段仅存在于6种32位指令格式中的一种中，即寄存器/寄存器指令格式。

    在 6 种 32 位指令格式中，有 4 种格式存在 funct3 字段，但并非所有格式都存在。

    我想知道为什么 opcode 和 funct7 以及 funct3 不能组合成一个 17 位字段？

    由于这两个其他字段本质上仅特定于指令/指令格式的子集，因此在一般情况下它们实际上不能被视为操作码的一部分。当格式为寄存器/寄存器时，所有这三个字段一起确定要执行的操作。

    然而，我们可以同时提取所有三个字段；但是，我们必须意识到，只有当指令具有正确格式时，这种提取才适用。

    事实上，硬件通常的工作方式如下：它甚至在知道哪些字段适用于该特定指令之前就开始解码字段。在进行这种初始的、过于宽泛的解码之后，其他硬件会选择使用哪些字段以及如何使用，并忽略已完成的其他计算，以防指令实际上有所不同。

    例如，无论实际指令格式如何，硬件可能会提取 5 位字段rs2和rs1，并将它们用作寄存器文件中的索引，以从这些寄存器中获取值并使其准备好进行计算。当指令没有这些字段时，这就是浪费的工作，但在知道操作码之前完成这项工作会在这些字段适用时加快速度。硬件的其他部分正在提取立即值，所有这些都是并行完成的，以提高性能。

    以下是一张图片中的所有 32 位格式：

    RISC-V 指令编码

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