RISC-V 32位架构基础知识¶

Pwn 速查

函数参数：a0-a7，返回值：a0（64 位返回值可用 a0:a1）。
Linux 系统调用：调用号放 a7，参数放 a0-a5，指令为 ecall。
ra 会被 call / jal 覆盖；非叶子函数必须保存自己的返回地址。

Note

RISC-V 基础指令通常为 4 字节；启用 RVC 压缩扩展时也会出现 2 字节指令。

RISC-V 32位寄存器详解¶

通用寄存器 (`x0-x31`)¶

寄存器	ABI 名	用途
`x0`	`zero`	硬件零寄存器
`x1`	`ra`	返回地址
`x2`	`sp`	栈指针
`x3`	`gp`	全局指针
`x4`	`tp`	线程指针
`x5-x7`	`t0-t2`	临时寄存器
`x8`	`s0/fp`	保存寄存器 / 帧指针
`x9`	`s1`	保存寄存器
`x10-x11`	`a0-a1`	参数 / 返回值
`x12-x17`	`a2-a7`	参数；`a7` 也放 Linux syscall number
`x18-x27`	`s2-s11`	保存寄存器
`x28-x31`	`t3-t6`	临时寄存器

寄存器别名和用途¶

寄存器	别名	主要用途	调用约定
`x0`	`zero`	硬件零常量	常数 0
`x1`	`ra`	返回地址	调用者保存
`x2`	`sp`	栈指针	特殊 / 保持对齐
`x3`	`gp`	全局指针	ABI 相关
`x4`	`tp`	线程指针	ABI 相关
`x5-x7`	`t0-t2`	临时寄存器	调用者保存
`x8-x9`	`s0/fp`, `s1`	保存寄存器 / 帧指针	被调用者保存
`x10-x17`	`a0-a7`	参数 / 返回值；`a7` 为 syscall number	调用者保存
`x18-x27`	`s2-s11`	保存寄存器	被调用者保存
`x28-x31`	`t3-t6`	临时寄存器	调用者保存

特殊寄存器¶

寄存器	作用
`pc`	程序计数器
`mstatus`	机器状态寄存器
`mtvec`	机器陷阱向量基地址
`mcause`	机器陷阱原因
`mtval`	机器陷阱值
`mip`	机器中断挂起
`mie`	机器中断使能

Warning

用户态 Pwn 通常不能直接读写 mstatus、mtvec 这类机器态 CSR；这里只是说明体系结构中存在这些寄存器。

Linux RISC-V 32位系统调用表¶

常用系统调用号¶

常用系统调用号（展开查看）

C
#define __NR_io_setup                0
#define __NR_io_destroy              1
#define __NR_io_submit               2
#define __NR_io_cancel               3
#define __NR_io_getevents            4
#define __NR_setxattr                5
#define __NR_lsetxattr               6
#define __NR_fsetxattr               7
#define __NR_getxattr                8
#define __NR_lgetxattr               9
#define __NR_fgetxattr              10
#define __NR_listxattr              11
#define __NR_llistxattr             12
#define __NR_flistxattr             13
#define __NR_removexattr            14
#define __NR_lremovexattr           15
#define __NR_fremovexattr           16
#define __NR_getcwd                 17
#define __NR_lookup_dcookie         18
#define __NR_eventfd2               19
#define __NR_epoll_create1          20
#define __NR_epoll_ctl              21
#define __NR_epoll_pwait            22
#define __NR_dup                    23
#define __NR_dup3                   24
#define __NR_fcntl                  25
#define __NR_inotify_init1          26
#define __NR_inotify_add_watch      27
#define __NR_inotify_rm_watch       28
#define __NR_ioctl                  29
#define __NR_ioprio_set             30
#define __NR_ioprio_get             31
#define __NR_flock                  32
#define __NR_mknodat                33
#define __NR_mkdirat                34
#define __NR_unlinkat               35
#define __NR_symlinkat              36
#define __NR_linkat                 37
#define __NR_umount2                39
#define __NR_mount                  40
#define __NR_pivot_root             41
#define __NR_nfsservctl             42
#define __NR_statfs                 43
#define __NR_fstatfs                44
#define __NR_truncate               45
#define __NR_ftruncate              46
#define __NR_fallocate              47
#define __NR_faccessat              48
#define __NR_chdir                  49
#define __NR_fchdir                 50
#define __NR_chroot                 51
#define __NR_fchmod                 52
#define __NR_fchmodat               53
#define __NR_fchownat               54
#define __NR_fchown                 55
#define __NR_openat                 56
#define __NR_close                  57
#define __NR_vhangup                58
#define __NR_pipe2                  59
#define __NR_quotactl               60
#define __NR_getdents64             61
#define __NR_lseek                  62
#define __NR_read                   63
#define __NR_write                  64
#define __NR_readv                  65
#define __NR_writev                 66
#define __NR_pread64                67
#define __NR_pwrite64               68
#define __NR_preadv                 69
#define __NR_pwritev                70
#define __NR_sendfile               71
#define __NR_pselect6               72
#define __NR_ppoll                  73
#define __NR_signalfd4              74
#define __NR_vmsplice               75
#define __NR_splice                 76
#define __NR_tee                    77
#define __NR_readlinkat             78
#define __NR_fstatat                79
#define __NR_fstat                  80
#define __NR_sync                   81
#define __NR_fsync                  82
#define __NR_fdatasync              83
#define __NR_sync_file_range        84
#define __NR_timerfd_create         85
#define __NR_timerfd_settime        86
#define __NR_timerfd_gettime        87
#define __NR_utimensat              88
#define __NR_acct                   89
#define __NR_capget                 90
#define __NR_capset                 91
#define __NR_personality            92
#define __NR_exit                   93
#define __NR_exit_group             94
#define __NR_waitid                 95
#define __NR_set_tid_address        96
#define __NR_unshare                97
#define __NR_futex                  98
#define __NR_set_robust_list        99
#define __NR_get_robust_list       100
#define __NR_nanosleep             101
#define __NR_getitimer             102
#define __NR_setitimer             103
#define __NR_kexec_load            104
#define __NR_init_module           105
#define __NR_delete_module         106
#define __NR_timer_create          107
#define __NR_timer_gettime         108
#define __NR_timer_getoverrun      109
#define __NR_timer_settime         110
#define __NR_timer_delete          111
#define __NR_clock_settime         112
#define __NR_clock_gettime         113
#define __NR_clock_getres          114
#define __NR_clock_nanosleep       115
#define __NR_syslog                116
#define __NR_ptrace                117
#define __NR_sched_setparam        118
#define __NR_sched_setscheduler    119
#define __NR_sched_getscheduler    120
#define __NR_sched_getparam        121
#define __NR_sched_setaffinity     122
#define __NR_sched_getaffinity     123
#define __NR_sched_yield           124
#define __NR_sched_get_priority_max 125
#define __NR_sched_get_priority_min 126
#define __NR_sched_rr_get_interval 127
#define __NR_restart_syscall       128
#define __NR_kill                  129
#define __NR_tkill                 130
#define __NR_tgkill                131
#define __NR_sigaltstack           132
#define __NR_rt_sigsuspend         133
#define __NR_rt_sigaction          134
#define __NR_rt_sigprocmask        135
#define __NR_rt_sigpending         136
#define __NR_rt_sigtimedwait       137
#define __NR_rt_sigqueueinfo       138
#define __NR_rt_sigreturn          139
#define __NR_setpriority           140
#define __NR_getpriority           141
#define __NR_reboot                142
#define __NR_setregid              143
#define __NR_setgid                144
#define __NR_setreuid              145
#define __NR_setuid                146
#define __NR_setresuid             147
#define __NR_getresuid             148
#define __NR_setresgid             149
#define __NR_getresgid             150
#define __NR_setfsuid              151
#define __NR_setfsgid              152
#define __NR_times                 153
#define __NR_setpgid               154
#define __NR_getpgid               155
#define __NR_getsid                156
#define __NR_setsid                157
#define __NR_getgroups             158
#define __NR_setgroups             159
#define __NR_uname                 160
#define __NR_sethostname           161
#define __NR_setdomainname         162
#define __NR_getrlimit             163
#define __NR_setrlimit             164
#define __NR_getrusage             165
#define __NR_umask                 166
#define __NR_prctl                 167
#define __NR_getcpu                168
#define __NR_gettimeofday          169
#define __NR_settimeofday          170
#define __NR_adjtimex              171
#define __NR_getpid                172
#define __NR_getppid               173
#define __NR_getuid                174
#define __NR_geteuid               175
#define __NR_getgid                176
#define __NR_getegid               177
#define __NR_gettid                178
#define __NR_sysinfo               179
#define __NR_mq_open               180
#define __NR_mq_unlink             181
#define __NR_mq_timedsend          182
#define __NR_mq_timedreceive       183
#define __NR_mq_notify             184
#define __NR_mq_getsetattr         185
#define __NR_msgget                186
#define __NR_msgctl                187
#define __NR_msgrcv                188
#define __NR_msgsnd                189
#define __NR_semget                190
#define __NR_semctl                191
#define __NR_semtimedop            192
#define __NR_semop                 193
#define __NR_shmget                194
#define __NR_shmctl                195
#define __NR_shmat                 196
#define __NR_shmdt                 197
#define __NR_socket                198
#define __NR_socketpair            199
#define __NR_bind                  200
#define __NR_listen                201
#define __NR_accept                202
#define __NR_connect               203
#define __NR_getsockname           204
#define __NR_getpeername           205
#define __NR_sendto                206
#define __NR_recvfrom              207
#define __NR_setsockopt            208
#define __NR_getsockopt            209
#define __NR_shutdown              210
#define __NR_sendmsg               211
#define __NR_recvmsg               212
#define __NR_readahead             213
#define __NR_brk                   214
#define __NR_munmap                215
#define __NR_mremap                216
#define __NR_add_key               217
#define __NR_request_key           218
#define __NR_keyctl                219
#define __NR_clone                 220
#define __NR_execve                221
#define __NR_mmap                  222
#define __NR_fadvise64             223
#define __NR_swapon                224
#define __NR_swapoff               225
#define __NR_mprotect              226
#define __NR_msync                 227
#define __NR_mlock                 228
#define __NR_munlock               229
#define __NR_mlockall              230
#define __NR_munlockall            231
#define __NR_mincore               232
#define __NR_madvise               233
#define __NR_remap_file_pages      234
#define __NR_mbind                 235
#define __NR_get_mempolicy         236
#define __NR_set_mempolicy         237
#define __NR_migrate_pages         238
#define __NR_move_pages            239
#define __NR_rt_tgsigqueueinfo     240
#define __NR_perf_event_open       241
#define __NR_accept4               242
#define __NR_recvmmsg              243
#define __NR_arch_specific_syscall 244
#define __NR_wait4                 260
#define __NR_prlimit64             261
#define __NR_fanotify_init         262
#define __NR_fanotify_mark         263
#define __NR_name_to_handle_at     264
#define __NR_open_by_handle_at     265
#define __NR_clock_adjtime         266
#define __NR_syncfs                267
#define __NR_setns                 268
#define __NR_sendmmsg              269
#define __NR_process_vm_readv      270
#define __NR_process_vm_writev     271
#define __NR_kcmp                  272
#define __NR_finit_module          273
#define __NR_sched_setattr         274
#define __NR_sched_getattr         275
#define __NR_renameat2             276
#define __NR_seccomp               277
#define __NR_getrandom             278
#define __NR_memfd_create          279
#define __NR_bpf                   280
#define __NR_execveat              281
#define __NR_userfaultfd           282
#define __NR_membarrier            283
#define __NR_mlock2                284
#define __NR_copy_file_range       285
#define __NR_preadv2               286
#define __NR_pwritev2              287
#define __NR_pkey_mprotect         288
#define __NR_pkey_alloc            289
#define __NR_pkey_free             290
#define __NR_statx                 291
#define __NR_io_pgetevents         292
#define __NR_rseq                  293
#define __NR_kexec_file_load       294
#define __NR_pidfd_send_signal     424
#define __NR_io_uring_setup        425
#define __NR_io_uring_enter        426
#define __NR_io_uring_register     427
#define __NR_open_tree             428
#define __NR_move_mount            429
#define __NR_fsopen                430
#define __NR_fsconfig              431
#define __NR_fsmount               432
#define __NR_fspick                433
#define __NR_pidfd_open            434
#define __NR_clone3                435
#define __NR_close_range           436
#define __NR_openat2               437
#define __NR_pidfd_getfd           438
#define __NR_faccessat2            439
#define __NR_process_madvise       440
#define __NR_epoll_pwait2          441
#define __NR_mount_setattr         442
#define __NR_quotactl_fd           443
#define __NR_landlock_create_ruleset 444
#define __NR_landlock_add_rule     445
#define __NR_landlock_restrict_self 446
#define __NR_memfd_secret          447
#define __NR_process_mrelease      448
#define __NR_futex_waitv           449
#define __NR_set_mempolicy_home_node 450

系统调用约定¶

系统调用查询

项目	约定
系统调用号	`a7` (`x17`)
参数 1-6	`a0-a5` (`x10-x15`)
返回值	`a0` (`x10`)
错误	Linux 通常在 `a0` 返回 `-errno`（约 `-4095` 到 `-1`）表示失败
触发指令	`ecall`

系统调用示例¶

GAS
; write(1, "Hello", 5)
li a0, 1            ; fd = 1 (stdout)
la a1, hello_str    ; buf = "Hello"
li a2, 5            ; count = 5
li a7, 64           ; __NR_write
ecall               ; 系统调用

; exit(0)
li a0, 0            ; status = 0
li a7, 93           ; __NR_exit
ecall

函数调用约定 (RISC-V ABI)¶

参数传递¶

项目	RISC-V ABI 约定
前 8 个参数	`a0-a7` (`x10-x17`)
更多参数	通过栈上传参区域传递
返回值	`a0` (`x10`) (32 位), `a0:a1` (`x10:x11`) (64 位)
栈对齐	函数入口 `sp` 保持 16 字节对齐

Note

call 会覆盖 ra，所以只要当前函数之后还要返回上一级，就要先保存 ra。

栈帧结构¶

Text Only

高地址
+------------------+
| 第n个参数        |  <- 超过a0-a7的参数
| ...              |
| 第9个参数        |
+------------------+
| 返回地址 (ra)    |  <- 函数调用时保存
| 老的帧指针(fp)   |  <- 可选
| 局部变量         |
| 保存的寄存器     |  <- s0-s11需要保存
+------------------+  <- sp (当前栈指针)
低地址

函数调用流程¶

GAS
; 调用者函数 (Caller，非叶子函数示例)
addi sp, sp, -16    ; 分配栈空间并保持16字节对齐
sw ra, 12(sp)       ; call 会覆盖 ra，非叶子函数必须保存自己的返回地址
sw s0, 8(sp)        ; 如果调用者自己使用了 s 寄存器，也要保存
li a0, arg1         ; 设置参数1
li a1, arg2         ; 设置参数2
call function       ; 调用函数
; a0 包含返回值
lw ra, 12(sp)       ; 恢复返回地址
lw s0, 8(sp)        ; 恢复寄存器
addi sp, sp, 16     ; 释放栈空间
ret                 ; 返回

; 被调用者 (Callee)
function:
addi sp, sp, -16    ; 分配栈空间
sw ra, 12(sp)       ; 保存返回地址
sw s0, 8(sp)        ; 保存需要使用的寄存器
; 函数体
li a0, return_val   ; 设置返回值
lw ra, 12(sp)       ; 恢复返回地址
lw s0, 8(sp)        ; 恢复寄存器
addi sp, sp, 16     ; 释放栈空间
ret                 ; 返回

指令集合¶

RISC-V 基础指令通常为 4 字节；启用压缩指令扩展（RVC）时也会出现 2 字节指令。

指令格式¶

RISC-V 使用多种指令格式：

Text Only

R-type: funct7 | rs2 | rs1 | funct3 | rd | opcode
I-type: imm\[11:0\] | rs1 | funct3 | rd | opcode
S-type: imm\[11:5\] | rs2 | rs1 | funct3 | imm\[4:0\] | opcode
B-type: imm\[12|10:5\] | rs2 | rs1 | funct3 | imm\[4:1|11\] | opcode
U-type: imm\[31:12\] | rd | opcode
J-type: imm\[20|10:1|11|19:12\] | rd | opcode

一般汇编格式：

GAS
MNEMONIC rd, rs1, rs2/imm
助记符 目的寄存器, 源寄存器1, 源寄存器2/立即数

指令分类¶

RISC-V指令可以分为以下几类：

Note

MUL/DIV/REM 等乘除法指令来自 M 扩展；多数 Linux 发行版目标会包含该扩展，但阅读极简内核或裸机题时仍需确认 ELF/CPU 支持情况。

整数计算指令¶

指令	含义	示例	描述
ADD	寄存器相加	`add rd, rs1, rs2`	rd = rs1 + rs2
ADDI	立即数相加	`addi rd, rs1, imm`	rd = rs1 + imm
SUB	寄存器相减	`sub rd, rs1, rs2`	rd = rs1 - rs2
MUL	乘法	`mul rd, rs1, rs2`	rd = rs1 * rs2
MULH	高位乘法	`mulh rd, rs1, rs2`	rd = (rs1 * rs2) >> 32
DIV	有符号除法	`div rd, rs1, rs2`	rd = rs1 / rs2
DIVU	无符号除法	`divu rd, rs1, rs2`	rd = rs1 / rs2 (无符号)
REM	有符号求余	`rem rd, rs1, rs2`	rd = rs1 % rs2
REMU	无符号求余	`remu rd, rs1, rs2`	rd = rs1 % rs2 (无符号)

逻辑运算指令¶

指令	含义	示例	描述
AND	位与	`and rd, rs1, rs2`	rd = rs1 & rs2
ANDI	立即数位与	`andi rd, rs1, imm`	rd = rs1 & imm
OR	位或	`or rd, rs1, rs2`	rd = rs1 \| rs2
ORI	立即数位或	`ori rd, rs1, imm`	rd = rs1 \| imm
XOR	位异或	`xor rd, rs1, rs2`	rd = rs1 ^ rs2
XORI	立即数位异或	`xori rd, rs1, imm`	rd = rs1 ^ imm

移位指令¶

指令	含义	示例	描述
SLL	逻辑左移	`sll rd, rs1, rs2`	rd = rs1 << rs2
SLLI	立即数逻辑左移	`slli rd, rs1, shamt`	rd = rs1 << shamt
SRL	逻辑右移	`srl rd, rs1, rs2`	rd = rs1 >> rs2 (逻辑)
SRLI	立即数逻辑右移	`srli rd, rs1, shamt`	rd = rs1 >> shamt (逻辑)
SRA	算术右移	`sra rd, rs1, rs2`	rd = rs1 >> rs2 (算术)
SRAI	立即数算术右移	`srai rd, rs1, shamt`	rd = rs1 >> shamt (算术)

比较指令¶

指令	含义	示例	描述
SLT	小于设置	`slt rd, rs1, rs2`	rd = (rs1 < rs2) ? 1 : 0
SLTI	立即数小于设置	`slti rd, rs1, imm`	rd = (rs1 < imm) ? 1 : 0
SLTU	无符号小于设置	`sltu rd, rs1, rs2`	rd = (rs1 < rs2) ? 1 : 0 (无符号)
SLTIU	立即数无符号小于设置	`sltiu rd, rs1, imm`	rd = (rs1 < imm) ? 1 : 0 (无符号)

分支指令¶

指令	含义	示例	描述
BEQ	相等分支	`beq rs1, rs2, label`	如果 rs1 == rs2 跳转
BNE	不等分支	`bne rs1, rs2, label`	如果 rs1 != rs2 跳转
BLT	小于分支	`blt rs1, rs2, label`	如果 rs1 < rs2 跳转
BGE	大于等于分支	`bge rs1, rs2, label`	如果 rs1 >= rs2 跳转
BLTU	无符号小于分支	`bltu rs1, rs2, label`	如果 rs1 < rs2 跳转 (无符号)
BGEU	无符号大于等于分支	`bgeu rs1, rs2, label`	如果 rs1 >= rs2 跳转 (无符号)

跳转指令¶

指令	含义	示例	描述
JAL	跳转并链接	`jal rd, label`	rd = pc + 4; pc = pc + offset
JALR	寄存器跳转并链接	`jalr rd, rs1, imm`	rd = pc + 4; pc = (rs1 + imm) & ~1

加载/存储指令¶

指令	含义	示例	描述
LW	加载字	`lw rd, offset(rs1)`	rd = M[rs1 + offset]
LH	加载半字	`lh rd, offset(rs1)`	rd = M[rs1 + offset] (符号扩展)
LHU	加载无符号半字	`lhu rd, offset(rs1)`	rd = M[rs1 + offset] (零扩展)
LB	加载字节	`lb rd, offset(rs1)`	rd = M[rs1 + offset] (符号扩展)
LBU	加载无符号字节	`lbu rd, offset(rs1)`	rd = M[rs1 + offset] (零扩展)
SW	存储字	`sw rs2, offset(rs1)`	M[rs1 + offset] = rs2
SH	存储半字	`sh rs2, offset(rs1)`	M[rs1 + offset] = rs2[15:0]
SB	存储字节	`sb rs2, offset(rs1)`	M[rs1 + offset] = rs2[7:0]

立即数加载指令¶

指令	含义	示例	描述
LUI	加载高位立即数	`lui rd, imm`	rd = imm << 12
AUIPC	PC相对高位立即数	`auipc rd, imm`	rd = pc + (imm << 12)

系统指令¶

指令	含义	示例	描述
ECALL	环境调用	`ecall`	触发系统调用
EBREAK	环境断点	`ebreak`	触发调试断点
FENCE	内存屏障	`fence`	内存操作排序

伪指令¶

RISC-V 汇编器支持许多伪指令，简化编程：

伪指令	实际指令	示例	描述
NOP	`addi x0, x0, 0`	`nop`	空操作
LI	`addi rd, x0, imm` 或多条指令	`li t0, 100`	加载立即数
MV	`addi rd, rs, 0`	`mv t0, t1`	寄存器移动
NOT	`xori rd, rs, -1`	`not t0, t1`	按位取反
NEG	`sub rd, x0, rs`	`neg t0, t1`	取负数
LA	多条指令	`la t0, symbol`	加载地址
J	`jal x0, offset`	`j label`	无条件跳转
JR	`jalr x0, rs, 0`	`jr ra`	寄存器跳转
CALL	`auipc ra, offset[31:12]` + `jalr ra, ra, offset[11:0]`	`call func`	函数调用
RET	`jalr x0, ra, 0`	`ret`	函数返回

寻址模式¶

RISC-V 支持以下寻址模式：

立即数寻址¶

GAS
addi t0, zero, 100  # t0 = 0 + 100
li t0, 100          # 伪指令，等价于上面

寄存器寻址¶

GAS
add t0, t1, t2      # t0 = t1 + t2
mv t0, t1           # t0 = t1 (伪指令)

基址+偏移寻址¶

GAS
lw t0, 8(sp)        # t0 = M[sp + 8]
sw t0, -4(t1)       # M[t1 - 4] = t0

PC相对寻址¶

GAS
auipc t0, 0x10000   # t0 = pc + (0x10000 << 12)

符号地址寻址¶

GAS
la t0, symbol       # 加载符号地址
lui t0, %hi(symbol) # 加载符号高位
addi t0, t0, %lo(symbol) # 加载符号低位

重点指令详解¶

算术运算指令¶

指令	计算公式	示例	备注
ADD rd, rs1, rs2	rd = rs1 + rs2	`add t0, t1, t2`	32位加法
ADDI rd, rs1, imm	rd = rs1 + imm	`addi t0, t1, 100`	立即数加法
SUB rd, rs1, rs2	rd = rs1 - rs2	`sub t0, t1, t2`	32位减法
MUL rd, rs1, rs2	rd = (rs1 * rs2)[31:0]	`mul t0, t1, t2`	乘法低32位
MULH rd, rs1, rs2	rd = (rs1 * rs2)[63:32]	`mulh t0, t1, t2`	有符号乘法高32位
MULHU rd, rs1, rs2	rd = (rs1 * rs2)[63:32]	`mulhu t0, t1, t2`	无符号乘法高32位
MULHSU rd, rs1, rs2	rd = (rs1 * rs2)[63:32]	`mulhsu t0, t1, t2`	有符号×无符号乘法高32位
DIV rd, rs1, rs2	rd = rs1 / rs2	`div t0, t1, t2`	有符号除法
DIVU rd, rs1, rs2	rd = rs1 / rs2	`divu t0, t1, t2`	无符号除法
REM rd, rs1, rs2	rd = rs1 % rs2	`rem t0, t1, t2`	有符号求余
REMU rd, rs1, rs2	rd = rs1 % rs2	`remu t0, t1, t2`	无符号求余

数据传输指令示例¶

指令	目的	源	描述
MV	t0	t1	将 t1 里面的数据复制到 t0 中
LI	t0	0x1234	将立即数0x1234加载到t0中
LA	t0	symbol	将符号地址加载到t0中
LW	t0	0(t1)	从t1指向的地址加载字到t0
LW	t0	4(t1)	从t1+4地址加载字到t0
SW	t1	0(t0)	将 t1 中的值写入到 t0 中所保存的地址中

栈操作指令¶

RISC-V 没有专门的栈指令，使用加载/存储指令操作栈：

操作	指令序列	描述	等价效果
PUSH t0	`addi sp, sp, -4` + `sw t0, 0(sp)`	将 t0 压栈	减少栈指针，存储值
POP t0	`lw t0, 0(sp)` + `addi sp, sp, 4`	从栈中弹出到 t0	加载值，增加栈指针
保存返回地址	`addi sp, sp, -4` + `sw ra, 0(sp)`	保存返回地址	函数序言
恢复返回地址	`lw ra, 0(sp)` + `addi sp, sp, 4`	恢复返回地址	函数结尾

常用编程模式¶

循环结构¶

GAS
# for循环示例: for(int i=0; i<10; i++)
li t0, 0            # i = 0
li t1, 10           # 循环上界
loop:
    bge t0, t1, loop_end    # 如果 i >= 10 跳出循环
    # 循环体代码
    addi t0, t0, 1  # i++
    j loop          # 跳回循环开始
loop_end:

# while循环示例: while(condition)
while_loop:
    # 检查条件的代码
    beq t0, zero, while_end   # 条件为假则退出
    # 循环体代码
    j while_loop    # 继续循环
while_end:

条件判断¶

GAS
# if-else 结构
li t1, 5
blt t0, t1, else_branch     # 如果 t0 < 5 跳到 else
    # if 分支代码
    li t2, 1
    j endif
else_branch:
    # else 分支代码
    li t2, 0
endif:

# switch-case 结构
li t1, 1
beq t0, t1, case1
li t1, 2
beq t0, t1, case2
li t1, 3
beq t0, t1, case3
j default_case

case1:
    # case 1 代码
    j switch_end
case2:
    # case 2 代码
    j switch_end
case3:
    # case 3 代码
    j switch_end
default_case:
    # 默认情况代码
switch_end:

函数调用模板¶

GAS
# 标准函数模板
function_name:
    addi sp, sp, -16    # 为局部变量分配栈空间
    sw ra, 12(sp)       # 保存返回地址
    sw s0, 8(sp)        # 保存需要使用的寄存器
    sw s1, 4(sp)

    # 函数体
    # 参数在 a0-a7 中
    # 局部变量使用栈空间

    li a0, return_val   # 设置返回值

    lw ra, 12(sp)       # 恢复返回地址
    lw s0, 8(sp)        # 恢复寄存器
    lw s1, 4(sp)
    addi sp, sp, 16     # 释放栈空间
    ret                 # 返回

# 调用函数
    li a0, arg1         # 第一个参数
    li a1, arg2         # 第二个参数
    li a2, arg3         # 第三个参数
    li a3, arg4         # 第四个参数
    call function_name  # 调用函数
    # 返回值在 a0 中

数组操作¶

GAS
# 数组遍历示例
la t0, array_base       # 数组基地址
li t1, 0                # 索引 i = 0
li t2, array_size       # 数组大小

array_loop:
    bge t1, t2, array_end   # i >= size 则结束

    slli t3, t1, 2      # t3 = i * 4 (假设int数组)
    add t3, t0, t3      # t3 = 数组基地址 + i*4
    lw t4, 0(t3)        # 加载 array[i]
    # 处理 t4 中的数据

    addi t1, t1, 1      # i++
    j array_loop
array_end:

# 字符串长度计算
la t0, string_ptr       # 字符串指针
li t1, 0                # 长度计数器

strlen_loop:
    add t2, t0, t1      # t2 = 字符串地址 + 偏移
    lb t3, 0(t2)        # 加载当前字符
    beq t3, zero, strlen_end    # 检查是否为'\0'
    addi t1, t1, 1      # 长度++
    j strlen_loop
strlen_end:
    # t1 包含字符串长度

位操作技巧¶

GAS
# 检查第n位是否为1
li t1, 1
sll t1, t1, t0      # t1 = 1 << n
and t3, t2, t1      # 测试 t2 的第n位
bne t3, zero, bit_is_set    # 如果位为1则跳转

# 设置第n位为1
li t1, 1
sll t1, t1, t0      # t1 = 1 << n
or t2, t2, t1       # t2 |= (1 << n)

# 清除第n位
li t1, 1
sll t1, t1, t0      # t1 = 1 << n
not t1, t1          # t1 = ~(1 << n)
and t2, t2, t1      # t2 &= ~(1 << n)

# 切换第n位
li t1, 1
sll t1, t1, t0      # t1 = 1 << n
xor t2, t2, t1      # t2 ^= (1 << n)

# 计算2的幂次
li t1, 1
sll t1, t1, t0      # t1 = 2^t0

# 除以2的幂次(无符号)
srl t1, t2, t0      # t1 = t2 / (2^t0)

# 除以2的幂次(有符号)
sra t1, t2, t0      # t1 = t2 / (2^t0) (保持符号)

内存对齐和优化¶

GAS
# 4字节对齐检查
andi t1, t0, 3      # 检查低2位
bne t1, zero, not_aligned   # 如果不为0则未对齐

# 向上对齐到4字节边界
addi t0, t0, 3      # t0 += 3
andi t0, t0, -4     # t0 &= ~3

# 向下对齐到4字节边界
andi t0, t0, -4     # t0 &= ~3

# 快速清零内存块
mv t1, t0           # 保存起始地址
add t2, t0, t3      # 计算结束地址
clear_loop:
    bge t1, t2, clear_end
    sw zero, 0(t1)  # 存储0
    addi t1, t1, 4  # 递增地址
    j clear_loop
clear_end:

这些编程模式涵盖了RISC-V汇编中最常用的结构和技巧，可以作为编写RISC-V汇编程序的参考模板。

2026-04-23 12:33:452026-04-23 13:05:22

RISC-V 32位架构基础知识¶

RISC-V 32位寄存器详解¶

通用寄存器 (x0-x31)¶

寄存器别名和用途¶

特殊寄存器¶

Linux RISC-V 32位系统调用表¶

常用系统调用号¶

系统调用约定¶

系统调用示例¶

函数调用约定 (RISC-V ABI)¶

参数传递¶

栈帧结构¶

函数调用流程¶

指令集合¶

指令格式¶

指令分类¶

整数计算指令¶

逻辑运算指令¶

移位指令¶

比较指令¶

分支指令¶

跳转指令¶

加载/存储指令¶

立即数加载指令¶

系统指令¶

伪指令¶

寻址模式¶

立即数寻址¶

寄存器寻址¶

基址+偏移寻址¶

PC相对寻址¶

符号地址寻址¶

重点指令详解¶

算术运算指令¶

数据传输指令示例¶

栈操作指令¶

常用编程模式¶

循环结构¶

条件判断¶

函数调用模板¶

数组操作¶

位操作技巧¶

内存对齐和优化¶

通用寄存器 (`x0-x31`)¶