为什么商店指令有自己的格式

Question

加载和存储指令对编码的要求相同：两个寄存器和一个 12 位立即数。然而，存储指令（sb、sh、sw）有一种专用格式，称为 S-type，而加载指令使用与 addi 指令相同的 I-type 格式。

我不明白为什么 load 和 stores 不共享指令格式，但 store 有一个专用的指令格式只为自己（S-type）。

Answer 1

我相信这两种格式不同以简化解码。查看 I 和 S 指令的格式，您会看到：

I: |    imm[11:0]        |  rs1  |  funct3 | rd       | opcode |
S: |  imm[11:5]  |  rs2  |  rs1  |  funct3 | imm[4:0] | opcode |

Load 的rd 与需要rd 的所有其他指令在指令的位位置相同（I、R、U 和 UJ 格式都将rd 放在同一个位置）。相反，Store 指令没有目标寄存器，而是有一个地址寄存器和一个我们正在存储其值的寄存器，因此rd 所需的位被用作立即编码的一部分。

如果您自己尝试实现 RISC-V（在 FPGA、Logisim 或您选择的任何方式中），您会发现rd 总是在同一个地方是多么方便。

总结一下为什么 S 指令有一种独特的格式：它们是唯一一种指令，在像 RISC-V 这样的load/store 架构中，不修改寄存器的内容。其余的指令做修改一个寄存器，所以需要一个rd。