浅谈RISCload和store

　　在以前的文章中，我分享了RISC-V用户可以在基本指令集的基础上面，进行定制化的设计，但是无论怎样，都要能够支撑整数基本指令集，可以看出基本指令集的重要性。我们已经详细介绍了RISC-V中非常重要的整数计算指令、控制转移指令的无条件转移和条件分支指令，感兴趣的朋友，可以翻看之前的文章了解。今天我们继续介绍RISC-V中的load和store指令。
　　load和store指令格式
　　在RISC-V指令集的体系中，只有两个指令可以访问存储器，就是load和store指令，由此可见这两个指令的重要性。RISC-V体系开放给用户32bit的地址空间，并且以小端的形式进行存储。但是和其他所有的指令集一样，并不是所有的地址空间都可以访问，出于存储保护的考虑，在不同的应用场景下面，执行环境会根据场景的需要，决定开放哪些地址给用户访问。
　　load指令的基本指令格式如下图所示：
　　其中，最低位[6:0]为操作码，在这条指令就是load指令，[11:7]为5bit的目的寄存器，[19:15]为5bit的基址寄存器。
　　store指令的基本指令格式如下图所示：
　　其中，最低位[6:0]为操作码，在这条指令就是store指令，[11:7]为5bit的偏移量，[19:15]为5bit的基址寄存器，[31:25]为7bit的偏移量。
　　我们再对上面的指令进一步解释一下。load指令的编码格式属于I类格式，store指令的编码格式属于S类（如果不清楚I类和S类的区别，可以翻阅我以前写的文章），两个指令共同完成了数据在寄存器和存储器之间的传递。load指令可以完成将数据从存储器中复制到目的寄存器rd中，而store指令可以完成将数据从rs2寄存器中，复制到存储器中。这两个指令的共同之处在于地址的计算。它们都是先将12bit的偏移量进行符号扩展，然后再加上rs1寄存器中的值，两个的和就是有效的地址。
　　load和store指令的要求
　　和X86、ARM或者其他的指令集一样，为了提升指令的运行效率，对指令的使用有一些要求。在RISC-V指令集中，建议在使用load和store时，保证有效地址和指令的数据类型对齐。展开来讲就是，如果是指令对应的数据是32bit，则应该和4Byte边界对齐，同理，如果是16bit，则需要和2Byte对齐。
　　需要说明的是，RISC-V的基本指令集可以支持边界不对齐的访问，但是，指令的运行效率将会变得十分低下，因为一次数据访问，可能被分成两次存储器访问。
　　小结
　　我们分享了RISC-V中非常重要的load和store指令，因为只有这两个指令可以访问存储器。后面我会继续分享RISC-V的其他指令内容，欢迎大家继续关注。