الذاكرة: تحميل وتخزين

الذاكرة هي صف كبير من خانات التخزين المرقّمة، وكل خانة تحمل بايت واحدًا (8 بتات). رقم الخانة هو عنوانها. السجلات هي المجموعة الصغيرة السريعة لدى المعالج. الذاكرة أكبر بكثير لكنها أبطأ، وهي تحمل كل ما لا يتّسع في السجلات، مثل المصفوفات والسلاسل النصية. للتعامل مع قيمة في الذاكرة، تُحمّلها إلى سجل، وتغيّرها، ثم تخزّنها مرة أخرى.

السجلات قليلة والذاكرة كبيرة. lw (load word) ينسخ كلمة من الذاكرة إلى سجل، وsw (store word) ينسخها مرة أخرى. يُكتب العنوان بالصيغة offset(register).

ذاكرة RISC-V معنونة بالبايت، لذا لكل بايت عنوانه الخاص بالتسلسل. الكلمة 32 بت، أي 4 بايتات، لذا تُقدّم مؤشر الذاكرة بمقدار 4 للوصول إلى الكلمة التالية. لهذا تكون إزاحات المصفوفة 0 و4 و8 وهكذا. على العتاد الحقيقي، قد يكون تحميل كلمة من عنوان ليس من مضاعفات 4 بطيئًا أو قد يسبب فخًّا. تسمح هذه المحاكية بذلك، لكن ينبغي أن تكتسب عادة إبقاء الكلمات محاذية لـ 4 بايتات.

lw t0, 0(a1) # t0 = الذاكرة عند العنوان a1
sw t0, 4(a1) # الذاكرة عند العنوان a1+4 = t0

في offset(register)، يُضاف رقم الإزاحة الصغير إلى العنوان المحمول في السجل. 0(a1) هو العنوان في a1 نفسه، و4(a1) هو 4 بايتات بعده. يتيح لك ذلك الوصول إلى قيم قريبة دون تغيير سجل الأساس.

استخدم .word (قيمة 32 بت واحدة أو أكثر) أو .space N (N بايت فارغة) لحجز ذاكرة مسمّاة في قسم البيانات. كل كلمة تشغل 4 بايتات، لذا تقع العناصر المتتالية عند الإزاحات 0 و4 و8 وهكذا.

.data
nums: .word 10, 20, 30, 40 # أربع كلمات
.text
la t1, nums # t1 = عنوان المصفوفة
li t2, 4 # العدد
li t0, 0 # المجموع الجاري
loop:
  beq t2, zero, done
  lw  t3, 0(t1) # يحمّل العنصر الحالي
  add t0, t0, t3 # يضيف إلى المجموع
  addi t1, t1, 4 # ينتقل إلى الكلمة التالية (4 بايتات)
  addi t2, t2, -1 # أقل بواحد
  j loop
done:
  mv a0, t0 # يطبع المجموع (100)
  li a7, 1
  ecall
  li a7, 10
  ecall

la t1, nums يضع عنوان المصفوفة في t1، وt2 يعدّ العناصر الأربعة المتبقية، وt0 يحمل المجموع الجاري. في كل دورة، يوقف beq t2, zero, done الحلقة عندما لا تبقى عناصر. lw t3, 0(t1) يحمّل العنصر الذي يشير إليه t1، وadd t0, t0, t3 يضيفه إلى المجموع، وaddi t1, t1, 4 يقدّم المؤشر بمقدار كلمة واحدة، وaddi t2, t2, -1 ينقص العدّاد. بعد العناصر الأربعة كلها (10 + 20 + 30 + 40)، يطبع done القيمة 100.