lw

lw

Assembly RISC-V Referência

lyszt.net aborda lw e outras instruções RISC-V com mais detalhes.

Formato de codificação

R
31–25funct7
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7rd
6–0opcode
I
31–20imm[11:0]
19–15rs1
14–12funct3
11–7rd
6–0opcode
S
31–25imm[11:5]
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7imm[4:0]
6–0opcode
B
31–25imm[12,10:5]
24–20rs2
19–15rs1
14–12funct3
11–7imm[4:1,11]
6–0opcode
U
31–12imm[31:12]
11–7rd
6–0opcode
J
31–12imm[20,10:1,11,19:12]
11–7rd
6–0opcode

Descrição

lw copia um valor da memória para um registrador. Os 32 registradores formam a pequena e rápida área de trabalho do processador. A memória fica ao lado deles como o grande armazenamento: uma longa fileira de slots numerados que contém arrays, texto e variáveis. O número de um slot é o seu endereço. A computação ocorre nos registradores, e os dados aguardam na memória entre os usos.

O RISC-V faz aritmética apenas em registradores, nunca diretamente na memória, então um valor deve ser carregado em um registrador antes do uso e armazenado de volta depois. lw realiza o carregamento. O nome significa load word, e uma word é um valor de 32 bits, a largura de um registrador.

A forma de lw aparece abaixo. Ela pega o valor em rs1, um registrador que contém um endereço de memória chamado base, adiciona offset, uma pequena constante, e lê o valor no endereço resultante para o registrador de destino rd.

lw rd, offset(rs1)

A próxima linha carrega o valor 8 bytes após o endereço em t0.

lw t1, 8(t0)

O manual do RISC-V chama o RISC-V de arquitetura load-store: as instruções de load e store são as únicas que acessam a memória, e as instruções aritméticas trabalham apenas em registradores. O espaço de endereçamento é de 32 bits e endereçado por byte, e o endereço efetivo de um load é o registrador rs1 mais o offset de 12 bits estendido com sinal. O ambiente de execução, ou seja, o sistema no qual o programa é executado, decide se a memória contém o byte menos significativo primeiro, chamado little-endian, ou o byte mais significativo primeiro, chamado big-endian. Um acesso é naturalmente alinhado quando seu endereço é divisível pelo tamanho do acesso, que é 4 bytes para uma word. Acessos naturalmente alinhados nunca geram um erro de alinhamento. Um acesso desalinhado se comporta conforme o ambiente define e pode executar muito lentamente.

O offset existe porque os itens na memória ficam a distâncias regulares. Uma word tem 4 bytes, então elementos consecutivos de um array ficam a 4 bytes de distância, nos offsets 0, 4, 8 e assim por diante. la coloca o endereço inicial do array em um registrador, e alterar o offset lê os diferentes elementos. O exemplo carrega dois vizinhos de um array. O offset 0 dá o primeiro valor, 10, e o offset 4 dá o próximo valor, 20.

Exemplo

.data
arr: .word 10, 20
.text
la t0, arr
lw t1, 0(t0)   # t1 = 10
lw t2, 4(t0)   # t2 = 20

Referências

  1. [1]RISC-V International. The RISC-V Instruction Set Manual, Volume I: Unprivileged Architecture. Version 20260120. Section 2.6, Load and Store Instructions, pages 33 to 34.
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