如何为 Risc-V（汇编语言）编写 NOT 操作？

Question

如何为 Risc-V（汇编语言）编写 NOT 操作？如果没有 NOT 指令，您如何实现相同的目标？

Answer 1

像 MIPS 和其他一些架构一样，RISC V 没有为许多事情提供专用指令，包括双操作数一元运算，因为这些操作可以使用它们的三操作数格式进行，通常x0作为第三个操作数，但有时是常数1或-1作为第三个操作数。

为方便起见，汇编器将为这些一元运算（和其他运算）接受所谓的伪指令。这是常见的 RISC V 伪指令及其替代指令的列表。

要完成更复杂或未列出的事情，请使用数学和逻辑，并根据需要使用尽可能多的指令。

li rd, immediate     | Myriad sequences               | Load immediate
mv rd, rs            | addi rd, rs, 0                 | Copy register
not rd, rs           | xori rd, rs, -1                | One’s complement
neg rd, rs           | sub rd, x0, rs                 | Two’s complement
negw rd, rs          | subw rd, x0, rs                | Two’s complement word
sext.w rd, rs        | addiw rd, rs, 0                | Sign extend word
seqz rd, rs          | sltiu rd, rs, 1                | Set if = zero
snez rd, rs          | sltu rd, x0, rs                | Set if ?= zero
sltz rd, rs          | slt rd, rs, x0                 | Set if < zero
sgtz rd, rs          | slt rd, x0, rs                 | Set if > zero
beqz rs, offset      | beq rs, x0, offset             | Branch if = zero
bnez rs, offset      | bne rs, x0, offset             | Branch if ?= zero
blez rs, offset      | bge x0, rs, offset             | Branch if ? zero
bgez rs, offset      | bge rs, x0, offset             | Branch if ? zero
bltz rs, offset      | blt rs, x0, offset             | Branch if < zero
bgtz rs, offset      | blt x0, rs, offset             | Branch if > zero
bgt rs, rt, offset   | blt rt, rs, offset             | Branch if >
ble rs, rt, offset   | bge rt, rs, offset             | Branch if ?
bgtu rs, rt, offset  | bltu rt, rs, offset            | Branch if >, unsigned
bleu rs, rt, offset  | bgeu rt, rs, offset            | Branch if ?, unsigned
j offset             | jal x0, offset                 | Jump
jal offset           | jal x1, offset                 | Jump and link
jr rs                | jalr x0, 0(rs)                 | Jump register
jalr rs              | jalr x1, 0(rs)                 | Jump and link register
ret                  | jalr x0, 0(x1)                 | Return from subroutine
call aa              | auipc x1, aa[31 : 12] + aa[11] | Call far-away subroutine
                     | jalr x1, aa[11:0](x1)          | (two instructions)
tail aa              | auipc x6, aa[31 : 12] + aa[11] | Tail call far-away subroutine
                     | jalr x0, aa[11:0](x6)          | (also two instructions)

顺便说一句，有一个名为 LC-3 的教育处理器。它只有三个算术/逻辑运算：ADD、AND、NOT。然而，学生们应该编写执行乘法、除法、取模XOR、OR、 等的代码。！乘法和除法/模数是用循环完成的；XOR并且OR是使用逻辑序列完成的——我们知道所有的布尔运算都可以只使用与非门，所以（只有）AND&NOT是原始但足够的。

我最喜欢的XOR处理器序列来自这个公式：

(A AND NOT B) + (NOT A AND B)

这里的+字面意思是ADD，它可以替代 ，OR因为两个操作数永远不会同时为 1，因此从一个位位置进位到另一个位置不会发生，并且在这些情况下，ADD并且OR是等效的。