3.5　移位操作

常见的移位操作如下。

● sll：逻辑左移（shift left logical），最高位丢弃，最低位补0，如图3.10（a）所示。

● srl：逻辑右移（shift right logical），最高位补0，最低位丢弃，如图3.10（b）所示。

● sra：算术右移（shift right arithmetic），最低位丢弃，最高位按照符号进行扩展，如图3.10（c）所示。

图3.10　移位操作

常见的移位指令如表3.4所示。

表3.4　常见的移位指令

关于移位操作指令，有以下3点需要注意。

● RISC-V指令集里没有单独设置算术左移指令，因为sll指令会把最高位丢弃。

● 逻辑右移和算术右移的区别在于是否考虑符号。

　　例如，源操作数为二进制数10 1010 1010。

　　逻辑右移一位，变成[0]1 0101 0101（ 最高位永远补0）。

　　算术右移一位，变成[1]1 0101 0101（需要按照源操作数进行符号扩展）。

● 在RV64指令集中，SLL、SRL以及SRA指令只使用rs2寄存器中低6位的数据做移位操作。

【例3-9】　如下代码使用了SRAI和SRLI指令。

li t0, 0x8000008a00000000
srai a1, t0, 1
srli t1, t0, 1

在上述代码中，SRAI是立即数算术右移指令，把0x8000 008A 0000 0000右移一位并且根据源二进制数的最高位需要进行符号扩展，结果为0xC000 0045 0000 0000。SRLI是立即数逻辑右移指令，把0x8000 008A 0000 0000右移一位并且在最高位补0，结果为0x4000 0045 0000 0000。

【例3-10】　如下代码使用了SRAIW和SRLIW指令。

1   li t0, 0x128000008a
2   sraiw a2, t0, 1
3   srliw a3, t0, 1
4
5   li t0, 0x124000008a
6   sraiw a4, t0, 1

在第2行中，使用立即数算术右移指令，截取t0寄存器低32位的值（0x8000 008A）作为新的源操作数，然后右移一位并根据新的源二进制数的最高位需要进行符号扩展，结果为0xFFFF FFFF C000 0045。

在第3行中，使用立即数逻辑右移指令，截取t0寄存器低32位的值（0x8000 008A）作为新的源操作数，然后右移一位并进行符号扩展，结果为0x4000 0045。

在第6行中，使用立即数算术右移指令，截取t0寄存器低32位的值（0x4000 008A）作为新的源操作数，然后右移一位并根据新的源二进制数的最高位需要进行符号扩展，结果为0x2000 0045。

【例3-11】　下面的示例代码使用了SLLIW指令。

1   li t0, 0x128000008a
2   slliw a3, t0, 1
3
4   li t0, 0x122000008a
5   slliw a4, t0, 1
6
7   li t0, 0x124000008a
8   slliw a5, t0, 1

在第2行中，使用立即数逻辑左移指令，截取t0寄存器低32位的值（0x8000 008A），然后左移一位，结果为0x114。

在第5行中，截取t0寄存器低32位的值（0x2000 008A），左移一位，结果为0x4000 0114。

在第8行中，截取t0寄存器的低32位的值（0x4000 008A），左移一位后为0x800 00114，由于最高位为1，需要进行符号扩展，结果为0xFFFF FFFF 8000 0114。