图 9.1 至 9.4 是 RV32G 指令集的 64 位版本 RV64G 指令集的图示。由图可见,要切换到 64 位 ISA,ISA 只添加了少数指令。指令集只添加了 32 位指令对应的字(word),双字 (doubleword)和长整数(long)版本的指令,并将所有寄存器(包括 PC)扩展为 64 位。因此,RV64I 中的 sub 操作的是两个 64 位数字而不是 RV32I 中的 32 位数字。RV64 很接近 RV32 但实际上又有所不同;它添加了少量指令同时基础指令做的事情与 RV32 中稍有不同。
例如,图 9.8 中 RV64I 版本的插入排序与第 2 章第 27 页的图 2.8 中 RV32I 版本的插入排序非常相似。它们指令数量和大小都相同。唯一的变化是加载和存储字指令变为加载并存储双字,地址增量从对应字的 4(4 字节)变为对应双字的 8(8 字节)。图 9.5 列出了图 9.1 到 9.4 中的 RV64GC 指令的操作码。
尽管 RV64I 有 64 位地址且默认数据大小为 64 位,32 位字仍然是程序中的有效数据类型。因此,RV64I 需要支持字,就像 RV32I 需要支持字节和半字一样。更具体地说,由于寄 存器现在是 64 位宽,RV64I 添加字版本的加法和减法指令:addw,addiw,subw。这些指 令将计算结果截断为 32 位,结果符号扩展后再写入目标寄存器。RV64I 也包括字版本的移 位指令(sllw,slliw,srlw,srliw,sraw,sraiw),以获得 32 位移位结果而不是 64 位移 位结果。要进行 64 位数据传输,RV64 提供了加载和存储双字指令:ld,sd。最后,就像 RV32I 中有无符号版本的加载单字节和加载半字的指令,RV64I 也有一个无符号版本的加载 字:lwu。
出于类似的原因,RV64 需要添加字版本的乘法,除法和取余指令:mulw,divw,divuw, remw,remuw。为了支持对单字及双字的同步操作,RV64A 为其所有的 11 条指令都添加 了双字版本。