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ORN

RISC-V ORN 指令详解

指令手册R-type

将 rs2 逐位取反后与 rs1 按位或

指令语法

orn rd, rs1, rs2
操作数说明
rd、rs1、rs2:整数寄存器 x0–x31;没有立即数或 rs3 操作数。
32 位 OP:opcode=0110011、funct7=0100000、funct3=110;rs2、rs1、rd 分别在 bits24:20、19:15、11:7。
RV32/RV64;需启用 Zbb 或 Zbkb;B 包含 Zbb。
逐位计算 rs1 | ~rs2,取反范围为全部 XLEN 位。
x0 恒为零,写入丢弃;rd 可与源重叠,使用写回前的源值。只操作整数寄存器,不访问数据内存。
BZbbZbkb位操作整数运算

指令行为说明

对rs1和rs2的按位取反执行逻辑或:rd = rs1 | ~rs2。属于Zbb基本位操作扩展和Zbkb加密扩展。

ORN 指令解析与执行动画

从机器码字段解析开始,依次展示操作数读取、该指令专属语义计算和 ISA 可见状态更新。

rd
rs1
rs2
orn
,
,
执行环境

本例假定所选 XLEN 下 Zbb 或 Zbkb 已启用,使用下列固定寄存器初值和 PC=0x2000;取指成功且无异步中断。步骤是教学分解。

a0(x10)
0x00001000
t1(x6)
0x00000014
31..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
0100000
funct7
00110
rs2
01010
rs1
110
funct3
00101
rd
0110011
opcode
执行数据路径
instruction
0x406562B3
opcode
0110011 -> OP
funct3
110 -> ORN
funct7
0100000 -> ORN selector
rd / rs1 / rs2
t0(x5) / a0(x10) / t1(x6)
bitwise ALU
尚未计算
x5
t0(x5) = 0x00003001; pc = 0x00002000
当前步骤

概念步骤:拿到 32-bit 指令编码

机器码按当前指令格式切成字段,动画从 encoding/decode 开始。

encoding: 0x406562B3
syntax : orn t0(x5), a0(x10), t1(x6)
待提交结果: 尚未计算
当前架构状态
t0(x5) = 0x00003001; pc = 0x00002000
逐 bit 逻辑视图
31
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
rs1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
0
1
1
rs2 (inverted)
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
| ~
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| ~
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| ~
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该动画展示 ISA 可见的解码和状态变化,不表示任何特定 CPU 的流水线、缓存、预测或时序实现。

快速理解与检索要点

将 rs2 的全部 XLEN 位取反后,与 rs1 逐位或,写入 rd。适用于 RV32/RV64 的 Zbb 或 Zbkb。

第二个源操作数 rs2 被取反,rs1 不取反。
结果按 XLEN 位逐位产生,不涉及比较或条件分支。

常见使用场景

位操作与掩码

结合 «orn x10, x11, x12 ; x10 = x11 | ~x12» 等实际代码理解该场景。

加密与安全

结合 «orn x10, x11, x12 ; x10 = x11 | ~x12» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • rd、rs1、rs2:整数寄存器 x0–x31;没有立即数或 rs3 操作数。
  • 32 位 OP:opcode=0110011、funct7=0100000、funct3=110;rs2、rs1、rd 分别在 bits24:20、19:15、11:7。
语义检查
  • RV32/RV64;需启用 Zbb 或 Zbkb;B 包含 Zbb。
  • 逐位计算 rs1 | ~rs2,取反范围为全部 XLEN 位。
  • x0 恒为零,写入丢弃;rd 可与源重叠,使用写回前的源值。只操作整数寄存器,不访问数据内存。

容易混淆 / 常见误区

注意与普通OR区分:第二个操作数先取反

常见问题

ORN 会访问内存吗?

不会。该指令只读取源整数寄存器并将运算结果写入 rd;它不执行数据内存加载或存储。

ORN 的结果宽度是什么?

ORN 对全部 XLEN 位寄存器值逐位处理 rs1 | ~rs2,并将同宽结果写入 rd。