SUB

RISC-V SUB 指令详解

指令手册R-type

从rs1减去rs2,结果写入rd

指令语法

sub rd, rs1, rs2
操作数说明
目标寄存器 rd:存放运算结果的通用寄存器。
源寄存器 rs1:第一个操作数寄存器。
源寄存器 rs2:第二个操作数寄存器。
RV32I算术运算

指令行为说明

SUB指令采用R型格式。将rs1值减去rs2值(溢出忽略),结果写入rd。funct7=0100000, funct3=000。funct7的bit30=1使SUB与ADD共享相同的funct3(000)和opcode(0110011),仅在funct7区分。无直接SUBI指令,需通过ADDI配合负数立即数实现。

SUB 指令解析与执行动画

以 ADDI 页面同样的节奏展示:机器码字段解析、固定字段识别、操作数读取、指令专属语义计算和 ISA 可见状态更新。

rd
rs1
rs2
sub
,
,
执行环境
31..25
24..20
19..15
14..12
11..7
6..0
0100000
funct7
00111
rs2
00110
rs1
000
funct3
00101
rd
0110011
opcode
执行数据路径
instruction
0x407302B3
opcode
0110011 -> OP
funct3
000 -> SUB
funct7
0100000 -> alternate ALU op
rd / rs1 / rs2
t0(x5) / t1(x6) / t2(x7)
immediate
not used
ALU
0x00000014 - 0x00000007 = 0x0000000D
x5
t0(x5) = 0x0000000D
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: 0x407302B3
syntax : sub t0(x5), t1(x6), t2(x7)
result : t0(x5) = 0x0000000D

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

SUB 从 rs1 中减去 rs2 并写入 rd。它是寄存器减法;基础整数 ISA 没有立即数减法,减小常量通常用 ADDI 负立即数。

SUB 与 ADD 共享 opcode/funct3,通过 funct7=0100000 区分。
整数减法溢出同样不会产生异常。

常见使用场景

地址与指针

结合 «sub x5, x6, x7 # x5 = x6 - x7» 等实际代码理解该场景。

寄存器操作

结合 «sub x5, x6, x7 # x5 = x6 - x7» 等实际代码理解该场景。

特定用途

结合 «sub x5, x6, x7 # x5 = x6 - x7» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认当前指令格式为 R-type。
  • 确认操作数排列顺序与示例一致。
语义检查
  • 确认目标寄存器用途和调用约定兼容。
  • 确认该指令不是伪指令展开后的底层形式。

容易混淆 / 常见误区

溢出被静默忽略
与 ADD 的唯一区别在 funct7 字段(ADD:0000000, SUB:0100000),确保编码正确
无立即数减法,需用 ADDI 配合负数立即数实现

常见问题

SUB 和 ADD 的编码差异是什么?

二者 opcode 和 funct3 相同,SUB 使用 funct7=0100000,而 ADD 使用 funct7=0000000。

如何做立即数减法?

使用 ADDI 并写负立即数,例如减 8 可写为 addi rd, rs1, -8。