add risc-v

Author: Avantihub

docs/cs/Hardware/risc5.md

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+## **Immediate Encoding Variants（立即数编码变体）**。
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+### 什么是立即数？
+**立即数**（Immediate）是指令中直接嵌入的一个常数值。例如，在指令 `addi x1, x2, 42` 中，`42` 就是立即数。CPU 执行时，会直接使用这个值进行计算。
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+### 为什么需要不同的编码方式？
+RISC-V 的指令长度固定为 **32 位**（基础指令集）。为了在有限的位数内高效存储立即数，RISC-V 设计了多种编码变体，将不同长度的立即数“拆解”到指令的不同位置中。这样既能节省空间，又能支持大范围的数值。
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+### RISC-V 的指令格式
+RISC-V 指令分为几种基本类型，每种类型对应不同的立即数编码方式：
+1. **I-Type**（立即数型，如 `addi`, `lw`）
+2. **S-Type**（存储型，如 `sw`）
+3. **B-Type**（分支型，如 `beq`, `bne`）
+4. **U-Type**（高位立即数型，如 `lui`, `auipc`）
+5. **J-Type**（跳转型，如 `jal`）
+
+每种类型的指令中，立即数的位置和组合方式不同。
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+### 具体编码方式
+#### 1. **I-Type**
+- **用途**：算术指令（如 `addi x1, x2, 100`）。
+- **立即数位置**：占据指令的 `[31:20]` 位（共 12 位）。
+- **符号扩展**：12 位立即数会被符号扩展为 32 位。
+  - 例如：`100` → 二进制 `0000 0110 0100`（符号位为 0）。
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+#### 2. **S-Type**
+- **用途**：存储指令（如 `sw x1, 80(x2)`）。
+- **立即数位置**：被拆分为两部分：
+  - `[11:5]`（高位）在指令的 `[31:25]` 位。
+  - `[4:0]`（低位）在指令的 `[11:7]` 位。
+- **组合方式**：将高位和低位拼接成 12 位立即数，再符号扩展。
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+#### 3. **B-Type**
+- **用途**：条件分支指令（如 `beq x1, x2, label`）。
+- **立即数位置**：被拆分为四部分（共 12 位）：
+  - `[12]`（最高位）在指令的 `[31]` 位。
+  - `[11]` 在 `[7]` 位。
+  - `[10:5]` 在 `[30:25]` 位。
+  - `[4:1]` 在 `[11:8]` 位。
+- **组合方式**：拼接后左移 1 位（因为分支目标必须是 2 字节对齐的），再符号扩展为 32 位。
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+#### 4. **U-Type**
+- **用途**：加载高位立即数（如 `lui x1, 0x12345`）。
+- **立即数位置**：占据指令的 `[31:12]` 位（共 20 位）。
+- **组合方式**：20 位立即数左移 12 位（填充低 12 位为 0），形成 32 位值。
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+#### 5. **J-Type**
+- **用途**：无条件跳转（如 `jal x1, label`）。
+- **立即数位置**：被拆分为四部分（共 20 位）：
+  - `[20]`（最高位）在指令的 `[31]` 位。
+  - `[10:1]` 在 `[30:21]` 位。
+  - `[11]` 在 `[20]` 位。
+  - `[19:12]` 在 `[19:12]` 位。
+- **组合方式**：拼接后左移 1 位（跳转地址对齐），再符号扩展为 32 位。
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+### 为什么要拆解立即数？
+- **空间限制**：指令长度固定为 32 位，需要合理分配操作码、寄存器编号和立即数。
+- **灵活性**：通过不同的拆分方式，支持不同范围的立即数（例如，B-Type 支持 ±4KB 范围的分支）。
+- **硬件简化**：所有指令类型的高位位置固定（如符号位在 `[31]`），简化了硬件解码逻辑。
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+### 总结
+RISC-V 的 **Immediate Encoding Variants** 是一套巧妙的编码规则，将立即数拆解到指令的不同位置中。这种设计既节省了空间，又支持了从短立即数（12 位）到长立即数（20 位）的需求，同时保持了硬件解码的简洁性。对于初学者，记住以下几点即可：
+1. 不同指令类型对应不同的立即数编码方式。
+2. 立即数会被拆分到指令的特定位置，再组合成完整的值。
+3. 符号扩展和左移操作常用于处理大范围数值。

mkdocs.yml

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           - System 1:
               - Combinatorial Logic Design:
                   - CLA: cs/Hardware/CLA.md
+                  - RISC-V: cs/Hardware/risc5.md 
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