RV64I是RV32I的超集，RV32I是RV64I的子集。RV64I包括RV32I的所有40條指令，另外增加了12條RV32I中沒有的指令，還有三條移位指令(slli, srli,srai)也進行小小的改動。
在RV64I中，整數寄存器是64位的，即xlen=64，所以每條指令中的寄存器都是64位運算，立即數符號位擴展也是到64位。
下面介紹一下RV64I中新增的指令，對於同一條指令在RV64I和RV32I中，操作的不同，會在RV32I指令集的介紹中給出備注。
ld
ld rd, offset(rs1) //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][63:0]
雙字加載 (Load Doubleword). I-type, RV64I.
從地址 x[rs1] + sign-extend(offset)讀取八個字節，寫入 x[rd]。
壓縮形式： c.ldsp rd, offset; c.ld rd, offset(rs1)
| imm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| ld | I | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
例子：
0000000000000000 <.text>:
0: 00513503 ld x10,5(x2)
4: fec1b283 ld x5,-20(x3)
lwu
lwu rd, offset(rs1) //x[rd] = M[x[rs1] + sext(offset)][31:0]
無符號字加載 (Load Word, Unsigned). I-type, RV64I.
從地址 x[rs1] + sign-extend(offset)讀取四個字節，零擴展后寫入 x[rd]。
| imm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| lwu | I | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
例子：
0: 00516503 lwu x10,5(x2)
4: fec1e283 lwu x5,-20(x3)
sd
sd rs2, offset(rs1) // M[x[rs1] + sext(offset) ]= x[rs2][63: 0]存雙字(Store Doubleword) . S-type, RV64I.
將 x[rs2]中的 8 字節存入內存地址 x[rs1]+sign-extend(offset) 。
壓縮形式： c.sdsp rs2, offset; c.sd rs2, offset(rs1)
| imm | imm | ||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | rs2 | rs1 | func3 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | opcode | ||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| sd | S | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
例子：
0: 00a132a3 sd x10,5(x2)
4: fe51b623 sd x5,-20(x3)
addiw
addiw rd, rs1, immediate // x[rd] = sext((x[rs1] + sext(immediate))[31:0])加立即數字(Add Word Immediate). I-type, RV64I.
把符號位擴展的立即數加到 x[rs1]，將結果截斷為 32 位，把符號位擴展的結果寫入 x[rd] 。忽略算術溢出。
壓縮形式： c.addiw rd, imm
| imm | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| addiw | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||||||||
例子：
0: 0142851b addiw x10,x5,20
4: fec2851b addiw x10,x5,-20
slliw
slliw rd, rs1, shamt // x[rd] = sext((x[rs1] ≪ shamt)[31: 0])立即數邏輯左移字(Shift Left Logical Word Immediate) . I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]左移 shamt 位，空出的位置填入 0，結果截為 32 位，進行有符號擴展后寫入x[rd]。僅當 shamt[5]=0 時，指令才是有效的。
| shamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| slliw | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||
例子：
0: 0064951b slliw x10,x9,0x6
4: 0024951b slliw x10,x9,0x2
srliw
srliw rd, rs1, shamt //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫u shamt)
立即數邏輯右移字(Shift Right Logical Word Immediate). I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]右移 shamt 位，空出的位置填入 0，結果截為 32 位，進行有符號擴展后寫入x[rd]。僅當 shamt[5]=0 時，指令才是有效的。
| shamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| srliw | I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||
例子：
0: 0064d51b srliw x10,x9,0x6
4: 0024d51b srliw x10,x9,0x2
sraiw
sraiw rd, rs1, shamt //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫s shamt)
立即數算術右移字(Shift Right Arithmetic Word Immediate). I-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 shamt 位，空位用 x[rs1][31]填充，結果進行有符號擴展后寫入 x[rd]。僅當 shamt[5]=0 時指令有效。
壓縮形式： c.srai rd, shamt
| shamt | |||||||||||||||||||||||||||||||||
| 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| sraiw | I | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | ||||||||||||||||
例子：
0: 4064d51b sraiw x10,x9,0x6
4: 4024d51b sraiw x10,x9,0x2
addw
addw rd, rs1, rs2 //x[rd] = sext((x[rs1] + x[rs2])[31:0])
加字(Add Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs2]加到寄存器 x[rs1]上，將結果截斷為 32 位，把符號位擴展的結果寫入 x[rd]。忽略算術溢出。
壓縮形式： c.addw rd, rs2
| func7 | rs2 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| addw | R | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||
例子：
0: 0034853b addw x10,x9,x3
subw
subw rd, rs1, rs2 //x[rd] = sext((x[rs1] - x[rs2])[31: 0])
減去字(Substract Word). R-type, RV64I.
x[rs1]減去 x[rs2]，結果截為 32 位，有符號擴展后寫入 x[rd]。忽略算術溢出。
壓縮形式： c.subw rd, rs2
| func7 | rs2 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| subw | R | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||
例子：
4: 4034853b subw x10,x9,x3sllw
sllw rd, rs1, rs2 //x[rd] = sext((x[rs1] ≪ x[rs2][4: 0])[31: 0])
邏輯左移字(Shift Left Logical Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位左移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，結果進行有符號擴展后寫入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移動位數，其高位則被忽略。
| func7 | rs2 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| sllw | R | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||
例子：
8: 0034953b sllw x10,x9,x3srlw
srlw rd, rs1, rs2 //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫u x[rs2][4: 0])
邏輯右移字(Shift Right Logical Word). R-type, RV64I.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空出的位置填入 0，結果進行有符號擴展后寫入x[rd]。 x[rs2]的低 5 位代表移動位數，其高位則被忽略。
| func7 | rs2 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| srlw | R | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||
例子：
c: 0034d53b srlw x10,x9,x3sraw
sraw rd, rs1, rs2 //x[rd] = sext(x[rs1][31: 0] ≫s x[rs2][4: 0])
算術右移字(Shift Right Arithmetic Word). R-type, RV64I only.
把寄存器 x[rs1]的低 32 位右移 x[rs2]位，空位用 x[rs1][31]填充，結果進行有符號擴展后寫 入 x[rd]。 x[rs2]的低 5 位為移動位數，高位則被忽略。
| func7 | rs2 | rs1 | func3 | rd | opcode | ||||||||||||||||||||||||||||
| name | type | 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 |
| sraw | R | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | |||||||||||||||
例子：
10: 4034d53b sraw x10,x9,x3