从一行代码到电信号

上面是理想情况——a、b 已经在寄存器里。真实场景里,int c = a + b; 可能展开为:

lw   a1, -16(s0)   # 从栈读 a
lw   a2, -20(s0)   # 从栈读 b
add  a3, a1, a2    # 计算
sw   a3, -24(s0)   # 写回栈上的 c

一行 C → 4 条指令。这就是为什么 代码行数 ≠ 指令数 ≠ 周期数。

RISC-V 把 x0 硬连为 0(写 x0 会被丢弃),目的是让"清零""无条件跳转" "比较立即数"这类操作不必专门设计新指令。 例如 li a1, 3 实际就是 addi a1, x0, 3。

本章用单周期模型——每条指令固定 5 拍完成。这是教学起点, 但真实 CPU 用流水线让多条指令并行(Ch03),用乱序执行打破程序顺序(Ch04)。 单周期 CPI = 1 是流水线的上限,流水线 IPC > 1 是乱序的目标。