RISC-V没有条件码，如何处理32位加法溢出？如何处理32位减法借位？以及如执行64位数的加减法？
mingdu.zheng at gmail dot com
64位加法
写一段64位加法的程序：
uint64_t add64u(uint64_t a, uint64_t b)
{
uint64_t c;
c = a + b;
return c;
}
以RV32架构编译，然后反汇编：
$ riscv64-unknown-elf-gcc -O2 -c -o 64.o -march=rv32i -mabi=ilp32 -Wall 64.c
$ riscv64-unknown-elf-objdump -d -M no-aliases 64.o
反汇编结果如果：
00000000 <add64u>:
0: 00050793 addi a5,a0,0
4: 00c50533 add a0,a0,a2
8: 00f537b3 sltu a5,a0,a5
c: 00d585b3 add a1,a1,a3
10: 00b785b3 add a1,a5,a1
14: 00008067 jalr zero,0(ra)
按照函数调用规约，a0，a1存储第一个64位入参a，a2，a3存储第二个64位入参b，返回值c存储在a0，a1，低字节存储在编号较低的寄存器。
-
0: 00050793 addi a5,a0,0： 首先保存一下a的低32位，后面还要用。 -
4: 00c50533 add a0,a0,a2： a的低32位加上b的低32位。 -
8: 00f537b3 sltu a5,a0,a5： 比较c的低32位和a的低32位，如果c的低32位比a的低32位小，那么说明加法溢出了，必须产生进位，此时a5寄存器赋值1；否则没有加法进位，a5寄存器赋值0。也就是说a5寄存器存储的是低32位加法的进位标志。从这可以看出SLTU指令的作用了吧。 -
c: 00d585b3 add a1,a1,a3：a的高32位加上b的高32位。 -
10: 00b785b3 add a1,a5,a1：低32位的进位标志存储在a5寄存器了，再加上进位标志。
RISC-V 没有进位标志位，它通过和是否小于加数来判断是否产生进位，然后再把进位累加进最终的和当中。利用了和大于任意一个加数这条数学规律。
和 Cortex-M 对比
相比之下，Cortex-M生成的指令要少得多，因为Cortex-M有进位标志，还有带进位的加法指令。
00000000 <add64u>:
0: 1880 adds r0, r0, r2
2: eb41 0103 adc.w r1, r1, r3
6: 4770 bx lr
那么，这能证明 Cortex-M 更优秀吗？一般使用32位处理器的应用不会有大量的64位运算，如果有大量64位运算的话，那应该改用64位处理器。RISC-V的设计哲学是让硬件尽可能的简单，剔除进位标志和带进位加法指令同样也是基于同样的设计哲学，硬件设计得简单，那么在同样的工艺下，可以达到更高的主频，同样的主频下消耗更少的能量。所以，别看 Cortex-M 在64位运算上占了便宜，综合起来，谁输谁赢真不一定。
其它64位运算
还有64位的有符号数加法，以及64位的减法，源代码如下：
int64_t add64s(int64_t a, int64_t b)
{
return a + b;
}
uint64_t sub64u(uint64_t a, uint64_t b)
{
return a - b;
}
int64_t sub64s(int64_t a, int64_t b)
{
return a - b;
}
反汇编如下：
00000018 <add64s>:
18: 00050793 addi a5,a0,0
1c: 00c50533 add a0,a0,a2
20: 00f537b3 sltu a5,a0,a5
24: 00d585b3 add a1,a1,a3
28: 00b785b3 add a1,a5,a1
2c: 00008067 jalr zero,0(ra)
00000030 <sub64u>:
30: 00050793 addi a5,a0,0
34: 40c50533 sub a0,a0,a2
38: 00a7b7b3 sltu a5,a5,a0
3c: 40d585b3 sub a1,a1,a3
40: 40f585b3 sub a1,a1,a5
44: 00008067 jalr zero,0(ra)
00000048 <sub64s>:
48: 00050793 addi a5,a0,0
4c: 40c50533 sub a0,a0,a2
50: 00a7b7b3 sltu a5,a5,a0
54: 40d585b3 sub a1,a1,a3
58: 40f585b3 sub a1,a1,a5
5c: 00008067 jalr zero,0(ra)
