前几讲我们用汇编做「算术」，这一讲开始做「手术」：直接对 32 个二进制位做精细操作。底层开发的一半工作——寄存器配置、协议封包、硬件控制——都是位操作。好消息是，全部工具只有六条指令。

三条逻辑指令：and、or、xor

指令 寄存器版 立即数版 用途口诀
AND and rd, rs1, rs2 andi rd, rs1, imm 留：1 的位保留，0 的位清零
OR or rd, rs1, rs2 ori rd, rs1, imm 置：1 的位置 1，0 的位保留
XOR xor rd, rs1, rs2 xori rd, rs1, imm 翻：1 的位取反，0 的位保留

三个立等可用的例子：

andi a0, a0, 0xF      # 取低 4 位（掩码 0b1111）—— 留
ori   a0, a0, 0x80    # 把第 7 位置 1 —— 置
xori  a0, a0, 0xFF    # 低 8 位全部翻转 —— 翻

再记两个「伪指令的真相」：not a0, a1 是 xori a0, a1, -1（与全 1 异或 = 全取反）；neg a0, a1 是 sub a0, zero, a1（0 减它 = 取负）。逻辑和算术在这里握手。

移位：乘除 2 的快捷键

指令 语义 用途
slli rd, rs1, shamt 左移 shamt 位，低位补 0 ×2ⁿ
srli 逻辑右移：高位补 0 无符号 ÷2ⁿ
srai 算术右移：高位补符号位 有符号 ÷2ⁿ

（sll/srl/sra 是寄存器版，移位量来自寄存器低 5 位。）

srl 和 sra 的区别只在负数上：0x80000000 右移 1 位，逻辑版得 0x40000000（补 0，当成大正数），算术版得 0xC0000000（补符号位 1，保持负数身份）。处理有符号数想除以 2，必须 srai。

移位还是「定位」的高手：把第 n 位推到符号位做判断、把字段对齐到边界拼包——协议代码里全是它。

位操作四件套：置 1、清 0、翻转、测试

操作「第 3 位」的全部套路（BIT = 1 << 3）：

ori   a0, a0, 8       # 置 1：  a0 |= 0b1000
andi  a0, a0, -9      # 清 0：  a0 &= ~0b1000（-9 = 0xFFFFFFF7）
xori  a0, a0, 8       # 翻转：a0 ^= 0b1000
srli  a0, a0, 3
andi  a0, a0, 1       # 测试：移到最低位再 and，得 0/1

这套动作你其实天天在用——每次 C 里写 reg |= (1 << 7) 配置硬件寄存器，编译器生成的就是 ori。Linux 内核的 set_bit/clear_bit 也由此而来。

彩蛋：不用临时变量交换两数

xor  a0, a0, a1       # a0 = a^b
xor  a1, a0, a1       # a1 = a^b^b = a
xor  a0, a0, a1       # a0 = a^b^a = b

三次异或完成交换。实战中它并不比用一个临时寄存器更快（现代 CPU 有寄存器重命名），但它是理解 xor「可逆性」最好的练习——密码学里的流加密用的正是同一个性质。

动手验证

在模拟器里做这个小实验：addi t0, zero, -1 后分别 srli t1, t0, 28 和 srai t2, t0, 28——看 t1 变成 0xF、t2 保持 0xF；再把初值换成 0x80000000 重复，差异立刻现形（一个 0，一个 0xF）。

免费下载 HI RISC-V App，寄存器面板看二进制，位操作一目了然。

本讲三句话

  1. AND 留、OR 置、XOR 翻——掩码思维是位操作的全部心法
  2. 右移分逻辑（补 0）与算术（补符号位）：负数除以 2 必须 srai
  3. 置 1 用 or、清 0 用 and、翻转用 xor、测试用移位加 and

下一讲解决一个遗留问题：立即数最大只有 ±2048，那 10 亿这样的大常数怎么装进寄存器？