零/符号扩展是无操作的，为什么要为每种大小类型提供指令呢？

对于 x86 和 x64 编译器生成类似的零/符号扩展 MOVSX 和 MOVZX。扩展本身并不是免费的，但允许处理器执行无序魔法加速。

但在 RISC-V 上：

因此，无符号和有符号 32 位整数之间的转换是无操作，从有符号 32 位整数到有符号 64 位整数的转换也是如此。

加法和移位需要一些新指令（ADD[I]W/SUBW/SxxW），以确保 32 位值的合理性能。

(C) RISC-V 规范

但与此同时，新型现代 RISC-V 64 位处理器包含 32 位有符号整数指令。为什么？为了提高性能？那么8位和16位在哪里呢？我已经什么都不懂了。

完整的引用对我来说似乎很清楚：

编译器和调用约定维护一个不变式，即所有 32 位值都保存在 64 位寄存器中的符号扩展格式。即使是 32 位无符号整数也会将第 31 位扩展为第 63 位 到 32。

因此，无符号和有符号 32 位整数之间的转换是无操作的， 从有符号 32 位整数到有符号 64 位整数的转换也是如此。
现有64位宽 SLTU 和无符号分支比较仍然可以在无符号 32 位整数上正确运行 这个不变量。
类似地，现有的 32 位符号扩展整数上的 64 位宽逻辑运算 保留符号扩展属性。

一些新指令（ADD[I]W/SUBW/SxxW）是 加法和移位所需的，以确保 32 位值的合理性能。

它表示 32 位值存储在 64 位寄存器中，其 MSb（最高有效位）通过位 32-63 重复。
这是为了both签署并unsigned整数。

这允许进行一些优化，如引用中所述：

• 无符号有符号转换是免费的。
  将此与通常的算法进行比较，在通常的算法中，您必须将低 32 位值置零或进行符号扩展，以将其提升为具有不同“符号性”的 64 位值（忽略溢出）。
• 有符号 32 位 有符号 64 位是免费的。
  这节省了符号扩展。
• 分支和设置指令仍然有效。
  这是因为重复 MSb 不会改变比较结果。
• 逻辑 64 位运算保留此属性
  经过几个例子就很容易看出这一点。

然而，加法（举个例子）并不能保留这个不变式： 0x000000007fffffff + 0x0000000000000001 = 0x0000000080000000 这违反了假设。

由于 a) 使用 32 位值的情况经常发生，并且 b) 修复结果需要额外的工作（我可以考虑使用slli/srai对）引入了新的指令格式。
这些指令在 64 位寄存器上运行，但仅使用其较低的 32 位值，并对 32 位结果进行符号扩展。
这很容易在硬件中完成，因此值得拥有这种新的指令。

正如评论中所指出的，8 位和 16 位算术很少见，因此没有花费任何工程精力来为其寻找新的空间（无论是在所需的门还是所使用的操作码空间方面）。