WoodHolz
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RISC-V体系结构介绍

指令集拓展

最小指令集合: RV32I, RV64I

根据功能需要选择对应的拓展，确保指令集的简洁。

基本概念

执行环境接口（EEI）

包括程序的初始状态、CPU的类型与数量、支持的S模式、内存和I/O的可访问性与属性、每个CPU上执行指令的行为以及异常的处理等

一个EEI可由纯硬件、纯软件或软硬件结合实现

RISC-V体系结构介绍_第1张图片

哈特

表示一个CPU的执行线程。

近似于x86的SMT（超线程），Arm中的PE（处理机）

现目前市面上的处理器只需要了解一个物理核就一个执行线程（哈特）,技术上并未实现超线程

处理器模式

  1. M 机器模式 SBI固件
  2. S 特权模式 OS内核
  3. U 用户模式

SBI服务

硬件共性功能的抽象。

就是对硬件的抽象和提供接口服务。类似于系统调用。

通用寄存器

通用寄存器 别名 特殊用途
x0 zero 源寄存器/目标寄存器
x1 ra 链接寄存器，保持函数返回地址
x2 sp 栈帧寄存器，指向栈的地址
x3 gp 全局寄存器，松弛链接优化
x4 tp 线程寄存器，存放指向task_struct的指针
x5~x7 t0~t6 临时寄存器
x8~x9 s0~s11 函数调用如使用到需要保存到栈里；s0可作栈指针
x10~x17 a0~a7 函数调用时传递参数和返回值

系统寄存器

  1. M模式的系统寄存器
  2. S模式的系统寄存器
  3. U模式的系统寄存器

通过CSR指令访问系统寄存器

RISC-V体系结构介绍_第2张图片

触发非法指令异常的操作：

  1. 访问不存在/未实现
  2. 写入只读
  3. 越级访问

图片来源

  1. RISC-V体系结构编程与实践
  2. RISC-V Privileged Architecture

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