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免費網(wǎng)站模板之家獨立站優(yōu)化

news 2025/7/5 23:17:54

免費網(wǎng)站模板之家,獨立站優(yōu)化,網(wǎng)站建設方式,佛山網(wǎng)站制作哪家好一、通用寄存器 32位RISC-V體系結構提供32個32位的整型通用寄存器寄存器別名全稱說明X0zero零寄存器可做源寄存器(rs)或目標寄存器(rd)X1ra鏈接寄存器保存函數(shù)返回地址X2sp棧指針寄存器指向棧的地址X3gp全局寄存器用于鏈接器松弛優(yōu)化X4tp線程寄存器常用于在OS中保存指向進程控…

一、通用寄存器

32位RISC-V體系結構提供32個32位的整型通用寄存器

寄存器	別名	全稱	說明
X0	zero	零寄存器	可做源寄存器(rs)或目標寄存器(rd)
X1	ra	鏈接寄存器	保存函數(shù)返回地址
X2	sp	棧指針寄存器	指向棧的地址
X3	gp	全局寄存器	用于鏈接器松弛優(yōu)化
X4	tp	線程寄存器	常用于在OS中保存指向進程控制塊(task_struct)數(shù)據(jù)結構的指針
X5 ~ X7 X28 ~ X31	t0 ~ t6	臨時寄存器
X8	s0/fp	幀指針寄存器	用于函數(shù)調(diào)用，被調(diào)用函數(shù)需保存數(shù)據(jù)
X9	s1		用于函數(shù)調(diào)用，被調(diào)用函數(shù)需要保存的數(shù)據(jù)
X10 ~ X17	a0 ~ a7		用于函數(shù)調(diào)用，傳遞參數(shù)和返回值
X18 ~ X27	s2 ~ s11		用于函數(shù)調(diào)用，被調(diào)用函數(shù)需要保存的數(shù)據(jù)

二、系統(tǒng)寄存器

系統(tǒng)控制狀態(tài)寄存器(CSR)。

CSR指令編碼結構
CSR地址空間映射：

地址范圍	bit[11:10]	bit[9:8]	bit[7:4]	訪問模式	訪問權限
0x000 ~ 0x0FF	00	00	xxxx	U	RW
0x400 ~ 0x4FF	01	00	xxxx	U	RW
0x800 ~ 0x8FF	10	00	xxxx	U	RW(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0xC00 ~ 0xC7F	11	00	0xxx	U	RO
0xC80 ~ 0xCBF	11	00	10xx	U	RO
0xCC0 ~ 0xCFF	11	00	11xx	U	RO
0x100 ~ 0x1FF	00	01	xxxx	S	RW
0x500 ~ 0x57F	01	01	0xxx	S	RW
0x580 ~ 0x5BF	01	01	10xx	S	RW
0x5C0 ~ 0x5FF	01	01	11xx	S	RW(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0x900 ~ 0x97F	10	01	0xxx	S	RW
0x980 ~ 0x9BF	10	01	10xx	S	RW
0x9C0 ~ 0x9FF	10	01	11xx	S	RW(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0xD00 ~ 0xD7F	11	01	0xxx	S	RO
0xD80 ~ 0xDBF	11	01	10xx	S	RO
0xDC0 ~ 0xDFF	11	01	11xx	S	RO(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0x300 ~ 0x3FF	00	11	xxxx	M	RW
0x700 ~ 0x77F	01	11	0xxx	M	RW
0x780 ~ 0x79F	10	11	100x	M	RW
0x7A0 ~ 0x7AF	01	11	1010	M	RW(用于調(diào)試寄存器)
0x7B0 ~ 0x7BF	01	11	1011	M	RW(只能用于調(diào)試寄存器)
0x7C0 ~ 0x7FF	01	11	11xx	M	RW(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0xB00 ~ 0xB7F	10	11	0xxx	M	RW
0xB80 ~ 0xBBF	10	11	10xx	M	RW
0xBC0 ~ 0xBFF	10	11	11xx	M	RW(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)
0xF00 ~ 0xF7F	11	11	0xxx	M	RO
0xF80 ~ 0xFBF	11	11	10xx	M	RO
0xFC0 ~ 0xFFF	11	11	11xx	M	RO(用戶自定義系統(tǒng)寄存器)

出發(fā)非法指令異常的行為：
- 訪問不存在或未實現(xiàn)的寄存器；
- 寫入RO的系統(tǒng)寄存器
- 低級別處理器模式下訪問高級別處理器模式的系統(tǒng)寄存器（模式級別：M > S > U）

2.1 U模式系統(tǒng)寄存器

地址	CSR名稱	屬性	說明
0x001	fflags	URW	浮點數(shù)累積異常(accrued exception)
0x002	frm	URW	浮點數(shù)動態(tài)舍入模式(dynamic rounding mode)
0x003	fcsr	URW	浮點數(shù)控制和狀態(tài)寄存器
0xC00	cycle	URO	讀取時鐘周期，映射到RDCYCLE偽指令
0xC01	time	URO	讀取time系統(tǒng)寄存器的值，映射到RDTIME偽指令
0xC02	instret	URO	執(zhí)行指令數(shù)目，映射到RDINSTRET偽指令
0xC03 ~ 0xC1F	hpmcounter3 ~hpmcounter31	性能檢測寄存器

補充：
- RDCYCLE偽指令讀取cycle系統(tǒng)寄存器的值，返回物理處理器內(nèi)核的時鐘周期數(shù)（并非處理器硬件線程的始終周期數(shù)）。主要用于性能監(jiān)控和調(diào)優(yōu)；
- RDTIME偽指令讀取time系統(tǒng)寄存器的值，獲取系統(tǒng)實際時間。系統(tǒng)每次啟動時讀取CMOS上的RTC計數(shù)值，當時鐘中斷到來時，更新該計數(shù)；
- RDINSTRET偽指令讀取instret系統(tǒng)寄存器的值，返回處理器執(zhí)行線程已經(jīng)執(zhí)行的指令數(shù)量；
- hpmcounter用于系統(tǒng)性能檢測的寄存器，這些計數(shù)器的計數(shù)記錄平臺的事件，并通過額外的特權寄存器進行配置。

2.2 S模式系統(tǒng)寄存器

地址	CSR名稱	屬性	說明
0x100	sstatus	SRW	S模式下的處理器狀態(tài)寄存器
0x104	sie	SRW	S模式下的中斷使能寄存器
0x105	stvec	SRW	S模式下的異常向量表入口地址寄存器
0x106	scounteren	SRW	S模式下的計數(shù)使能寄存器
0x10A	senvcfg	SRW	S模式下的環(huán)境配置寄存器
0x140	scratch	SRW	用于異常處理的臨時寄存器
0x141	sepc	SRW	S模式下的異常模式程序計數(shù)器(PC)寄存器
0x142	scause	SRW	S模式下的異常原因寄存器
0x143	stval	SRW	S模式下的異常向量寄存器（記錄發(fā)生異常的虛擬地址）
0x144	sip	SRW	S模式下的中斷待定寄存器
0x180	satp	SRW	S模式下的地址轉換與保護寄存器
0x5A8	scontext	SRW	S模式下的上下文寄存器(用于調(diào)試)

說明：
- scounteren用于在S模式下，使能U模式下的硬件性能檢測和計數(shù)寄存器(cycle, time, instret, HPM3~31)
  scratch在從S模式返回U模式時，保存S模式時的進程控制塊。

2.3 M模式系統(tǒng)寄存器

2.3.1 總覽表

地址	CSR名稱	屬性	說明
0xF11	mvendorid	MRO	機器廠商ID寄存器
0xF12	marchid	MRO	處理器體系結構ID寄存器
0xF13	mimpid	MRO	處理器實現(xiàn)版本編號寄存器
0xF14	mhartid	MRO	處理器硬件線程(hart)ID寄存器
0xF15	mconfigptr	MRO	配置數(shù)據(jù)結構寄存器
0x300	mstatus	MRW	M模式下的處理器狀態(tài)寄存器
0x301	misa	MRW	指令集體系結構和擴展寄存器
0x302	medeleg	MRW	M模式下的異常委托寄存器，把異常委托到S模式下處理
0x303	mideleg	MRW	M模式下的中斷委托寄存器，把中斷委托到S模式下處理
0x304	mie	MRW	M模式下的中斷使能寄存器
0x305	mtvec	MRW	M模式下的異常向量入口地址寄存器
0x306	mcounteren	MRW	M模式下的計數(shù)使能寄存器。用于使能S模式或U模式下的硬件性能檢測和計數(shù)寄存器。
0x340	mscratch	MRW	用于異常處理的臨時寄存器
0x341	mepc	MRW	M模式下的異常模式PC寄存器。處理器陷入M模式時，保存中斷或遇到的異常的指令的虛擬地址
0x342	mcause	MRW	M模式下的異常原因寄存器
0x343	mtval	MRW	M模式下的異常向量寄存器。處理器陷入M模式時，mtval記錄發(fā)生異常的虛擬地址。
0x344	mip	MRW	M模式下的中斷待定寄存器。表示哪些中斷處與待定狀態(tài)。
0x34A	mtinst	MRW	M模式下的陷入指令(用于虛擬化)
0x34B	mtval2	MRW	M模式下的異常向量寄存器(用于虛擬化)

2.3.2 補充

2.3.2.1 misa寄存器

misa：表示處理器支持的體系結構和擴展
- Extensions(bit[25:0])：表示處理器支持的擴展
- MXL(bit[63:62)：表示M模式下寄存器長度
  - 1：32位
  - 2：64位
  - 3：128位

位	名稱	說明
0	A	原子操作擴展
1	B	位操作擴展
2	C	壓縮指令擴展
3	D	雙精度浮點數(shù)擴展
4	E	RV32E指令集擴展
5	F	單精度浮點數(shù)擴展
6	G	保留
7	H	虛擬化擴展
8	I	RV32I/RV64I/RV128I基礎指令集擴展
9	J	動態(tài)翻譯語言擴展
10	K	保留
11	L	保留
12	M	整數(shù)乘/除擴展
13	N	用戶中斷擴展
14	O	保留
15	P	SIMD擴展
16	Q	4倍精度浮點數(shù)擴展
17	R	保留
18	S	支持S模式
19	T	保留
20	U	支持U模式
21	V	可伸縮矢量擴展
22	W	保留
23	X	非標準擴展
24	Y	保留
25	Z	保留

2.3.2.2 mstatus寄存器

字段	尾段	說明
UIE	bit[0]
SIE	bit[1]	中斷使能位，用于使能和關閉S模式下所有的中斷
MIE	bit[3]	中斷使能位，用于使能和關閉M模式下所有的中斷
SPIE	bit[5]	中斷使能保存位。當一個異常陷入S模式時，SIE的值保存到SPIE中，SIE設置為0。當調(diào)用SRET指令返回時，從SPIE中恢復SIE，然后SPIE設置為1
UBE	bit[6]	控制U模式下加載和存儲指令訪問內(nèi)存的大小端模式。 0：小端。 1：大端。
MPIE	bit[7]	中斷使能保存位。當一個異常陷入M模式時，MIE的值保存到MPIE中，MIE設置為0。當調(diào)用MRET指令返回時，從MPIE中恢復MIE，然后MPIE設置為1
SPP	bit[8]	陷入S模式之前的CPU處理模式。 0：從U模式陷入到S模式。 1：在S模式觸發(fā)的異常。
VS	bir[10:9]	使能可伸縮矢量擴展
MPP	bit[12:11]	陷入M模式之前CPU的處理模式。 0：從U模式陷入到M模式。 1：從S模式陷入到M模式 2：在M模式觸發(fā)的異常。
FS	bit[14:13]	使能浮點數(shù)單元
XS	bit[16:15	使能U模式下擴展的其他狀態(tài)
MPRV	bit[17]	修改有效特權模式： 0：加載和存儲指令按照當前的處理器模式進行地址轉換和內(nèi)存保護。加載和存儲指令按照MPP字段中存儲的處理器模式的權限進行內(nèi)存保護與檢查
SUM	bit[18]	指定在S模式下是否允許訪問U模式的內(nèi)存。 0：在S模式下訪問U模式下的內(nèi)存是會觸發(fā)異常。 1：在S模式下可以訪問U模式下的內(nèi)存
MXR	bit[19]	指定訪問內(nèi)存的權限。 0：可以加載只讀頁面。 1：可以加載可讀和可執(zhí)行的頁面
TVM	bit[20] 支持攔截S模式下的虛擬內(nèi)存管理操作
TW	bit[21]	支持攔截WFI指令。 0：WFI指令可以在低權限模式下執(zhí)行。 1：
TSR	bit[22]	支持攔截SRET指令。 0：在S模式下正常執(zhí)行SRET指令。 1：在S模式下執(zhí)行SRET指令會觸發(fā)非法指令異常。
UXL	bit[33:32]	U模式下寄存器長度
SXL	bit[35:34]	S模式下寄存器長度
SBE	bit[36]	控制S模式下加載和內(nèi)存訪問的大小端模式。 0：小端。 1：大端。
MBE	bit[37]	控制M模式下加載和內(nèi)存訪問的大小端模式。 0：小端。 1：大端。