RISC-V學習整理

目前網上關于risc-v架構概念介紹的文章比較多，本文從開發角度把學習中的記錄整理出來。
以下為作者為自學記錄內容，文章僅拋磚引玉，有學習需要的同學還需以官網及risc-v專家的書籍為準。
有錯誤歡迎指出，共同學習進步。

RISC-V:

RV32I RV32E
RV32G表示RV32IMAFD
I – 32位地址空間，32個通用寄存器
M – 整數乘，整數除
A – 原子操作指令
F – 單精度浮點
D – 雙精度浮點
C – 壓縮指令，長度16

RISC-V僅支持小端
RISC-V不支持地址自增自減
RISC-V有2條無條件跳轉指令，6條條件跳轉指令

匯編部分:

1.偽操作，匯編結束偽操作就結束
2. .option rvc 表示接下來的匯編程序可以被匯編生成16位寬的壓縮指令
??.option norvc 表示接下來的匯編程序不可以被匯編生成16位寬的壓縮指令
3. li 賦值
??la 標簽地址賦值

中斷和異常:

廣義中斷和異常都稱為異常
同步：非法地址空間，訪問地址屬性，取指非對齊，非法指令，斷點
異步：外部中斷(精確)，讀寫存儲器(非精確)

異常發生 --> 硬件更改寄存器 --> 軟件讀取寄存器判斷 --> 異常處理
系統會讀取mcause寄存器判斷何種異常從而跳轉異常處理
RISC-V硬件不會保存上下文，需要軟件保存和恢復

相關寄存器
mtvec
異常入口地址寄存器，指定異常處理的pc地址，軟件可以更改其值
高30為是BASE
低2位是mode模式 —| mode=0 所有異常響應 BASE 為 PC
| mode =1 —| 狹義異常響應 BASE 為 PC
| 狹義中斷響應 BASE+4×casue(中斷異常編號) 為 PC
mcause
軟件可讀取寄存器，查看異常原因
高1位 interropt域
低31位 異常編號域 --> 定義了12種中斷類型和10種異常類型
mepc
保存原PC，用于異常返回，可讀寫，軟件可以更改
中斷時，mepc為下一條指令
異常時，mepc為發生異常時當前的PC
mtral
異常值
如果存儲器訪問，mtral為存儲器地址
如果非法指令，mtral為非法指令編碼
mstatus
機器模式狀態
MIE=1，該模式下中斷全局打開，為0關閉
進入異常和退出時都會更改此寄存器

RISC-V狹義的異常不可以被屏蔽
狹義的中斷可以被屏蔽，通過中斷使能寄存器mie控制

RISC-V不支持硬件中斷嵌套
進入異常后，mstatus中mie會被硬件該為0,則中斷全局關閉，不支持硬件中斷嵌套
中斷嵌套需要有軟件實現:
a.讀取mcause確認是中斷
b.軟件強寫mie為1
??打開mie前需要注意 —| 屏蔽優先級低的中斷可以修改mie中幾個域
??????????????????????| 也可以通過修改PLIC屏蔽低優先級中斷
??????????????????????| 軟件注意保存中斷上下文
??????????????????????| 軟件注意修改mepc值，恢復使用

PLIC 平臺級別中斷控制器:

支持0~7共8個中斷目標
中斷編號0 做為保留，實際中斷源為(支持個數-1)個
優先級為0~7，數字越大，優先級越高。優先級0可以認為屏蔽中斷
另一種屏蔽中斷方法是設置中斷使能寄存器 IE為0

中斷處理流程
a 中斷使能IE為1，中斷源優先級大于0
b 外部中斷經過gateway 寄存器IP(只讀)被置1。
c 仲裁，優先選擇高優先級中斷，優先級一樣則選編號小的中斷，仲裁結果必須大于中斷目標優先級閾值
d 產生中斷。
e 中斷目標讀取存儲器地址映射的中斷響應寄存器(可讀)進行響應，且返回id ，通過此id進行中斷處理
f 將id寫入中斷完成寄存器(可寫)表示中斷結束，硬件自動將IP置0， 解除gateway屏蔽，以便其他中斷產生

總結

以上是生活随笔為你收集整理的RISC-V学习整理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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