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日志

《RISC-V 体系结构编程与实践(第2版)》阅读心得之一--概览

已有 174 次阅读2024-11-29 00:06 |个人分类:读书心得

        很幸运获得测评《RISC-V 体系结构编程与实践(第2版)》一书的机会,得以学习RISC-V相关的技术并与大家分享。感谢电子工程世界和人民邮电出版社!

 

        书归正传,我会从本书的主要内容、实验环境的搭建和RISC-V相关的知识与具体的实践等几方面分享自己的读书心得。

        今天是第一篇:概览。

        本书的作者是奔跑吧Linux社区的创始人笨叔,这本书的第一版入选了2023年度国家科学技术学术著作出版基金资助项目。审校是开发了面向世界的RISC-V体系结构创新开元平台的香山处理器团队和RISC-V发明者创立的SiFive公司。

        本书的推荐序是SiFive公司联合创始人兼首席架构师、加州大学伯克利分校研究生院教授Krste Asanovic写的,他介绍了RISC-V作为一种简单、高效、可扩展的、开源的指令集架构(ISA)的设计初衷及发展。RISC-V芯片和软件具有高性能、低功耗、灵活、可创新等特点,成千上万家公司支持着整个生态系统。

        第二版的前言告诉大家,RISC-V已经成为继X86和ARM之后的第三大主流处理器架构,受到学术界和工业界的广泛关注,并着眼于移动计算、消费电子、数据中心、边缘基础设施等应用场景。

        第一版的前言介绍了RISC-V的基本情况和作者的出发点。特别指出了本书的特色:突出动手实践、以问题为导向、基于64位处理器讲述、总结常见陷阱与项目经验。

        本书正文共21章,还有RISC-V体系结构自测题和4个附录。较为全面的介绍了RISC-V的方方面面。

        第1章是“RISC-V体系结构基础知识”。

        RISC是Reduced Instruction Set Computer(精简指令集计算机)的缩写,V表示第五代。RISC-V指令集的优点:设计简洁、模块化、开源、具有丰富的生态。RISC-V指令集包含32位和64位指令集。

        RISC-V体系结构特点:

  1. 对学术界和工业界完全开放。
  2. 真正适合硬件实现的指令集体系结构,而不是一个模拟或者二进制翻译的指令集体系结构。
  3. 属于通用的指令集体系结构,而不是针对某个特定微体系结构的实现。
  4. 拥有实现最小整数的指令集,作为基础指令集,可以用于教学。在此基础上还能实现众多可选扩展指令,以支持通用软件的开发。
  5. 支持IEEE754浮点标准。
  6. 支持众多扩展指令集。
  7. 支持32位及64位地址空间。
  8. 支持多核及异构体系结构。
  9. 支持可选的压缩指令编码,用以提高性能和能源效率,并优化静态代码。
  10. 支持虚拟化扩展。
  11. 支持可伸缩矢量指令扩展。

        RISC-V常见处理器:SiFive FU740处理器、香山处理器。

        RISC-V体系结构包含的6种处理器模式和各自的作用:

  1. 机器模式(‌M模式):具有对机器实现的的全部访问权限,常用于管理RISC-V上的安全执行环境。通常在M模式下运行SBI固件,为操作系统提供服务。
  2. 特权模式(‌S模式):通常用来运行操作系统的内核,为应用程序提供服务。
  3. 用户模式(‌U模式):特权级别最低,通常用来运行应用程序。
  4. ‌HS模式‌:用来运行虚拟化管理程序。
  5. ‌VS模式:通常用来运行虚拟机操作系统内核。
  6. ‌VU模式:通常用来运行虚拟机操作系统中的应用程序。

        RISC-V体系结构包含的通用寄存器:

        64位/32位的RISC-V体系结构包含32个64位/32位的整型通用寄存器,编号从x0到x31。对于浮点数运算,64位的RISC-V体系结构也提供32个浮点数通用寄存器,分别是f0到f31寄存器。

        系统控制和状态寄存器(Control and Status Register, CSR):

        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。

 

To be continued......

 

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