RISC-V ISA¶

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• RISC-V 非特权级 ISA
• RISC-V 特权级 ISA

基础知识 ¶

• RISC-V 是一个 ISA 标准
• RISC-V 是完全开放的，允许任何人使用
• 简单、可扩展
• 分为用户级指令集规范（User-level ISA spec）和特权级指令集规范（Privilege ISA spec）等
• 命名为 RV + 数据宽度 + 扩展

指令集 ¶

• 基础指令集：RV32I、RV64I（32/64 位带有整型操作的指令集）、RV32E（只有 16 个寄存器的 32 位整型指令集）
  • I：带有 ALU 运算、分支跳转、装载存储
• 扩展：
  • M：增加整型乘法、除法
  • A：原子指令
  • F：增加单精度浮点数
  • D：增加双精度浮点数
  • Q：增加 128 位四精度浮点数
  • Zicsr：增加 CSR（控制和状态寄存器）
  • Zifencei：增加 FENCE.I 指令
  • ...
  • G：= IMAFDZicsr_Zifencei
• 扩展了的指令集则命名为 RV32IM、RV32IMA、RV32G 等等

编译运行 ¶

编译 ¶

编译使用 riscv-collab/riscv-gnu-toolchain

• 需要手动克隆源码（极大），再编译，时间很长
• 编译时注意 prefix 和选择指令集 --with-arch
• make linux 编译出来的是 riscv xx -unknown-linux-gnu- xxx，使用 glibc 标准库，支持动态链接
• make 或 make newlib 编译出来的是 riscv xx -unknown-elf- xxx，使用 riscv-newlib，只能静态链接

编译 c 代码使用 riscv xx -unknown- xxx -gcc 就可以了，注意指定 -march 和 -mabi，比如加上 -march=rv32i -mabi=ilp32 后编译出来的就是使用 RV32I 指令集的机器码

Ubuntu 20.04+ 可以直接通过 apt 安装：

$ sudo apt install qemu-system-misc gcc-riscv64-linux-gnu gdb-multiarch

运行 ¶

因为 RISC-V 是另一种架构，不能在 x86 机器上直接运行，所以要使用 qemu 来运行。qemu 直接下载就可以，一般都会自带 RISC-V 的模拟器，如果是手动编译需要注意指定编译出 RISC-V