《RISC-V 体系结构编程与实践（第2版）》阅读心得之一--概览

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《RISC-V 体系结构编程与实践（第2版）》阅读心得之一--概览 [复制链接]

        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......