RISCV32的相关问题

RV32I 寄存器

为什么NEMU要给riscv32的寄存器提供名称？

riscv32架构下，cpu的32个通用寄存器定义在isa-def.h中。而关于其通用寄存器gpr的解释定义在下面的reg.c中。reg.c为RV32I 寄存器提供了可读性较好的ABI定义的寄存器名称。

RISC-V 32 的寄存器使用 ABI（Application Binary Interface，应用二进制接口）的名称的原因：

1. 标准化函数调用：
   • 使用 ABI 的命名（如 a0 到 a7 表示参数寄存器，t0 到 t6 表示临时寄存器等）明确了寄存器在函数调用中的用途。例如，函数参数通过 a0 到 a7 传递，返回值通过 a0 和 a1 返回，这种标准化便于程序员和编译器理解每个寄存器的用途，并统一函数调用的接口规则。
   • 在进行函数调用时，编译器能根据 ABI 规范安排寄存器，方便管理数据传递和调用栈，简化了函数调用流程。
2. 跨平台和语言兼容性：
   • ABI 名称建立了通用的接口和约定，使得不同编程语言和工具链（如编译器、链接器）能够基于同一规则协同工作。RISC-V 的 ABI 规范是跨平台的，即便在不同的操作系统和环境中，ABI 命名规则保持一致，确保代码的可移植性和兼容性。
   • 例如，编写汇编代码时，用 sp 表示栈指针，而不是 x2，这样代码的可读性和可维护性更高，也方便跨平台移植
3. 提高可读性和可维护性：
   • 相比直接使用 x0 到 x31 的编号，ABI 名称（如 sp、ra 等）更容易让程序员理解寄存器的用途。例如， sp 代表栈指针，ra 代表返回地址，s0 到 s11 代表保存寄存器（函数调用中需要保存的数据），这使代码更具可读性。

ABI类似遥控器，简化了我们与硬件的交互难度。例如我们只需要知道这个遥控器（栈指针sp）的是调节风扇转速的功能（保存栈顶的地址），就可以与风扇（程序）交互。

CSR地址映射

CSR有关的命令中例如csrrw和csrrs

其中对于csr的地址编码是12位。在机器模式M下的一些CSR的地址分配情况如下：

更多信息可以访问The RISC-V Instruction Set Manual: Volume II 的2.2小节。