RISC-V CSR寄存器介紹

RISC-V CSR寄存器

CSR是控制狀態(tài)寄存器，RISC-V中CSR寄存器，需要使用csrr、csrw、csrrw等特定指令進(jìn)行訪問(wèn)。

M模式和S模式都有自己的CSR寄存器，但是大體上相同。下面列舉一些常用的CSR。

M模式CSR寄存器

mstatus

狀態(tài)寄存器，保存了全局中斷使能狀態(tài)和其他狀態(tài)，例如切換模式前，保存當(dāng)前模式。

mtvec

異常入口基地址寄存器。保存發(fā)生異常時(shí)需要跳轉(zhuǎn)的地址。

medeleg和mideleg

medeleg是異常委托，mideleg是中斷委托。例如，在M模式下發(fā)生異常或中斷時(shí)，可以通過(guò)這兩個(gè)寄存器，將中斷/異常交給S模式或者其他模式處理。

mip和mie

mie是中斷使能寄存器，對(duì)需要使能的中斷，在對(duì)應(yīng)位使能。

mip是中斷等待寄存器，表示目前正準(zhǔn)備處理的中斷。

hpm

全稱Hardware Performance Monitor，硬件性能單元，用于性能計(jì)數(shù)。包括了兩類寄存器：mhpmcounter和mhpmevent

• mhpmcounter：性能計(jì)數(shù)器
• mhpmevent：用于配置性能事件

mcounteren和mcountinhibit

這兩個(gè)也是hpm相關(guān)的寄存器，主要用于控制hpm的使能、計(jì)數(shù)禁止。

• mcounteren：計(jì)數(shù)器使能
• mcountinhibit：禁止計(jì)數(shù)

mscratch

用于保存M模式指向hart上下文的指針,并在進(jìn)入M模式的處理程序時(shí)，和用戶寄存器交換。

mepc

發(fā)生中斷時(shí)，當(dāng)前程序的PC值，保存在mepc中，中斷返回時(shí)，會(huì)從mepc讀取PC值。

mcause

用于保存發(fā)生中斷或異常的情況，中斷和異常描述如下：

1代表中斷，0代表異常，每個(gè)異常/中斷都有對(duì)應(yīng)的編碼值，通過(guò)mcause的值，可以很清楚的知道發(fā)生了什么中斷或異常，特別在調(diào)試過(guò)程，mcause發(fā)揮了很大作用。

mvtal

異常值寄存器，例如發(fā)生異常時(shí)，保存出錯(cuò)的地址。

S模式CSR寄存器

S模式的CSR和M模式基本上是一樣的，只不過(guò)將第一個(gè)字母m改為了s，例如mcause改為了scause，mvtal改為了svtal。它們的功能基本相同，這里就不再贅述了。

需要注意的是，S模式除了擁有M模式相同功能的CSR外，另外還增加了一個(gè)stap寄存器。

stap寄存器主要是給MMU使用，stap寄存器保存了頁(yè)表的基地址，MMU通過(guò)stap可以找到第一級(jí)頁(yè)表，進(jìn)而找到物理地址。stap寄存器涉及到的內(nèi)容比較多，關(guān)于stap相關(guān)內(nèi)容，以后會(huì)詳細(xì)展開講講。