RISC-V(2)——特权级及特权指令集
目录
1. 特权级
2. 控制和状态寄存器(CSR)
2.1 分类
2.2 分析
1. 特权级
一个 RISC-V 硬件线程(hart)是运行在某个特权级上的,这个特权级被编码到一个或者多个 CSR(control and status register,控制和状态寄存器)中的一种模式。
当前定义了四种特权级,如下所示。
| 级别 | 编码 | 名字 | 缩写 |
| 0 | 00 | 用户模式 | U |
| 1 | 01 | 管理员/监管者模式 | S |
| 2 | 10 | 保留 | H |
| 3 | 11 | 机器模式 | M |
- 特权级的作用:被用于在不同的软件栈部件之间提供保护;
- 现象:试图执行当前特权模式不允许的操作, 将导致一个异常的产生。这些异常通常会导致下层执行环境或者 HAL 产生自陷(trap)。
机器级是最高级特权,也是 RISC-V 硬件平台唯一必须的特权级。
- 机器模式(M-mode):代码是固有可信的(inherently trusted),因为它可以在低层次访问机器的实现;
- 用户模式(U-mode):被用于传统应用程序;
- 管理员模式(S-mode):被分别用于操作系统;
所有硬件实现必须提供M-mode,因为这是唯一的模式,可以不受限制地访问整个机器。 最简单的RISC-V实现可以仅提供M-mode,虽然这样做不能为防止不正确的、恶意应用代码提供保护。许多RISC-V实现还支持至少一个用户模式(U-mode),以对系统的其他部分进行保护,防止被应用程序代码破坏。管理员模式(S-mode)可被加入,以在管理员级操作系统和SEE、HAL之间提供隔离。
一个 hart(硬件线程)通常在 U-mode 下运行应用程序,直到某些自陷(例如一个管理 员调用或者一个定时器中断)强制切换到一个自陷处理函数(trap handler),这个自陷处理 函数通常运行在更特权的模式下。然后这个线程将执行这个自陷处理器函数,它最终在 U-mode 下,在引起自陷的指令处或之后,继续线程执行。提升特权基级别的自陷称为垂直 自陷(vertical trap),而保持在同样特权级别的自陷称为水平自陷(horizontal trap)。RISC-V 特权体系结构提供了将自陷灵活地路由到不同的特权层。
2. 控制和状态寄存器(CSR)
2.1 分类
用户级:


管理员级:

机器级:


2.2 分析
高权限模式通常可以使用权限较低的模式的所用功能,并且它们还有一些低权限模式下不可用的额外功能,例如:
- 处理中断和执行 I/O 的功能
- 处理器通常大部分时间都运行在权限最低的模式下
- 处理中断和异常时会将控制权移交到更高权限的模式
RISC-V 特权体系结构定义的所有指令的指令集:
(1)mret、sret、uret

mret、sret或uret指令用于从m模式中的自陷重定向。
(2)sfence.vma
supervisor-mode fence.virtual memory addreee,刷新当前CPU下的TLB,在多核系统中,如果一个hart修改了页表,执行sfence.vma之后,仅仅是刷新了当前hart的TLB,无法刷新其他hart的TLB。
(3) wfi
等待中断指令。
等待中断指令(WFI)用于提供提示,即当前的hart可以暂停,直到有需要处理的中断。WFI指令的执行也可以用于通知硬件平台适当的中断应该优先路由到该hart。WFI可在所有特权模式下使用,也可选择在U模式下使用。
当在mstatus中TW=1时,此指令可能引发非法指令异常。

如果当硬件线程被暂停时,出现一个使能的中断或者后来出现了一个,将会在下一条指 令处执行中断异常,即自陷处理函数继续执行,并且 mepc=pc+4。
(4)寄存器操纵
csrr,读取一个 CSR 的值到通用寄存器。如:csrr t0, mstatus,读取mstatus的值到t0中。csrw,把一个通用寄存器中的值写入 CSR 中。如:csrw mstatus, t0,将t0的值写入mstatus。csrs,把 CSR 中指定的 bit 置 1。如:csrsi mstatus, (1 << 2),将mstatus的右起第 3 位置 1。csrc,把 CSR 中指定的 bit 置 0。如:csrci mstatus, (1 << 2),将mstatus的右起第 3 位置 0。csrrw,读取一个 CSR 的值到通用寄存器,然后把另一个值写入该 CSR。如:csrrw t0, mstatus, t0,将mstatus的值与t0的值交换。csrrs,读取一个 CSR 的值到通用寄存器,然后把该 CSR 中指定的 bit 置 1。csrrc,读取一个 CSR 的值到通用寄存器,然后把该 CSR 中指定的 bit 置 0。
相关文章:
RISC-V(2)——特权级及特权指令集
目录 1. 特权级 2. 控制和状态寄存器(CSR) 2.1 分类 2.2 分析 1. 特权级 一个 RISC-V 硬件线程(hart)是运行在某个特权级上的,这个特权级被编码到一个或者多个 CSR(control and status register&a…...
Linux——常用命令大汇总(带你快速入门Linux)
纵有疾风起,人生不言弃。本文篇幅较长,如有错误请不吝赐教,感谢支持。 💬文章目录 一.终端和shell命令解析器终端和shell命令解析器概述终端提示符的格式常用快捷键 二.Linux命令格式帮助文档:man 三.目录基础知识Wind…...
记录 使用 git 克隆仓库报错:Warning: Permanently added‘github.com’ to the .....(ssh )
解决方法: 1. 新建空文件夹->右键->点击 Git Bash Here2. 输入 cd C:3. 输入 cat ~/.ssh/id_rsa.pub4. 输入 ssh-keygen重复回车,生成一个矩形,则说明公钥已经生成了。重复步骤3,生成publickey,右键…...
kafka---- zookeeper集群搭建
1.准备工作: ##准备3个节点,要求配置好主机名称,服务器之间系统时间保持一致 ##注意/etc/hostname 和/etc/hosts 配置主机名称(在这个里我准备Prac-zk-133, Prac-zk-134 , Prac-zk-135二节点) vim /etc/hosts #保证可以通过主机名互通 添加格式为IP 主…...
linux安装firefox
1.下载对应包 https://www.mozilla.org/en-US/firefox/all/#product-desktop-release 2. 挂载桌面链接(如果/usr/bin/firefox下有的话,先删除) ln -s /opt/firefox/firefox /usr/bin/firefox 3.执行以下命令,即可启动Firefox客户端: firefox...
【MySQL】基础语法总结
MySQL 基础语句 一、DDL 数据库定义语言 1.1CREATE 创建 1.1.1 创建数据库 语法结构 CREATE DATABASE database_name;示例 CREATE DATABASE demo;1.1.2 创建表 语法结构 CREATE TABLE 表名 (列1 数据类型,列2 数据类型,... );示例 CREATE TABLE new_user (id INT PRIMARY KE…...
【玩玩Vue】使用el-menu作为菜单时,通过一二级路由控制菜单高亮
原文作者:我辈李想 版权声明:文章原创,转载时请务必加上原文超链接、作者信息和本声明。 文章目录 前言一、Vue路由二、路由一级控制高亮(常用)1.vue中路由文件2.网址样式3.Vue文件4.$route的内容 三、路由二级控制高亮…...
9.2 【C语言】使用结构体数组
一个结构体变量中可以存放一组有关联的数据(如一个学生的学号、姓名、成绩等数据),如果有10个学生需要参加运算,显然应该用数组,这就是结构体数组。 9.2.1 定义结构体数组 例9.3 有三个候选人,每个选民只…...
leetcode原题: 最小值、最大数字
题目1:最小值 给定两个整数数组a和b,计算具有最小差绝对值的一对数值(每个数组中取一个值),并返回该对数值的差 示例: 输入:{1, 3, 15, 11, 2}, {23, 127, 235, 19, 8} 输出:3&…...
Prompt2Model: Generating Deployable Models from Natural Language Instructions
本文是LLM系列文章,针对《 Prompt2Model: Generating Deployable Models from Natural Language Instructions》的翻译。 Prompt2Model:从自然语言指令生成可部署模型 摘要1 引言2 Prompt2Model框架3 参考实现4 实验设置5 实验结果6 讨论与结论不足道德…...
前端埋点 sendBeacon 替代方式
看英文文档真的很重要 sendBeacon 限制比较多, 容易跨域, 跨域时候还必须指定请求头, 不能使用通配符来解决跨域 文档地址 文档里面说 fetch 其实可以代替 sendBeacon 原文: Note: For use cases that need the ability to send requests with methods other than POST, or …...
面试官问我MySQL和MariaDB的联系和区别,这我能不知道?
🏆作者简介,黑夜开发者,CSDN领军人物,全栈领域优质创作者✌,CSDN博客专家,阿里云社区专家博主,2023年6月CSDN上海赛道top4。 🏆数年电商行业从业经验,历任核心研发工程师…...
1.网络空间搜素引擎
网络空间搜素引擎 https://cybermap.kaspersky.com/cn 世界所以带有ip的网络设备互联组成的空间叫做网络空间 地址 :shodan.io 简介 : 这句话还是有点东西得 。 区别: 平常得搜素引擎主要搜网页,shadan可以搜所以带有ip地址…...
《安富莱嵌入式周报》第321期:开源12导联便携心电仪,PCB AI设计,150M示波器差分探头,谷歌全栈环境IDX,微软在Excel推出Python
周报汇总地址:嵌入式周报 - uCOS & uCGUI & emWin & embOS & TouchGFX & ThreadX - 硬汉嵌入式论坛 - Powered by Discuz! 视频版: https://www.bilibili.com/video/BV1ju4y1D7A8/ 《安富莱嵌入式周报》第321期:开源12导…...
前端开发必备的网站
前端开发必备的网站及官网 说明: 这里记录了我本人平时开发所用到的网站,对我还是有帮助的,后续会接着补充进来,一方面是为了记录,另一方面也可以帮助到大家… 网站名称及描述网址Elememt-ui (组件库)Elememt-ui&…...
Java运行时jar时终端输出的中文日志是乱码
运行Jar时在控制台输出的中文日志全是乱码,这是因为cmd/bash默认的编码是GBK,只要把cmd的编码改成UTF-8即可 两种方式修改:临时修改和注册表永久修改 临时修改 只对当前的cmd页面有效,关闭后重新打开都会恢复成GBK, 打开cmd&am…...
Vue框架--Vue中el和data的两种写法
data与el的2种写法 1.el有2种写法 (1).new Vue时候配置el属性。 (2).先创建Vue实例,随后再通过vm.$mount(#root)指定el的值。 2.data有2种写法 (1).对象式 (2).函数式 如何选择:目前哪种写法都可以,以后学习到组件时ÿ…...
【数据结构】 二叉树面试题讲解->贰
文章目录 🌏引言🎄[二叉树遍历](https://www.nowcoder.com/practice/4b91205483694f449f94c179883c1fef?tpId60&&tqId29483&rp1&ru/activity/oj&qru/ta/tsing-kaoyan/question-ranking)🐱👤题目描述&#…...
C和SystemVerilog联合仿真
想要联合仿真一个c程序和verilog表示的硬件,可以用如下方法(DPI): 先写一个.c文件funcs.c #include <stdio.h> #include "svdpi.h"extern int sayHello();void something() {printf("something\n");s…...
15-mongodb
一、 MongoDB 简介 1 什么是 MongoDB MongoDB 是一个基于分布式文件存储的数据库。由 C语言编写。在为 WEB 应用提供可扩展的高性能数据存储解决方案。 MongoDB 是一个介于关系数据库和非关系数据库之间的产品,是非关系数据库当中功能最丰富,最像关系…...
接口测试中缓存处理策略
在接口测试中,缓存处理策略是一个关键环节,直接影响测试结果的准确性和可靠性。合理的缓存处理策略能够确保测试环境的一致性,避免因缓存数据导致的测试偏差。以下是接口测试中常见的缓存处理策略及其详细说明: 一、缓存处理的核…...
【Python】 -- 趣味代码 - 小恐龙游戏
文章目录 文章目录 00 小恐龙游戏程序设计框架代码结构和功能游戏流程总结01 小恐龙游戏程序设计02 百度网盘地址00 小恐龙游戏程序设计框架 这段代码是一个基于 Pygame 的简易跑酷游戏的完整实现,玩家控制一个角色(龙)躲避障碍物(仙人掌和乌鸦)。以下是代码的详细介绍:…...
内存分配函数malloc kmalloc vmalloc
内存分配函数malloc kmalloc vmalloc malloc实现步骤: 1)请求大小调整:首先,malloc 需要调整用户请求的大小,以适应内部数据结构(例如,可能需要存储额外的元数据)。通常,这包括对齐调整,确保分配的内存地址满足特定硬件要求(如对齐到8字节或16字节边界)。 2)空闲…...
MODBUS TCP转CANopen 技术赋能高效协同作业
在现代工业自动化领域,MODBUS TCP和CANopen两种通讯协议因其稳定性和高效性被广泛应用于各种设备和系统中。而随着科技的不断进步,这两种通讯协议也正在被逐步融合,形成了一种新型的通讯方式——开疆智能MODBUS TCP转CANopen网关KJ-TCPC-CANP…...
Matlab | matlab常用命令总结
常用命令 一、 基础操作与环境二、 矩阵与数组操作(核心)三、 绘图与可视化四、 编程与控制流五、 符号计算 (Symbolic Math Toolbox)六、 文件与数据 I/O七、 常用函数类别重要提示这是一份 MATLAB 常用命令和功能的总结,涵盖了基础操作、矩阵运算、绘图、编程和文件处理等…...
工业自动化时代的精准装配革新:迁移科技3D视觉系统如何重塑机器人定位装配
AI3D视觉的工业赋能者 迁移科技成立于2017年,作为行业领先的3D工业相机及视觉系统供应商,累计完成数亿元融资。其核心技术覆盖硬件设计、算法优化及软件集成,通过稳定、易用、高回报的AI3D视觉系统,为汽车、新能源、金属制造等行…...
C++ Visual Studio 2017厂商给的源码没有.sln文件 易兆微芯片下载工具加开机动画下载。
1.先用Visual Studio 2017打开Yichip YC31xx loader.vcxproj,再用Visual Studio 2022打开。再保侟就有.sln文件了。 易兆微芯片下载工具加开机动画下载 ExtraDownloadFile1Info.\logo.bin|0|0|10D2000|0 MFC应用兼容CMD 在BOOL CYichipYC31xxloaderDlg::OnIni…...
零基础在实践中学习网络安全-皮卡丘靶场(第九期-Unsafe Fileupload模块)(yakit方式)
本期内容并不是很难,相信大家会学的很愉快,当然对于有后端基础的朋友来说,本期内容更加容易了解,当然没有基础的也别担心,本期内容会详细解释有关内容 本期用到的软件:yakit(因为经过之前好多期…...
网站指纹识别
网站指纹识别 网站的最基本组成:服务器(操作系统)、中间件(web容器)、脚本语言、数据厍 为什么要了解这些?举个例子:发现了一个文件读取漏洞,我们需要读/etc/passwd,如…...
腾讯云V3签名
想要接入腾讯云的Api,必然先按其文档计算出所要求的签名。 之前也调用过腾讯云的接口,但总是卡在签名这一步,最后放弃选择SDK,这次终于自己代码实现。 可能腾讯云翻新了接口文档,现在阅读起来,清晰了很多&…...
