RISC-V CSR寄存器介紹

RISC-V CSR寄存器

CSR是控制狀態寄存器，RISC-V中CSR寄存器，需要使用csrr、csrw、csrrw等特定指令進行訪問。

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

狀態寄存器，保存了全局中斷使能狀態和其他狀態，例如切換模式前，保存當前模式。

mtvec

異常入口基地址寄存器。保存發生異常時需要跳轉的地址。

medeleg和mideleg

medeleg是異常委托，mideleg是中斷委托。例如，在M模式下發生異?；蛑袛鄷r，可以通過這兩個寄存器，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，對需要使能的中斷，在對應位使能。

mip是中斷等待寄存器，表示目前正準備處理的中斷。

hpm

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

• mhpmcounter：性能計數器
• mhpmevent：用于配置性能事件

mcounteren和mcountinhibit

這兩個也是hpm相關的寄存器，主要用于控制hpm的使能、計數禁止。

• mcounteren：計數器使能
• mcountinhibit：禁止計數

mscratch

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

mepc

發生中斷時，當前程序的PC值，保存在mepc中，中斷返回時，會從mepc讀取PC值。

mcause

用于保存發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，每個異常/中斷都有對應的編碼值，通過mcause的值，可以很清楚的知道發生了什么中斷或異常，特別在調試過程，mcause發揮了很大作用。

mvtal

異常值寄存器，例如發生異常時，保存出錯的地址。

S模式CSR寄存器

S模式的CSR和M模式基本上是一樣的，只不過將第一個字母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stap寄存器。

stap寄存器主要是給MMU使用，stap寄存器保存了頁表的基地址，MMU通過stap可以找到第一級頁表，進而找到物理地址。stap寄存器涉及到的內容比較多，關于stap相關內容，以后會詳細展開講講。