RISC-V

计算机系统组成原理

• 冯诺伊曼架构：将指令和数据不加区别地存储在存储器中，由同一个总线传输。
• 哈佛架构：将程序指令和数据分开存储。
  
  

ISA：底层硬件电路面向上层软件程序提供的一层接口规范

IBM 360是第一个将ISA与其实现分离的计算机。
ISA(处理器)的宽度指的是CPU中通用寄存器的宽度，决定寻址范围大小，这里要跟指令长度进行区分。
定义：

• 基本数据类型
• 寄存器
• 指令
• 寻址模式
• 异常或者中断的处理方式

RISC-V

(gnu RISCV汇编器)一个完整的RISC-V汇编程序有多条语句(statement)组成。
典型的RISC-V汇编语句由三部分组成：

[label:] [operation] [comment]

Operation可以由一下多种类型：

• instruction(指令): 直接对应二进制机器指令的字符串
• pseudo-instruction(伪指令)：用一条伪指令指示汇编器产生多条实际指令
• macro(宏)：采用.macro/.endm自定义的宏
• directive(指示/伪操作)：通过类似指令的形式，通知汇编器如何控制代码产生

汇编指令操作对象

寄存器

• 32个通用寄存器，x0~x31
• 在RISC-V中，Hart在执行算数逻辑运算时所操作的数据必须直接来自寄存器

内存

• Hart可以执行在寄存器和内存之间的数据读写操作
• 读写操作使用字节(Byte)为基本单位进行寻址
• RV32可以访问最多2^32个字节的内存空间

指令编码格式

寻址模式

函数调用约定

C函数嵌入RISC-V汇编

asm [volatile] (
    "asm code"
    : output operation list
    : input operation list
    : influenced reg/mem 
)
//eg:
int foo(int a,int b)
{
    int c;
    asm volatile(
        "add %0, %1, %2"
        :"=r"(c)
        :"r"(a), "r"(b)
    );
    return c;
}

现代操作系统分类

实时操作系统RvOS

UART

内存管理

• 自动管理内存 - 栈(stack)
• 静态内存 - 全局变量/静态变量
• 动态管理内存 - 堆

链接器脚本：gcc -T os.ld
[doc](https://sourceware.org/binutils/docs/ld/Script
s.html#Scripts)

# 告诉连接器如何将input sections映射到output sections，以及如何将ouput sections放置在内存中。
SECTIONS
{
    . = 0x10000;
    .text : { *(.text)}
    . = 0x8000000;
    .data : { *(.data) }
    .bss : { *(.bss) }
}
# 定义内存
MEMORY 
{
    rom(rx) : ORIGIN = 0,LENGTH = 256K
}
OUTPUT_ARCH("riscv")
# 定义符号(类似变量赋值)
PROVIDE(symbol=expression)

基于Page实现动态内存分配

上下文切换和协作式多任务