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RISC-V 汇编基础示例

# RISC-V 基础指令示例
# 计算斐波那契数列
.text
.globl fib
fib:
    # 输入: a0 = n
    # 输出: a0 = fib(n)
    li t0, 1
    blt a0, t0, fib_base   # if n < 1, 跳转到基础情况
    
    addi sp, sp, -12       # 分配栈空间
    sw ra, 8(sp)           # 保存返回地址
    sw a0, 4(sp)           # 保存 n
    
    addi a0, a0, -1        # n-1
    call fib               # fib(n-1)
    sw a0, 0(sp)           # 保存 fib(n-1)
    
    lw a0, 4(sp)           # 恢复 n
    addi a0, a0, -2        # n-2
    call fib               # fib(n-2)
    
    lw t0, 0(sp)           # 恢复 fib(n-1)
    add a0, t0, a0         # fib(n-1) + fib(n-2)
    
    lw ra, 8(sp)           # 恢复返回地址
    addi sp, sp, 12        # 释放栈空间
    ret
fib_base:
    mv a0, zero            # fib(0) = 0
    ret

RISC-V 处理器架构

指令取指

Instruction Fetch

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指令译码

Instruction Decode

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RISC-V 开发环境

$ riscv64-unknown-elf-gcc -o hello hello.c

[INFO] 编译 RISC-V 程序...

$ file hello

hello: ELF 64-bit LSB executable, UCB RISC-V, version 1 (SYSV), statically linked, not stripped

$ qemu-riscv64 hello

Hello, RISC-V World!

[SUCCESS] 程序在 RISC-V 模拟器中运行成功

$[RISC-V-Books]

RISC-V 特权架构配置

# RISC-V 机器模式配置示例
# 设置异常处理和中断
.section .text.init
.global _start
_start:
    # 设置栈指针
    la sp, _stack_end
    
    # 配置机器模式异常处理
    la t0, trap_handler
    csrw mtvec, t0
    
    # 启用机器模式中断
    li t0, 0x888           # 启用软件、定时器、外部中断
    csrw mie, t0
    li t0, 0x8             # 全局中断使能
    csrw mstatus, t0
    
    # 设置定时器中断
    li t0, 1000000         # 1秒间隔
    csrw mtimecmp, t0
    
    # 跳转到主程序
    call main
    
trap_handler:
    # 保存寄存器
    addi sp, sp, -32
    sw ra, 0(sp)
    sw t0, 4(sp)
    
    # 检查异常原因
    csrr t0, mcause
    bgez t0, handle_exception   # 如果是异常
    
handle_interrupt:
    # 处理中断
    andi t0, t0, 0x7FF
    li t1, 7                    # 机器模式定时器中断
    beq t0, t1, timer_interrupt
    
handle_exception:
    # 处理异常...
    
timer_interrupt:
    # 处理定时器中断
    li t0, 1000000
    add t0, t0, t0
    csrw mtimecmp, t0           # 设置下一个中断
    
    # 恢复寄存器并返回
    lw ra, 0(sp)
    lw t0, 4(sp)
    addi sp, sp, 32
    mret