RISC-V特权架构和通用寄存器

RISC-V特权架构

ARM有7种工作模式，而RISC-V也有不同的模式，这些模式在RISC-V中也被称为特权架构。

RISC-V总共有四种模式，分别是U、S、H和M模式：

U模式被编码为00，S模式编码为01，H模式编码为10，M模式编码为11。Level越高，等级越高。等级越高，拥有的访问权限也更高。按照特权等级，由高到低依次为M、H、S、U。

上图中编码为10的模式是保留的，这个模式实际上就是H模式，H模式是用作虚拟化，但是目前RISC-V对虚拟化还不太完善，基本不支持。因此上图并没有将H模式标出来，而是作为保留。也正是因此，有人经常将RISC-V的模式说成三种U、S和M。

• U模式：User，用户模式
• S模式：Supervisor，监管者模式
• M模式：Machine，机器模式

以RISC-V Linux为例，Linux应用程序处于U模式，Linux内核/uboot处于S模式，M模式则是OpenSBI。M模式拥有最高访问权限，Linux内核如果要访问CSR寄存器，则必须由S模式切换到M模式，由OpenSBI读取CSR寄存器，然后将数据返回给内核。

M模式是必须要选择的，RISC-V的裸机代码都运行在M模式下。

RISC-V通用寄存器

寄存器	ABI名称	说明
x0	zero	0值寄存器，硬编码为0，写入数据忽略，读取数据为0
x1	ra	用于返回地址（return address）
x2	sp	用于栈指针（stack pointer）
x3	gp	用于通用指针（global pointer）
x4	tp	用于线程指针
x5	t0	用于存放临时数据或者备用链接寄存器
x6~x7	t1~t2	用于存放临时数据寄存器
x8	s0/fp	需要保存的寄存器或者帧指针寄存器
x9	s1	需要保存寄存器
x10~x11	a0~a1	函数参数或者返回值寄存器
x12~x17	a2-a7	函数传递参数寄存器
x18~x27	s2-s11	需要保存的寄存器
x28~x31	t3~t6	用于存放临时数据寄存器

RISC-V有x0 x31共32个通用寄存器，每个通用寄存器都有各自的用途，例如x2是作为sp栈指针、a0~a1用来保存函数参数或返回值。x0寄存器被硬编码为了0，就是个0值寄存器。

ABI名称相当于这些通用寄存器的别名，在RISC-V汇编当中，都使用ABI名称来代表这些寄存器。