RISC-V指令集手册：特权架构20190608版

"RISC-V Instruction Set Manual Volume II: Privileged Architecture, Document Version 20190608-Priv-MSU-Ratified, 是由Andrew Waterman和Krste Asanović等人编写的，主要介绍了RISC-V架构的特权级指令集体系结构。该手册是RISC-V架构规范的重要组成部分，详细描述了处理器在特权模式下的操作，包括内存管理、中断处理、系统调用等核心功能。" RISC-V（Reduced Instruction Set Computer, 简化指令集计算机）是一种开放源代码的指令集架构，旨在提供高效、模块化和可扩展的计算平台。这个2019年6月8日的版本是特权架构的官方规范，它定义了处理器在执行特权指令时的行为，这些指令通常用于系统管理和硬件控制。 特权架构分为多个级别，包括Machine（M）级别、Supervisor（S）级别、User（U）级别和Hypervisor（H）级别（在某些实现中）。每个级别提供了不同的权限和访问控制，使得操作系统和其他系统软件可以安全地管理硬件资源。 1. Machine Mode (M): 这是最高的特权级别，拥有对所有硬件资源的完全访问权限，包括内存管理系统、中断和异常处理。在这个模式下，操作系统内核执行关键任务，如初始化系统和配置硬件。 2. Supervisor Mode (S): 在Machine Mode之下，Supervisor Mode允许运行虚拟机监控器和操作系统内核，负责进程调度、内存管理和设备驱动。 3. User Mode (U): 这是最常见的运行级别，普通应用程序在User Mode下执行，对硬件资源的访问受到严格的限制，以防止程序意外破坏系统。 4. Hypervisor Mode (H): 当存在时，Hypervisor Mode提供了一个额外的隔离层，用于运行多个操作系统实例或虚拟机，保持它们之间的独立性。 手册详细讨论了以下主题： - 内存模型：包括页表结构、地址转换和内存保护机制。 - 中断和异常处理：描述了如何响应硬件和软件事件，以及中断和异常的优先级和处理流程。 - 系统调用（syscall）：定义了用户程序与操作系统进行交互的标准接口。 - 时间基元：如时钟中断和时间戳计数器，用于时间同步和计时。 - 启动过程：详细说明了处理器如何从初始状态启动，并进入特权模式。 此外，文档还包含了错误检测和校验机制、多核处理器间的同步以及调试支持等内容。RISC-V的设计理念鼓励创新和定制，因此该手册还提供了扩展接口，允许实现者根据特定需求添加自定义指令和功能。 "riscv-privileged-20190608.pdf"是理解和实现RISC-V特权级系统软件开发的关键参考资料，对于硬件设计者、操作系统开发者和嵌入式系统工程师来说，具有极高的价值。