RISC-V用户级ISA手册2.1版：详解与新特性

RISC-V指令集手册是关于RISC-V架构的权威指南，特别关注于用户级指令集体系结构（User-Level ISA）。这份2.1版由中国大陆FPGA-China网站提供，由Andrew Waterman、Yunsup Lee、David Patterson和Krste Asanović四位来自加州大学伯克利分校的研究人员共同编写。该手册更新了自2.0版以来的一些关键内容，确保了基本用户级ISA的稳定性，同时也对文档进行了扩充和完善。 核心变更点包括： 1. **指令编码优化**：修改了长指令的编码方式，避免在复杂格式中处理rd标识符的位置，提高了指令效率。 2. **硬件描述**：引入了计数器寄存器，原本这些是在浮点部分和特权体系结构手册中介绍的，现在标准化了这部分内容。 3. **指令名称变更**：SCALL和SBREAK指令分别更名为ECALL和EBREAK，功能保持不变。 4. **异常处理澄清**：对浮点NaN处理和转换溢出的返回值进行了明确说明。 5. **内存操作增强**：LR/SC操作的细节更清晰，包括压缩指令在序列中的使用规则。 6. **新ISA提案**：提出了RV32E基本ISA，旨在减少整数寄存器数量，进一步简化设计。 7. **调用约定**：更新了调用约定，可能会影响软件开发，特别是对于RV32E架构。 8. **软浮点调用约定**：对栈对齐进行了调整，并引入了RV32E特定的调用约定。 9. **扩展提案更新**：修订了C压缩扩展提案，至版本1.9，强调通用扩展IMAFD在未来版本中的稳定性。 10. **体系结构划分**：将ISA分为整数基本核心和标准扩展，增强了指令集的灵活性和可扩展性。 11. **立即数编码优化**：改进了指令格式设计，提升了指令的编码效率。 总体来说，RISC-V指令集手册2.1版提供了深入理解RISC-V架构的关键信息，适用于硬件开发者、系统架构师和软件工程师，帮助他们设计、实现和优化基于RISC-V的处理器。