RISC-V 指令架构 -- 模式切换

术语

缩写	介绍
CSR	Control and status register
ISA	Instruction Set Architecture

RISC-V 特权模式

处理器支持三种特权模式，机器模式，监督模式，用户模式。
1. 机器模式: 拥有最高的特权，处理器上电就处于此模式，特权模式编码为0x03。
2. 监督模式: 一般运行OS kernel，特权模式编码为0x01。
3. 用户模式: 运行用户APP，特权模式编码为0x00。
机器子模式（芯来 core）
1. 正常的机器模式，Machine Sub-Mode为0x00
2. 中断处理模式，Machine Sub-Mode为0x01
3. 异常处理模式，Machine Sub-Mode为0x02
4. NMI处理模式，Machine Sub-Mode为0x03
  
  注:msubm 寄存器保存sub-Mode值
模式转换

通过指令和系统寄存medeleg.bit[8]的配合，使得机器模式，监督模式和用户模式之间转换。

RISC-V 模式转换图

机器模式切换到用户模式

void user_mode_entry()
{printf("RISC-V user mode say hello\n");while(1);
}
void switch_mode()
{unsigned int pmp_config = 0x1f;//NAPOT|R|W|Xunsigned int mepc_addr = (unsigned int)user_mode_entry;asm volatile ("csrw pmpcfg0, %0\n\t""csrw pmpaddr0, %1\n\t"                  "csrc mstatus, %2\n\t""csrw mepc, %3\n\t""mret": : "r" (pmp_config), "r" (-1UL), "r" (0x1800), "r" (mepc_addr) : "memory");
}

用户模式切换到机器模式

struct sbiret sbi_ecall(int ext, int fid, unsigned long arg0,unsigned long arg1, unsigned long arg2,unsigned long arg3, unsigned long arg4,unsigned long arg5)
{struct sbiret ret;register uintptr_t a0 asm ("a0") = (uintptr_t)(arg0);register uintptr_t a1 asm ("a1") = (uintptr_t)(arg1);register uintptr_t a2 asm ("a2") = (uintptr_t)(arg2);register uintptr_t a3 asm ("a3") = (uintptr_t)(arg3);register uintptr_t a4 asm ("a4") = (uintptr_t)(arg4);register uintptr_t a5 asm ("a5") = (uintptr_t)(arg5);register uintptr_t a6 asm ("a6") = (uintptr_t)(fid);register uintptr_t a7 asm ("a7") = (uintptr_t)(ext);asm volatile ("ecall": "+r" (a0), "+r" (a1): "r" (a2), "r" (a3), "r" (a4), "r" (a5), "r" (a6), "r" (a7): "memory");ret.error = a0;ret.value = a1;return ret;
}

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