3.6 数据格式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.6.1 浮点数据格式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.6.2 整型数据格式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
3.6.3 大小端 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
3.7 内存模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
第四章 指令集 19
4.1 RV64GC 指令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1.1 RV64I 整型指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.1.2 RV64M 乘除法指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.1.3 RV64A 原子指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1.4 RV64F 单精度浮点指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.1.5 RV64D 双精度浮点指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.1.6 RVC 压缩指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4.2 平头哥扩展指令集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.1 Cache 指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.2 同步指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2.3 算术运算指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2.4 位操作指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.2.5 存储指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.2.6 半精度浮点指令子集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
第五章 虚拟内存管理 34
5.1 MMU 概览 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2 编程模型和地址转换 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2.1 MMU 控制寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2.1.1 MMU 地址转换寄存器 (SATP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
5.2.2 地址转换流程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.2.2.1 页表结构 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5.2.2.2 地址转换流程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5.3 TLB 组织形式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
第六章 物理内存保护 40
6.1 PMP 概览 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.2 PMP 控制寄存器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.2.1 物理内存保护设置寄存器（PMPCFG） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.2.2 物理内存保护地址寄存器（PMPADDR） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
第七章 内存子系统 44
7.1 指令高速缓存子系统 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7.1.1 指令预取 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7.1.2 分支历史表 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
7.1.3 分支跳转目标预测器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
iii
