《RISC-V開放架構設計之道》是電子工業出版社出版圖書，【美】David Patterson 【美】Andrew Waterman 著，勾凌睿 陳璐 劉志剛 譯。
基本介紹
- 中文名：RISC-V開放架構設計之道
- 作者：【美】David Patterson 【美】Andrew Waterman 著
- 譯者：勾凌睿 陳璐 劉志剛 譯
- 出版時間：2024年1月
- 出版社：電子工業出版社
- 頁數：240 頁
- ISBN：9787121464096
- 定價：89 元
- 開本：16 開
內容簡介,圖書目錄,作者簡介,
內容簡介
書中首先提出一款指令集的7項評價指標，包括成本、簡潔、性能、架構和實現分離、提升空間、代碼大小、易於編程/編譯/連結，然後圍繞這7項評價指標從全系統角度向讀者介紹RISC-V 的精巧設計和眾多的取捨考量。同時，本書還介紹x86、ARM 和MIPS 的設計，並通過插入排序和DAXPY（雙精度乘加）程式量化對比它們，突出RISC-V 的優勢，深入闡釋指令集設計對計算機系統的影響。
如果您是學生，本書將是一本優秀的課外讀物，有助於您建立完整的計算機系統觀念；如果您是教師，本書將為您提供豐富的真實案例，能給您的教學工作帶來新的啟發；如果您是相關方向的從業人士，本書除了開拓您的視野，還是一本方便的小型參考手冊，幫助您更輕鬆地完成工作。
圖書目錄
第1章 為什麼要有RISC-V 1
1.1 導言 2
1.2 模組化ISA 和增量型ISA 3
1.3 ISA 設計導論 5
1.4 全書總覽 11
1.5 結語13
1.6 擴展閱讀14
第2章RV32I：RISC-V 基礎整數指令集16
2.1 導言17
2.2 RV32I 指令格式18
2.3 RV32I 暫存器 21
2.4 RV32I 整數計算23
2.5 RV32I 取數和存數 25
2.6 RV32I 條件分支26
2.7 RV32I 無條件跳轉 27
2.8 其他RV32I 指令28
2.9 通過插入排序對比RV32I、ARM-32、MIPS-32 和x86-32 28
2.10 結語34
2.11 擴展閱讀 36
第3 章RISC-V 彙編語言 37
3.1 導言38
3.2 調用約定38
3.3 彙編器 41
3.4 連結器 46
3.5 靜態連結和動態連結49
3.6 載入器 49
3.7 結語50
3.8 擴展閱讀50
第4章RV32M：乘法和除法指令51
4.1 導言52
4.2 結語54
4.3 擴展閱讀55
第5章RV32F 和RV32D：單精度和雙精度浮點數56
5.1 導言57
5.2 浮點暫存器60
5.3 浮點取數、存數和算術運算62
5.4 浮點轉換和數據傳送63
5.5 其他浮點指令63
5.6 通過DAXPY 程式對比RV32FD、ARM-32、MIPS-32 和x86-32 65
5.7 結語68
5.8 擴展閱讀68
第6章RV32A：原子指令70
6.1 導言71
6.2 結語73
6.3 擴展閱讀74
第7章RV32C：壓縮指令75
7.1 導言76
7.2 對比RV32GC、Thumb-2、microMIPS 和x86-32 81
7.3 結語82
7.4 擴展閱讀82
第8章RV32V：向量83
8.1 導言84
8.2 向量計算指令85
8.3 向量暫存器和動態類型86
8.4 向量取數和存數88
8.5 向量操作的並行度 89
8.6 向量操作的條件執行90
8.7 其他向量指令90
8.8 示例：用RV32V 編寫DAXPY 程式92
8.9 對比RV32V、MIPS-32 MSA SIMD 和x86-32 AVX SIMD· 93
8.10 結語97
8.11 擴展閱讀 99
第9章RV64：64 位地址指令· 100
9.1 導言101
9.2 通過插入排序比較RV64 與其他64 位ISA 105
9.3 程式大小112
9.4 結語113
9.5 擴展閱讀114
第10章RV32/64 特權架構115
10.1 導言116
10.2 簡單嵌入式系統的機器模式117
10.3 機器模式的異常處理 119
10.4 嵌入式系統中的用戶模式和進程隔離 124
10.5 現代作業系統的監管模式 126
10.6 頁式虛擬記憶體128
10.7 標識和性能CSR 133
10.8 結語136
10.9 擴展閱讀 136
第11章 未來的RISC-V 可選擴展 137
11.1 “B”標準擴展：位操作 138
11.2 “E”標準擴展：嵌入式 138
11.3 “H”特權態架構擴展：支持虛擬機管理器（Hypervisor） 138
11.4 “J”標準擴展：動態翻譯語言· 138
11.5 “L”標準擴展：十進制浮點 139
11.6 “N”標準擴展：用戶態中斷139
11.7 “P”標準擴展：緊縮SIMD 指令139
11.8 “Q”標準擴展：四倍精度浮點140
11.9 結語140
附錄A RISC-V 指令列表 141
附錄B 把RISC-V 直譯到其他ISA 187
索引195
作者簡介
大衛·帕特森（David Patterson）在加州大學伯克利分校擔任計算機科學系教授40 年，於2016 年退休，並加入“Google 大腦”項目擔任傑出工程師。他還擔任RISC-V 國際基金會董事會副主席和RISC-V 國際開源實驗室主任。他曾被任命為伯克利計算機科學部主席，並當選計算研究協會（CRA，Computing Research Association）主席和計算機協會（ACM，Association for Computing Machinery）主席。在20 世紀80年代，他領導了四代精簡指令集計算機（RISC，Reduced InstructionSet Computer）項目，伯克利最新的RISC 因此得名“RISC Five”（第五代RISC）。
他和安德魯·沃特曼（AndrewWaterman）均為四位RISC-V 架構師中的一員。除RISC 以外，他最著名的研究項目是廉價磁碟冗餘陣列（RAID，Redundant Arrays of Inexpensive Disks）。基於這項研究，他發表了多篇論文，出版了7 本書，獲得了超過40 項榮譽，包括當選美國國家工程院和美國國家科學院院士，入選“矽谷工程名人堂”，獲ACM、CRA 和SIGARCH 頒發的傑出成就獎。他在教學方面所獲獎項包括傑出教學獎（加州大學伯克利分校）、Karlstrom傑出教育家獎（ACM）、Mulligan 教育獎章（IEEE），以及兩次教科書卓越獎（Text and Academic Authors Association）。
他最近獲得的榮譽包括Tapia 成就獎、BBVA 基金會知識前沿獎以及ACM 圖靈獎，其中後兩者與約翰·軒尼詩（John Hennessy）共同獲得。他在加州大學洛杉磯分校獲所有學位，也被該校授予傑出工程學院校友獎。他在南加州長大，興趣愛好是和兒子們一起玩人體衝浪、騎腳踏車和踢足球，以及和妻子一起遠足。他們在高中時期相愛，並於2022 年慶祝了55 周年結婚紀念日。
安德魯·沃特曼（Andrew Waterman）是SiFive 的總工程師和聯合創始人。SiFive 由RISC-V 架構的發明者們創辦，旨在提供基於RISC-V 的低成本定製晶片。他獲加州大學伯克利分校計算機科學博士學位。其間，他厭倦了現有指令集架構的變幻莫測，於是參與設計了RISC-V ISA 和第一款RISC-V微處理器。安德魯在多個開源項目中均做出主要貢獻，包括基於RISC-V 指令集的開源Rocket chip 生成器、Chisel 硬體構造語言，以及Linux 作業系統核心、GNU C 編譯器和C 庫的RISC-V 版本移植工作。他還獲加州大學伯克利分校碩士學位，其間開展了RISC-V 壓縮擴展的前期工作。他還獲杜克大學工學學士學位。
