谁在 qemu-riscv 中提供系统调用？

Question

我开始学习 riscv。我得到了 qemu-riscv、riscv-gcc 并编译了下一个 hello world asm 程序：

.section .text
.globl _start
_start:

    li a0, 0                    # stdout
1:  auipc a1, %pcrel_hi(msg)    # load msg(hi)
    addi a1, a1, %pcrel_lo(1b)  # load msg(lo)
    li a2, 12                   # length
    li a3, 0
    li a7, 64                   # _NR_sys_write
    ecall                       # system call

    li a0, 0
    li a1, 0
    li a2, 0
    li a3, 0
    li a7, 93                   # _NR_sys_exit
    ecall                       # system call

loop:
    j loop

.section .rodata
msg:
    .string "Hello World\n"

这里正在使用系统调用（_NR_sys_write，_NR_sys_exit），这让我感到困惑 - 我想我运行“裸机”程序，但为什么隐式使用系统调用？为什么这个系统调用由 qemu 代理，如果我在没有实现系统调用的 fpga riscv 上运行此代码会发生什么？

ps：我真的很难找到任何 risc-v 编程教程或处理器裸机配置。移植操作系统（FreeRTOS、Linux 和 FreeBSD）有一些注释不佳的代码，但没有任何解释。你能帮我提供这些信息吗？

Answer 1

QEMU 中有三类目标：

• 用户模式仿真，其中 QEMU 提供 AEE（应用程序执行环境）。在这种模式下，QEMU 本身充当监督者——换句话说，当 QEMU 看到ecall 时，它将解码系统调用号/参数，执行系统调用，然后返回到模拟指令。因此，QEMU 的用户模式仿真与特定主管的 ABI 相关联，我在 RISC-V 领域看到的唯一实例是 Linux。
• Soft MMU，其中 QEMU 提供 MEE（机器执行环境）。在这种模式下，整个软件堆栈就像在一个完整的 RISC-V 系统上运行一样运行，QEMU 提供了模拟设备——换句话说，当 QEMU 看到ecall 时，它将开始在陷阱向量处模拟代码。在这里，QEMU 不需要了解有关主管的任何信息，因为确切的主管代码正在运行。
• 硬件虚拟化，其中 QEMU 提供 HEE（管理程序执行环境），同时依靠硬件仿真来提供更好的性能。我们还没有在 RISC-V 上进行这项工作（截至 2018 年 10 月），但是随着早期的实施工作正在制定规范。

如果您在用户空间中看到 ecall 指令神奇地工作，那么您可能正在用户模式仿真中运行。