RISC-V的cycle、time、instret计数器

RISC-V定义了3个64位计数器，分别为：cycle、time、instret，这三个寄存器可以用来评估硬件性能，还可以产生嘀嗒定时中断。

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64位计数器

cycle、time、instret这三个计数器都是64位的，无论是RV32I、RV64I还是RV128I。在RV32I/RV32E中，访问64位计数器要注意正好碰上低32位进位的情况，参考《RV32I/RV32E在访问mtime和mtimecmp的注意事项》。这三个寄存器的主要作用是评估硬件性能的，同时time计数器配合timecmp可以提供一个嘀嗒定时器。

cycle计数器

cycle计数器统计自CPU复位以来共运行了多少个周期。

time计数器

time计数器统计自CPU复位以来共运行了多少时间，驱动time计数器是已知的固定频率的时钟，例如32768Hz的时钟。

instret计数器

instret计数器统计自CPU复位以来共运行了多少条指令。

cycle vs time

cycle统计的是CPU周期数，驱动cycle计数器的是CPU的核心时钟，核心时钟可能是动态调整的，例如繁忙状态下核心时钟调整到100MHz，空闲状态下核心时钟调整到10MHz，依据cycle是无法确定CPU运行了多少时间的，除非CPU的时钟是固定的。而驱动time计数器的一定是固定频率的时钟，所以可以用来确定CPU运行了多少时间。

cycle vs instret

cycle统计的是周期数，instret统计的是指令数，有些指令需要多个周期才能完成，例如MUL指令，有些实现需要4个周期，那么执行MUL指令后，cycle增加4，而instret增加1。还有就是内存访问会引起等待周期，内存的等待周期会累计到cycle，但是不影响instret。

读计数器指令

RDCYCLE    rd // ReaD CYCLE
RDCYCLEH   rd // ReaD CYCLE upper Half, RV32I/RV32E only
RDTIME     rd // ReaD TIME
RDTIMEH    rd // ReaD TIME upper Half, RV32I/RV32E only
RDINSTRET  rd // ReaD INSTR RETired
RDINSTRETH rd // ReaD INSTR upper Half, RV32I/RV32E only