SSPUSH

RISC-V SSPUSH 指令详解

指令手册SYSTEM (MOP.RR.7)

SSPUSH 将 x1/x5 链接寄存器值压入向下增长的影子栈。

指令语法

sspush rs2
操作数说明
本指令为 SYSTEM (MOP.RR.7) 格式,请根据汇编语法确认各操作数位置。
Zicfiss安全机制

指令行为说明

SSPUSH 以 ssp - XLEN/8 为地址把 x1 或 x5 的返回地址副本写入影子栈;只有影子栈存储成功后,ssp 才提交为该新值。它用于非叶子函数入口,配合普通栈保存返回地址来检测返回地址被篡改。

SSPUSH 指令解析与执行动画

只显示规范定义的编码、条件和架构可见状态。

sspush x1
执行环境
指令编码
31..25
MOP.RR.7
1100111
24..20
rs2
x1
19..15
rs1
00000
14..12
funct3
100
11..7
rd
00000
6..0
opcode
SYSTEM
解码固定字段
ssp=0x0000000000002000, x[x1]=0x0000000012345678
mem[0x0000000000001FF8] <- 0x0000000012345678; ssp <- 0x0000000000001FF8
尚未提交架构状态。

快速理解与检索要点

SSPUSH 是 Zicfiss 影子栈压入指令;只有完成存储后才更新 ssp。

影子栈操作隐式使用 ssp,宽度为 XLEN。
不要把 CFI MOP 兼容性误解为安全检查总是执行;未启用时可能退化为 no-op 或写零结果。

常见使用场景

函数调用与返回

使用 jal ra, label 或 jalr ra, rs, imm。

操作系统接口

结合 «sspush x1» 等实际代码理解该场景。

特定用途

结合 «sspush x1» 等实际代码理解该场景。

使用前检查清单

语法检查
  • 确认当前指令格式为 SYSTEM (MOP.RR.7)。
  • 确认操作数排列顺序与示例一致。
语义检查
  • 确认目标寄存器用途和调用约定兼容。
  • 确认该指令不是伪指令展开后的底层形式。

容易混淆 / 常见误区

该指令只支持 x1 或 x5 作为源链接寄存器。
Zicfiss 依赖 Zicsr、Zimop 和 Zaamo 扩展。
只有相应 Zicfiss 状态启用时才提供影子栈保护;未启用时按规范的兼容行为处理。
若隐式影子栈存储产生 store/AMO access-fault、页故障或来宾页故障,ssp 不更新。
若 ssp 未按 XLEN 对齐,SSPUSH 会产生 store/AMO access-fault。
访问内存必须是幂等的,并且 PMP 必须允许读写;否则会产生 store/AMO access-fault。
异常行为取决于当前特权级、环境配置 CSR 和页表/内存属性。
ssp 先递减形成存储地址,但只有存储成功后才提交更新。
SSPUSH/C.SSPUSH 只有在影子栈存储成功后才递减 ssp。

常见问题

SSPUSH 未启用相关 CFI 时会怎样?

Zicfiss 指令按官方 Zimop/Zcmop 兼容规则退化,不执行影子栈检查或更新。

SSPUSH 的官方来源是什么?

RISC-V 非特权 ISA 的 Control-flow Integrity 章节定义 LPAD、SSPUSH、SSPOPCHK、SSRDP 和 SSAMOSWAP。