阅读打卡第五站：异常处理、中断处理与中断控制器——《RISC-V体系结构编程与实践 》

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本次是《RISC-V体系结构编程与实践 》阅读打卡第五站，跟帖回复作者提出以下问题。

 

笨书助力读书打卡题目（提醒：听说阅读完书籍的第八章异常处理和第九章中断处理与中断控制器就可以啦）：

18. 在RISC-V处理器中，异常发生后CPU自动做了哪些事情？软件需要做哪些事情？
19. 当返回时，异常是返回到发生异常的指令还是下一条指令？
20. 异常发生后，软件需要保存异常上下文，异常上下文包括哪些内容？
21. 什么是中断现场？对于RISC-V处理器来说，中断现场应该保存哪些内容？

 

参与活动的小伙伴们，阅读的怎样了呢？快快打卡走起

@jobszheng5 @1nnocent @子期非女 @常见泽1 @我爱下载

常见泽1

 当返回时，异常是返回到发生异常的指令还是下一条指令？

_____

分情况

1.对于异步异常，它的返回地址是第一条还没执行或由于中断没有成功执行的指令

2.对于不是系统调用的异常，如数据异常等，返回额是触发同步异常的那条指令

3.系统调用返回的是系统调用指令的下一条指令

 

常见泽1

异常上下文包括哪些内容？

_____

上下文包括所有通用寄存器的值和部分M模式下的寄存器的值

wangerxian

常见泽1 发表于 2023-4-24 09:47  当返回时，异常是返回到发生异常的指令还是下一条指令？ _____ 分情况 1.对于异步异常，它 ...

有点绕口，但是大概意思能懂！RISC-V可以判断异常的类型吗？

我爱下载

18. 在RISC-V处理器中，异常发生后CPU自动做了哪些事情？软件需要做哪些事情？

    异常发生时，CPU自动完成：保存当前PC到mepc寄存器中；把异常类型更新到mcause寄存器中；把发生异常时的虚拟地址更新到mtval寄存器中；保存异常发生前的中断状态；保存异常发生前的处理器模式；关闭本地中断；设置处理器模式为M模式；跳转到异常向量表。

   异常发生后，软件需要做的事情：保存异常发生时的上下文；查询mcause寄存器中的异常及中断编号，跳转到合适的异常处理程序；执行MRET指令，返回异常现场。

    
19. 当返回时，异常是返回到发生异常的指令还是下一条指令？

     对于异步异常，返回地址是第一条没有执行或没有成功执行的指令；

     对于同步异常，返回到触发异常的那条指令；

     对于系统调用，返回到系统调用指令的下一条指令。
20. 异常发生后，软件需要保存异常上下文，异常上下文包括哪些内容？

      异常上下文包括：所有通用寄存器的值和部分M模式下的寄存器。

jobszheng5

18. 在RISC-V处理器中，异常发生后CPU自动做了哪些事情？软件需要做哪些事情？
CPU做的事情
    保存当前 PC 值到mepc 寄存器中
    把异常的类型更新到mcause 寄存器
    把发生异常时的虚拟地址更新到 mtval 存器中
    保存异常发生前的中断状态，即把异常发生前的 MIE 字段保存到 mstatus 寄存器的MPE 字段中
    保存异常发生前的处理器模式(如U 模式、S 模式等)，即把异常发生前的处理器模式保存到mstatus 寄存器的MPP 字段中
    关闭本地中断，即设置mstatus 寄存器中的MIE字段为0
    设置处理器模式为M模式
    跳转到异常向量表，即把 mtvec 寄存器的值设置到PC 寄存器中
系统需要做的事情。
    保在异常发生时的上下文，上下文包括所有通用存器的值和部分 M模式下的寄存器的值。上下文需要保存到栈里。
    查询 mcause 寄存器中的异常以及中断编号，跳转到合适的异常处理程序中
    异常或者中断处理完成之后，恢复保存在栈里的上下文
    执行MRET指令，返回异常现场
19. 当返回时，异常是返回到发生异常的指令还是下一条指令？
是否返回下一条指令，要做不同情况下的分析：
    对于异步异常(中断)，它的返回地址是第一条还没执行或由于中断没有成功执行的指令。
    对于不是系统调用的同步异常，如数据异常、访问没有映射的地址等，它返回的是触发同步异常的那条指令。
    系统调用返回的是系统调用指令(如 ECALL 指令)的下一条指令。
20. 异常发生后，软件需要保存异常上下文，异常上下文包括哪些内容？
异常发生时，需要在栈空间里保存如下内容：
x1~x31 通用寄存器的值
spec 寄存器的值
sstatus 寄存器的值
sbadaddr 寄存器的值
scause 寄存器的值
注意：这个栈空间指的是发生异常时进程的内核模式的栈空间。
21. 什么是中断现场？对于RISC-V处理器来说，中断现场应该保存哪些内容？
中断现场指：MCU在执行中断服务程序前的运行状态，包括内部寄存器，断点地址等。
RISC-V将按下列流程处理：
1. 保存中断发生前的中断状态，即把中断发生前的SIE位保存到sstatus 寄存器中的SPIE字段
2. 保存中断发生前的处理器模式状态，即把异常发生前的处理器模式编码保存到 sstatus寄存器的 SPP 字段中。
之后触发中断处理流程