U54內(nèi)核特權(quán)模式中斷介紹

特權(quán)模式中斷

U54內(nèi)核支持有選擇地將中斷和異常定向到S模式。

該功能由中斷和異常委托CSR處理：mideleg和medeleg。S模式中斷和異?？梢酝ㄟ^stvec、sip、sie 和 scause 管理。

在M模式下，軟件還可以直接寫入SIP寄存器，從而有效地向S模式發(fā)送中斷。這對(duì)于定時(shí)器和軟件中斷特別有用，因?yàn)榭赡苄枰贛模式和S模式下處理這些中斷。

Delegation Registers （mideleg and medeleg）

默認(rèn)情況下，所有的trap都在M模式下處理。M模式下軟件可以通過CSR 有選擇地將中斷和異常委托給S模式。具體的映射如表 92 和表 93 。

注意，本地中斷可以委托給M模式。

Supervisor Status Register （sstatus）

與M模式類似，S模式有一個(gè)寄存器，專門用于跟蹤 hart 的當(dāng)前狀態(tài)，稱為 sstatus。sstatus 實(shí)際上是 mstatus的受限視圖，因?yàn)閷?duì) sstatus 所做的更改反映在 mstatus 中。

通過在 sstatus 中設(shè)置 SIE 位并在 sie 寄存器中啟用所需的單個(gè)中斷來啟用中斷。

Supervisor Interrupt Enable Register （sie）

通過在 sie 寄存器中設(shè)置適當(dāng)?shù)奈粊韱⒂霉芾韱T中斷。

Supervisor Interrupt Pending （sip）

S模式中斷掛起 （sip） 寄存器指示當(dāng)前哪些中斷掛起。

Supervisor Cause Register （scause）

當(dāng)S模式下捕獲陷阱時(shí)，將導(dǎo)致陷阱的事件的代碼寫入 cause。當(dāng)導(dǎo)致陷阱的事件是中斷時(shí)，最高有效位 scause 設(shè)置為1，最低有效位表示中斷號(hào)，使用與 sip 中的位置相同的編碼。例如，S模式定時(shí)器中斷導(dǎo)致 cause 被設(shè)置為0x8000_0000_0000_0005。

scause 也用于指示同步異常的原因，在這種情況下，scause 的最高有效位設(shè)置為 0。有關(guān)同步異常代碼的列表，請(qǐng)參見表 98。

Supervisor Trap Vector （stvec）

默認(rèn)情況下，所有中斷都會(huì)捕獲到 stvec 寄存器中定義的單個(gè)地址。由中斷處理程序讀取原因并做出相應(yīng)的反應(yīng)。RISC?V 和 U54內(nèi)核還支持選擇性地啟用中斷向量的能力。當(dāng)啟用向量時(shí)，在 sie 中定義的每個(gè)中斷都會(huì)陷入到它自己特定中斷處理程序中。

當(dāng) stvec 寄存器的 MODE 字段設(shè)置為 1 時(shí)，向量中斷被啟用。

如果向量中斷被禁用 （stvec.MODE=0），所有中斷都會(huì)陷入 stvec.BASE 地址。如果啟用矢量中斷 （stvec.MODE=1），中斷pc 設(shè)置為 stvec.BASE + 4 × 異常代碼 （scause.EXCCODE）。例如，如果發(fā)生管理定時(shí)器中斷，則 pc 設(shè)置為 stvec.BASE+ 0x14。通常，陷阱向量表中填充有跳轉(zhuǎn)指令，以將控制轉(zhuǎn)移到特定于中斷的陷阱處理程序。

在向量中斷模式下，BASE 必須是 128 字節(jié)對(duì)齊的。

所有主管外部中斷（全局中斷）都映射到異常代碼 9。因此，當(dāng)啟用中斷向量時(shí)，pc 被設(shè)置為任何全局中斷的地址 stvec.BASE +0x24。

Delegated Interrupt Handling

接受委派陷阱后，會(huì)發(fā)生以下情況：

sstatus.SIE 的值被復(fù)制到 sstatus.SPIE，然后 sstatus.SIE 被清除，有效地禁用中斷。

當(dāng)前pc被復(fù)制到sepc寄存器中，然后pc被設(shè)置為stvec的值。在啟用矢量中斷的情況下，pc 設(shè)置為 stvec.BASE + 4 × 異常代碼（scause.EXCCODE）。

中斷前的特權(quán)模式編碼在 sstatus.SPP 中

此時(shí)，控制權(quán)移交給中斷處理程序中的軟件，中斷被禁用?？梢酝ㄟ^顯式設(shè)置 sstatus.SIE 或執(zhí)行 SRET 指令退出處理程序來重新啟用中斷。執(zhí)行SRET 指令時(shí)，會(huì)發(fā)生以下情況：

特權(quán)模式設(shè)置為 sstatus.SPP 中編碼的值

status.SPIE 的值被復(fù)制到 status.SIE

pc 設(shè)置為 sepc 的值

此時(shí)，控制權(quán)交給了軟件