update the info on CSR

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Ian Chen
2021-06-11 12:10:54 +08:00
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commit 659ad4d73b

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@@ -16,7 +16,7 @@
在學習系統如何實現時間中斷機制之前,我們必須先了解幾件事情:
- 如何產生 Timer interrupt
- 什麼是中斷向量表?
- CSR 暫存器
### 如何產生 Timer interrupt
RISC-V 架構有規定,系統平台必須要有一個計時器。並且,該計時器必須具備兩個 64-bit 的暫存器 mtime 以及 mtimecmp ,前者用於紀錄當前計數器的值,後者則是 mtime 的比較值,當 value of mtime > value of mtimecmp 時便會產生中斷。
而這兩個寄存器也被定義在 [riscv.h](https://github.com/cccriscv/mini-riscv-os/blob/master/04-TimerInterrupt/riscv.h) 中:
@@ -36,6 +36,65 @@ RISC-V 架構有規定,系統平台必須要有一個計時器。並且,該
> 補充:
> 當異常或是中斷發生時,處理器會停止手邊的工作,再將 Program counter 的位址指向 mtvec 所指的位址並開始執行。這樣的行為就好像是主動跳入陷阱一樣,因此,在 RISC-V 的架構中將這個動作定義為 Trap ,在 xv6 (risc-v) 作業系統中,我們也可以在 Kernel 端的原始碼找到一系列處理 Interrupt 的操作 (大多定義在 Trap.c 之中)。
### CSR
RISC-V 架構定義了許多暫存器,部分暫存器被定義為控制和狀態暫存器,也就是標題所指出的 CSR (Control and status registers) ,它被用於配置或是紀錄處理器的運作狀況。
- CSR
- mtvec
當進入異常時, PC (Program counter) 會進入 mtvec 所指向的地址並繼續運行。
- mcause
紀載異常的原因
- mtval
紀載異常訊息
- mepc
進入異常前 PC 所指向的地址。若異常處理完畢, Program counter 可以讀取該位址並繼續執行。
- mstatus
進入異常時,硬體會更新 mstatus 寄存器的某些域值。
- mie
決定中斷是否被處理。
- mip
反映不同類型中斷的等待狀態。
- Memory Address Mapped
- mtime
紀錄計時器的值。
- mtimecmp
儲存計時器的比較值。
- msip
產生或結束軟體中斷。
- PLIC
此外, RISC-V 定義了一系列的指令讓開發者能夠對 CSR 暫存器進行操作:
- csrs
把 CSR 中指定的 bit 設為 1。
```assembly=
csrsi mstatus, (1 << 2)
```
上面的指令會將 mstatus 從 LSB 數起的第三個位置設成 1 。
- csrc
把 CSR 中指定的 bit 設為 0。
```assembly=
csrsi mstatus, (1 << 2)
```
上面的指令會將 mstatus 從 LSB 數起的第三個位置設成 0 。
- csrr[c|s]
將 CSR 的值讀入通用暫存器。
```assembly=
csrr to, mscratch
```
- csrw
將通用暫存器的值寫入 CSR 。
```assembly=
csrw mepc, a0
```
- csrrw[i]
將 csr 的值寫入 rd 後,且將 rs1 的值寫入 csr 。
```assembly=
csrrw rd, csr, rs1/imm
```
換個角度思考:
```assembly=
csrrw t6, mscratch, t6
```
上面的操作可以讓 t6 與 mscratch 的值互換。
## 系統執行
首先讓我們展示一下系統的執行狀況,當你用 make clean, make 等指令建置好