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https://github.com/cccriscv/mini-riscv-os.git
synced 2025-11-16 04:24:33 +00:00
update the info on CSR
This commit is contained in:
@@ -16,7 +16,7 @@
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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:
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- 如何產生 Timer interrupt
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- 什麼是中斷向量表?
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- CSR 暫存器
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### 如何產生 Timer interrupt
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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。
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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:
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@@ -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
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> 補充:
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> 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)。
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### CSR
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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。
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- CSR
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- mtvec
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當進入異常時, PC (Program counter) 會進入 mtvec 所指向的地址並繼續運行。
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- mcause
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紀載異常的原因
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- mtval
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紀載異常訊息
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- mepc
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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。
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- mstatus
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進入異常時,硬體會更新 mstatus 寄存器的某些域值。
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- mie
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決定中斷是否被處理。
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- mip
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反映不同類型中斷的等待狀態。
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- Memory Address Mapped
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- mtime
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紀錄計時器的值。
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- mtimecmp
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儲存計時器的比較值。
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- msip
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產生或結束軟體中斷。
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- PLIC
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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:
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- csrs
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把 CSR 中指定的 bit 設為 1。
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```assembly=
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csrsi mstatus, (1 << 2)
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```
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上面的指令會將 mstatus 從 LSB 數起的第三個位置設成 1 。
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- csrc
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把 CSR 中指定的 bit 設為 0。
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```assembly=
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csrsi mstatus, (1 << 2)
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```
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上面的指令會將 mstatus 從 LSB 數起的第三個位置設成 0 。
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- csrr[c|s]
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將 CSR 的值讀入通用暫存器。
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```assembly=
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csrr to, mscratch
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```
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- csrw
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將通用暫存器的值寫入 CSR 。
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```assembly=
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csrw mepc, a0
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```
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- csrrw[i]
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將 csr 的值寫入 rd 後,且將 rs1 的值寫入 csr 。
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```assembly=
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csrrw rd, csr, rs1/imm
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```
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換個角度思考:
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```assembly=
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csrrw t6, mscratch, t6
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```
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上面的操作可以讓 t6 與 mscratch 的值互換。
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## 系統執行
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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
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