RISC-V 割り込みと例外処理

割り込みとは

• 一般的には周辺装置側からCPUにI/O処理の完了などを通知する仕組み

• 周辺装置（GPIO, タイマ, シリアル, LAN など）

割り込み番号

• 割込みを一意に識別する識別子（１以上の整数値）

割込み優先度

• 割込みの優先順位を決定するための数値（数値が大きい順に処理）

特権レベルスタック

• 割り込み時，１つ前の特権状態をステータスレジスタに保持（復帰命令で特権状態をもとに戻す ）

割り込み流れ

• 周辺装置 -> 割り込みコントローラ(PLIC) -> CPU -> OS -> デバイスドライバ

PLIC（プラットフォームレベル割り込みコントローラ）

• さまざまなデバイス割り込みをHartコンテキストの外部割り込みラインに多重化し，割り込み優先度をハードウェアでサポート．

• 割り込みはまずPLICが吸収．その後，CPUコアの各実行モードに割り振られる．

github.com

RISC-Vの処理（割り込み / 例外 発生後）

• PCを<trap_vector>アドレスにジャンプ．

<trap_vector>アドレス

• CSRの１つであるmtvec (アドレス0x305) に格納されている．

• 割り込みや例外発生時の処理（システムコール）が記述されている．

• 具体的には，原因レジスタや割り込みペンディングレジスタの値を調査し，個々の処理に移る．

<trap_vector>アドレスの追加

• RISC-Vでは，割り込みや例外の種類ごとに専用の<trap_vector>を追加できる．

実行モード

• 割り込みや例外は，基本的にマシンモードで処理

Trap Delegation Register（トラップ代理レジスタ）

• 各実行モードはTDRを持つ．

• 割り込みや例外の種類に応じて実行モードを変更して処理できる．したがって，別の実行モードで動いているタスクに直接割り込みを通達できる．便利．

five-embeddev.com

それでは．いろはにへとへと．