机器模式下的异常处理-stata面板数据处理 步骤介绍 含例子 pdf

会有非对齐的 load 和 store 地址异常。原因有两个，首先，第六章的原子内存操作需要自 然对齐的地址；其次，一些实现者选择省略对于非对齐的常规 load 和 store 的硬件支持， 因为它是一个难以实现的不常用特性。没有这种硬件的处理器依赖于异常处理程序，用一 系列较小的对齐 load 和 store 来模拟软件中非对齐的 load 和 store。应用程序代码并没有变 得更好：虽然速度很慢，非对齐访存操作仍按预期进行，而硬件仍然很简单。或者，在更 高性能的处理器中可以硬件实现非对齐的 load 和 store。这种实现上的灵活性归功于 RISC- V 允许非对齐 load 和 store 与常规 load 和 store 共用操作码。这遵照了第一章将架构和具体 实现隔离开的准则。 有三种标准的中断源：软件、时钟和外部来源。软件中断通过向内存映射寄存器中存 数来触发，并通常用于由一个 hart 中断另一个 hart（在其他架构中称为处理器间中断机 制）。当 hart 的时间比较器（一个名为 mtimecmp 的内存映射寄存器）大于实时计数器 mtime 时，会触发时钟中断。外部中断由平台级中断控制器（大多数外部设备连接到这个 中断控制器）引发。不同的硬件平台具有不同的内存映射并且需要中断控制器的不同特 性，因此用于发出和消除这些中断的机制因平台而异。所有 RISC-V 系统的共同问题是如 何处理异常和屏蔽中断，这是下一节的主题。 10.3 机器模式下的异常处理 八个控制状态寄存器（CSR）是机器模式下异常处理的必要部分： ⚫ mtvec（Machine Trap Vector）它保存发生异常时处理器需要跳转到的地址。 ⚫ mepc（Machine Exception PC）它指向发生异常的指令。 ⚫ mcause（Machine Exception Cause）它指示发生异常的种类。 ⚫ mie（Machine Interrupt Enable）它指出处理器目前能处理和必须忽略的中断。 ⚫ mip（Machine Interrupt Pending）它列出目前正准备处理的中断。 ⚫ mtval（Machine Trap Value）它保存了陷入（trap）的附加信息：地址例外中出错 的地址、发生非法指令例外的指令本身，对于其他异常，它的值为 0。 ⚫ mscratch（Machine Scratch）它暂时存放一个字大小的数据。 ⚫ mstatus（Machine Status）它保存全局中断使能，以及许多其他的状态，如图 10.4 所示。 图 10.4：mstatus 控制状态寄存器。在仅有机器模式且没有 F 和 V 扩展的简单处理中，有效的域只有全 局中断使能、MIE 和 MPIE（它在异常发生后保存 MIE 的旧值）。RV32 的 XLEN 时 32，RV64 是 40。 （来自[Waterman and Asanovic 2017]中的表 3.6；有关其他域的说明请参见该文档的第 3.1 节。） 处理器在 M 模式下运行时，只有在全局中断使能位 mstatus.MIE 置 1 时才会产生中 断.此外，每个中断在控制状态寄存器 mie 中都有自己的使能位。这些位在 mie 中的位置