CSRs

参考riscv-privileged-20211203.pdf

sstatus

SPP: 在进入S mode之前hart处于什么mode。 用户态trap进入S mode，SPP被设置为0，其他情况为1。 如果SPP为0，执行SRET后，返回U mode。如果SPP为1，执行SRET后，返回S mode。随后SPP置0。

SIE: 1开启/0关闭 S mode的所有中断 in S mode。 在U mode时，SIE被忽略，S mode 的中断都是打开的。

SPIE: 当trap进入S mode，SIE会置0禁止S mode所有中断，SIE的旧值会保存到SPIE中。 执行SRET后，SIE被设置为SPIE中之前保存的旧值，SPIE置1。

stvec

Supervisor Trap Vector Base Address Register, 保存S mode异常/中断的跳转地址。

MODE为0，直接跳转到BASE；MODE为1，跳转到BASE + cause * 4。

在linux entry.S中的做法为直接设置stvec为handle_exception地址，地址的后两位肯定是4bytes对齐的，所以为00。跳转到handle_exception后，分开处理中断、系统调用、异常。根据异常cause再跳转到不同的异常处理函数。

SIP SIE

Supervisor Interrupt pending/enable Registers

  1. SIP中断挂起（待处理的中断）和SIE中断使能。每一位代表的中断与scause中的为每个中断分配的异常码一致。
  2. 当sstatus.SIE=1, SIP[x]=1, SIE[x]=1，表示系统能够处理某个中断。
  3. SIP中有的位是只读的，不能通过直接写0来清除：
    1. SEIP is read-only in sip, and is set and cleared by the execution environment, typically through a platform-specific interrupt controller.
    2. STIP is read-only in sip, and is set and cleared by the execution environment.
    3. SSIP is writable in sip and may also be set to 1 by a platform-specific interrupt controller.
  4. 看系统中实现了哪些interrupts，可以直接通过写SIE某位为1来enable，再读回SIE看是否为1，来判断是否实现了。
  5. sip，sie的bit 3，7，11分别代表了M mode的software，timer，external interrupts，因为大多数平台不会将M mode的中断委托到S mode，所以图4.6和4.7中相应的位直接为0了。
  6. 优先级：SEI>SSI>STI。

scounteren

sscratch

sepc

Supervisor Exception Program Counter.

当trap发生时，sepc保存发生中断/异常指令的虚拟地址。

如果需要返回到sepc后一条指令，就需要在sret之前修改sepc的值。

对于同步异常，sepc指向导致异常的指令；对于中断，它指向中断处理后应该恢复执行的位置。

scause

保存发生中断/异常指令的事件。

stval

kernel中/ptrace.h pt_regs中的badaddr就是stval。发生kernel panic会打印出badaddr(stval)。

  • 当instruction fetch/load/store时发生breakpoint(3), address-misaligned, access-fault, page-fault，stval会保存导致错误的虚拟地址。

  • 当发生不对齐load/store导致的access-fault/page-fault, stval包含导致故障访问的虚拟地址。

  • 当发生instruction access-fault(1) or page-fault(12)，stval保存导致故障的指令的虚拟地址，此时sepc也会指向指令的开始地址。

  • illegal instruction(2), spec71页。

  • 其他trap，还没实现，stval的值都为0。