[發(fā)明專利]用于RISC-V架構(gòu)的中斷系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910198363.3
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110007964A
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡振波
• 申請（專利權(quán)）人: 芯來科技（武漢）有限公司
• 主分類號: G06F9/32
• 分類號: G06F9/32;G06F9/30
• 代理公司: 蘇州中合知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32266
• 代理人: 趙曉芳

本發(fā)明公開了一種用于RISC?V架構(gòu)的中斷系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：CLIC中原有的寄存器，還包括有：pushmcause寄存器、pushmepc寄存器、中斷響應(yīng)寄存器和mtvt2寄存器；pushmcause寄存器，用于通過指令將mcause中的值存入堆棧中；pushmepc寄存器，用于通過指令將mepc中的值存入堆棧中；中斷響應(yīng)寄存器，用于通過指令響應(yīng)CLIC發(fā)出的非向量中斷請求，獲取中斷子程序入口地址和修改全局中斷使能；mtvt2寄存器，用于儲存CLIC模式下的非向量中斷的基地址，通過增加寄存器或改變部分指令，減少指令運(yùn)行條數(shù)，以達(dá)到提高寄存器中的值保存的速度，縮短跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)中斷子程序入口的時間，提高效率的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及低功耗內(nèi)核中斷處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于RISC-V架構(gòu)的中斷系統(tǒng)。

背景技術(shù)

中斷機(jī)制(Interrupt)，即處理器核在順序執(zhí)行程序指令流的過程中突然被別的請求打斷而中止執(zhí)行當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)而去處理別的事情，待其處理完了別的事情，然后重新回到之前程序中斷的點繼續(xù)執(zhí)行之前的程序指令流。其中，打斷處理器執(zhí)行程序指令流的“別的請求”便稱之為中斷請求(Interrupt Request)，而中斷請求的來源則稱之為中斷源(Interrupt Source)，通常情況下，中斷源主要來自外圍硬件設(shè)備。而處理器轉(zhuǎn)去處理“別的事情”便稱之為中斷服務(wù)程序(Interrupt Service Routine，ISR)。

中斷處理是一種正常的機(jī)制，而非一種錯誤。處理器收到中斷請求之后，需要保護(hù)當(dāng)前程序現(xiàn)場，簡稱為保護(hù)現(xiàn)場。等到處理完中斷服務(wù)程序之后，處理器需要恢復(fù)之前的現(xiàn)場，從而繼續(xù)執(zhí)行之前被打斷的程序，簡稱為恢復(fù)現(xiàn)場。

為了在RISC-V系統(tǒng)中加入低延時、支持向量模式和支持嵌套的中斷機(jī)制，RISC-V官方已經(jīng)將CLIC中斷機(jī)制(Core-Local Interrupt Controller)加入了RISC-V的標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中。CLIC可以兼容和替換之前存在的CLINT中斷機(jī)制(Core-Local Interrupt)。相比CLINT中斷機(jī)制，CLIC中斷機(jī)制涉及的CSR寄存器如下：

mstatus寄存器，用于存儲中斷或異常處理模式狀態(tài)；

medeleg寄存器，用于將異常重定向?qū)?yīng)的特權(quán)模式下處理；

mideleg寄存器，用于將中斷重定向?qū)?yīng)的特權(quán)模式下處理；

mie寄存器，用于屏蔽非CLIC模式下的對應(yīng)中斷；

mtvec寄存器，用于存儲異?；蛘咧袛嗳肟诘刂罚?/p>

mtvt寄存器，用于存儲CLIC模式向量中斷的基地址；

mscratch寄存器，用于機(jī)器模式下的程序臨時保存某些數(shù)據(jù)；

mepc寄存器，用于存儲異?；蛘咧袛嗟姆祷氐刂?；

mcause寄存器，用于查詢中斷等待狀態(tài)；

mtval寄存器，用于存儲導(dǎo)致出現(xiàn)異常的地址或者指令；

mip寄存器，用于查詢中斷等待狀態(tài)；

mnxti寄存器，用于獲取中斷入口地址和修改全局中斷使能；

mintstatus寄存器，包括了mil、sil和uil這三個域，分別用于查詢機(jī)器模式、管理者模式和用戶模式下的對應(yīng)中斷的level；

mscratchcsw寄存器，用于特權(quán)模式切換時的數(shù)據(jù)交換；

mscratchcsw1寄存器，用于中斷l(xiāng)evel切換時的數(shù)據(jù)交換；