RISC-V特权架构 - 中断注入

中断注入

  • 1 中断注入的作用
  • 2 mip寄存器
  • 3 中断注入后的处理过程

本文属于《 RISC-V指令集基础系列教程》之一,欢迎查看其它文章。

1 中断注入的作用

  • 中断注入,就是在M模式下,手动向S模式去产生一个中断。

比如:向mip寄存器的bit5(STIP)写1,S模式就会产生一个时钟中断。
设置mip寄存器中的STIP字段,相当于把M模式下的定时器中断,注入S模式,并由S模式的操作系统处理。

  • 中断注入,类似于软件中断,由软件来产生。

相对而言是硬件中断,硬件中断,一般是靠GPIO引脚的高低电平来触发。

2 mip寄存器

在这里插入图片描述

3 中断注入后的处理过程

注入中断后,在mip寄存器中,对应bit指示了,发生了何种中断。

对于该中断的处理过程,与正常中断处理流程一致,可参考《RISC-V特权架构 - 模式切换与委托》中《中断处理时模式切换》章节。

主要就是:

  • 判断mideleg,是否委托;
  • 以便更新M或S模式寄存器 ;
  • 然后,进入M或S模式;
  • 然后,跳转到M或S模式的异常向量表基址,进行中断处理;
  • 最后通过mret或sret,返回到之前的模式和pc地址,继续执行。

比如,我们在调试时,就发现OS在处理M模式下时钟中断时,有如下过程:

  • 运行于S模式下的OS,首先会检测到,M模式下时钟中断(mip.MTIP=1);
  • 然后,默认进入M模式,在M模式的中断处理代码(位于riscv-pk固件异常向量表)中,并没有做特殊处理,只是将mip.MTIP注入到mip.STIP(mip.STIP=1),便退出了M,回到S模式;
  • 下一次,当S模式下的OS,检测到,S模式下时钟中断(mip.STIP=1)时,便会按照正常中断处理流程,来处理该中断。

因此,我们看起来,像是固件异常处理代码,伪造了一个S模式下时钟中断,这个过程,就叫做中断注入。

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