中断处理程序
scause
当处理自陷时, cause CSR中被写入一个指示导致 自陷的事件的代码。如果自陷由中断引起,则置上中断位。“异常代码”字段包含指示最后一个异常的代 码。具体的中断/异常映射关系,见中文手册100页。
初始化
中断处理需要初始化,所以我们在init.c
里调用一些初始化的函数
// kern/init/init.c
#include <trap.h>
int kern_init(void) {
extern char edata[], end[];
memset(edata, 0, end - edata);
cons_init(); // init the console
const char *message = "(THU.CST) os is loading ...\n";
cprintf("%s\n\n", message);
print_kerninfo();
// grade_backtrace();
//trap.h的函数,初始化中断
idt_init(); // init interrupt descriptor table
//clock.h的函数,初始化时钟中断
clock_init();
//intr.h的函数,使能中断
intr_enable();
// LAB1: CAHLLENGE 1 If you try to do it, uncomment lab1_switch_test()
// user/kernel mode switch test
// lab1_switch_test();
/* do nothing */
while (1)
;
}
// kern/trap/trap.c
void idt_init(void) {
extern void __alltraps(void);
//约定:若中断前处于S态,sscratch为0
//若中断前处于U态,sscratch存储内核栈地址
//那么之后就可以通过sscratch的数值判断是内核态产生的中断还是用户态产生的中断
//我们现在是内核态所以给sscratch置零
write_csr(sscratch, 0);
//我们保证__alltraps的地址是四字节对齐的,将__alltraps这个符号的地址直接写到stvec寄存器
write_csr(stvec, &__alltraps);
}
//kern/driver/intr.c
#include <intr.h>
#include <riscv.h>
/* intr_enable - enable irq interrupt, 设置sstatus的Supervisor中断使能位 */
void intr_enable(void) { set_csr(sstatus, SSTATUS_SIE); }
/* intr_disable - disable irq interrupt */
void intr_disable(void) { clear_csr(sstatus, SSTATUS_SIE); }
处理
trap.c的中断处理函数trap, 实际上把中断处理,异常处理的工作分发给了interrupt_handler()
,exception_handler()
, 这些函数再根据中断或异常的不同类型来处理。
// kern/trap/trap.c
/* trap_dispatch - dispatch based on what type of trap occurred */
static inline void trap_dispatch(struct trapframe *tf) {
//scause的最高位是1,说明trap是由中断引起的
if ((intptr_t)tf->cause < 0) {
// interrupts
interrupt_handler(tf);
} else {
// exceptions
exception_handler(tf);
}
}
/* *
* trap - handles or dispatches an exception/interrupt. if and when trap()
* returns,
* the code in kern/trap/trapentry.S restores the old CPU state saved in the
* trapframe and then uses the iret instruction to return from the exception.
* */
void trap(struct trapframe *tf) { trap_dispatch(tf); }
interrupt_handler()
和exception_handler()
的实现还比较简单,只是简单地根据scause
的数值更仔细地分了下类,做了一些输出就直接返回了。switch里的各种case, 如IRQ_U_SOFT
,CAUSE_USER_ECALL
,是riscv ISA 标准里规定的。我们在riscv.h
里定义了这些常量。我们接下来主要关注时钟中断的处理。
在这里我们对时钟中断进行了一个简单的处理,即每次触发时钟中断的时候,我们会给一个计数器加一,并且设定好下一次时钟中断。当计数器加到100的时候,我们会输出一个100ticks
表示我们触发了100次时钟中断。通过在模拟器中观察输出我们即刻看到是否正确触发了时钟中断,从而验证我们实现的异常处理机制。
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