(mips體系結(jié)構(gòu)剖析,編程與實(shí)踐)第4章 mips 異常與中斷處理文庫(kù)

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1、(MIPS體系結(jié)構(gòu)剖析,編程與實(shí)踐)第4章MIPS異常和中斷處理文庫(kù)MIPS異常和中斷處理(ExceptionandInterrupthandling)任何一個(gè)CPU都要提供一個(gè)詳細(xì)的異常和中斷處理機(jī)制。一個(gè)軟件系統(tǒng)，如操作系統(tǒng)，就是一個(gè)時(shí)序邏輯系統(tǒng)，通過時(shí)鐘，外部事件來(lái)驅(qū)動(dòng)整個(gè)預(yù)先定義好的邏輯行為。這也是為什么當(dāng)寫一個(gè)操作系統(tǒng)時(shí)如何定義時(shí)間的計(jì)算是非常重要的原因。大家都非常清楚UNIX提供了一整套系統(tǒng)調(diào)用(SystemCall)。系統(tǒng)調(diào)用其實(shí)就是一段EXCEPTION處理程序。我們可能要問：為什么CPU要提供Excpetion和InterruptHandling呢？*處

2、理illegalbehavior,例如，TLBFault,or,wesay,thePagefault;CacheError;*Provideanapproachforaccessingpriviledgedresources,forexample,CP0registers.Asweknow,foruserleveltasks/processes,theyarerunningwiththeUserModepriviledgeandareprohibilitedtodirectlycontrolCPO.CPUneedprovideamechanismforthemtotrap

3、tokernelmodeandthensafelymanipulateresourcesthatareonlyavailablewhenCPUrunsinkernelmode.*Providehandlingforexternal/internalinterrupts.Forinstance,thetimerinterruptsandwatchdogexceptions.Thosetwointerrupt/exceptionsareveryimportantforanembeddedsystemapplicances.Nowlet'sgetbacktohowMIPSsup

4、portsitsexceptionandinterrupthandling.Forsimplicty,allinformationbelowwillbebasedonR7KCPU,whichisderivedfromtheR4kfamily.*ThefirstthingforunderstandingMIPSexceptionhandlingis:MIPSadopts**PreciseExceptions**mechanisms.Whatthatmeans?Hereistheexplainationfromthebookof"SeeMIPSRun":"Inaprecise

5、-exceptionCPU,onanyexceptionwegetpointedatoneinstruction(theexceptionvictim).Allinstructionsprecedingtheexceptionvictiminexecutionsequencearecomplete;anyworkdoneonthevictimandonanysubsequentinstructions(BNNNOTE:pipelineeffects)hasnosideeffectsthatthesoftwareneedworryabout.Thesoftwarethath

6、andlesexceptionscanignoreallthetimingeffectsoftheCPU'simplementations"上面的意思其實(shí)很簡(jiǎn)單：在發(fā)生EXCEPTION之前的一切計(jì)算行為會(huì)**FINISH**。在發(fā)生EXCEPTION之后的一切計(jì)算行為將不需考慮。對(duì)絕大多數(shù)情況而言，如你要寫一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用(SystemCall),你只要記?。篗IPS已經(jīng)把syscall這條指令的地址壓在了EPC寄存器里。換句話說(shuō)，在MIPS里，compardtothePowerPCCPUsrr1register,你需要**explicitely**refilltheEPC

7、registerbyEPC<-----EPC+4,beforeyouusetheeret中斷返回。只有這樣，你才能從系統(tǒng)調(diào)用中正確返回。異常/中斷向量(Exception/InterruptVector)MIPS的Exception/InterruptVector的organizaionisnotasgoodasPowerPCCPUs.ForPPC,everydetailedexceptioncauseisdirectedtoaunqiuevectoraddress.MIPSisotherwise.Belowisarecapo