PA3报告

PA3.1

特殊的原因? (建议二周目思考)

这些程序状态(x86的eflags, cs, eip; mips32的epc, status, cause; riscv32的mepc, mstatus, mcause)必须由硬件来保存吗? 能否通过软件来保存? 为什么?

还不知道

异常号的保存

x86通过软件来保存异常号, 没有类似cause的寄存器. mips32和riscv32也可以这样吗? 为什么?

还不知道

对比异常处理与函数调用

我们知道进行函数调用的时候也需要保存调用者的状态: 返回地址, 以及calling convention中需要调用者保存的寄存器. 而CTE在保存上下文的时候却要保存更多的信息. 尝试对比它们, 并思考两者保存信息不同是什么原因造成的.

保存上下文除了通用寄存器信息和PC等，还要CSR寄存器的信息，包括异常原因、异常状态等

理解上下文结构体的前世今生

你会在__am_irq_handle()中看到有一个上下文结构指针c, c指向的上下文结构究竟在哪里? 这个上下文结构又是怎么来的? 具体地, 这个上下文结构有很多成员, 每一个成员究竟在哪里赋值的? $ISA-nemu.h, trap.S, 上述讲义文字, 以及你刚刚在NEMU中实现的新指令, 这四部分内容又有什么联系?
- c指向的上下文结构在 trap.S的__am_asm_trap
- 开辟CONTEXT_SIZE大小的栈空间，把通用寄存器压入栈，然后读出mcause、mstatus、mepc到通用寄存器暂存，然后压入一定偏移的内存中。然后设置mstatus.MPRV to pass difftest，然后跳转到__am_irq_handle，然后再取出CSR和通用寄存器恢复。
理解穿越时空的旅程

主函数如下，进入之前通过asm volatile("csrw mtvec, %0" : : "r"(__am_asm_trap));定义好异常入口。并把simple_trap作为异常后执行的函数。
首先进入yield()，该函数由内敛汇编指令组成，并调用ecall指令.

asm volatile("li a5, -1; ecall");,在RV32E中，把a5置为-1（RV32是a7），记录原因，也就是mcause；ecall会发起自陷，即调用isa_raise_intr，这里有一点需要注意，ecall的异常码固定为11（0xb），因此这里直接传入11而不是保存原因的寄存器。

进入isa_raise_intr，记录mcause和mepc，跳转到trap.s定义的异常入口__am_asm_trap；
保存现场后，执行回调函数__am_irq_handle，借助mcause识别异常的类型并处理（这里是yield，0x0b），另外用软件的方式把mepc+4；指向自陷指令PC的下一条；然后调起user_handler，测试中为simple_trap，会执行相应的命令，这里是输出字符"y"。
执行完成后，回到trap.s进行现场复原，即把之前保存到栈里的csr和通用寄存器弹出，通过mret返回,也就是yield的下一条指令。