RISC-V内核中的mtvec寄存器

今天下午研究了一下沁恒CH32V317，要玩CH32V317也要使用WCH-Link。WCH-Link支持RISC-V模式和ARM模式。还是蛮高级的一件事。再来研究了一下RISC-V和ARM的一个显著区别——中断向量表的配置mtvec寄存器，其支持ARM的vector table模式。好吧！再多看看mtvec寄存器。

mtvec 寄存器是用来设置机器模式的异常向量基地址寄存器（Machine Mode Exception Vector Base Address Register）。这个寄存器决定了如何处理中断和异常。

寄存器概述

在 RISC-V 中，mtvec 寄存器是一个 CSR（Control and Status Register），其地址为 0x305。它有两个主要的配置模式：直接模式和向量模式。

直接模式

在直接模式下，mtvec 的最低位（bit 0）被设置为 0。在这种模式下，异常向量基地址的低两位被忽略，因此实际的基地址是对齐到4字节边界的。例如，如果 mtvec 被设置为 0x80000000，实际的异常处理代码起始地址会是 0x80000000。

向量模式

在向量模式下，mtvec 的最低位被设置为 1。在这种模式下，异常向量基地址的低两位用来决定是使用 4 字节对齐的异常处理代码还是使用 16 字节对齐的异常处理代码。例如，如果 mtvec 被设置为 0x80000001，则实际的异常处理代码起始地址会是 0x80000000（4字节对齐），如果是 0x80000003，则可能是 0x80000010（16字节对齐）。

如何设置 mtvec

在汇编语言中，你可以使用 csrrw, csrrs, csrrc, 或 csrrwi, csrrsi, csrrci 指令来操作 mtvec 寄存器。例如，要将 mtvec 设置为向量模式下的 0x80000010（16字节对齐），你可以使用以下指令：

li t0, 0x80000013  # Load the value into a register
csrw mtvec, t0     # Write the value to mtvec

或者，如果你只想设置基地址而不改变模式位（比如设置为直接模式下的 0x80000024）：

li t1, 0x80000024  # Load the base address into a register
csrw mtvec, t1     # Write the base address to mtvec (direct mode, mode bit is 0)

注意事项

确保异常处理代码在指定的内存地址处正确对齐。

在多核处理器中，通常每个核心的 mtvec 可以独立设置，以便每个核心可以有不同的异常处理代码。

在启动代码或操作系统初始化时设置 mtvec 是非常重要的，以确保系统能够正确响应异常和中断。

通过正确配置和使用 mtvec，你可以有效地管理和响应 RISC-V 系统中的异常和中断。

总结

学习之后，可以看到沁恒在mtvec寄存器上面应该融入了自己想法。将其扩展之后，更加适合现场应用。