以rt-smart在全志D1上的代碼為例，主要注釋了rt-smart在riscv64上的系統初始化和異常處理的代碼倉庫地址https://gitee.com/rtthread/rt-thread/tree/rt-smart

啟動

代碼路徑

libcpu isc-v -headc906startup_gcc.S

/*
*Copyright(c)2006-2018,RT-ThreadDevelopmentTeam
*
*SPDX-License-Identifier:Apache-2.0
*
*ChangeLogs:
*DateAuthorNotes
*2018/10/01BernardThefirstversion
*2018/12/27JesvenAddSMPsupport
*2020/6/12XimPorttoQEMUandremoveSMPsupport
*/

#define__ASSEMBLY__
#defineSSTATUS_FS0x00006000U/*initialstateofFPU,cleartodisable*/
#include

.global_start
.section".start","ax"
_start:
j1f
.word0xdeadbeef
.align3
.globalg_wake_up
g_wake_up:
.dword1
.dword0
1:
csrwsie,0/*超級用戶模式中斷使能關閉*/
csrwsip,0/*超級用戶模式中斷等待關閉*/
lat0,trap_entry/*將trap_entry的地址放入t0寄存器*/
csrwstvec,t0/*配置異常服務程序的入口地址*/

lix1,0
/*...........*//*初始化通用寄存器*/
lix31,0

/*settodisableFPU*/
lit0,SSTATUS_FS/*將FS的bit位寫入t0寄存器*/
csrcsstatus,t0/*清除sstatus中的FSbit，關閉浮點單元*/
lit0,0x40000/*當SUM=1時，超級用戶模式下，加載、存儲和取指令請求可以訪問標記為用戶態的虛擬內存空間*/
csrssstatus,t0/*置位sstatus中的SUM位*/

.optionpush
.optionnorelax
lagp,__global_pointer$
.optionpop

//removedSMPsupporthere
lasp,__stack_start__/*棧指針的值來自于鏈接腳本中的__stack_start*/
lit0,__STACKSIZE__
addsp,sp,t0/*棧自上到下增長*/
csrwsscratch,sp/*sscratch存儲棧頂的地址*/
jprimary_cpu_entry/*跳轉到board中的C程序入口*/

//BSP的C入口
voidprimary_cpu_entry(void)
{
externvoidentry(void);

//初始化BSS
init_bss();
//關中斷
rt_hw_interrupt_disable();
rt_assert_set_hook(__rt_assert_handler);
//啟動RT-ThreadSmart內核
entry();
}

異常處理

異常處理流程圖

異常處理上半部分

/*libcpu
isc-v	-headc906interrupt_gcc.S*/

#define__ASSEMBLY__
#include"cpuport.h"
#include"encoding.h"
#include"stackframe.h"

.section.text.entry
.align2
.globaltrap_entry
.extern__stack_cpu0
.externget_current_thread_kernel_stack_top
trap_entry:/*異常處理函數的入口*/
//backupsp
csrrwsp,sscratch,sp/*將當前棧與sscratch做交換*/
//loadinterruptstack
lasp,__stack_cpu0/*sp指向cpu0的中斷棧的棧頂*/
//backupcontext
SAVE_ALL/*CPU寄存器入棧，使能浮點的情況下浮點相關的寄存器也要入棧并且要保存sstatus中浮點的運算狀態*/

RESTORE_SYS_GP/*gp操作不用了解*/

//checksyscall
csrrt0,scause/*讀取scaue到t0*/
lit1,8//environmentcallfromu-mode/*用戶模式環境調用異常*/
beqt0,t1,syscall_entry/*如果是系統調用則跳轉到系統調用處理函數，這個函數最終會調用sret*/

csrra0,scause/*讀取scause到a0，機器模式異常事件向量寄存器（MCAUSE）用于保存觸發異常的異常事件向量號，用于在異常服務程序中處理對應事件*/
csrrca1,stval,zero/*讀取stval到a1，發生異常或者中斷，且在機器模式響應時，處理器會更新pc到MEPC，并根據異常類型更新MTVAL*/
csrra2,sepc/*讀取sepc到a2，超級用戶模式異常保留程序計數器（SEPC）用于存儲程序從異常服務程序退出時的程序計數器值（即
PC值）*/
mva3,sp/*讀取sp的值到a3*/

/*scause,stval,sepc,sp*/
callhandle_trap/*進行中斷處理*/

中斷處理

/*libcpu
isc-v	-headc906	rap.c*/
/*Trapentry*/
voidhandle_trap(rt_size_tscause,rt_size_tstval,rt_size_tsepc,structrt_hw_stack_frame*sp)
{
/*
SCAUSE
bit63Interrupt-中斷標記位
當 Interrupt 位為0時，表示觸發異常的來源不是中斷， Exception Code 按照異常解析。當 Interrupt 位為 1 時，表示觸發異常的來源是中斷， Exception Code 按照中斷解析。該位會被 reset 置為 1’ b0。
bit0~4ExceptionCode-異常向量號位
在處理器響應異常或中斷時，該域會被更新為對應異常號，具體請參考表3.9異常和中斷向量分
配。該位會被 reset 置為 5’ b0。
*/


/*我理解這里是想獲取ExceptionCode，但是ExceptionCode是bit0~bit4，這里用__MASK(5UL)更合適吧*/
rt_size_tid=__MASKVALUE(scause,__MASK(63UL));
constchar*msg;

/*supervisorexternalinterrupt*/
/*如果scause的bit63是1，scause的bit0~4是9超級用戶模式外部中斷*/
if((SCAUSE_INTERRUPT&scause)&&SCAUSE_S_EXTERNAL_INTR==(scause&0xff))
{
rt_interrupt_enter();
plic_handle_irq();
rt_interrupt_leave();
return;
}/*如果scause的bit63是1，scause的bit0~4是超級用戶模式計時器中斷*/
elseif((SCAUSE_INTERRUPT|SCAUSE_S_TIMER_INTR)==scause)
{
/*supervisortimer*/
rt_interrupt_enter();
tick_isr();
rt_interrupt_leave();
return;
}/*其他中斷*/
elseif(SCAUSE_INTERRUPT&scause)
{
if(idsizeof(Interrupt_Name)/sizeof(constchar*))
{
msg=Interrupt_Name[id];
}
else
{
msg="UnknownInterrupt";
}
LOG_E("UnhandledInterrupt%ld:%s
",id,msg);
}
else/*異常處理*/
{
#ifdefRT_USING_USERSPACE
/*pagefault缺頁異常處理*/
if(id==EP_LOAD_PAGE_FAULT||
id==EP_STORE_PAGE_FAULT)
{
arch_expand_user_stack((void*)stval);
return;
}
#endif/*其他異常處理，走到這里后打印一些必要信息，最終會走到while(1),進入死循環*/
if(idsizeof(Exception_Name)/sizeof(constchar*))
{
msg=Exception_Name[id];
}
else
{
msg="UnknownException";
}

rt_kprintf("UnhandledException%ld:%s
",id,msg);
}

rt_kprintf("scause:0x%p,stval:0x%p,sepc:0x%p
",scause,stval,sepc);
dump_regs(sp);
while(1);
}

在rt-smart中任務切換有三個相關的線程函數

• rt_hw_context_switch_to()：沒有來源線程，切換到目標線程，在調度器啟動第一個線程的時候 被調用
• rt_hw_context_switch()：在線程環境下，從當前線程切換到目標線程
• rt_hw_context_switch_interrupt ()：在中斷環境下，從當前線程切換到目標線程。

rt_hw_context_switch_interrupt ()會將rt_thread_switch_interrupt_flag置為1，真正的線程切換動作在異常處理函數中完成。

異常處理下半部分

/*needtoswitchnewthread查詢線程切換的flag是否被置位為1*/
las0,rt_thread_switch_interrupt_flag/*讀取rt_thread_switch_interrupt_flag*/
lws2,0(s0)
beqzs2,spurious_interrupt/*rt_thread_switch_interrupt_flag如果為0那么直接跳轉到spurious_interrupt進行寄存器恢復，并調用sret回到異常之前的狀態*/
swzero,0(s0)/*rt_thread_switch_interrupt_flag=0*/

.globalrt_hw_context_switch_interrupt_do
rt_hw_context_switch_interrupt_do:

//swaptothreadkernelstack
csrrt0,sstatus/*讀取sstatus到t0*/
andit0,t0,0x100/*bit8超級用戶模式保留特權狀態位*/
/*
該位用于保存處理器在降級到超級用戶模式進入異常服務程序前的特權狀態。
?當 SPP 為 2’ b00時，表示處理器進入異常服務程序前處于用戶模式；
?當 SPP 為 2’ b01 時，表示處理器進入異常服務程序前處于超級用戶模式；
該位會被 reset 置 2’ b01。
*/
beqzt0,__restore_sp_from_tcb_interrupt/*如果是內核態發生異常*/

__restore_sp_from_sscratch_interrupt:
csrrt0,sscratch/*獲取發生異常時的上下文數據*/
j__move_stack_context_interrupt/*如果是用戶態發生異常*/

/*獲取當前線程的棧頂位置存到t0中*/
__restore_sp_from_tcb_interrupt:
las0,rt_interrupt_from_thread
LOADa0,0(s0)
jalrt_thread_sp_to_thread
jalget_thread_kernel_stack_top
mvt0,a0

__move_stack_context_interrupt:
mvt1,sp//src/*當前棧，當前棧存儲的是發生異常時的通用寄存器信息*/
mvsp,t0//switchstack/*將發生異常時的棧的值寫回到sp寄存器*/
addisp,sp,-CTX_REG_NR*REGBYTES/*棧指針向下移動CTX_REG_NR*REGBYTES*/
//copycontext
lis0,CTX_REG_NR//cnt/*需要恢復的寄存器的個數加載到s0*/
mvt2,sp//dst/*棧指針加載到t2*/
/*總結就是，當前CPU的中斷棧存儲了當前線程的通用寄存器的信息，如果發生任務切換，需要把這些信息拷貝到線程的棧里*/

copy_context_loop_interrupt:
LOADt0,0(t1)/*t1的值放到t0*/
STOREt0,0(t2)/*t0的值放到t2*/
addis0,s0,-1/*要恢復的寄存器個數-1*/
addit1,t1,8/*t1的地址加8*/
addit2,t2,8/*t2的地址加8*/
bnezs0,copy_context_loop_interrupt/*如果s0不為0就重復拷貝*/

las0,rt_interrupt_from_thread
LOADs1,0(s0)
STOREsp,0(s1)/*更新from線程的sp指針*/

las0,rt_interrupt_to_thread
LOADs1,0(s0)
LOADsp,0(s1)/*恢復to線程的sp*/

#ifdefRT_USING_USERSPACE
mva0,s1
jalrt_thread_sp_to_thread
jallwp_mmu_switch/*切換mmu，函數內部會判斷from線程和to線程是不是在同一個lwp中，不是的話就會切換MMU*/
#endif

spurious_interrupt:
RESTORE_ALL/*恢復寄存器*/
sret/*超級用戶模式異常返回指令*/

點擊閱讀原文