【从零开始学习计算机科学】计算机组成原理（六）异常事件处理

异常事件处理

异常和中断事件改变处理机正常指令的执行顺序。异常指令执行过程中，由于操作非法和指令非法引起的事件。陷阱指陷阱指令，有些处理机用陷阱指令来实现操作系统的调用。中断指由外部I/O设备所引起的程序中断。

异常事件处理包括两方面的内容：

1. 异常事件的检测，当异常事件发生时，应能让处理机知道。
2. 处理机应有相应的硬件机制，实现向异常事件处理程序的转移及处理完毕后回到用户程序。

异常处理的数据通路

具有异常事件处理的过程为一旦检测到异常事件，在该指令的最后一个机器周期进行如下操作：

1. 使 WriteEPC、SelRS1、SelEXC 有效，并输出向量 V，程序转移到“向量”入口地址执行程序。
2. 在异常事件处理程序中，首先执行 rdepc rd 指令，保存 EPC 内容到 rd 寄存器，便于嵌套。
3. 在返回前，根据是否嵌套决定是否执行 wrepc rs1 指令，然后再执行 retex 指令实现返回。

异常事件入口地址

一般，异常事件入口地址的产生如下：

其中，地址低位0的个数取决于异常事件处理程序入口之间的间隔；向量的位数根据异常事件的种类而定；为灵活方便，可增加一个基址寄存器，异常事件处理程序可动态安排任何位置。