本文主要是介绍RISC-V架构的不可屏蔽中断（NMI：Non-Maskable Interrupt）介绍，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
1、RISC-V特权架构官方文档描述
- NMI是处理器核心的一种特殊输入信号，经常用于表示系统级别的紧急错误（比如：外部硬件错误等）。在遇到NMI后，处理器应该立即中止当前程序的执行，并处理NMI错误
- 在RISC-V架构中，NMI不可以被屏蔽，这意味着如果发生NMI中断，处理器必须中止当前程序的执行，并跳转到NMI的处理程序
- NMI中断的常见用法：程序出现异常（可能把全局中断禁止，此时一般中断都没法响应）没有及时喂狗，看门狗超时后触发NMI中断，可以在NMI中断中保存现场情况以为后期排查问题，看门狗隔一定时间会强制将芯片复位。
2、芯来官网NMI中断介绍
https://doc.nucleisys.com/nuclei_spec/isa/nmi.html
3、进入NMI处理模式
3.1、进入NMI模式的前期处理
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以NMI为例，芯莱处理器的硬件行为在“The overall process of NMI”章节描述。注意，下面的操作在一个周期中同时完成：
- 更新CSR寄存器：mepc和mstatus
- 更新mcause
- 在芯来的处理器中，NMI在mcause中的值是独特的
- 停止执行当前的程序，从mnvec中定义的PC地址开始执行
- 更新核心的特权模式和机器子模式
- 这个在芯莱的处理器中是独特的，将在后面的章节详细描述
3.2、从mnvec寄存器的PC地址开始执行
- 在发生NMI后，处理器跳转到mnvec定义的PC地址执行。mnvec有两个潜在值被mmisc_ctl寄存器控制
- 当mmisc_ctl[9]=1时，mnvec的值等于mtvec的值，这意味着NMI和异常共享同一个陷入地址
- 当mmisc_ctl[9]=0时，mnvec的值等于reset_vector的值。reset_vector是重启的时候PC的值，也就是复位的时候第一句代码取值的地址。reset_vector是核的输入信号
3.3、更新mcause寄存器
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当发生NMI时，硬件会自动将NMI的编码保存到mcause寄存器中，异常、中断和NMI都有专属的trap ID。NMI的trap ID有两种潜在的值被mmisc_ctl寄存器控制
- mmisc_ctl[9]=1时，NMI的trap ID是0xfff
- mmisc_ctl[9]=0时，NMI的trap ID是0x1
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软件可以通过查询Trap ID区分出陷入原因，并且对不同的陷入类型构建对应的处理函数
3.4、更新特权模式
- NMI是在M模式下处理，所以，当发生NMI时，特权模式需要切换到M模式
3.5、更新机器子模式
- 机器子模式在msubm寄存器中定义，TYP是实时更新的，当发生NMI时，机器子模式将被更新到NMI处理模式：
- msubm.TYP被更新成NMI处理模式，以此反应当前的机器子模式是NMI处理模式
- msubm.PTYP的值将会被更新成发生NMI之前的msubm.TYP，msubm.PTYP用来在退出NMI处理模式时恢复msubm.TYP
3.6、补充：msubm寄存器
- msubm寄存器是芯莱的芯片所特有的，用来保存当前的机器子模式和在进入当前异常前的机器子模式
4、退出NMI处理模式
- 处理完NMI后，处理器最终需要退出NMI处理程序，并返回执行主程序
- 因为NMI是在M模式下处理，所以软件需要执行mret命令来退出NMI处理程序
- 注意下面的硬件操作是在一个周期里同时完成：
- 停止执行当前的NMI处理程序，从mepc寄存器中定义的PC地址开始执行
- 更新mstatus寄存器
- 更新特权模式
- 更新机器子模式（这是芯莱科技的芯片所特有的）
4.1、更新机器子模式
- msubm.TYP的值表明处理器实时的机器子模式。在执行mret指令后，硬件会自动使用msubm.PTYP的值去恢复处理器的机器子模式
4.2、NMI服务程序
- 当发生NMI时，处理器将跳转到mnvec定义的地址处执行程序，这个程序通常是NMI的服务程序。
- 注意：当进入和退出NMI时，因为没有硬件去保存和恢复执行环境上下文，所以需要软件用指令去保存和恢复执行环境上下文
这篇关于RISC-V架构的不可屏蔽中断（NMI：Non-Maskable Interrupt）介绍的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
