制作一个RISC-V的操作系统十三-抢占式多任务和兼容协作式多任务

文章目录

强占式多任务
流程
代码具体流程
兼容协作式多任务（软中断）
寄存器 msip
流程
代码
结果

强占式多任务

在这里插入图片描述

流程

抢占式多任务由计时器中断触发，最后在处理程序中切换到下一个进程
在这里插入图片描述

代码具体流程

上下文中增加pc寄存器
在这里插入图片描述
寄存器保留上下文和切换，做调整

将mepc存到当前上下文的pc寄存器位置处
切换时将向下一个上下文的pc位置处的寄存器给mepc
在这里插入图片描述

兼容协作式多任务（软中断）

实现主动放弃CPU

依旧是由CLINT实现

寄存器 msip

RISC-V 规范定义了多种处理器模式，其中之一是 Machine 模式，这是一种最高权限模式，用于实现操作系统内核或 hypervisor 等核心功能。在 Machine 模式下，处理器提供了一系列 Memory-Mapped Control and Status Registers (CSRs)，这些寄存器可以通过内存地址直接访问，就像普通的内存区域一样。

mip 即 Machine Interrupt Pending 寄存器，它是一个 CSR，用于指示哪些中断事件当前处于pending（待处理）状态。其中 mip.MSIP 是 Machine Software Interrupt Pending 位，专门用来表示机器级别的软件中断请求是否正在等待处理。

在RISC-V体系结构中，当一个hart（硬件线程）需要向另一个hart发送软件中断时，可以通过向另一个hart的MSIP位写入1来发起中断请求。MSIP映射到寄存器MSIP上的一个位，这个寄存器映射到内存上，即MSIP是memory-mapped的，这意味着可以通过内存访问指令（如load/store指令）来读写这个位，进而触发或清除中断。

具体而言，当mip.MSIP = 1时，表示有机器级别的软件中断待处理；当mip.MSIP = 0时，则表示没有此类中断待处理。通过这种方式，处理器能够在硬件级别支持高效的中断通信和管理。