qemu - RISC-V : Illegal instruction exception when switching to supervisor mode

Question

当设置 mstatus.mpp 字段切换到管理员模式时，调用 mret 时出现非法指令异常。我正在使用 riscv64-softmmu 系统在 qemu-system-riscv64 6.1 版中对此进行测试。我最近从 QEMU 5.0 升级到 6.1。在此升级之前，我的代码有效。我在变更日志中看不到任何相关内容。我假设我的代码中存在新版本根本无法容忍的问题。

这里是一段程序集，显示了正在发生的事情(删除了不相关的引导代码):

.setup_hart:
    csrw satp, zero                                # Disable address translation.

    li   t0, (1 << 11)                             # Supervisor mode.
    csrw mstatus, t0

    csrw mie, zero                                 # Disable interrupts.

    la  sp, __stack_top                            # Setup stack pointer.

    la   t0, asm_trap_vector
    csrw mtvec, t0

    la   t0, kernel_main                           # Jump to kernel_main on trap return.
    csrw mepc, t0

    la   ra, cpu_halt                              # If we return from main, halt.
    mret

如果我将 mstatus.mpp 字段设置为机器模式的 0b11，我可以毫无问题地进入 kernel_main。

这是显示异常信息的 QEMU 输出:

riscv_cpu_do_interrupt: hart:0, async:0, cause:0000000000000002, epc:0x000000008000006c, tval:0x0000000000000000, desc=illegal_instruction

mepc指向发生异常的mret指令的地址。我已经通过在 mstatus.mpp 中成功写入和检索值来测试机器是否支持管理员模式。

有什么明显的我遗漏的东西吗？我的代码似乎与我可以在网上找到的几个示例非常相似，例如 https://osblog.stephenmarz.com/ch3.2.html .任何帮助将不胜感激。

Answer 1

问题原来是 RISC-V 的物理内存保护 (PMP)。如果未定义 PMP 规则，QEMU 在执行 MRET 指令时将引发一个非法指令 异常。添加 PMP 条目解决了该问题。

这令人困惑，因为此行为未在 Privileged Architecture 手册的 mret 部分中指定。