ARM中断注册如何理解VEC计算

Question

在Ｃ程序中安装异常中断处理程序：

unsigned Install_Handler( unsigned routine, unsigned *vector )
{
   unsigned vec, old_vec;
    vec = (routine - (unsigned)vector - 8) >> 2;
    if (vec & 0xff000000)
    {
        printf("Handler greater than 32MBytes from vector");
    }
    vec = 0xea000000 | vec;     /* OR in 'branch always' code */
    old_vec = *vector;
    *vector = vec;
    return (old_vec);
}

其中第5行 vec = (routine - (unsigned)vector - 8) >> 2;
为什么要减8呢，书上说是为了允许指令预取，可我还是不明白，那位大虾能给我详细的解释一下？

Answer 1

以下内容由CHATGPT及阿里嘎多学长共同生成、有用望采纳：

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在ARM架构中，中断处理程序的注册涉及到对向量表（Vector Table）的设置。中断向量表是一个特殊的内存区域，其中包含了指向中断处理程序的指针。下面是对您提出问题的具体解释：

1. 为什么在计算VEC时要从routine地址中减去8？

   在ARM架构中，当处理器响应中断时，它会从向量表中读取指令并执行。这个读取过程通常涉及到指令预取机制，即处理器会提前读取一些指令以提高执行效率。ARM处理器的指令预取机制会预取第一条指令的地址。因此，为了确保处理器能够正确地跳转到中断处理程序的第一条指令，需要从中断处理程序的地址中减去8字节（因为ARM指令通常是32位，即4字节，预取两条指令就是8字节）。这样，当处理器跳转到这个地址时，它实际上会执行第一条指令，而不是跳过它。

2. 为什么最终VEC的值要与0xea000000进行OR操作？

   0xea000000是一个特定的值，它代表了ARM指令集中的B指令（Branch指令）。在ARM架构中，B指令用于无条件跳转。将这个值与VEC进行OR操作是为了生成一个有效的跳转指令。具体来说，0xea000000是B指令的编码，后面跟的值是跳转的偏移量。因此，最终的VEC值是一个指向中断处理程序的跳转指令。

3. 这段代码中unsigned类型变量的使用和作用。

   unsigned类型在C语言中表示无符号整数，它用于确保变量的值不会是负数。在这个函数中，unsigned类型被用来存储向量地址和旧的向量值。使用unsigned类型可以避免在地址计算中出现负数，这对于内存地址来说是不合适的。此外，使用unsigned类型还可以保证在进行位操作和算术运算时，结果的符号位不会影响计算结果。

这段代码是一个中断处理程序的安装函数，它通过修改向量表中的条目来设置中断处理程序的入口地址。这个函数首先计算出正确的向量地址，然后生成一个跳转指令，最后将这个指令写入向量表，替换原有的中断处理程序。

关于参考链接，由于我无法提供实时的网络搜索结果，因此无法给出具体的链接。但是，您可以通过搜索ARM架构的中断处理和向量表相关的文档来获取更多信息。通常，ARM的官方文档和开发手册会提供详细的说明和示例。