中断向量

本文详细解释了中断向量的概念及其在PC/AT系统中的应用。中断向量是指中断服务程序的入口地址,它包含段地址CS和段内偏移量IP。在PC/AT中,中断向量表占用最低1KB的内存空间,用于存储256个中断向量。
 
中断向量
 断向量与中断向量表
  在中断源识别方法时提到:早期的微机系统中将由硬件产生的中断标识码
(中断源的识别标志,可用来形成相应的中断服务程序的入口地址或存放中断服务程序的首地址)称为中断向量。在Pc/AT中也用到这个名称,但含义有所不同。在Pc/AT机中,中断向量是指中断服务程序的入口地址,包括段地址CS和段内偏移 量IP共4个字节。在PC/AT中,规定内存储器的最低1 KB用来存放中断向量(共256个),称这一片内存区为中断向量表,如图所示。
  在Pc/AT中由硬件产生的中断标识码被称为中断类型号(当然,中断类型号还有其他的产生方法,如指令中直接给出、CPU自动形成等),即在中断响应期间8259A产生的是当前请求中断的最高优先级的中断源的中断类型号。中断类型号和中断向量之间有下面的关系:
  中断类型号×4=存放中断向量的首地址
  有了存放中断向量的首地址,从该地址开始的4个存储单元中取出的就是中断服务程序的入口
### 中断向量表、中断向量地址及其工作原理 在计算机系统中,**中断向量表(Interrupt Vector Table)** 和 **中断向量地址(Interrupt Vector Address)** 是处理中断和异常的重要机制。它们的作用是将特定的中断或异常映射到相应的处理程序(中断服务函数),以确保处理器能够正确响应外部设备或内部错误引发的事件。 #### 中断向量表的作用 中断向量表是一个存储中断处理程序入口地址的数据结构。每个中断源都有一个唯一的编号,称为**中断向量号**。当中断发生时,处理器会根据这个编号查找中断向量表,并跳转到对应的中断处理程序执行相关操作。例如,在ARM架构中,中断向量表通常包含多个入口地址,分别对应不同的异常类型,如复位、未定义指令、软件中断、预取指中止、数据中止等[^2]。 #### 中断向量地址的意义 中断向量地址是指中断向量表的起始地址。在系统启动时,处理器需要知道从哪里开始读取中断向量表的内容。默认情况下,许多处理器会在固定的地址(如0x00000000)加载中断向量表。然而,在实际应用中,特别是在裸机开发或操作系统环境中,可能需要将中断向量表移动到其他内存区域。这种偏移可以通过配置中断控制器(如GIC)来实现。设置中断向量偏移的原因包括避免与保留地址冲突、支持多核系统中的不同向量表布局等[^1]。 #### 工作原理 当中断发生时,处理器的工作流程如下: 1. **识别中断源**:处理器确定哪个中断被触发,并获取其对应的中断向量号。 2. **计算中断向量地址**:根据中断向量号和当前中断向量表的基地址,计算出该中断对应的向量地址。 3. **跳转到中断处理程序**:从向量地址中读取中断处理程序的入口地址,并跳转到该地址执行中断服务函数。 以下是一个简单的伪代码示例,展示如何手动设置中断向量表的位置: ```c // 定义中断向量表的基地址 #define VECTOR_BASE 0x20000000 void setup_interrupt_vector_table() { // 设置中断向量表的偏移地址 SCB->VTOR = VECTOR_BASE; // 假设SCB是系统控制块寄存器组 } // 复位中断服务函数 void Reset_Handler() { // 初始化中断向量表 setup_interrupt_vector_table(); // 其他初始化代码... } ``` 上述代码展示了在裸机开发环境下,如何在复位中断服务函数中手动指定中断向量表的位置。而在操作系统环境下,通常由内核负责初始化中断控制器,并动态管理中断向量表的布局。 ###
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