2. 异常向量表：系统异常的第一道门槛

异常向量表，说白了就是一张「异常处理函数的跳转表」。CPU 遇到异常时，硬件会自动跳转到这张表里对应的位置，然后执行你写好的处理代码。我刚开始接触 ARMv8 时，总觉得这玩意儿就是个简单的地址映射，后来踩过坑才明白——向量表的布局、基址寄存器的配置、同步异步的分类，每一样都藏着细节。

2.1 向量表基址寄存器（VBAR_ELx）

每个异常等级都有自己的向量表基址寄存器：VBAR_EL1、VBAR_EL2、VBAR_EL3。它们分别指向对应异常等级的向量表起始地址。

配置方法很简单，一条指令搞定：

/* 设置 EL1 的向量表基址 */
ldr x0, =vector_table_el1
msr VBAR_EL1, x0
isb   /* 确保生效 */

我在项目中遇到过一个问题：系统启动后偶尔会莫名其妙地跑飞。查了两天才发现，是 bootloader 里配置 VBAR_EL2 时忘了加 isb。你想想看，指令流水线还在用旧的向量表，异常一来直接跳到了错误的地方。嗯，从那以后我写 VBAR 配置，后面必跟一条 isb。

寄存器	所属异常等级	对齐要求	复位值
VBAR_EL1	EL1（操作系统）	32 字节	IMPLEMENTATION DEFINED
VBAR_EL2	EL2（虚拟化）	32 字节	IMPLEMENTATION DEFINED
VBAR_EL3	EL3（安全监控）	32 字节	IMPLEMENTATION DEFINED

2.2 向量表偏移与布局

ARMv8 的向量表布局，我建议你直接记这张图：

这张图我建议你保存下来。每个入口 0x80 字节，一共 16 个入口，正好 2KB。为什么是 0x80？因为 ARM 希望你在入口处直接放一小段跳转代码，而不是把整个处理函数塞进去。我见过有人把几百行的处理逻辑直接写在向量表里——结果代码越界，覆盖了下一个入口，调试时简直噩梦。

2.3 同步异常与异步异常分类

异常分两大类：同步异常和异步异常。区分它们其实很简单——看异常和当前指令的关系。

同步异常

同步异常是由当前正在执行的指令直接触发的。换句话说，CPU 执行到某条指令时，发现不对劲，当场就报异常。这类异常的特点是：精确的，你能准确知道是哪条指令出了问题。

• 数据/指令中止：访问内存时 MMU 报错，比如缺页、权限错误
• 未定义指令：CPU 不认识这条指令编码
• SVC/HVC/SMC：系统调用指令，主动触发异常进入更高异常等级
• 对齐错误：比如在要求 4 字节对齐的地址上做 4 字节访问
• 断点/观察点：调试时用的硬件断点

异步异常

异步异常和当前执行的指令没有直接关系。它可能来自外部设备、总线错误、或者系统内部的其他事件。这类异常是不精确的——你只知道异常发生了，但不知道具体是哪条指令导致的。

• IRQ：普通中断，来自外设
• FIQ：快速中断，优先级更高
• SError：系统错误，比如总线访问超时、ECC 校验错误

特性	同步异常	异步异常
触发源	当前指令	外部事件/系统错误
精确性	精确，可定位到指令	不精确，无法定位
返回地址	触发异常的指令地址	下一条或上一条指令
典型例子	缺页、未定义指令、SVC	IRQ、FIQ、SError
调试难度	相对容易	较难，需要分析上下文

2.4 向量表配置实战要点

配置向量表时，有几个细节我建议你特别注意：

1. 对齐检查：VBAR_ELx 必须 32 字节对齐，但向量表本身建议 2KB 对齐，方便后续扩展
2. ISB 同步：修改 VBAR 后必须执行 ISB，否则流水线可能还在用旧表
3. 入口代码精简：每个入口只放跳转指令，不要写复杂逻辑
4. 未使用入口：建议填默认处理函数，至少打印错误信息，不要留空
5. 多核系统：每个核可以有自己的向量表，通过 VBAR_ELx 独立配置

/* 向量表示例（汇编） */
.align 11    /* 2KB 对齐 */
vector_table_el1:
  /* 组 0：当前EL，SP0 */
  .align 7    /* 每个入口 0x80 对齐 */
  b   sync_curr_sp0      /* 0x000：同步异常 */
  .align 7
  b   irq_curr_sp0       /* 0x080：IRQ */
  .align 7
  b   fiq_curr_sp0       /* 0x100：FIQ */
  .align 7
  b   serror_curr_sp0    /* 0x180：SError */

  /* 组 1：当前EL，SPx */
  .align 7
  b   sync_curr_spx      /* 0x200 */
  .align 7
  b   irq_curr_spx       /* 0x280 */
  .align 7
  b   fiq_curr_spx       /* 0x300 */
  .align 7
  b   serror_curr_spx    /* 0x380 */

  /* 组 2：低EL，AArch64 */
  .align 7
  b   sync_low_a64      /* 0x400 */
  .align 7
  b   irq_low_a64       /* 0x480 */
  .align 7
  b   fiq_low_a64       /* 0x500 */
  .align 7
  b   serror_low_a64    /* 0x580 */

  /* 组 3：低EL，AArch32 */
  .align 7
  b   sync_low_a32      /* 0x600 */
  .align 7
  b   irq_low_a32       /* 0x680 */
  .align 7
  b   fiq_low_a32       /* 0x700 */
  .align 7
  b   serror_low_a32    /* 0x780 */