在學(xué)習(xí)CM3的時候，仔細學(xué)習(xí)了CM3的中斷跳轉(zhuǎn)過程，發(fā)現(xiàn)嵌入式的MCU在這一塊基本上是一樣的，當(dāng)然不同架構(gòu)的MCU也有自己的特性。

我來介紹下CM3的中斷跳轉(zhuǎn)過程，首先假設(shè)中斷發(fā)生，CM3內(nèi)核開始響應(yīng)中斷，由于不同廠家的CM3可能略有區(qū)別，但CM3的內(nèi)核肯定是一樣的，所以我們在這個前提下開始討論，暫時把中斷屏蔽位，標志位之類的東西放在一邊。

現(xiàn)在介紹中斷響應(yīng)的過程：

1、壓棧。從這一點來講幾乎所有的處理器都是一樣的，用壓棧保護現(xiàn)場。壓入哪些寄存器呢，又是怎樣一個順序？如果就大多數(shù)的C語音編程來講，這個不是很關(guān)心的內(nèi)容。但是CM3的壓棧寄存器特點，讓我們來見識下ARM設(shè)計的特點。其壓棧順序如下圖所示，請注意壓棧的地址順序和時間順序不是相同的。

地址（SP）	寄存器	被保護順序（時間順序）
N-0	之前已壓棧內(nèi)容	?
N-4	xPSR	2
N-8	PC	1
N-12	LR	8
N-16	R12	7
N-20	R3	6
N-24	R2	5
N-28	R1	4
N-32	R0	3

這一點就我們普通coding來講，是非常奇特的，堆棧的空間順利和進棧時間沒有必然聯(lián)系，跟我們“后進先出”的觀點有很大出入，那么顯然這里的“堆棧”，并不是我們傳統(tǒng)意義的上的堆棧，具體怎樣實現(xiàn)ARM沒有詳述，只是說他們可以做到這點。

我們可以看到PC，xPSR，R0，R1，R2，R3是率先入棧的（時間上），這樣做的目的，是為了編譯器優(yōu)先使用入棧了的寄存器來保存中間結(jié)果（如果程序過大也可能要用到R4-R11，此時編譯器負責(zé)生成代碼來push它們）。這也是要求ISR盡量短小的原因，用更少的寄存器，以加快響應(yīng)。

2、查找中斷向量表。其實這一步跟第一步是并行的，只是為了分別介紹我，列了序號。ARM是有D-Code（數(shù)據(jù)總線）和I-Code（指令總線），兩條總線。可以看到PC是第一個壓棧的，此時數(shù)據(jù)總線正忙于壓棧操作，與此同時指令總線就可以查找中斷向量表，查詢中斷服務(wù)程序的入口地址。在CM3中中斷向量表位于地址從0x00000000開始的一段存儲空間，每個表項占一個字（4byte）。這是中斷向量表沒有重定位的情況，當(dāng)然中斷向量表也可以重定位，即存儲在其他地方。這個需要設(shè)置相應(yīng)的寄存器，我個人認為還是讓其固定在這個默認的位置比較好，以免出現(xiàn)以外情況。在看中斷向量表的時候我遇到了一個很有意思的問題：

中斷服務(wù)函數(shù)的入口地址為0x67C（圖1所示），但是中斷向量表中存儲的地址確是0x67D（圖2所示），竟然加了1。

?? ?這讓我糾結(jié)了很久，后來一位整ARM7的大牛解答了我的問題。ARM的PC最低位是0的時候ARM會進入ARM模式，但是最低位是1的時候會進入thumb模式。而我們的CM只支持thumb模式，所以PC最低位必須為1。而且thumb指令集是16位的，所以0x67D就是指向0x67C所存儲的指令，但是減一就不行了，就變成了指令空間內(nèi)上一個地址存儲的指令。

?????????把CM3中斷跳轉(zhuǎn)過程寫出來跟大家分享，若有不妥之處，望大家斧正。

圖1 方框內(nèi)為所對應(yīng)中斷服務(wù)函數(shù)入口地

圖2 方框內(nèi)為中斷向量表中中斷服務(wù)函數(shù)入口地址

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記得在DSP TMS32F2812中，中斷向量的初始化是由一段地址拷貝代碼完成的，在STM32（Cortex-M3)中沒有顯示的代碼拷貝，只有啟動代碼進行了向量的初始化，一直以為是編譯器在程序影像中自己完成了相關(guān)向量的拷貝，即，拷貝到固定的NVIC區(qū)，事實上并不是這樣，cortex-m3并沒有一塊專門用于存放NVIC向量表的地方，這張表實際是存放在代碼（程序映像）的開始，下面引用cortex-M3權(quán)威指南進行解釋：

??? 當(dāng)發(fā)生了異常并且要響應(yīng)它時，CM3需要定位其服務(wù)例程的入口地址。這些入口地址存儲在所謂的“（異常）向量表”中。缺省情況下，CM3認為該表位于零地址處，且各向量占用4字節(jié)。因此每個表項占用4字節(jié)，如表7.6所示。

　　　　　　

??因為地址0處應(yīng)該存儲引導(dǎo)代碼，所以它通常映射到Flash或者是ROM器件，并且它們的值不得在運行時改變。然而，為了支持動態(tài)重分發(fā)中斷，CM3允許向量表重定位——從其它地址處開始定位各異常向量。這些地址對應(yīng)的區(qū)域可以是代碼區(qū)，但更多是在RAM區(qū)。在RAM區(qū)就可以修改向量的入口地址了。為了實現(xiàn)這個功能，NVIC中有一個寄存器，稱為“向量表偏移量寄存器”（在地址0xE000_ED08處），通過修改它的值就能重定位向量表。但必須注意的是：向量表的起始地址是有要求的：必須先求出系統(tǒng)中共有多少個向量，再把這個數(shù)字向上“圓整”到2的整次冪，而起始地址必須對齊到后者的邊界上。例如，如果一共有32個中斷，則共有32+16（系統(tǒng)異常）=48個向量，向上圓整到2的整次冪后值為64，因此向量表重定位的地址必須能被64*4=256整除，從而合法的起始地址可以是：0x0, 0x100, 0x200等。向量表偏移量寄存器的定義如表7.7所示。

如果需要動態(tài)地更改向量表，則對于任何器件來說，向量表的起始處都必須包含以下向量：
? 主堆棧指針（MSP）的初始值
? 復(fù)位向量
? NMI
? 硬fault服務(wù)例程
后兩者也是必需的，因為有可能在引導(dǎo)過程中發(fā)生這兩種異常。
可以在SRAM中開出一塊空間用于存儲向量表。在引導(dǎo)期間先填寫好各向量，然后在引導(dǎo)完成后，就可以啟用內(nèi)存中的新向量表，從而實現(xiàn)向量可動態(tài)調(diào)整的能力。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的ARM Cortex-M3中断跳转过程的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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