中斷和異常

ARMv7‐M 開創(chuàng)了一個全新的異常模型，CM3 采用了它。請你一定要劃清界線：這種異常模型跟傳統(tǒng)ARM 處理器使用的完全是兩碼事。新的異常模型“使能”了非常高效的異常處理。它支持16‐4‐1=11 種系統(tǒng)異常（保留了4+1 個檔位），外加240 個外部中斷輸入。在CM3 中取消了FIQ 的概念（v7 前的ARM 都有這個FIQ，快中斷請求），這是因為有了更新更好的機制——中斷優(yōu)先級管理以及嵌套中斷支持，它們被納入CM3 的中斷管理邏輯中。因此，支持嵌套中斷的系統(tǒng)就更容易實現(xiàn)FIQ。

CM3的所有中斷機制都由NVIC實現(xiàn)。除了支持240 條中斷之外，NVIC 還支持16‐4‐1=11 個內(nèi)部異常源，可以實現(xiàn)fault 管理機制。結(jié)果，CM3 就有了256 個預(yù)定義的異常類型，如表2.2 所示。

雖然CM3 是支持240 個外中斷的，但具體使用了多少個是由芯片生產(chǎn)商決定。CM3 還有一個NMI（不可屏蔽中斷）輸入腳。當(dāng)它被置為有效（assert）時，NMI 服務(wù)例程會無條件地執(zhí)行。

Cortex‐M3 支持大量異常，包括16‐4‐1=11 個系統(tǒng)異常，和最多240 個外部中斷——簡

稱IRQ。具體使用了這240 個中斷源中的多少個，則由芯片制造商決定。由外設(shè)產(chǎn)生的中斷

信號，除了SysTick 的之外，全都連接到NVIC 的中斷輸入信號線。典型情況下，處理器一般

支持16 到32 個中斷，當(dāng)然也有在此之外的。

作為中斷功能的強化，NVIC 還有一條NMI 輸入信號線。NMI 究竟被拿去做什么，還要

視處理器的設(shè)計而定。在多數(shù)情況下，NMI 會被連接到一個看門狗定時器，有時也會是電壓監(jiān)視功能塊，以便在電壓掉至危險級別后警告處理器。NMI 可以在任何時間被激活，甚至是在處理器剛剛復(fù)位之后。

表3.4 （同表2.2）列出了Cortex‐M3 可以支持的所有異常。有一定數(shù)量的系統(tǒng)異常是用于fault 處理的，它們可以由多種錯誤條件引發(fā)。NVIC 還提供了一些fault 狀態(tài)寄存器，以便于fault 服務(wù)例程找出導(dǎo)致異常的具體原因。

向量表s

當(dāng)一個發(fā)生的異常被CM3 內(nèi)核接受，對應(yīng)的異常handler 就會執(zhí)行。為了決定handler 的入

口地址，CM3 使用了“向量表查表機制”。這里使用一張向量表。向量表其實是一個WORD

（32 位整數(shù)）數(shù)組，每個下標對應(yīng)一種異常，該下標元素的值則是該異常handler 的入口地

址。向量表的存儲位置是可以設(shè)置的，通過NVIC 中的一個重定位寄存器來指出向量表的地

址。在復(fù)位后，該寄存器的值為0。因此，在地址0 處必須包含一張向量表，用于初始時的

異常分配。

舉個例子，如果發(fā)生了異常11（SVC），則NVIC 會計算出偏移移量是11x4=0x2C，然后

從那里取出服務(wù)例程的入口地址并跳入。0 號異常的功能則是個另類，它并不是什么入口地

址，而是給出了復(fù)位后MSP 的初值。