中斷和異常

ARMv7‐M 開創(chuàng)了一個(gè)全新的異常模型，CM3 采用了它。請你一定要?jiǎng)澢褰缇€：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(gè)檔位），外加240 個(gè)外部中斷輸入。在CM3 中取消了FIQ 的概念（v7 前的ARM 都有這個(gè)FIQ，快中斷請求），這是因?yàn)橛辛烁赂玫臋C(jī)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(shí)現(xiàn)FIQ。

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

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

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

稱IRQ。具體使用了這240 個(gè)中斷源中的多少個(gè)，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(gè)中斷，當(dāng)然也有在此之外的。

作為中斷功能的強(qiáng)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(jì)而定。在多數(shù)情況下，NMI 會(huì)被連接到一個(gè)看門狗定時(shí)器，有時(shí)也會(huì)是電壓監(jiān)視功能塊，以便在電壓掉至危險(xiǎn)級別后警告處理器。NMI 可以在任何時(shí)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(cuò)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(gè)發(fā)生的異常被CM3 內(nèi)核接受，對應(yīng)的異常handler 就會(huì)執(zhí)行。為了決定handler 的入

口地址，CM3 使用了“向量表查表機(jī)制”。這里使用一張向量表。向量表其實(shí)是一個(gè)WORD

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

址。向量表的存儲(chǔ)位置是可以設(shè)置的，通過NVIC 中的一個(gè)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(shí)的

異常分配。

舉個(gè)例子，如果發(fā)生了異常11（SVC），則NVIC 會(huì)計(jì)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(gè)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。