[導讀]大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家分享的是Cortex-M中斷向量表原理及其重定向方法。接著前文《嵌入式Cortex-M裸機環(huán)境下臨界區(qū)保護的三種實現》繼續(xù)聊，嵌入式代碼設計里有時候一些特殊操作（比如XIP下Flash擦寫、低功耗模式切換）不能被隨意打斷，或...
大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家分享的是Cortex-M中斷向量表原理及其重定向方法。接著前文 《嵌入式Cortex-M裸機環(huán)境下臨界區(qū)保護的三種實現》 繼續(xù)聊，嵌入式代碼設計里有時候一些特殊操作（比如 XIP 下 Flash 擦寫、低功耗模式切換）不能被隨意打斷，或者一些共享數據區(qū)不能被無序訪問（A 任務正在讀，B 任務卻要寫），這時候我們可以利用系統(tǒng)全局中斷開關控制來實現所謂的臨界區(qū)保護。但有些場景下開關系統(tǒng)全局中斷這種方法并不總是很湊效，比如 XIP 下 Flash 擦寫這種情況，如果項目里還有一個后臺定時器（比如SysTick）在實時運行，擦除 Flash 期間（這個時間可能會很長）我們直接關閉系統(tǒng)全局中斷，會導致定時器中斷無法響應，系統(tǒng)計時會出偏差，對于這種情況，我們顯然不能關閉系統(tǒng)全局中斷。為了在 Flash 擦寫期間系統(tǒng)還能夠及時響應定時器中斷（執(zhí)行中斷響應函數），我們需要將定時器中斷響應函數及其相關代碼像 Flash IAP 操作代碼一樣都鏈接到 RAM 里執(zhí)行，此外還需要將中斷向量表也重定向到 RAM 里才行。今天痞子衡就來聊一聊重定向中斷向量表的方法：
一、Cortex-M中斷向量表簡介
熟悉 ARM Cortex-M 處理器的朋友應該都對下面這張表有所了解，這就是中斷向量表，表中每個向量大小都是 4 字節(jié)，除了第 0 個向量外，其余向量都是函數地址，這個表集中保存了系統(tǒng)全部的中斷處理函數（xxxIRQHandler）地址。二、重定向中斷向量表的方法
現在我們以恩智浦 i.MXRT1170 型號為例介紹重定向中斷向量表的方法，在 \SDK_2.9.1_MIMXRT1170-EVK\boards\evkmimxrt1170\demo_apps\led_blinky\cm7\iar 工程上示例。2.1 與中斷向量表相關的文件
這個 led_blinky 工程里跟中斷向量表有關的一共兩個文件，一是 startup_MIMXRT1176_cm7.s 啟動文件，這里面存放了中斷向量表實體定義，以及復位函數 ResetHandler()，從復位函數里你可以看到上來就先重置了一遍 SCB->VTOR 寄存器。 THUMB
PUBWEAK Reset_Handler
SECTION .text:CODE:REORDER:NOROOT(2)
Reset_Handler
CPSID I ; Mask interrupts
LDR R0, =0xE000ED08 ; 即 SCB->VTOR
LDR R1, =__vector_table ; section .intvec 段首地址
STR R1, [R0]
LDR R2, [R1]
MSR MSP, R2
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
CPSIE I ; Unmask interrupts
LDR R0, =__iar_program_start
BX R0
復位函數里用到的 __vector_table 值取決于 MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf 鏈接文件里如下語句設置。由于 i.MXRT1170 沒有內部 Flash，分配給外部 NOR Flash （掛在 FlexSPI1 外設上）的系統(tǒng)映射起始地址是 0x30000000，而 0x30002000 是 BootROM 能支持的應用程序初始中斷向量表地址之一（在 IVT 啟動頭里指示）。define symbol m_interrupts_start = 0x30002000;
define symbol m_interrupts_end = 0x300023FF;
define exported symbol __VECTOR_TABLE = m_interrupts_start;
place at address mem: m_interrupts_start { readonly section .intvec };
編譯工程后在對應生成的 iled_blinky_cm7.map 映射文件里可以找到初始中斷向量表最終鏈接地址。為了便于后續(xù)分析問題，我們將定時器中斷響應函數地址也一并列出來：*******************************************************************************
*** PLACEMENT SUMMARY
***
"A0": place at address 0x3000'2000 { ro section .intvec };
Section Kind Address Size Object
------- ---- ------- ---- ------
"A0": 0x400
.intvec ro code 0x3000'2000 0x400 startup_MIMXRT1176_cm7.o [1]
- 0x3000'2400 0x400
*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
***
Entry Address Size Type Object
----- ------- ---- ---- ------
SysTick_Handler 0x3000'5767 0x10 Code Gb led_blinky.o [1]
__VECTOR_TABLE {Abs} 0x3000'2000 Data Gb
__Vectors 0x3000'2000 -- Gb startup_MIMXRT1176_cm7.o [1]
__Vectors_End 0x3000'2400 Data Gb startup_MIMXRT1176_cm7.o [1]
__Vectors_Size {Abs} 0x400 -- Gb startup_MIMXRT1176_cm7.o [1]
__vector_table 0x3000'2000 Data Gb startup_MIMXRT1176_cm7.o [1]
2.2 中斷重定向函數示例
定時器中斷響應函數 SysTick_Handler() 鏈接在 Flash 里顯然是不行的，我們利用 IDE 特性（對于IAR，是 __ramfunc 修飾符）將其鏈接到 RAM 里（MIMXRT1176xxxxx_cm7_flexspi_nor.icf 里定義了 TEXT2_region: 0x0 - 0x3FFFF 空間存放 section .textrw 段）， 重新編譯工程，查看映射文件可以看到新分配的地址是 0x1。__ramfunc?void?SysTick_Handler(void)
{
????if?(g_systickCounter?!=?0U)
????{
????????g_systickCounter--;
????}
}
*******************************************************************************
*** ENTRY LIST
***
Entry Address Size Type Object
----- ------- ---- ---- ------
SysTick_Handler 0x1 0x14 Code Gb led_blinky.o [1]
現在我們嘗試在代碼里純手工搬移中斷向量表，找一塊空閑的 RAM 區(qū)域（比如 0x20000000 - 0x200003FF），將中斷向量表內容直接手工拷貝過去即可，示例代碼如下。主函數里一開始就調用一下這個 relocate_vector_table() 函數即可，修改后的工程下載進板卡運行一切正常，表明中斷向量表重定向操作成功了。extern?uint32_t?__VECTOR_TABLE[];
void?relocate_vector_table(void)
{
????__disable_irq();
????//?將?0x30002000?處的初始中斷向量表拷貝到新地址?0x20000000
????memcpy((void?*)0x20000000,?(void?*)__VECTOR_TABLE,?0x400);
????//?將?VTOR?指向?0x20000000
????SCB->VTOR?=?0x20000000;
????__enable_irq();
}
int?main(void)
{
??? relocate_vector_table()；
????//?其余代碼
}
至此，Cortex-M中斷向量表原理及其重定向方法痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~
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