1 ARM中断向量两种设置方法

在32位ARM系统中，一般都是在中断向量表中放置一条分支指令或PC寄存器加载指令，实现程序跳转到中断服务例程的功能。例如：

IRQEntry B HandleIRQ ;跳转范围较小

B HandleFIQ

或IRQEntry LDR PC,=HandleIRQ ;跳转的范围是任意32位地址空间

LDR PC，=HandleFIQ

LDR伪指令等效生成1条存储读取指令和1条32位常数定义指令。32位常数存储在LDR指令附近的存储单元中，相对偏移小于4KB。该32位数据就是要跳转到的中断服务程序入口地址。

之所以使用LDR伪指令，是因为ARM的RISC指令为单字指令，不能装载32位的立即数（常数），无法直接把一个32位常数数据或地址数据装载到寄存器中。下面一般程序与上述伪指令功能等效，但中断向量表描述得更为清晰。其中VectorTable为相对LDR指令的偏移量：

IRQEntry LDR PC,VectorTable+0

;与LDR PC，=HandleIRQ等效

LDR PC，VectorTable+4

;与LDR PC，=HandleFIQ等效

……

VectorTable DCD HandleTRQ

DCD HandleFIQ

……

HandleIRQ

……

HandleFIQ

一般ARM嵌入式系统的程序都是固化在从00000000H开始的低端ROM空间中，中断向量表VectorTable也是固化在ROM中，所以上述两种方法都无法在程序运行时动态随机修改中断向量表。不论对于初学ARM处理器的程序员还是有经验的程序员，设置中断向量都相当繁琐，必须修改ARM的C程序的启动代码。一段晦涩的汇编代码很不方便，比较容易出错。

2 X86与ARM处理器中断向量表比较

实模式X86程序员都熟悉，在X86体系结构的PC系统中，不论是用汇编还是用C语言，都可以动态随机地设置、修改中断向量表―只需要简单地把中断程序例程的入口地址写入到中断向量表数据区，即可完成向量表的设置。

X86向量表设置方便的原因有两个。其一是中断向量表与程序代码完全分离，中断向量表设置在RAM数据空间，向量表存放的数据是纯粹地址数据；而在ARM向量表中存放的是与中断服务例程入口有关的一条分支指令。另一个原因是，除BIOS外，大多数PC程序都是在运行时加载到RAM中的，程序数据是不加区别的，所以可以很容易在程序运行的过程中从数据生成程序，并可以很容易把CPU控制权转到新生成的程序中。

表面上看，在ARM第二种中断向量设置方法的向量表VectorTable中也是纯地址数据，不含指令代码，似乎可以把VectorTable设置在RAM数据段中。然而一般ARM体系的ROM代码段和RAM数据段间的偏移远大于2 12，故超出了LDR使用PC为基址的相对寻址范围。

代码中的VectorTable是一个与当前PC间的一个偏移，LDR指令的相对地址是在编译时计算的，要求VectorTable<2 12,所以VectorTable不能随意安排在RAM空间中。VectorTable一般只能安排在中断跳转指令附近的代码区内中。

3 ARM结构中中断向量表的动态配置方法

要在ARM结构中实现与X86中一样方便的在中断向量的随机存取功能，向量表的地址数据必须可以安排在任意32位地址的RAM空间中。为此，中断处理必须增加一条指令，先跳转到向量表，然后执行向量表中动态生成的跳转指令，跳转到中断服务程序，参见下列初始化代码：

；******向量表******

ENTRY

B ResetHandle ;原向量偏移 ，中断号

B ReseHandle ;0x00 ,00

LDR PC,=NewVectorTable+0x08 ;0x04,未定义 ，01

LDR PC，=NeWVector Table+0x10 ;0x08,SWI,02

LDR PC,=NewVectorTable+0x18 ;0x0c,未定义 ，03

LDR PC，=NewVectorTable+0x20 ;0x10,未定义 ，04

LDR PC，=NewVectorTable+0x28;0x14,未定义 0，05

LDR PC,=NewVectorTable+0x30 ;0x18,IRQ ;06

LDR PC,=NewVectorTable+0x38 ;0x1c,FIQ ,07

……

；******代码段******

ResetHandle

……

；***数据段，为NewVectorTable分配数据空间***

NewVectorTable # 128;大小根据需要定义，每向量2个字（8字节）；

程序运行时，中断服务的初始化 程序必须设置好新的中断向量表，即在NewVectorTable表中动态生成下列指令：

NewVectorTable;表安排在RAM顶端0x0c1fff00处（由硬件设定）

LDR PC，[PC，#4]；指令代码为0xe51ff004,功能为PC〈-[PC+4]

nVt00 DCD ISR_RESET_HANDLE

LDR PC,[PC,#4];与LDR PC，nVt01指令等效

nVt01 DCD ISR_UNDEF_HANDLE

LDR PC,[PC,#4]

nVt02 DCD ISR_SWI_HANDLE

LDR pC,[PC,#4]

nVt03 DCD ISR_UNDEF_HANDLE

LDR PC,[PC,#4]

nVt04 DCD ISR_UNDEF_HANDLE

LDR PC,[PC,#4]

nVt05 DCD ISR_UNDEF_HANDLE

LDR PC,[PC,#4]

NVt06 DCD ISR_IRQ_HANDLE

LDR PC,[PC,#4]

nVt07 DCD ISR_FIQ_HANDLE

……

可用C函数在NweVectorTable中生成含上述指令的向量表，具体实现如下：

#define VECTOR_TABLE 0x0c1fff00

//向量表首地址，根据实际硬件来配置

#define INSTRUCTION_LDR_PC 0xe51ff004

//加载PC寄存器的指令码

//设置向量C函数，ISR_Handle中断服务程序地址

void SetVector(unsigned char no,unsigned long int ISR_Handle){

unsigned long int * pVectorTable;

//定义32位无符号数指令，指向向量表

pVectorTable=((unsigned long int *)(VECTOR_TABLE+(no<<3)));

*pVectorTable++=INSTRUCTION_LDR_PC;

//在向量表中放置LDR PC，[PC，#4]指令

*pVectorTable=ISR_Handle;//设置中断服务例程入口地址

}

//读取向量C函数，no代表中断号

unsigned long int GetVector(unsigned char no){

unsigned long int *pVectorTable;

pVectorTable=((unsigned long int *)(VECTOR_TABLE+(no<<3)));

return *(++pVectorTable);//返回中断处理程序入口地址

}

使用上述初始化代码和向量设置函数，除复位向量外，其它所有中断向量都可以指向了在RAM数据区中的新向量表，并给定一个统一的中断编号。中断服务程序可以放在任何模块文件中编译连接，不需要修改原向量表代码，但在打开中断使用中断服务例程前必须使用C函数SetVector()设置中断向量。