前言：一般32位ARM嵌入式系統(tǒng)的中斷向量表是程序編譯前設(shè)置好的。在編寫32位ARM嵌入式系統(tǒng)的中斷服務(wù)程序、設(shè)置和修改ARM體系結(jié)構(gòu)的中斷向量表時，常感到相當麻煩，不得不修改匯編代碼，對不喜歡使用匯編代碼編程的程序員尤其如此。當需要在程序運行過程中動態(tài)修改中斷向量的程序時會感到更為不便，不得不增加很多分支處理指令才能實現(xiàn)。為此本文提出一種簡便的配置方法，實現(xiàn)了ROM固化程序在運行時動態(tài)配置ARM嵌入式系統(tǒng)中斷向量表的功能。

　　1 ARM中斷向量兩種設(shè)置方法

　　在32位ARM系統(tǒng)中，一般都是在中斷向量表中放置一條分支指令或PC寄存器加載指令，實現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)例程的功能。例如：

　　IRQEntry B HandleIRQ ;跳轉(zhuǎn)范圍較小
　　B HandleFIQ
　　或IRQEntry LDR PC,=HandleIRQ ;跳轉(zhuǎn)的范圍是任意32位地址空間
　　LDR PC，=HandleFIQ

　　LDR偽指令等效生成1條存儲讀取指令和1條32位常數(shù)定義指令。32位常數(shù)存儲在LDR指令附近的存儲單元中，相對偏移小于4KB。該32位數(shù)據(jù)就是要跳轉(zhuǎn)到的中斷服務(wù)程序入口地址。

　　之所以使用LDR偽指令，是因為ARM的RISC指令為單字指令，不能裝載32位的立即數(shù)（常數(shù)），無法直接把一個32位常數(shù)數(shù)據(jù)或地址數(shù)據(jù)裝載到寄存器中。下面一般程序與上述偽指令功能等效，但中斷向量表描述得更為清晰。其中VectorTable為相對LDR指令的偏移量：

　　IRQEntry LDR PC,VectorTable+0
　　;與LDR PC，=HandleIRQ等效
　　LDR PC，VectorTable+4
　　;與LDR PC，=HandleFIQ等效
　　……
　　VectorTable DCD HandleTRQ
　　DCD HandleFIQ
　　……
　　HandleIRQ
　　……
　　HandleFIQ

　　一般ARM嵌入式系統(tǒng)的程序都是固化在從00000000H開始的低端ROM空間中，中斷向量表VectorTable也是固化在ROM中，所以上述兩種方法都無法在程序運行時動態(tài)隨機修改中斷向量表。不論對于初學(xué)ARM處理器的程序員還是有經(jīng)驗的程序員，設(shè)置中斷向量都相當繁瑣，必須修改ARM的C程序的啟動代碼。一段晦澀的匯編代碼很不方便，比較容易出錯。

　　2 X86與ARM處理器中斷向量表比較

　　實模式X86程序員都熟悉，在X86體系結(jié)構(gòu)的PC系統(tǒng)中，不論是用匯編還是用C語言，都可以動態(tài)隨機地設(shè)置、修改中斷向量表—只需要簡單地把中斷程序例程的入口地址寫入到中斷向量表數(shù)據(jù)區(qū)，即可完成向量表的設(shè)置。

　　X86向量表設(shè)置方便的原因有兩個。其一是中斷向量表與程序代碼*分離，中斷向量表設(shè)置在RAM數(shù)據(jù)空間，向量表存放的數(shù)據(jù)是純粹地址數(shù)據(jù)；而在ARM向量表中存放的是與中斷服務(wù)例程入口有關(guān)的一條分支指令。另一個原因是，除BIOS外，大多數(shù)PC程序都是在運行時加載到RAM中的，程序數(shù)據(jù)是不加區(qū)別的，所以可以很容易在程序運行的過程中從數(shù)據(jù)生成程序，并可以很容易把CPU控制權(quán)轉(zhuǎn)到新生成的程序中。

　　表面上看，在ARM第二種中斷向量設(shè)置方法的向量表VectorTable中也是純地址數(shù)據(jù)，不含指令代碼，似乎可以把VectorTable設(shè)置在RAM數(shù)據(jù)段中。然而一般ARM體系的ROM代碼段和RAM數(shù)據(jù)段間的偏移遠大于2 12，故超出了LDR使用PC為基址的相對尋址范圍。

　　代碼中的VectorTable是一個與當前PC間的一個偏移，LDR指令的相對地址是在編譯時計算的，要求VectorTable<2 12,所以VectorTable不能隨意安排在RAM空間中。VectorTable一般只能安排在中斷跳轉(zhuǎn)指令附近的代碼區(qū)內(nèi)中。

　　3 ARM結(jié)構(gòu)中中斷向量表的動態(tài)配置方法

　　要在ARM結(jié)構(gòu)中實現(xiàn)與X86中一樣方便的在中斷向量的隨機存取功能，向量表的地址數(shù)據(jù)必須可以安排在任意32位地址的RAM空間中。為此，中斷處理必須增加一條指令，先跳轉(zhuǎn)到向量表，然后執(zhí)行向量表中動態(tài)生成的跳轉(zhuǎn)指令，跳轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序，參見下列初始化代碼：

　??；******向量表******
　　ENTRY
　　B ResetHandle ;原向量偏移 ，中斷號
　　B ReseHandle ;0x00 ,00
　　LDR PC,=NewVectorTable+0x08 ;0x04,未定義 ，01
　　LDR PC，=NeWVector Table+0x10 ;0x08,SWI,02
　　LDR PC,=NewVectorTable+0x18 ;0x0c,未定義 ，03
　　LDR PC，=NewVectorTable+0x20 ;0x10,未定義 ，04
　　LDR PC，=NewVectorTable+0x28;0x14,未定義 0，05
　　LDR PC,=NewVectorTable+0x30 ;0x18,IRQ ;06
　　LDR PC,=NewVectorTable+0x38 ;0x1c,FIQ ,07
　　……
　　；******代碼段******
　　ResetHandle
　　……
　?。?**數(shù)據(jù)段，為NewVectorTable分配數(shù)據(jù)空間***
　　NewVectorTable # 128;大小根據(jù)需要定義，每向量2個字（8字節(jié)）；

　　程序運行時，中斷服務(wù)的初始化 程序必須設(shè)置好新的中斷向量表，即在NewVectorTable表中動態(tài)生成下列指令：

　　NewVectorTable;表安排在RAM頂端0x0c1fff00處（由硬件設(shè)定）
　　LDR PC，[PC，#4]；指令代碼為0xe51ff004,功能為PC〈-[PC+4]
　　nVt00 DCD ISR_RESET_HANDLE
　　LDR PC,[PC,#4];與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函數(shù)在NweVectorTable中生成含上述指令的向量表，具體實現(xiàn)如下：
　　#define VECTOR_TABLE 0x0c1fff00
　　//向量表首地址，根據(jù)實際硬件來配置
　　#define INSTRUCTION_LDR_PC 0xe51ff004
　　//加載PC寄存器的指令碼
　　//設(shè)置向量C函數(shù)，ISR_Handle中斷服務(wù)程序地址
　　void SetVector（unsigned char no,unsigned long int ISR_Handle）{
　　unsigned long int * pVectorTable;
　　//定義32位無符號數(shù)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;//設(shè)置中斷服務(wù)例程入口地址
　　}
　　//讀取向量C函數(shù)，no代表中斷號
　　unsigned long int GetVector（unsigned char no）{
　　unsigned long int *pVectorTable;
　　pVectorTable=（（unsigned long int *）（VECTOR_TABLE+（no<<3）））;
　　return *（++pVectorTable）;//返回中斷處理程序入口地址
　　}

　　使用上述初始化代碼和向量設(shè)置函數(shù)，除復(fù)位向量外，其它所有中斷向量都可以指向了在RAM數(shù)據(jù)區(qū)中的新向量表，并給定一個統(tǒng)一的中斷編號。中斷服務(wù)程序可以放在任何模塊文件中編譯連接，不需要修改原向量表代碼，但在打開中斷使用中斷服務(wù)例程前必須使用C函數(shù)SetVector（）設(shè)置中斷向量。

　　4 結(jié)論

　　本文提出的中斷向量表配置策略和實現(xiàn)方法，簡便，僅比標準處理方法增加一條指令的執(zhí)行時間。當把ARM的C初始化匯編代碼中所有中斷源（包括擴展的內(nèi)外部中斷源）的向量都指向了新向量表，并統(tǒng)一編號，此后編寫任何中斷服務(wù)程序幾乎不需要修改匯編代碼，C初始化代碼*可以對C程序員隱藏起來，并可以像在X86體系下一樣動態(tài)地設(shè)置和修改中斷向量。