大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家分享的是Cortex-M中断向量表对齐原则。
今天这篇文章的内容主要来自于五年前做 Kinetis K32W 系列双核启动时的发现，最近正好有同事碰到了 ARM Cortex-M 中断向量表对齐问题，于是痞子衡想起了这事（感慨自己记性还挺好），翻出了五年前的邮件，将当时测试结果重新整理成文。
前段时间痞子衡刚写了篇 《Cortex-M中断向量表原理及其重定向方法》，简单介绍了中断向量表工作机制，今天咱们接着来聊聊这个中断向量表对齐的事：
一、Cortex-M中断向量表对齐原则中断向量表就是一个集中保存系统全部中断处理函数（xxxIRQHandler）地址的常量数组（函数地址要占 4 个字节，因此数组中每个元素大小为 4 字节），表中元素编号如下：
1. 中断向量表第 0 - 1 个向量比较特殊，是程序初始 SP 和 PC 值 2. 中断向量表第 2 - 15 个向量是系统中断，IRQ 编号为 -14 到 -1 3. 中断向量表第 16 个向量开始是厂商自定义外设中断，IRQ 编号为 0 到 n - 对于 Cortex-M0/0+/1, ARM 建议的 n 值最大为 15（实际一般厂商都会扩展） - 对于 Cortex-M3/4/7/23, ARM 建议的 n 值最大为 239 - 对于 Cortex-M33/35P/55, ARM 建议的 n 值最大为 479
Cortex-M 内核（除了CM0）模块 SCB 里有个专门的 VTOR 寄存器用来控制中断向量表首地址，程序运行起来后用户可以配置 SCB->VTOR 寄存器来重设中断向量表地址。
SCB->VTOR 寄存器低 7bit 是保留的（永远0），所以中断向量表首地址一定要是 128 字节（0x80）对齐的，这个毫无疑问！但是仅仅 128 字节对齐就行了吗？这个是要看情况的，如下 Cortex-M Generic User Guide 手册里关于 VTOR 寄存器描述里有这样一段话（红框内），这段话的意思是向量表首地址需要按 0x80 向上对齐（还得是 2 的整数幂）以覆盖项目中实际用到的数值最大中断号（xxx_IRQn）。
Note: 比如项目中实际用到最大外设中断为 IRQ20，则最小向量表大小为（16 + 21）* 4 字节，那么向量表首地址需要至少以 0x100 对齐。
如果中断向量表首地址没有按规定对齐，会发生什么后果呢？我们找一块板卡来实测下，选择的芯片是恩智浦 i.MXRT1011，这是颗 Cortex-M7 内核的 MCU，除了 16 个系统中断外，还包含 80 个外设中断，中断向量表里一共 96 个有效中断，见如下 startup_MIMXRT1011.s 文件中具体中断响应函数定义：
因为 i.MXRT1011 里一共 96 个中断，按规定，中断向量表首地址至少要按 0x200 对齐。我们现在故意不按规定来设对齐，先选择一个测试工程 \SDK_2.10.0_EVK-MIMXRT1010\boards\evkmimxrt1010\demo_apps\hello_world\iar（flexspi_nor_build），修改 hello_world.c 文件，加一个 relocate_vector_table() 函数，将中断向量表重定向到 NEW_VECTOR_ADDRESS：
#define NEW_VECTOR_ADDRESS (0x00000080) extern uint32_t __VECTOR_TABLE[]; void relocate_vector_table(void) { __disable_irq(); // 将 0x60002000 处的初始中断向量表拷贝到新地址 NEW_VECTOR_ADDRESS memcpy((void *)NEW_VECTOR_ADDRESS, (void *)__VECTOR_TABLE, 0x180); // 将 VTOR 指向 NEW_VECTOR_ADDRESS SCB->VTOR = NEW_VECTOR_ADDRESS; __enable_irq(); } int main(void) { relocate_vector_table(); // 其余代码 }万事俱备，我们现在需要使能一些中断来验证，痞子衡分别选取了 SysTick、LPUART1、GPT2、WDOG2、TEMP_LOW_HIGH、WDOG1 六个中断，它们的使能代码都可以从 SDK\boards\evkmimxrt1010\driver_examples\ 里找到，这里不予赘述。
2.1 测试以 0x80 对齐的中断向量表将 NEW_VECTOR_ADDRESS 设为 ITCM 偏移 0x80 处，则中断向量表被重定向到了按 0x80 对齐的地方，分别测试选定的 6 个中断，最终结果如下：SysTick、TEMP_LOW_HIGH、WDOG1 中断响应是正常的，而 LPUART1、GPT2、WDOG2 实际响应的中断函数却是 MemManage、SysTick、DMA13 位置，这里出现了异常。
#define NEW_VECTOR_ADDRESS (0x00000080)
将 NEW_VECTOR_ADDRESS 设为 ITCM 偏移 0x100 处，则中断向量表被重定向到了按 0x100 对齐的地方，分别测试选定的 6 个中断，最终结果如下：SysTick、LPUART1、GPT2、WDOG2 中断响应是正常的，而 TEMP_LOW_HIGH、WDOG1 实际响应的中断函数却是 SysTick、DMA10 位置，还是出现了异常。
#define NEW_VECTOR_ADDRESS (0x00000100)