4、中断向量表与中断入口：从硬件复位到第一行C代码

中断向量表，说白了就是一张“地址-函数”的映射表。芯片上电后，CPU 从哪条指令开始执行？发生异常时跳到哪里去处理？答案都写在这张表里。我刚开始接触 STM32 时，总觉得这玩意儿是启动文件里自动搞定的，直到有一次自己写裸机程序，发现中断死活不响应……嗯，查了半天，原来是向量表地址配错了。

4.1 中断向量表的结构

ARM Cortex-M 内核规定，向量表必须从地址 0 开始（或者从 VTOR 指向的地址开始）。每个表项占 4 字节，存放的是对应异常或中断的服务函数入口地址。表的前 16 项是系统异常，从第 16 项开始才是外部中断。

偏移地址	异常/中断号	名称	说明
0x0000	-	栈顶地址	初始 MSP 值
0x0004	1	Reset_Handler	复位入口
0x0008	2	NMI_Handler	不可屏蔽中断
0x000C	3	HardFault_Handler	硬错误
0x0010 ~ 0x003C	4 ~ 15	其他系统异常	MemManage、BusFault、UsageFault、SVCall、PendSV、SysTick 等
0x0040 起	16+	外部中断	EXTI、TIM、USART、SPI、DMA 等外设中断

4.2 系统异常与外部中断的向量分配

Cortex-M3/M4 支持最多 240 个外部中断，但具体芯片用多少，得看厂家的设计。以 STM32F103 为例，它只用了 60 个外部中断，编号从 16 到 75。每个中断对应一个 IRQn，这个编号在 ST 的 HAL 库头文件里都有定义。

我习惯把系统异常和外部中断的分配关系画成一张图，这样看起来更直观：

4.3 中断向量表重定向（VTOR 寄存器）

默认情况下，向量表固定在地址 0。但实际项目中，我们经常需要把向量表搬到 RAM 里，或者放在不同的 Flash 段。比如做 IAP（在应用编程）时，Bootloader 和 App 各有各的向量表，必须通过 VTOR 寄存器来切换。

VTOR 是 Cortex-M3/M4 内核里的一个寄存器，地址在 0xE000ED08。它的作用就是告诉 CPU：「喂，向量表现在搬家了，新地址在这儿。」

设置 VTOR 的代码很简单，几行汇编或直接写寄存器就行：

/* 将向量表重定向到 0x08010000 */
SCB->VTOR = 0x08010000;

/* 或者用汇编 */
__ASM volatile("LDR R0, =0xE000ED08 \n"
               "LDR R1, =0x08010000 \n"
               "STR R1, [R0]");

4.4 中断服务函数命名规则：弱定义与强定义

你有没有想过，为什么启动文件里有一堆「弱定义」的中断函数？比如 WEAK 关键字修饰的 HardFault_Handler、PendSV_Handler 等等。这其实是编译器提供的一种「默认兜底」机制。

弱定义（Weak Definition）的意思是：这个符号虽然定义了，但优先级很低。如果你在别的源文件里重新定义了一个同名的强定义（Strong Definition），链接器会优先用你的版本，把弱定义覆盖掉。

举个例子，启动文件里是这样写的：

/* 启动文件中的弱定义 */
void HardFault_Handler(void) __attribute__((weak, alias("Default_Handler")));

void Default_Handler(void)
{
    while(1);
}

如果你在自己的代码里写了一个同名的 HardFault_Handler：

/* 用户代码中的强定义 */
void HardFault_Handler(void)
{
    /* 打印错误信息，或者尝试恢复 */
    printf("Hard Fault occurred!\n");
    while(1);
}

链接器就会用你的版本，而不是那个死循环的默认版本。这就是「弱定义与强定义」的配合逻辑。

特性	弱定义	强定义
关键字	__attribute__((weak))	无特殊关键字
优先级	低，可被覆盖	高，覆盖弱定义
用途	提供默认实现，防止链接错误	用户自定义中断处理逻辑
典型场景	启动文件中所有中断服务函数	用户编写的具体中断处理函数