ARM Cortex-M 向量表结构：主栈指针与异常向量排列

ARM Cortex-M 系列处理器在系统上电或复位后，硬件会自动从存储器起始地址（通常是 Flash 起始地址 0x00000000）加载向量表，完成关键初始化。向量表是中断与异常处理系统的“入口索引”，其排列顺序由 ARM 架构严格定义，任何偏移错误都会导致系统无法启动或异常处理崩溃。

2.1 向量表整体布局

Cortex-M 向量表的前 16 个条目为系统异常（System Exceptions），从第 16 个条目开始为外部中断（IRQ）。向量表基地址（VTOR）默认指向 0x00000000，但可通过 VTOR 寄存器重定位。

2.2 主栈指针 (MSP) 初始化机制

复位后，CPU 硬件自动执行以下序列：

1. 从 0x00000000 加载 4 字节作为 MSP 初始值，写入 SP 寄存器。
2. 从 0x00000004 加载 4 字节作为 Reset 向量，写入 PC 寄存器（LSB 强制置 1 进入 Thumb 状态）。
3. 开始执行 Reset_Handler 函数。

MSP 初始值通常由链接脚本计算得出，指向内部 SRAM 的末尾地址（栈向下生长）。典型配置：

/* 链接脚本示例 (GCC) */
_estack = ORIGIN(SRAM) + LENGTH(SRAM);  /* 栈顶地址 */

/* startup.s 中声明 */
.word _estack          /* 向量表第 0 项：MSP */
.word Reset_Handler    /* 向量表第 1 项：Reset */
.word NMI_Handler      /* 向量表第 2 项：NMI */
.word HardFault_Handler /* 向量表第 3 项：HardFault */

2.3 复位向量与 NMI 异常

复位向量 (Reset_Handler) 是系统启动后执行的第一个 C 函数入口。它负责：

• 初始化 .data 段（从 Flash 拷贝到 RAM）
• 清零 .bss 段
• 调用 SystemInit() 配置时钟与外设
• 跳转到 main()

NMI (不可屏蔽中断) 优先级固定为 -2，仅次于 Reset。通常用于：

• 电源跌落检测
• 看门狗超时紧急处理
• 硬件安全监测

NMI 处理函数必须极短且无阻塞，否则系统可能无法恢复。

2.4 HardFault 异常：最后的防线

HardFault 是 Cortex-M 中优先级最低的系统异常（固定 -1），当其他异常无法处理时，CPU 自动触发 HardFault。典型触发场景：

2.5 向量表排列顺序的 SVg 结构图

下图展示了 Cortex-M 向量表从低地址到高地址的完整排列顺序，以及复位后硬件加载流程：

2.6 向量表重定位与常见配置错误

通过 VTOR 寄存器（SCB->VTOR）可以将向量表重定位到其他地址（如 RAM 中动态修改）。重定位时需注意：

• VTOR 必须 512 字节对齐（Cortex-M0/M0+ 要求 256 字节对齐）。
• 重定位后，硬件仍从 0x00000000 读取 MSP 和 Reset 向量，之后才使用新向量表。
• 如果重定位地址未对齐，CPU 可能从错误地址加载异常入口，导致 HardFault。

2.7 向量表初始化检查清单