過去の記事で..
以前以下の記事を書いたのですが、このときめちゃくちゃハマった事象がありました。。。
（詳しい人はすぐ気づくのかな？？）
Nordic製マイコンでUARTドライバを作ってみた話
UART1の割り込みを発生させるとハードフォールトになってしまう
割り込みなしのブロッキングでUART送受信を動作させる分には全く問題なかったのですが、
割り込みを有効に設定させて動作させると
ハードフォールト（HardFault）が発生してしまう現象が発生しました。
UART0は何も問題なく動くのに...
コンパイル後のmapファイルを見てみる
nrf52840_xxaa.map
.text.UARTE0_UART0_IRQHandler
0x000000000002da58 0x258 _build/nrf52840_xxaa/uart_driver.c.o
0x000000000002da58 UARTE0_UART0_IRQHandler
.text.UARTE1_IRQHandler
0x0000000000000000 0x258 _build/nrf52840_xxaa/uart_driver.c.o
んんん？
UARTE1_IRQHandlerが正しくリンクされていないですよね？
これで一先ずハードフォールトが起こってしまう理由は分かりました。
ではなぜリンクされていないのか。。。
マイコンヘッダーを見てみる
nRF52840.hというヘッダーファイルがあり、そこに割り込み番号が定義されています。
（こういうのマイコンヘッダーっていうので合ってるんだっけ？）
ここには、Cortex-M4に関する割り込み番号と、
それをベースにNordicが設計した周辺ペリフェラルの割り込み番号が定義されています。
nRF52840.h
/* =========================================================================================================================== */
/* ================ Interrupt Number Definition ================ */
/* =========================================================================================================================== */
typedef enum {
/* ======================================= ARM Cortex-M4 Specific Interrupt Numbers ======================================== */
Reset_IRQn = -15, /*!< -15 Reset Vector, invoked on Power up and warm reset */
NonMaskableInt_IRQn = -14, /*!< -14 Non maskable Interrupt, cannot be stopped or preempted */
HardFault_IRQn = -13, /*!< -13 Hard Fault, all classes of Fault */
MemoryManagement_IRQn = -12, /*!< -12 Memory Management, MPU mismatch, including Access Violation
and No Match */
BusFault_IRQn = -11, /*!< -11 Bus Fault, Pre-Fetch-, Memory Access Fault, other address/memory
related Fault */
UsageFault_IRQn = -10, /*!< -10 Usage Fault, i.e. Undef Instruction, Illegal State Transition */
SVCall_IRQn = -5, /*!< -5 System Service Call via SVC instruction */
DebugMonitor_IRQn = -4, /*!< -4 Debug Monitor */
PendSV_IRQn = -2, /*!< -2 Pendable request for system service */
SysTick_IRQn = -1, /*!< -1 System Tick Timer */
/* ========================================== nrf52840 Specific Interrupt Numbers ========================================== */
POWER_CLOCK_IRQn = 0, /*!< 0 POWER_CLOCK */
RADIO_IRQn = 1, /*!< 1 RADIO */
UARTE0_UART0_IRQn = 2, /*!< 2 UARTE0_UART0 */
SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0_IRQn= 3, /*!< 3 SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0 */
SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1_IRQn= 4, /*!< 4 SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1 */
NFCT_IRQn = 5, /*!< 5 NFCT */
GPIOTE_IRQn = 6, /*!< 6 GPIOTE */
SAADC_IRQn = 7, /*!< 7 SAADC */
TIMER0_IRQn = 8, /*!< 8 TIMER0 */
TIMER1_IRQn = 9, /*!< 9 TIMER1 */
TIMER2_IRQn = 10, /*!< 10 TIMER2 */
RTC0_IRQn = 11, /*!< 11 RTC0 */
TEMP_IRQn = 12, /*!< 12 TEMP */
RNG_IRQn = 13, /*!< 13 RNG */
ECB_IRQn = 14, /*!< 14 ECB */
CCM_AAR_IRQn = 15, /*!< 15 CCM_AAR */
WDT_IRQn = 16, /*!< 16 WDT */
RTC1_IRQn = 17, /*!< 17 RTC1 */
QDEC_IRQn = 18, /*!< 18 QDEC */
COMP_LPCOMP_IRQn = 19, /*!< 19 COMP_LPCOMP */
SWI0_EGU0_IRQn = 20, /*!< 20 SWI0_EGU0 */
SWI1_EGU1_IRQn = 21, /*!< 21 SWI1_EGU1 */
SWI2_EGU2_IRQn = 22, /*!< 22 SWI2_EGU2 */
SWI3_EGU3_IRQn = 23, /*!< 23 SWI3_EGU3 */
SWI4_EGU4_IRQn = 24, /*!< 24 SWI4_EGU4 */
SWI5_EGU5_IRQn = 25, /*!< 25 SWI5_EGU5 */
TIMER3_IRQn = 26, /*!< 26 TIMER3 */
TIMER4_IRQn = 27, /*!< 27 TIMER4 */
PWM0_IRQn = 28, /*!< 28 PWM0 */
PDM_IRQn = 29, /*!< 29 PDM */
MWU_IRQn = 32, /*!< 32 MWU */
PWM1_IRQn = 33, /*!< 33 PWM1 */
PWM2_IRQn = 34, /*!< 34 PWM2 */
SPIM2_SPIS2_SPI2_IRQn = 35, /*!< 35 SPIM2_SPIS2_SPI2 */
RTC2_IRQn = 36, /*!< 36 RTC2 */
I2S_IRQn = 37, /*!< 37 I2S */
FPU_IRQn = 38, /*!< 38 FPU */
USBD_IRQn = 39, /*!< 39 USBD */
UARTE1_IRQn = 40, /*!< 40 UARTE1 */
QSPI_IRQn = 41, /*!< 41 QSPI */
CRYPTOCELL_IRQn = 42, /*!< 42 CRYPTOCELL */
PWM3_IRQn = 45, /*!< 45 PWM3 */
SPIM3_IRQn = 47 /*!< 47 SPIM3 */
} IRQn_Type;
UART0、UART1共に割り込み番号が定義されているの事が、わかりましたね。
ここで生まれた疑問
割り込みが発生した場合に、hogehoge_IRQ_handlerに飛ぶ、という設定はどこでされているんだろう？
という疑問が生まれました。
そして、その観点で調べてみると、とあるアセンブラファイルに行き着きました。
スタートアップルーチン
gcc_startup_nrf52.S
.syntax unified
.arch armv7e-m
#ifdef __STARTUP_CONFIG
#include "startup_config.h"
#ifndef __STARTUP_CONFIG_STACK_ALIGNEMENT
#define __STARTUP_CONFIG_STACK_ALIGNEMENT 3
#endif
#endif
.section .stack
#if defined(__STARTUP_CONFIG)
.align __STARTUP_CONFIG_STACK_ALIGNEMENT
.equ Stack_Size, __STARTUP_CONFIG_STACK_SIZE
#elif defined(__STACK_SIZE)
.align 3
.equ Stack_Size, __STACK_SIZE
#else
.align 3
.equ Stack_Size, 8192
#endif
.globl __StackTop
.globl __StackLimit
__StackLimit:
.space Stack_Size
.size __StackLimit, . - __StackLimit
__StackTop:
.size __StackTop, . - __StackTop
.section .heap
.align 3
#if defined(__STARTUP_CONFIG)
.equ Heap_Size, __STARTUP_CONFIG_HEAP_SIZE
#elif defined(__HEAP_SIZE)
.equ Heap_Size, __HEAP_SIZE
#else
.equ Heap_Size, 8192
#endif
.globl __HeapBase
.globl __HeapLimit
__HeapBase:
.if Heap_Size
.space Heap_Size
.endif
.size __HeapBase, . - __HeapBase
__HeapLimit:
.size __HeapLimit, . - __HeapLimit
.section .isr_vector
.align 2
.globl __isr_vector
__isr_vector:
.long __StackTop /* Top of Stack */
.long Reset_Handler
.long NMI_Handler
.long HardFault_Handler
.long MemoryManagement_Handler
.long BusFault_Handler
.long UsageFault_Handler
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long SVC_Handler
.long DebugMon_Handler
.long 0 /*Reserved */
.long PendSV_Handler
.long SysTick_Handler
/* External Interrupts */
.long POWER_CLOCK_IRQHandler
.long RADIO_IRQHandler
.long UARTE0_UART0_IRQHandler
.long SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0_IRQHandler
.long SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1_IRQHandler
.long NFCT_IRQHandler
.long GPIOTE_IRQHandler
.long SAADC_IRQHandler
.long TIMER0_IRQHandler
.long TIMER1_IRQHandler
.long TIMER2_IRQHandler
.long RTC0_IRQHandler
.long TEMP_IRQHandler
.long RNG_IRQHandler
.long ECB_IRQHandler
.long CCM_AAR_IRQHandler
.long WDT_IRQHandler
.long RTC1_IRQHandler
.long QDEC_IRQHandler
.long COMP_LPCOMP_IRQHandler
.long SWI0_EGU0_IRQHandler
.long SWI1_EGU1_IRQHandler
.long SWI2_EGU2_IRQHandler
.long SWI3_EGU3_IRQHandler
.long SWI4_EGU4_IRQHandler
.long SWI5_EGU5_IRQHandler
.long TIMER3_IRQHandler
.long TIMER4_IRQHandler
.long PWM0_IRQHandler
.long PDM_IRQHandler
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long MWU_IRQHandler
.long PWM1_IRQHandler
.long PWM2_IRQHandler
.long SPIM2_SPIS2_SPI2_IRQHandler
.long RTC2_IRQHandler
.long I2S_IRQHandler
.long FPU_IRQHandler
.long 0 /*Reserved */
.long /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.size __isr_vector, . - __isr_vector
/* Reset Handler */
.text
.thumb
.thumb_func
.align 1
.globl Reset_Handler
.type Reset_Handler, %function
Reset_Handler:
/* Loop to copy data from read only memory to RAM.
* The ranges of copy from/to are specified by following symbols:
* __etext: LMA of start of the section to copy from. Usually end of text
* __data_start__: VMA of start of the section to copy to.
* __bss_start__: VMA of end of the section to copy to. Normally __data_end__ is used, but by using __bss_start__
* the user can add their own initialized data section before BSS section with the INTERT AFTER command.
*
* All addresses must be aligned to 4 bytes boundary.
*/
ldr r1, =__etext
ldr r2, =__data_start__
ldr r3, =__bss_start__
subs r3, r3, r2
ble .L_loop1_done
.L_loop1:
subs r3, r3, #4
ldr r0, [r1,r3]
str r0, [r2,r3]
bgt .L_loop1
.L_loop1_done:
/* This part of work usually is done in C library startup code. Otherwise,
* define __STARTUP_CLEAR_BSS to enable it in this startup. This section
* clears the RAM where BSS data is located.
*
* The BSS section is specified by following symbols
* __bss_start__: start of the BSS section.
* __bss_end__: end of the BSS section.
*
* All addresses must be aligned to 4 bytes boundary.
*/
#ifdef __STARTUP_CLEAR_BSS
ldr r1, =__bss_start__
ldr r2, =__bss_end__
movs r0, 0
subs r2, r2, r1
ble .L_loop3_done
.L_loop3:
subs r2, r2, #4
str r0, [r1, r2]
bgt .L_loop3
.L_loop3_done:
#endif /* __STARTUP_CLEAR_BSS */
/* Execute SystemInit function. */
bl SystemInit
/* Call _start function provided by libraries.
* If those libraries are not accessible, define __START as your entry point.
*/
#ifndef __START
#define __START _start
#endif
bl __START
.pool
.size Reset_Handler,.-Reset_Handler
.section ".text"
/* Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified) */
.weak NMI_Handler
.type NMI_Handler, %function
NMI_Handler:
b .
.size NMI_Handler, . - NMI_Handler
.weak HardFault_Handler
.type HardFault_Handler, %function
HardFault_Handler:
b .
.size HardFault_Handler, . - HardFault_Handler
.weak MemoryManagement_Handler
.type MemoryManagement_Handler, %function
MemoryManagement_Handler:
b .
.size MemoryManagement_Handler, . - MemoryManagement_Handler
.weak BusFault_Handler
.type BusFault_Handler, %function
BusFault_Handler:
b .
.size BusFault_Handler, . - BusFault_Handler
.weak UsageFault_Handler
.type UsageFault_Handler, %function
UsageFault_Handler:
b .
.size UsageFault_Handler, . - UsageFault_Handler
.weak SVC_Handler
.type SVC_Handler, %function
SVC_Handler:
b .
.size SVC_Handler, . - SVC_Handler
.weak DebugMon_Handler
.type DebugMon_Handler, %function
DebugMon_Handler:
b .
.size DebugMon_Handler, . - DebugMon_Handler
.weak PendSV_Handler
.type PendSV_Handler, %function
PendSV_Handler:
b .
.size PendSV_Handler, . - PendSV_Handler
.weak SysTick_Handler
.type SysTick_Handler, %function
SysTick_Handler:
b .
.size SysTick_Handler, . - SysTick_Handler
/* IRQ Handlers */
.globl Default_Handler
.type Default_Handler, %function
Default_Handler:
b .
.size Default_Handler, . - Default_Handler
.macro IRQ handler
.weak \handler
.set \handler, Default_Handler
.endm
IRQ POWER_CLOCK_IRQHandler
IRQ RADIO_IRQHandler
IRQ UARTE0_UART0_IRQHandler
IRQ SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0_IRQHandler
IRQ SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1_IRQHandler
IRQ NFCT_IRQHandler
IRQ GPIOTE_IRQHandler
IRQ SAADC_IRQHandler
IRQ TIMER0_IRQHandler
IRQ TIMER1_IRQHandler
IRQ TIMER2_IRQHandler
IRQ RTC0_IRQHandler
IRQ TEMP_IRQHandler
IRQ RNG_IRQHandler
IRQ ECB_IRQHandler
IRQ CCM_AAR_IRQHandler
IRQ WDT_IRQHandler
IRQ RTC1_IRQHandler
IRQ QDEC_IRQHandler
IRQ COMP_LPCOMP_IRQHandler
IRQ SWI0_EGU0_IRQHandler
IRQ SWI1_EGU1_IRQHandler
IRQ SWI2_EGU2_IRQHandler
IRQ SWI3_EGU3_IRQHandler
IRQ SWI4_EGU4_IRQHandler
IRQ SWI5_EGU5_IRQHandler
IRQ TIMER3_IRQHandler
IRQ TIMER4_IRQHandler
IRQ PWM0_IRQHandler
IRQ PDM_IRQHandler
IRQ MWU_IRQHandler
IRQ PWM1_IRQHandler
IRQ PWM2_IRQHandler
IRQ SPIM2_SPIS2_SPI2_IRQHandler
IRQ RTC2_IRQHandler
IRQ I2S_IRQHandler
IRQ FPU_IRQHandler
.end
「__isr_vector:」は恐らくベクターテーブルのことですね。
マイコンには多数の割り込み要因があり、それぞれに対して割り込みサービス・ルーチンを用意します。
割り込み要因を特定するために、各要因に固有の番号（割り込みベクタ）を割り当てますが、
割り込みベクタとそれに対応する割り込みサービス・ルーチンの先頭アドレスを一覧表にまとめたものをベクターテーブルと呼びます。
しかしこちらを見てみると、
「UARTE0_UART0_IRQHandler」はあるのですが、「UARTE1_IRQHandler」がありませんね...
ハードフォルトが発生した原因は恐らくこれでしょう。
nRF52840.hに定義されてある割り込み番号を参考に、「UARTE1_IRQHandler」を追加しコンパイルしてみることにしました。
.section .isr_vector
.align 2
.globl __isr_vector
__isr_vector:
.long __StackTop /* Top of Stack */
.long Reset_Handler
.long NMI_Handler
.long HardFault_Handler
.long MemoryManagement_Handler
.long BusFault_Handler
.long UsageFault_Handler
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long SVC_Handler
.long DebugMon_Handler
.long 0 /*Reserved */
.long PendSV_Handler
.long SysTick_Handler
/* External Interrupts */
.long POWER_CLOCK_IRQHandler
.long RADIO_IRQHandler
.long UARTE0_UART0_IRQHandler
.long SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0_IRQHandler
.long SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1_IRQHandler
.long NFCT_IRQHandler
.long GPIOTE_IRQHandler
.long SAADC_IRQHandler
.long TIMER0_IRQHandler
.long TIMER1_IRQHandler
.long TIMER2_IRQHandler
.long RTC0_IRQHandler
.long TEMP_IRQHandler
.long RNG_IRQHandler
.long ECB_IRQHandler
.long CCM_AAR_IRQHandler
.long WDT_IRQHandler
.long RTC1_IRQHandler
.long QDEC_IRQHandler
.long COMP_LPCOMP_IRQHandler
.long SWI0_EGU0_IRQHandler
.long SWI1_EGU1_IRQHandler
.long SWI2_EGU2_IRQHandler
.long SWI3_EGU3_IRQHandler
.long SWI4_EGU4_IRQHandler
.long SWI5_EGU5_IRQHandler
.long TIMER3_IRQHandler
.long TIMER4_IRQHandler
.long PWM0_IRQHandler
.long PDM_IRQHandler
.long 0 /*Reserved */
.long 0 /*Reserved */
.long MWU_IRQHandler
.long PWM1_IRQHandler
.long PWM2_IRQHandler
.long SPIM2_SPIS2_SPI2_IRQHandler
.long RTC2_IRQHandler
.long I2S_IRQHandler
.long FPU_IRQHandler
.long 0 /*Reserved */
.long UARTE1_IRQHandler ← 追加！！
.long 0 /*Reserved */
=============省略=============
/* IRQ Handlers */
.globl Default_Handler
.type Default_Handler, %function
Default_Handler:
b .
.size Default_Handler, . - Default_Handler
.macro IRQ handler
.weak \handler
.set \handler, Default_Handler
.endm
IRQ POWER_CLOCK_IRQHandler
IRQ RADIO_IRQHandler
IRQ UARTE0_UART0_IRQHandler
IRQ SPIM0_SPIS0_TWIM0_TWIS0_SPI0_TWI0_IRQHandler
IRQ SPIM1_SPIS1_TWIM1_TWIS1_SPI1_TWI1_IRQHandler
IRQ NFCT_IRQHandler
IRQ GPIOTE_IRQHandler
IRQ SAADC_IRQHandler
IRQ TIMER0_IRQHandler
IRQ TIMER1_IRQHandler
IRQ TIMER2_IRQHandler
IRQ RTC0_IRQHandler
IRQ TEMP_IRQHandler
IRQ RNG_IRQHandler
IRQ ECB_IRQHandler
IRQ CCM_AAR_IRQHandler
IRQ WDT_IRQHandler
IRQ RTC1_IRQHandler
IRQ QDEC_IRQHandler
IRQ COMP_LPCOMP_IRQHandler
IRQ SWI0_EGU0_IRQHandler
IRQ SWI1_EGU1_IRQHandler
IRQ SWI2_EGU2_IRQHandler
IRQ SWI3_EGU3_IRQHandler
IRQ SWI4_EGU4_IRQHandler
IRQ SWI5_EGU5_IRQHandler
IRQ TIMER3_IRQHandler
IRQ TIMER4_IRQHandler
IRQ PWM0_IRQHandler
IRQ PDM_IRQHandler
IRQ MWU_IRQHandler
IRQ PWM1_IRQHandler
IRQ PWM2_IRQHandler
IRQ SPIM2_SPIS2_SPI2_IRQHandler
IRQ RTC2_IRQHandler
IRQ I2S_IRQHandler
IRQ FPU_IRQHandler
IRQ UARTE1_IRQHandler ← 追加！！！
.end
コンパイルし、再びmapファイルを見てみる
nrf52840_xxaa.map
.text.UARTE0_UART0_IRQHandler
0x000000000002da58 0x258 _build/nrf52840_xxaa/uart_driver.c.o
0x000000000002da58 UARTE0_UART0_IRQHandler
.text.UARTE1_IRQHandler
0x000000000002dcb0 0x258 _build/nrf52840_xxaa/uart_driver.c.o
0x000000000002dcb0 UARTE1_IRQHandler
「UARTE1_IRQHandler」がちゃんとリンクされており、UARTE1の割り込みハンドラがコールされる事が確認できました！！！
てか、なんで最初から設定されてないねん！！！
変なプロジェクトから引っ張ってきてしまったのでしょうか。。笑
Nordic系のマイコンで開発を行っている方で、同じような事象が発生している方はこんな観点で調べてみると同じ原因だったりするかもしれませんね...
最後に
このような、マイコンの下回りに詳しい方いらっしゃいましたら、コメントやアドバイス等お待ちしております！
組み込みは奥が深いですね。。。でも楽しい！