К основному содержанию
скилл CX Codex

interrupts-and-exceptions-baremetal — скилл для Claude Code

Скилл помогает настраивать прерывания Cortex-M NVIC, писать неблокирующие ISR и разбирать причины HardFault. Пригодится при разработке прошивок под микроконтроллеры без ОС.

Установить в Claude Code · Через Skills CLI (Vercel) Все способы и платформы ↓
npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill interrupts-and-exceptions-baremetal -a claude-code
Открыть на GitHub

Что делает interrupts-and-exceptions-baremetal

Скилл даёт правила работы с прерываниями ARM Cortex-M: от вызова NVIC_SetPriority до сохранения регистров при падении. Он объясняет механику стека при входе в исключение, работу tail-chaining и влияние FPU на задержки.

Внутри собраны шаблоны ISR с кольцевым буфером и критические секции через PRIMASK. Для поиска причин сбоев скилл считывает регистры CFSR и HFSR. Время отклика замеряется счётчиком DWT->CYCCNT или осциллографом.

Блокирующие вызовы вроде printf внутри ISR недопустимы. Они вызовут задержки и потерю данных, поэтому долгие операции выносятся в основной цикл.

Какие задачи решает

  • Настроить приоритеты прерываний в NVIC через CMSIS
  • Написать неблокирующий обработчик прерывания с кольцевым буфером
  • Локализовать причину HardFault через регистры сбоев и стек
  • Организовать атомарную критическую секцию через PRIMASK или BASEPRI

Примеры запросов агенту

  • /interrupts-and-exceptions-baremetal Настрой приоритеты NVIC для UART2 и SysTick на STM32F4
  • /interrupts-and-exceptions-baremetal Помоги разобрать причину HardFault по значениям CFSR и стеку в GDB

Как установить interrupts-and-exceptions-baremetal

1Через Skills CLI (Vercel)

npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill interrupts-and-exceptions-baremetal -a claude-code

2Вручную: положить файлы

~/.claude/skills/interrupts-and-exceptions-baremetal/SKILL.md

Папка скилла целиком; для одного проекта — .claude/skills/interrupts-and-exceptions-baremetal/

По шагам, с командами для каждой платформы: Как установить скилл в Claude Code: пять способов

Вопросы о interrupts-and-exceptions-baremetal

Как установить interrupts-and-exceptions-baremetal в Claude Code?

Выполните команду npx skills add mohitmishra786/low-level-dev-skills --skill interrupts-and-exceptions-baremetal -a claude-code. Конфигурация запишется в ~/.claude/skills/interrupts-and-exceptions-baremetal/SKILL.md.

Для чего нужен этот скилл?

Он обучает агента безопасной работе с прерываниями на ARM Cortex-M: от настройки регистров NVIC до изоляции аппаратных сбоев.

Как разобрать сбой HardFault с помощью этого скилла?

Скилл даёт ассемблерный обработчик для извлечения адреса PC из стека MSP или PSP, после чего предлагает расшифровать причину через регистры CFSR и отладчик GDB.

Исходный текст

SKILL.md · MIT
---
name: interrupts-and-exceptions-baremetal
description: Bare-metal interrupt and exception skill for Cortex-M NVIC. Use when writing ISRs, configuring priorities, handling HardFault, or measuring interrupt latency. Activates on queries about NVIC, ISR, vector table, HardFault, tail-chaining, or interrupt priority.
---

# Interrupts and Exceptions (Bare-Metal)

## Purpose

Guide agents through bare-metal interrupt handling on ARM Cortex-M: NVIC configuration, ISR writing rules, exception handlers (HardFault, BusFault), priority grouping, nesting, tail-chaining, and latency considerations.

## When to Use

- Configuring peripheral IRQ priorities
- Writing ISRs that must not block
- Debugging HardFault after enabling interrupts
- Sharing data between ISR and main loop
- Optimizing interrupt latency

## Workflow

### 1. NVIC overview (Cortex-M)

```
Exception / IRQ flow
├── NVIC receives IRQ (priority compare with BASEPRI/PRIMask)
├── Stacking: automatic save r0-r3, r12, lr, pc, psr
├── Branch to handler from vector table
├── Handler runs (should be short)
└── Unstack and return — tail-chain if another IRQ pending
```

### 2. Enable and prioritize an IRQ

```c
#include "stm32f4xx.h"  /* CMSIS device header */

void uart_irq_init(void) {
    NVIC_SetPriority(USART2_IRQn, NVIC_EncodePriority(NVIC_GetPriorityGrouping(), 2, 0));
    NVIC_EnableIRQ(USART2_IRQn);
}
```

Priority: lower numeric value = higher urgency (on most Cortex-M implementations). Check vendor docs for grouping bits.

### 3. ISR template

```c
void USART2_IRQHandler(void) {
    if (USART2->SR & USART_SR_RXNE) {
        uint8_t b = (uint8_t)USART2->DR;  /* read clears RXNE */
        ringbuf_push(b);
    }
    if (USART2->SR & USART_SR_ORE) {
        (void)USART2->DR;  /* clear overrun */
    }
}
```

ISR rules:
- No blocking calls (`printf`, `malloc`, long loops)
- Minimize work — defer to main via flag/ring buffer
- Clear interrupt flags per datasheet (read-to-clear vs write-1-clear)

### 4. Critical sections

```c
uint32_t primask = __get_PRIMASK();
__disable_irq();
/* atomic section */
__set_PRIMASK(primask);
```

Or raise `BASEPRI` to mask lower-priority IRQs only.

### 5. HardFault handler

```c
void HardFault_Handler(void) {
    __asm volatile(
        "tst lr, #4\n"
        "ite eq\n"
        "mrseq r0, msp\n"
        "mrsne r0, psp\n"
        "b hard_fault_c\n"
    );
}

void hard_fault_c(uint32_t *stack) {
    uint32_t r0  = stack[0];
    uint32_t pc  = stack[6];
    uint32_t psr = stack[7];
    /* log pc — GDB: info registers, bt */
    while (1);
}
```

Decode CFSR/HFSR registers for fault cause:

```c
volatile uint32_t cfsr = SCB->CFSR;
volatile uint32_t hfsr = SCB->HFSR;
volatile uint32_t bfar = SCB->BFAR;
```

### 6. Latency and tail-chaining

| Factor | Impact |
|--------|--------|
| Higher priority IRQ | Preempts lower |
| Tail-chaining | Back-to-back IRQs skip unstack/restack |
| FPU context | Lazy stacking adds latency on M4F/M7 |
| Long ISRs | Starves other IRQs and main |

Measure with GPIO toggle + scope, or DWT cycle counter (`DWT->CYCCNT`).

### 7. Agent usage examples

```
/interrupts-and-exceptions-baremetal Configure NVIC priority for UART vs SysTick
/interrupts-and-exceptions-baremetal Decode HardFault stacked PC with GDB
```

## Common Problems

| Symptom | Cause | Fix |
|---------|-------|-----|
| IRQ never fires | NVIC not enabled or IRQ masked | `NVIC_EnableIRQ`; check `PRIMASK` |
| Spurious re-entry | Flag not cleared | Clear per RM (ORE needs DR read) |
| HardFault in ISR | Stack overflow | Increase `_estack`; check ISR stack |
| Lost bytes | ISR too slow | Ring buffer + higher IRQ priority |
| Priority inversion | Long critical section | Shorten `__disable_irq` window |

## Related Skills

- `skills/baremetal/baremetal-startup` — vector table entries
- `skills/baremetal/uart-serial-baremetal` — UART IRQ handlers
- `skills/embedded/openocd-jtag` — GDB breakpoint in ISR
- `skills/debuggers/gdb` — examine fault stack frame
- `skills/low-level-programming/assembly-arm` — fault handler asm

© mohitmishra786 · MIT · mohitmishra786/low-level-dev-skills

Похожие скиллы

Все скиллы по теме «Языки программирования» →
arm-cortex-expert Ryan Snodgrass Пишет драйверы и прошивки под ARM Cortex-M: Teensy, STM32, nRF52, SAMD. Помогает, когда код работает с отладочной печатью и падает без неё. CX Codex ★ 41 823звёзд репо arm-cortex-microcontrollers Ryan Snodgrass Помогает разрабатывать прошивки для ARM Cortex-M с драйверами периферии и паттернами безопасности памяти. Пригодится для Teensy, STM32, nRF52 и SAMD. CX Codex ★ 41 823звёзд репо J-Link MCP Klievan Подключает ИИ-ассистента к реальному железу через пробники SEGGER J-Link: чтение регистров, прошивка, RTT-логи и разбор падений Cortex-M. CX Codex +1 ★ 39звёзд репо Arm MCP Server arm Даёт ИИ-ассистенту инструменты для переноса кода с x86 на Arm, поиска по документации Arm и анализа сборки под архитектуру. CX Codex +1 ★ 95звёзд репо domain-embedded actionbook Направляет работу с embedded и no_std Rust: памятью, прерываниями и периферией. Пригодится при разработке прошивок для микроконтроллеров. CX Codex +1 2 900установок mspm0-ccs mc3545dada Набор правил для агента, который правит прошивку MSPM0: подсказывает, что менять в .syscfg, а какие файлы трогать нельзя. CX Codex +1 500установок

Из того же набора95

datasheet-and-refmanual-reading Учит агента читать даташиты и reference manual микроконтроллеров: где искать карту регистров, биты, дерево тактирования и errata. CX Codex +1 314установок compiler-optimizations-deep Разбирает причины неудачной автовекторизации, сброса регистров на стек и настраивает профильную оптимизацию PGO или BOLT при сборке проектов на C и C++. CX Codex +1 311установок cpu-pipelines-and-hazards Объясняет стадии конвейера CPU, конфликты данных и управления, проброс и простои. Пригодится, когда непонятно, почему горячий цикл тормозит. CX Codex +1 311установок kernel-internals Скилл помогает анализировать планировщики CFS и EEVDF, аллокаторы памяти и работу VFS в Linux. Пригодится при разборе падений kmalloc, нехватки памяти и задержек задач. CX Codex +1 307установок gpu-memory-model Объясняет модели памяти GPU, расхождения варпов и конфликты банков памяти. Помогает находить узкие места в ядрах CUDA и HIP. CX Codex +1 304установок qemu-kvm Ведёт агента по запуску виртуальных машин на QEMU с ускорением KVM: флаги, virtio-устройства, проброс VFIO и загрузка своих ядер. CX Codex +1 304установок bus-drivers-i2c-spi Помогает писать клиентские драйверы Linux для датчиков и PMIC на шинах I2C и SPI: регистрация, regmap, привязка к device tree. CX Codex +1 304установок kernel-debugging Ведёт агента по отладке ядра Linux: kgdb, kdb, ftrace, kprobes, dyndbg и разбор kdump через crash. Пригодится, когда паника ядра или драйвер молчит. CX Codex +1 302установок

Спонсоры проекта

Компании, которые помогают держать аналитику открытой