¿Cómo interrumpo un ISR con un ISR de mayor prioridad en un STM32F105?

Tengo dos fuentes de interrupción externas que ingresan a un STM32F105. Quiero que uno de ellos (llámelo "IRQHigh") se adelante al otro ("IRQLow"). Actualmente, si se activa IRQHigh durante el ISR IRQLow, el flujo del programa espera hasta que borre el bit pendiente de ITP de IRQLow antes de que se ramifique en el ISR IRQHigh.

El STM32F105 es un microcontrolador basado en Cortex-M3. Admite interrupciones anidadas. Mi aplicación está escrita en C, usando GCC (arm-none-eabi-gcc) en Eclipse, con la biblioteca de periféricos estándar STM32F1.

Creo que tengo las prioridades configuradas correctamente pero me debe faltar algo.

Aquí está el código de inicialización correspondiente. He eliminado los comandos del reloj AFB, la configuración de GPIO, etc., ya que cada subsistema parece funcionar bien por sí mismo:

#define IRQHIGH_EXTI_PORT  GPIO_PortSourceGPIOA
#define IRQHIGH_EXTI_PIN   GPIO_PinSource3
#define IRQHIGH_EXTI_LINE  EXTI_Line3
#define IRQHIGH_EXTI_IRQn  EXTI3_IRQn

#define IRQLOW_EXTI_PORT   GPIO_PortSourceGPIOC
#define IRQLOW_EXTI_PIN    GPIO_PinSource11
#define IRQLOW_EXTI_LINE   EXTI_Line11
#define IRQLOW_EXTI_IRQn   EXTI15_10_IRQn

NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;

// Sixteen levels of pre-emption priority, no subpriorities
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);

// IRQHigh

    // Connect EXTI Line to GPIO Pin
    GPIO_EXTILineConfig(IRQHIGH_EXTI_PORT, IRQHIGH_EXTI_PIN);

    // Configure EXTI line
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = IRQHIGH_EXTI_LINE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    // Configure and enable EXTI Interrupt
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = IRQHIGH_EXTI_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

// IRQLow

    // Connect EXTI Line to GPIO Pin
    GPIO_EXTILineConfig(IRQLOW_EXTI_PORT, IRQLOW_EXTI_PIN);

    // Configure EXTI line
    EXTI_InitStructure.EXTI_Line = IRQLOW_EXTI_LINE;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
    EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
    EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
    EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

    // Configure, but do not enable, EXTI Interrupt
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = IRQLOW_EXTI_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 5;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = DISABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

Los controladores de IRQ están configurados de la siguiente manera:

void EXTI3_IRQHandler(void)
{
    IRQHigh();
    EXTI_ClearITPendingBit(IRQHIGH_EXTI_LINE);
}

void EXTI15_10_IRQHandler(void)
{
    if (EXTI_GetITStatus(IRQLOW_EXTI_LINE) == SET)
    {
        if (IRQLow()) // This returns a non-zero value if an overflow happened
        {
            CleanUpOverflow();
        }

        // Clear interrupt bit.
        EXTI_ClearITPendingBit(IRQLOW_EXTI_LINE);
    }
    else // unknown EXTI source
    {
        ErrorHandler(ERR_UNKNOWN_EXTI15_10_IRQ); // This never happens
    }
}

Algunas cosas a tener en cuenta:

1. IRQHigh() e IRQLow() tardan mucho en completarse (es por eso que quiero que uno interrumpa al otro)

2. IRQLow no está habilitado inicialmente, pero se habilita más adelante conNVIC_EnableIRQ(IRQLOW_EXTI_IRQn);

3. Dentro de EXTI15_10_IRQHandler(), obtengo un valor de retorno de IRQLow().

4. He declarado las funciones xxx_IRQHandler() con y sin __attribute__ ((interrupt ("IRQ"))). Entiendo que este atributo no es necesario con Cortex-M3, pero lo intenté de todos modos (y obtuve los mismos resultados).

¿Qué estoy haciendo mal?

Actualización: con la ayuda de un comentario de @Jeroen3, descubrí que IRQLow está interrumpiendo IRQHigh. Ahora tengo que averiguar por qué...