ARM7中斷屏蔽程序?qū)崿F(xiàn) - ARM7內(nèi)核的中斷屏蔽方法

　　ARM7內(nèi)核包含1個(gè)當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR)，該寄存器中包含條件代碼標(biāo)志位、控制中斷的使能和禁止位，以及設(shè)置處理器操作模式位。當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器如圖2所示。

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　　當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器的控制位中包含2個(gè)中斷禁止位——I和F位：當(dāng)I位置位時(shí)，禁止IRQ中斷，清零時(shí)允許IRQ中斷;當(dāng)F位置位時(shí)，禁止FIQ中斷，清零時(shí)允許FIQ中斷。

　　在ARM7系列的處理器中，只有“MRS”和“MSR”兩條指令可以直接讀取和設(shè)置當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器(CPSR)或保存程序狀態(tài)寄存器SPSR)。在ARM公司提供的C編譯器中并沒用提供特殊的語法格式，用于指定生成這兩條指令，所以如要想將IRQ中斷和FIQ中斷都屏蔽，就必須使用匯編語言來編寫函數(shù)。對(duì)于IRQ中斷，ARM還有另外一種管理模式，即通過向量中斷控制器(VIC)負(fù)責(zé)管理芯片的中斷源，如果是只屏蔽或打開向量中斷IRQ，也可以使用C語言來設(shè)計(jì)這兩個(gè)函數(shù)。

　　3.1 C語言程序?qū)崿F(xiàn)

　　本例選用的CPtJ是NXP公司的LPC2290，內(nèi)核為ARM7TDMI-S。在其向量中斷控制器VIC中有兩個(gè)寄存器控制向量中斷使能或禁止：中斷使能寄存器(VICIntEnable)和中斷使能清零寄存器(VICIntEnClear)。中斷使能寄存器相應(yīng)位置“1”，則允許相應(yīng)的中斷;置“0”則不允許中斷。

　　程序如下：

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　　函數(shù)Disable首先將中斷使能寄存器的當(dāng)前值備份到全局變量(IntEnBak)中，然后通過給中斷使能清零寄存器置“1”，來清零中斷使能寄存器，從而屏蔽IRQ中斷。函數(shù)Enable首先將中斷使能寄存器清零，然后將全局變量(IntEnBak)備份的數(shù)據(jù)賦值給中斷使能寄存器，從而恢復(fù)允許中斷。

　　設(shè)計(jì)軟件需要注意的一點(diǎn)是，中斷使能寄存器雖然是讀/寫寄存器，但只能向其寫入“1”，不能寫“0”，寫“0”無效，只能通過向中斷使能清零寄存器中相應(yīng)的位寫“1”，來清除中斷使能寄存器中相應(yīng)的位。所以寫軟件時(shí)，如想將中斷使能寄存器的第4位清零，應(yīng)注意不能使用下面語句：

　　VICIntEnable&=～(1<<0x04);

　　該語句的語法沒有錯(cuò)誤，編譯也能通過，本意是將中斷使能寄存器的第4位清零，但實(shí)際上此功能是無法完成的，語句執(zhí)行后中斷使能寄存器的值沒有任何變化。要實(shí)現(xiàn)上述功能可用下面語句來代替：

　　VICIntEnClear|=1<<0x04;

　　中斷使能清零寄存器中為“1”的位清零中斷使能寄存器的相應(yīng)位，為“0”的位則不影響中斷使能寄存器中的相應(yīng)位。

　　3.2 匯編語言程序?qū)崿F(xiàn)

　　C語言程序只能實(shí)現(xiàn)對(duì)向量中斷IRQ的屏蔽，具有局限性，如想實(shí)現(xiàn)對(duì)全部中斷的屏蔽就只能使用匯編語言來實(shí)現(xiàn)。程序如下：

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　　在讀/寫CPSR時(shí)，可以指定傳送的區(qū)域，指定一種或多種(字母必須為小寫)格式：

　　◆_c為控制域屏蔽字節(jié)(CPSR[7…0]);

　　◆_x為擴(kuò)展域屏蔽字節(jié)(CPSR[15…8]);

　　◆_s為狀態(tài)域屏蔽字節(jié)(CPSR[23…16]);

　　◆_f為標(biāo)志域屏蔽字節(jié)(CPSR[31…24])。

　　在Disable()函數(shù)中，通過直接將當(dāng)前程序狀態(tài)寄存器的I、F置位來屏蔽I、F中斷。ARM7內(nèi)核在響應(yīng)中斷后將置位中斷禁止標(biāo)志，中斷處理結(jié)束后再清零中斷禁止標(biāo)志，這樣可避免出現(xiàn)不受控制的中斷嵌套，即ARM7內(nèi)核本質(zhì)上是不支持同級(jí)中斷嵌套的。所以在Enable()函數(shù)中，當(dāng)ARM7內(nèi)核在處于不同的工作模式時(shí)，應(yīng)采取不同的模式來分別處理。用戶或系統(tǒng)模式下，函數(shù)直接清零I、F位，允許向量和快速中斷;向量中斷模式下只清零F位，允許快速中斷;快速中斷模式下處理較為復(fù)雜，首先要判斷在進(jìn)入快速中斷模式之前ARM7內(nèi)核的工作模式，通過讀取存儲(chǔ)程序狀態(tài)寄存器來判斷。若之前處于向量中斷工作模式，則函數(shù)不作任何處理，直接結(jié)束;若不是處于向量中斷工作模式，則只清零I位，允許向量中斷。

　　結(jié)語

　　本文介紹一種ARM7內(nèi)核的中斷屏蔽方法，并給出基于該方法的C語言源代碼和匯編語言源代碼。該段代碼已經(jīng)在筆者參與研制的火災(zāi)報(bào)警控制器中得到成功應(yīng)用，可以完全替代x86體系下DOS.H中定義的庫函數(shù)enable()和disable()的功能。