ARM7內核包含1個當前程序狀態寄存器(CPSR),該寄存器中包含條件代碼標志位、控制中斷的使能和禁止位,以及設置處理器操作模式位。當前程序狀態寄存器如圖2所示。

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當前程序狀態寄存器的控制位中包含2個中斷禁止位——I和F位:當I位置位時,禁止IRQ中斷,清零時允許IRQ中斷;當F位置位時,禁止FIQ中斷,清零時允許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置當前程序狀態寄存器(CPSR)或保存程序狀態寄存器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。對于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)負責管理芯片的中斷源,如果是只屏蔽或打開向量中斷IRQ,也可以使用C語言來設計這兩個函數。
3.1 C語言程序實現
本例選用的CPtJ是NXP公司的LPC2290,內核為ARM7TDMI-S。在其向量中斷控制器VIC中有兩個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位置“1”,則允許相應的中斷;置“0”則不允許中斷。
程序如下:

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函數Disable首先將中斷使能寄存器的當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)備份的數據賦值給中斷使能寄存器,從而恢復允許中斷。
設計軟件需要注意的一點是,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的位寫“1”,來清除中斷使能寄存器中相應的位。所以寫軟件時,如想將中斷使能寄存器的第4位清零,應注意不能使用下面語句:
VICIntEnable&=~(1<<0x04);
該語句的語法沒有錯誤,編譯也能通過,本意是將中斷使能寄存器的第4位清零,但實際上此功能是無法完成的,語句執行后中斷使能寄存器的值沒有任何變化。要實現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位,為“0”的位則不影響中斷使能寄存器中的相應位。
3.2 匯編語言程序實現
C語言程序只能實現對向量中斷IRQ的屏蔽,具有局限性,如想實現對全部中斷的屏蔽就只能使用匯編語言來實現。程序如下:

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在讀/寫CPSR時,可以指定傳送的區域,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(CPSR[7…0]);
◆_x為擴展域屏蔽字節(CPSR[15…8]);
◆_s為狀態域屏蔽字節(CPSR[23…16]);
◆_f為標志域屏蔽字節(CPSR[31…24])。
在Disable()函數中,通過直接將當前程序狀態寄存器的I、F置位來屏蔽I、F中斷。ARM7內核在響應中斷后將置位中斷禁止標志,中斷處理結束后再清零中斷禁止標志,這樣可避免出現不受控制的中斷嵌套,即ARM7內核本質上是不支持同級中斷嵌套的。所以在Enable()函數中,當ARM7內核在處于不同的工作模式時,應采取不同的模式來分別處理。用戶或系統模式下,函數直接清零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雜,首先要判斷在進入快速中斷模式之前ARM7內核的工作模式,通過讀取存儲程序狀態寄存器來判斷。若之前處于向量中斷工作模式,則函數不作任何處理,直接結束;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。
結語
本文介紹一種ARM7內核的中斷屏蔽方法,并給出基于該方法的C語言源代碼和匯編語言源代碼。該段代碼已經在筆者參與研制的火災報警控制器中得到成功應用,可以完全替代x86體系下DOS.H中定義的庫函數enable()和disable()的功能。
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