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　　CPU在執行程序的過程中，由于外部的某種原因，有必要盡快地中止當前程序的執行，而去執行相應的處理程序，待處理結束后再回來繼續執行被中止了的原程序，這種情況稱為“中斷”。從事嵌入式開發的工程師對中斷的概念都很熟悉，在x86系列CPU體系中，軟件設計人員會調用enable()函數和disable()函數來允許或屏蔽中斷。enable()和disable()是兩個庫函數，函數disable()的作用是屏蔽中斷，它唯一允許執行的中斷是NMI(不可屏蔽中斷);函數enable()的作用與函數disable()相反，是將被屏蔽的中斷打開，允許中斷。這兩個函數的原型都是在頭文件DOS.H中定義的，DOS.H定義的都是一些DOS接口函數。DOS的全稱為“Disk Operating System”，即“磁盤操作系統”，是一種在x86系列的微型計算機上運行的操作系統。

　　x86和ARM是兩種不同體系的微處理器，ARM不支持DOS接口函數，在ARM公司提供的集成開發環境ADS1.2的頭文件中沒有DOS.H文件，DO-S.H中定義的所有函數在ARM的編譯器中都不支持，所以需要重新設計兩個函數替代上述函數，以實現相同的功能。

　　1 ARM7處理器簡介

　　ARM是Advanced RISC Machines的縮寫，ARM公司開發了很多系列的ARM處理器內核，ARM7處理器就是其中的一個系列，其中包括ARM7TD-MI、ARM7TDMI-S、帶有高速緩存處理器宏單元的ARM720T和擴充了Jazelle的ARM7EJ-S。該系列處理器提供Thumb 16位壓縮指令集和Embeded-ICE軟件調試方式，多應用于多媒體和嵌入式設備，包括Internet設備、移動電話、PDA等。

　　2 ARM7中斷工作模式

　　ARM7處理器具有2個中斷輸入，分別為IRQ中斷和FIQ中斷，如圖1所示。其對應的中斷操作模式為向量中斷IRQ模式(用于通用中斷處理)和快速中斷FIQ模式(支持數據傳輸或通道處理)。

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　　向量中斷請求(IRQ)是一個由nIRQ輸入端的低電平所產生的正常中斷。IRQ的優先級低于FIQ，對于FIQ序列它是被屏蔽的。任何時候在一個特權模式下，都可通過置位當前程序狀態寄存器(CPSR)中的I位來禁止IRQ。

　　快速中斷請求(FIQ)支持數據轉移或通道處理，在ARM狀態中，FIQ模式有8個專用的寄存器可用來滿足寄存器保護的需要，這是上下文切換的最小開銷。將nFIQ信號拉低可實現外部產生FIQ。在一個特權模式中，可通過置位當前程序狀態寄存器(CPSR)中的F標志來禁止FIQ異常。當F標志清零時，ARM7處理器在每條指令結束時檢測FIQ同步器輸出端的低電平。

　　3 ARM7中斷屏蔽程序實現

　　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。