本文是一篇偏向底層的內容。

1.寫在前面

編譯器內部函數__disable_irq、__enable_irq、__disable_fiq和__enable_fiq用于控制IRQ和FIQ中斷。

只有當處理器處于特權模式才可以使用這些內部函數，因為這些函數要改變寄存器CPSR和SPSR（ARM7、ARM9等）或者PRIMASK和FAULTMASK寄存器（Cortex-M3、M4等），而這些寄存器只有在特權模式下才能被訪問。

這些內部函數對所有架構的處理器都有效，無論是ARM狀態還是Thumb狀態，如下所述：

如果使用的是ARMv6（ARM11）或更新架構，編譯器會將這些函數用CPS指令代替。

如果使用的是ARMv4或者ARMv5架構并且處于ARM狀態，編譯器會將這些函數用MRS和MSR指令代替。一般情況下ARM7屬于ARMv4架構，ARM9屬于ARMv5架構。

如果使用的是ARMv4或者ARMv5架構并且處于Thumb狀態或編譯器使能-compatible參數，則編譯器會調用一個輔助函數比如__ARM_disable_irq來控制中斷。

2.__enable_fiq使能FIQ中斷

通常是通過清除寄存器CPSR中的F位來實現的。

注意FIQ中斷一般只存在于ARMv4和ARMv5架構中（即ARM7和ARM9），ARMv6架構的處理器不支持此函數。

對于ARMv7架構的處理器（Cortex-M3），這個函數清除FAULTMASK寄存器的值。

語法：void __enable_fiq(void)

限制：只能在特權級別下使用，用戶模式下無效。

3.__disable_fiq禁用FIQ中斷

通常是通過置一CPSR的F位來實現的。

注意FIQ中斷一般只存在于ARMv4和ARMv5架構中（即ARM7和ARM9），ARMv6架構的處理器不支持此函數。

對于ARMv7架構的處理器（Cortex-M3），這個函數置位FAULTMASK寄存器，這意味著此后只有NMI可以響應，所有其它的異常，包括中斷和 Fault都不能響應。

語法：__disable_fiq有兩個版本。

一個是返回值為空的void __disable_fiq(void)

另一個返回值為整形值的int __disable_fiq(void)

用法：int __disable_fiq(void)，禁止FIQ中斷（ARMv4和ARMv5）或禁用除NMI之外的所有中斷（ARMv7）。

在禁用中斷前，將中斷使能狀態返回。

void __disable_fiq(void)，禁用FIQ中斷（ARMv4和ARMv5）或禁用除NMI之外的所有中斷（ARMv7）。

限制：只能在特權級別下使用，用戶模式下無效。

如果編譯器參數設置為-cpu=7，則不支持int __disable_fiq(void)函數，這是因為通用ARMv7架構和ARMv7 R及ARMv7 M-profiles架構的異常處理模式不同所導致的。

這意味著如果編譯器參數設置為-cpu=7，編譯器不能為int __disable_fiq(void)函數產生所有ARMv7架構通用的指令序列，此時只能使用void __disable_fiq(void)。

舉例：

void func(void){ int was_masked = __disable_fiq(); /*其它處理*/ if(!was_masked) { __enable_fiq(); }}

為什么例子中要使用變量was_masked獲取之前的中斷使能信息，并且在使能中斷時還要先判斷這個變量？

直接使用__disable_fiq()和__enable_fiq()函數不是更簡單嗎？

這是因為如果之前系統的中斷已經是關閉的，當你直接使用__enable_fiq()函數就會無條件打開中斷，這樣可能是很危險的。所以在打開中斷前，要檢查之前中斷是不是已經是禁止狀態，如果是的話就不要使能中斷。

4.__enable_irq使能IRQ中斷

對于ARMv4和ARMv5架構（ARM7和ARM9），編譯器插入下列指令清除CPSR寄存器的I位。

MRS r0, CPSRAND r0, r0, #0x7FMSR CPSR_c, r0

對于ARMv6（ARM11）和ARMv7（Cortex-M3等）指令，編譯器插入下列指令使能中斷：

CPSIE I

比如Cortex-M3架構處理器，該指令清除PRIMASK寄存器，使能中斷。

語法：void __enable_irq(void)

限制：只能在特權級別下使用，用戶模式下無效。

5. __disable_irq禁止IRQ中斷

對于ARMv4和ARMv5架構（ARM7和ARM9），編譯器插入下列指令置位CPSR寄存器的I位。

MRS r0, CPSRORR r0, r0, #0x80MSR CPSR_c, r0

對于ARMv6（ARM11）和ARMv7（Cortex-M3等）指令，編譯器插入下列指令禁用中斷：

CPSID I

比如Cortex-M3架構處理器，該指令置位PRIMASK寄存器，表示禁止中斷和可屏蔽的異常，只剩下NMI和硬Fault可以響應。

__disable_irq函數有兩種形式，返回值為空的void __disable_irq(void)和返回值為整形數的int __disable_irq(void)。

前者直接禁用中斷，后者在禁用中斷前，將中斷使能狀態返回。

舉例：

void func(void){ int was_masked = __disable_irq(); /*其它處理*/ if(!was_masked) { __enable_irq(); }}

為什么例子中要使用變量was_masked獲取之前的中斷使能信息，并且在使能中斷時還要先判斷這個變量？

直接使用__disable_irq()和__enable_irq()函數不是更簡單嗎？

這是因為如果之前系統的中斷已經是關閉的，當你直接使用__enable_irq()函數就會無條件打開中斷，這樣可能是很危險的。

所以在打開中斷前，要檢查之前中斷是不是已經是禁止狀態，如果是的話就不要使能中斷。

限制：只能在特權級別下使用，用戶模式下無效。

如果編譯器參數設置為-cpu=7，則不支持int __disable_irq(void)函數，這是因為通用ARMv7架構和ARMv7 R及ARMv7 M-profiles架構的異常處理模式不同所導致的。

這意味著如果編譯器參數設置為-cpu=7，編譯器不能為int __disable_irq(void)函數產生所有ARMv7架構通用的指令序列.

此時只能使用void __disable_irq(void)。

我們再從匯編層面上看一下返回整形數的__disable_irq：

int disable_irq(void){ return __disable_irq();}

在-cpu=Cortex-M3時，Keil MDK編譯器產生的匯編代碼為：

MRS r0, PRIMASKAND r0, r0, #1CPSID iBX lr

6.這些函數有什么用處？

保護共享資源

禁止中斷嵌套

保護共享資源很好理解，但禁止中斷嵌套可能很多人不理解。

中斷嵌套可以提高系統響應時間，為什么要禁用掉？

雖然中斷嵌套能提高響應時間，但絕大多數的應用并不需要如此高的響應時間；

更重要的是，中斷嵌套增加了程序運行的不確定性。所以我建議在不需要極致的響應時間使，禁止中斷嵌套。

方法也很簡單，在進入中斷服務函數后和退出中斷服務函數前中調用本文講的這些中斷控制函數即可。

7.移植性

與編譯器特性相關，不具備移植性，建議使用前先用宏進行封裝。

來源：https://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/52815488