JPH0266632A - 割込み制御方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、情報処理装置の割込み制ＪＫ方弐に係り、
特に割込み禁止を解除する際の制御に関するものである
。

〔従来の技術〕

第５図は情報処理装置の概略構成図である。図において
、１は情報を入力するキーボード等の入力装置、２は情
報を格納する主記憶装置、３は情報を出力するＣＲＴ等
の出力装置、４は主記憶装置２の情報により演算を行う
演算装置を示し、５６．７はいずれもデータの流れを示
す。

このような情報処理装置の割込み制御方式において、割
込み禁止と割込み禁止の解除とは、主記憶装置２に格納
された計算機プログラムにより、演算装置４内の割込み
マスクレジスタに禁止又は解除に対応するマスク値を書
き込むことによって行ワレテイル。例としては、ｒＭＥ
ＬｃＯＭ−ＣＯＳＭＯ７００Ｓ・７００■システム説明
書」　（命令線）（三菱電機）のＰ、１４６．１４８．
１４９に割込み禁止と割込み禁止解除命令の仕様が示さ
れている。

また、「オペレーティング・システム」　（マサチュー
セッツ工科大学マドニック／トノパン著筑波大学教授池
田克夫訳９日本コンピュータ協会）のＰ、９９に割込み
禁止と割込み禁止解除命令の実際の使用例が示されてい
る。

第６図は従来の割込み制御方式を用いた情報処理装置に
おける割込み制御部の回路構成図である。

図中８は演算装置４内の割込みマスクレジスタ、９は割
込み判定回路、ＩＯは主記憶装置２内に格納された割込
み制御を行う計算機プログラムである。また、１１は計
算機プログラム１０が割込みマスクレジスタ８にデータ
を書き込む動作を示し、１２は割込みマスクレジスタ８
が保持しているデータの割込み判定回路９への流れを示
し、１３は割込み判定回路９への割込み要求信号を示す
。

通常、情報処理装置では、プログラムはタスクと称され
る単位で実行されるが、動作の論理的な整合性を保つた
めに、そのタスクのある部分を実行中には割込みを禁止
して、割込みによるタスク切換えが生じないようにした
い場合がある。そのために通常用意されている機械命令
が割込み禁止（ｉｎｈｉｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）
命令であり、本命令が呼び出された後には割込み禁止状
態となり、割込みによるタスク切換えは起こらない。ま
た、割込み禁止状態を解除する機械命令が割込み禁止解
除（ａｌｌｏｗ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ）命令である。

第７図は、従来の割込み制御方式における割込み禁止命
令の実現手順を示したフローチャートである。図におけ
るステップ１４では演算装置４内の割込みマスクレジス
タ８に割込みを禁止する値を書き込む。従って、これ以
降に割込みが発生しても、割込み判定回路９によって割
込みが受けつけられず、割込み禁止状態となる。

第８図は、従来の割込み制御方式における割込み禁止解
除命令の実現手順を示したフローチャトである。図にお
けるステップ１５では割込みマスクレジスタ８の割込み
禁止のマスクをリセットする。従って、これ以後に割込
みが発生すると割込みが受けつけられ、タスク切換えが
行われる。

第９図は割込み禁止命令（ｉｎｈｉｂｉｔ−ｉｎｔｅｒ
ｒｕｐｔ）と割込み禁止解除命令（ａｌｌｏｉｎ−ｉｎ
ｔｅｒｒｕｐｔ）を用いた計算機プログラムの一例であ
る。本プログラムは、１８の処理１と１９の処理２とを
割込み禁止状態で実行するＰｒｏｇｒａｍ　１というプ
ログラムを記述した例である。

図中１６は、このプログラムの名前を示し、このプログ
ラムが実行されるとまず１ｎｈｔｂｉｔ−４ｎｔｅｒｒ
ｕｐｔ命令１７が呼ばれて割込み禁止状態となり、次に
１８の処理ｌと１９の処理２とが実行され、それらが終
了するとａｌｌｏｗ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ命令２０が呼
ばれて割込み可能な状態となる。また、２１はこのプロ
グラムの終了を示す。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記のような従来の割込み制御方式では
、割込み禁止状態のタスクを実行中にトラップが生じた
場合、以下に述べるような問題点があった。

なお、ここでいうトラップとは、計算機プログラムの実
行に同期してマイクロプログラムからソフトウェアに知
らされるものであり、一般に情報処理装置にとって重要
な事象がマイクロプログラムによって検出されたときに
発生するものである。

例えば、タスクごとにそのタスクで消費できるメモリ量
の上限が定められている場合、タスクがこの上限を越え
てメモリを消費しようとしたときには、マイクロプログ
ラムがこの事象を検出し、トラップを発生させる。また
、トラップに対する処理は即座に行われる必要があるた
め、実行中のタスクがたとえ割込み禁止状態であったと
してもトラップは受けつけられる。

このような事象は、計算機プログラムの実行に応じて動
的にメモリを消費してゆく論理型プログラミング言語の
処理系等において、比較的顕著に見受けられる。なお、
トラップは割出しとも呼ばれることがある。

第１０図は、割込み禁止区間を含んだ２２で示すＰｒｏ
ｇｒａｍ　２という名前の計算機プログラムであり、こ
のプログラムの意図するところは、５ｗ１ｔｃｈ２４と
いう変数の値が「０」の状態でこのプログラムを実行し
たときには２７の処理１を、そうでなければ２９の処理
２をいずれも割込み禁止状態で実行した後、３２の処理
３を割込み許可状態で実行し、さらに３４の処理４を割
込み禁止状態で実行することである。

まず、５ｗ１ｔｃｈ　２４という変数の値がｒＯＪの状
態でこのプログラムが呼び出されると、ｔｎｈｉｂｉｔ
−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ命令２３によって割込みマスクレ
ジスタ８に割込みマスク値が書き込まれ、割込み禁止状
態となる。次に加算命令２５によって変数５ｗ１ｔｃｈ
２４の値に「１」が加えられ、変数５ｗ１ｔｃｈ２４の
値は「１」となる。次に分岐命令２６により変数５ｗ１
ｔｃｈ２４の値が調べられ、この値が「１」のため、２
７の処理１を実行する。２７の処理１の終了後減算命令
３０によって変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値から「１コが減
ぜられ、変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値は「０」となる。次
にａｌｌｏｗ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ命令３１が呼び出さ
れ、割込みマスクレジスタ８の割込みマスク値がリセッ
トされ、割込み許可状態で３２の処理３が実行される。

次に、再び１ｎｈｉｂｉｔ−ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ命令３
３により割込み禁止状態となって３４の処理４が実行さ
れた後、ａ　ｌ　ｌｏｗ−ｉｎ　ｔｅｒｒｕｐ　を命令
３５によって割込み禁止状態が解除される。

しかし、上記のように計算機プログラムとじての２２の
Ｐｒｏｇｒａｍ　２を実行しているタスク（これをタス
クＡと呼ぶ）が２７の処理１を実行中に、例えばタスク
Ａが消費できるメモリ量の上限を越えてメモリを消費し
ようとした場合は、消費メモリオーバーのトラップが発
生し、このトラップを処理する別タスク（これをタスク
Ｂと呼ぶ）にタスクが切換えられる。

このとき、タスクＢがタスクＡの続行をあきらめ、タス
クＡを強制的に終結させたとすると、タスクＡが実行す
るはずであった２２のＰｒｏｇｒａｍ　２の残りの部分
は実行されなくなる。従って変数５ｗ１ｔｃｈ２４に対
する減算命令３０も実行されなくなり、変数５ｗ１ｔｃ
ｈ２４の値は「１」のままになっている。

この状態で第３のタスク（これをタスクＣと呼ぶ）がこ
の２２のＰｒｏｇｒａｍ　２を実行すると、変数５ｗ１
ｔｃｈ２４の値は「１」のままとなっているため、加算
命令２５によって変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値に「１」が
加えられ、変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値は「２」となる。

このため、タスクＣは分岐命令２６により２９の処理２
を実行することになり、タスクＣの動作はトラップが発
生しなかった場合と異なってしまう。

また、同じようにタスクＡが２７の処理１を実行中に消
費メモリオーバーのトラップを発生させた場合、このト
ラップを処理するタスクＢがタスクＡを強制的に終結さ
せずに、タスクＡの消費メモリ上限値を一時的に拡大し
てタスクＡを続行させたとしても、再びタスクＡの消費
メモリオーバのトラップが発生した時点でタスクＡが割
込み可能状態である保証はなく、例えば３４の処理４を
実行中で再び割込み禁止状態となっている可能性があり
、タスクＡを強制的に終結させることはできない。

以上のように、従来の割込み制御方式では、割込み禁止
状態のタスクがトラップを発生させた場合、このタスク
を他のタスクに影響を与えずに強制的に終結させること
ができないという問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たものであり、割込み禁止状態のタスクが割込み禁止状
態を解除した時点を知ることを可能とすることにより、
割込み禁止状態のタスクがトラップを発生させた場合、
このタスクを他のタスクに影響を与えずに強制的に終結
させることができる割込み制御方式を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る割込み制御方式は、トラップを発生させ
るか否かを示すトラップ・フラグ５０を演算装置４内に
設け、タスクが割込み禁止解除命令を実行した時点でそ
のトラップ・フラグ５０を調べ、トラップ・フラグ５０
がオン状態である場合はトラップを発生させ、割込み禁
止状態の解除をソフトウェアに通知することを特徴とす
るものである。

〔作用〕

この割込み制御方式においては、タスクが割込み禁止解
除命令を実行した時点でトラップ・フラグ５０がオン状
態であれば、トラップが発生し、ソフトウェアに割込み
禁止状態の解除が通知される。したがって、確実に割込
み禁止が解除された状態でタスクが操作可能となり、他
のタスクに影響を与えるような副作用が残らない。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例に係る割込み制御方式を用い
た情報処理装置における割込み制御部の回路構成図であ
る。図中、８は演算装置４内に設けられ割込み禁止マス
ク情報を格納する割込みマスクレジスタ、９は割込みで
あるかどうかを判定する割込み判定回路、１０は主記憶
装置２内に格納された割込み制御を行うための計算機プ
ログラムであり、また、１１は計算機プログラム１０が
割込みマスクレジスタ８にデータを書き込む動作を示し
、１２は割込みマスクレジスタ８が保持しているデータ
の割込み判定回路９への流れを示し、１３は割り込み要
求信号を示しており、以上は前記従来例の同一符号部分
に相当する。５０は本実施例において新たに備えられた
もので、割込み禁止解除命令を実行する際に、このこと
をソフトウェアに通知する割込み禁止解除時点通知トラ
ップを発生させるか否かを示すトラップ・フラグであり
、演算装置４内の各タスクに固有のデータ領域（以後タ
スク・コントロール・ブロックと呼ぶ）に設けられてい
る。また、５１は計算機プログラム１０が上記フラグに
値を書き込んだり、読み込んだりする動作を示している
。

第２図は、第１図で示した割込み制御部を用いた割込み
禁止解除命令の実現手順を示したフローチャートである
。図中、ステップ５２で割込みマスクレジスタ８の割込
み禁止マスクをリセットし、ステップ５３では現在実行
中であるタスクのタスク・コントロール・ブロック内の
トラップ・フラグ５０がオン状態であるか否かを判定し
、トラップ・フラグ５０がオン状態であればステップ５
４でハードウェアが割込み禁止解除時点通知トラップを
発生させ、トラップ・フラグ５０がオフ状態であればな
にもしないで処理を終了する。

第３図は、割込み禁止状態のタスクが発生させる可能性
のあるトラップの一つである消費メモリオーバーのトラ
ップを処理するタスクの動作手順を示したフローチャー
トである。このタスクは図中のステップ５５で消費メモ
リオーバーのトラップが発生するのを待っており、この
トラップが発生するとタスク切換えによって起動され、
ステップ５６で消費メモリオーバーのトラップを発生さ
せたタスクが割込み禁止状態であるか否かを判定し、も
し割込み禁止状態でなければステップ５７で消費メモリ
オーバーのトラップを発生させたタスクを強制的に終結
する。また、割込み禁止状態であればステップ５８で消
費メモリオーバーのトラップを発生させたタスクの消費
メモリ上限を一時的に拡大し、ステップ５９でこのタス
クのタスク・コントロール・ブロック中のトラップ・フ
ラグ５０をオン状態とする。そして、再びステップ５５
に戻って消費メモリオーバーのトラップが発生するのを
待つ。

第４図は、割込み禁止解除時点通知トラップを処理する
タスクの動作手順を示したフローチャートである。この
タスクは図中のステップ６０で割込み禁止解除時点通知
トラップが発生するのを待っており、このトラップが発
生するとタスク切換えによって起動され、ステップ６１
でこのトラップを発生させたタスク、すなわち割込み禁
止状態を解除したタスクを強制的に終結させる。

次に、この実施例の動作を詳細に説明する。

第１０図は、割込み禁止区間を含む計算機プログラムの
一例であり、従来技術の説明で用いたものと同一のもの
である。この計算機プログラムは、前述したようにこの
計算機プログラムが２７の処理１を実行中に消費メモリ
オーバーのトラップを発生させた場合に、従来の割込み
制御方式では対応できなかったものである。

本例において、変数５ｗ１ｔｃｈ２４が「０」の状態で
、あるタスク（これをタスクＡと呼ぶ）がこの計算機プ
ログラムを実行したとすると、まず１ｎｈｉｂｉｔ−ｉ
ｎｔｅｒｒｕｐｔ命令２３により割込みマスクレジスタ
８に割込み禁止マスクが書き込まれ、次に加算命令２５
によって変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値に「１」が加えられ
、変数５ｗ１ｔｃｈ　２４の値は「１」となる。

次に、分岐命令２６により変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値が
「１」であるため、タスクＡは２７の処理１を実行する
。タスクＡが２７の処理１を実行中に、タスクＡが消費
することのできるメモリの上限を越えてメモリを消費し
ようとすると、消費メモリオバーのトラップが発生し、
タスク切換えによって消費メモリオーバーのトラップを
処理する別タスク（これをタスクＢと呼ぶ）が起動され
る。このタスクＢの動作は第３図のフローチャートに示
されており、タスクＢはステップ５６で消費メモリオー
バーのトラップを発生させたタスク、すなわちタスクＡ
の状態を調べ、タスクＡが割込み禁止状態であることか
ら次にステップ５８を実行し、タスクへの消費メモリの
上限を一時的に拡大する。

次にステップ５９でタスクＢはタスクＡのタスク・コン
トロール・ブロック中のトラップ・フラグ５０をオン状
態とした後、ステップ５５で次の消費メモリオーバーの
トラップを待つと同時にタスクＡにタスクを切換える。

タスクＡは消費メモリの上限が拡大されたため再び実行
を継続し、２７の処理１の残りの部分の実行が終了した
後、減算命令３０によって変数ｓｗｉ　ｔｃｈ　２４の
値から「１」を減じ、変数５ｗ１ｔｃｈ２４の値は「０
」に戻される。

次にタスクＡはａ　１１ｏｗ−ｉ　ｎ　ｔｅｒｒｕｐ　
を命令３１を実行するが、このときの割込み禁止解除手
順は第２図に示される。タスクＡがａｌｌｏｗ−ｉｎｔ
ｅｒｒｕｐｔ命令３１を実行するとステップ５２におい
て割込みマスクレジスタ８の割込み禁止マスクがリセッ
トされる。次にステップ５３において、タスクＡのタス
ク・コントロール・ブロック内のトラップ・フラグ５０
を調べ、これがオン状態であるためステップ５４でハー
ドウェアが割込み禁止解除時点通知トラップを発生させ
、割込み禁止状態の解除をソフトウェアに通知する。

この割込み禁止解除時点通知トラップにより、今度はこ
のトラップを処理するタスク（これをタスクＣと呼ぶ）
にタスクが切換えられる。このタスクＣの動作は第４図
のフローチャートに示されており、タスクＣはステップ
６１においてこの割込み禁止解除時点通知トラップを発
生させたタスク、すなわちタスクＡを強制的に終結した
後、ステップ６０に戻って次の割込み禁止解除時点通知
トラップの発生を待つ。

このとき、変数５ｗ１ｔｃｈ　２４の値はタスクＡによ
ってすでにタスクＡが第１０図の計算機プログラムを実
行する前の状態、つまり「０」に戻されているため、他
のタスクがこの計算機プログラムを実行しても、正常に
動作することができる。

なお、上記実施例では割込み禁止状態で発生した消費メ
モリオーバーのトラップの場合について説明したが、割
込み禁止状態で発生するトラップは、トラップ発生後ト
ラップを発生させたタスクを続行させることのできる性
質のものであれば何でもよく、上記実施例と同様の効果
を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、トラップを発生させるか
否かを示すトラップ・フラグを演算装置内に設け、タス
クが割込み禁止解除命令を実行した時点でそのトラップ
・フラグを調べ、トラップ・フラグがオン状態である場
合はトラップを発生させ、割込み禁止状態の解除をソフ
トウェアに通知するようにしたので、割込み禁止状態の
タスクが割込み禁止状態を解除した時点を知ることがで
き、割込み禁止状態のタスクがトラップを発生させた場
合、このタスクは他のタスクに影響を与えずに強制的に
終結させることができ、したがって確実に割込み禁止が
解除された状態でタスクを操作でき、他のタスクに影響
を与えるような副作用を残さず、精度良い割込み制御を
実施できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る割込み制御方式を採
用した情報処理装置における割込み制御部の回路構成図
、第２図はこの実施例に係る割込み制御方式における割
込み禁止解除命令の実現手順を示すフローチャート、第
３図はこの実施例に係る割込み制御方式において割込み
禁止状態で発生したトラップを処理するタスクの動作例
を示すフローチャート、第４図はこの実施例に係る割込
み制御方式において割込み禁止解除時点通知トラップを
処理するタスクの動作例を示すフローチャト、第５図は
情報処理装置の構成図、第６図は従来の割込み制御方式
を採用した情報処理装置における割込み制御部の回路構
成図、第７図は従来の割込み制御方式における割込み禁
止命令の実現手順を示すフローチャート、第８図は割込
み禁止解除命令の実現手順を示すフローチャート、第９
図及び第１０図はいずれも割込み禁止命令と割込み禁止
解除命令とを用いた計算機プログラムの一例を示すもの
である。 ２・・・主記憶装置（記憶装置）、４・・・演算装置、
８・・・割込みマスクレジスタ、１０・・計算機プログ
ラム、５０・・・トラップ・フラグ。 特許出願人　工業技術院長　　飯　塚　幸　三第２図 躬３図 第９図 矧○口 ８．。ｑｒａｒｎ　Ｉ〜１６ ρｒｏｇｒｏｍ　２ 、２２ 処理２〜・１つ ａｌｌｏｗ−１ｎｔＪｅｒｒｕｐｔ。 艶ｄｅ−２１ 、−２０ 九工￥１６２７ ｅｌｓｅ　α２８ 処理２　ｅ−２９ ５ｗ１ｔ、ｃｈ　＝　５ｗ１ＴＪｃ１１−　Ｈ＋３０ａ
ｌｌｏｗ　−：ｎｔ、ｅｒｒｕｐｔＪｅ−３１処理５〜
３２ ｉｎｈｉｂｉｔＪ−ｒｎｃｅｒｒｕｐｔ　〜３３路理４
〜ヌ ＱＩＩＯＷ−ｉｍｙｅｒｒｕｐｔ／ｅ−３５ｔ６ｒＩｄ
　ｂ−３６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 記憶装置に格納されたプログラムを実行する演算装置内
   に割込みマスクレジスタを備え、呼び出された割込み禁
   止命令又は割込み禁止解除命令に基づき、上記割込みマ
   スクレジスタの割込み禁止マスクをセット又はリセット
   するようにした情報処理装置の割込み制御方式において
   、トラップを発生させるか否かを示すトラップ・フラグ
   を上記演算装置内に設け、タスクが割込み禁止解除命令
   を実行した時点でそのトラップ・フラグを調べ、トラッ
   プ・フラグがオン状態である場合はトラップを発生させ
   、割込み禁止状態の解除をソフトウェアに通知すること
   を特徴とする割込み制御方式。