JPH03163630A - プロセッサのスタック制御方法 - 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］ 本発明は、プロセッサのスタック制御方法、特にオペレ
ーティングシステムの割込制御に関する。

〔従来の技術］ 第３図は、レベル０とレベル１の二つのリングレベルに
よるメモリ保護機能を持ったプロセッサにおける従来の
スタック制御の説明図である。

図において、タスク（１）は、レペル０のスタック（３
）とレベル１のスタック（４）によってメモリ保持され
、このスタック（３）と（４）は、タスク管理テーブル
（２）によって管理されている。

このメインのタスク（１）に対し、割込処理Ａ（５）、
割込処理Ｂ（６）、及び割込処理Ｃ（７）が示され、こ
の各割込処理（５）、（６）、（７）は、タスク（１〉
と同様に、レベルＯとレベル１のスタック（３Ａ）と（
４Ａ）、（３Ｂ）と（４Ｂ）、及び（３Ｃ）と（４Ｃ）
をそれぞれ静的に確保している。これらの各スタック（
３Ａ）．（４Ａ）は割込処理管理テーブルＡ（８）に、
（３Ｂ）（４Ｂ）は割込処理管理テーブルＢ（９）に、
（３Ｃ）．　　（４Ｃ）は割込処理管理テーブルＣ（１
０）にそれぞれ管理されている。

このような構成において、タスク（１）がレベル１で動
作中であると、タスク管理テーブル（２：に示されたレ
ベル１のスタック（４）が使用される。その後タスク（
１）がレベル０にあるサブルーチンまたはＱＳルーチン
を呼び出すと、タスク管理テーブル（２）により、レベ
ル０のスタック（３）に切り替えられる。このようなタ
スク（１：のプログラム実行中に、非同期に割込処理Ａ
が発生すると、ＱＳの割込制御ルーチンが呼び出され、
現在のレジスタ値、スタックポインタ等がタスク管理テ
ーブル（２）にセーブされ、その後割込処理Ａ（５）が
呼び出される。この時、割込処理Ａ（５）は、独自の管
理テーブルＡ（８）を持っており、その管理テーブルＡ
（８）に示されるレベル１のスタック（４Ａ）あるいは
レベル０のスタック（３Ａ）が、実行される割込処理Ａ
（５）のプログラムのレベルに合せて切り替えられる。

これらのスタック（３Ａ）．（４Ａ）は、割込処理Ａ（
５）が登録される時、静的に確保されているものである
。

さらに、割込処理Ａ（５）が実行中に、割込処理Ｂ（６
）が発生すると、再びＱＳの割込制御ルーチンが呼び出
され、レジスタ値やスタックポインタ等が割込処理管理
テーブルＡ（８）にセーブされ、それから割込処理Ｂ（
６）が呼び出される。

この時、割込処理Ｂ（６）は独自の管理テーブルＢ（９
）を持っており、そこに示されているレベル１のスタッ
ク（４Ｂ）またはレベル０のスタック（３Ｂ）が、実行
される割込処理Ｂ（６）のプログラムのレベルに応じて
切り替えられる。さらに、割込処理Ｃ（７）が発生した
場合も割込処理Ｂ（６）の場合と同様に処理される。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のプロセッサのスタック制御方法は、以上のような
構成だったので、常に個々の割込処理管理テーブルにス
タックがそれぞれ配設されて個々の専属割込処理管理テ
ーブルとによって管理されており、割込処理のためのス
タック数は、割込処理数とリングレベルの数の積に等し
《なり、スタックだけに必要なメモリ量が極めて多量に
必要となってしまい、メモリ不足またはメモリ使用効率
の低下が生じるという問題があった。

この発明は係る課題を解決するためになされたもので、
割込処理に使用するスタックのメモリサイズを必要最低
限に抑え、スタックの内容を保護しながら動作するスタ
ック制御を行うことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明にかかるプロセッサのスタック制御方法は、複
数の割込処理に対し、各リングレベル毎に一つずつの一
組のスックを用意し、複数の割込発生時においてもこの
一組のスタックを共用すると共に、各割込処理中に使用
したスタックの内容が、次の割込処理発生によって破壊
されることがないように、割込発生時のスタックポイン
タを次に呼び出されて割込処理を行う割込処理管理テー
ブルに動的に設定し、割込処理完了後円滑に前の処理に
復帰できるようにしたものである。

［作用］ この発明によるスタックの制御方法によれば、割込発生
時に、その割込処理を行う割込処理管理テーブルに、割
込発生前の状態をベースアドレスとして設定するもので
あるから、各レベルのスタックの処理再開位置が自動的
に割り当てられ、従って、一組のスタックで複数の割込
処理管理テーブルに対応できるものとなる。

また、割込発生時に割込処理を行う割込処理管理テーブ
ルが、前の処理のスタックポインタデータを持っている
ので、割込処理完了後にその前の状態に円滑に移行でき
、割込発生前のスタックの内容が害されることもない。

［実施例１ 次に、この発明の一実施例を図によって説明する。

第１図において示されたタスク（１）は、リングレベル
Ｏのスタック（３）とリングレベル１のスタック（４）
とを従属管理するタスク管理テーブル（２）によって処
理される。

すなわち、レベル１で実行する場合は、レベル１のスタ
ック（４）を使用し、タスク（１）がレベル０にあるサ
ブルーチンまたはＱＳルーチン等を呼び出した場合レベ
ル０のスタック（３）を使用する。これらのスタック（
３）と（４）は、タスク管理テーブル（２）によって管
理されている。

これに対し非同期に発生する割込処理Ａ（５）、割込処
理Ｂ　（６）　、及び割込処理Ｃ（７）等がある場合は
、タスク（１）と同様にそれぞれ割込処理管理テーブル
（８）、（９）及び（１０）が用意されており、それら
の割込処理管理テーブル（８）、（９）、（１０）は、
各レベル（この実施例の場合は０レベルと１レベルのニ
レベル）に一個ずつ設けた割込処理用の共用スタック（
３ｘ）と（４Ｘ）のベースアドレスを管理している。第
１図においては、割込処理管理テーブルＡ（８）は、レ
ベル０の共用スタック（３Ｘ）のスタックエリア（３Ａ
）の初期値と、レベル１の共用スタック（４Ｘ）のスタ
ックエリア（４Ａ）の初期値を持ち、割込処理管理テー
ブルＢ（９）は、レベル０の共用スタック（３Ｘ）のス
タックエリア（３Ｂ）と、レベル１の共用スタック（４
Ｘ）のスタックエリア（４Ｂ）の初期値を持っているこ
とが示されている。

これらのベースアドレスは、割込処理が動作していない
場合、初期値を持っているが、割込発生時には、その割
込に該当する割込処理管理テーブルのスタックのベース
アドレスを管理しているエリアに、動的に新しいスタッ
クベースアドレスが設定されるようになっている。

このようなふるまいをするこの発明の動作が第２図に示
されている。まず、割込処理の登録あるいは、システム
初期化において、割込処理の実行環境を生成する時、初
期発生手段（Ｓ１）により予め割込処理用のスタックを
複数のリングレベルごとに１個ずつ確保しておく。

通常のタスク（１）の処理中は、タスク管理テーブル（
２）によって管理゛されたスタック（３）または（４）
を使用している。このタスク（１）が実行中に非同期に
割込処理Ａ（５）が発生すると、該当する割込処理を選
択する選択手段（Ｓ２）が実行され、割込処理Ａ（５）
が選び出される。

次に、（Ｓ３）により、割込処理中の割込かどうか判定
する。この時、タスク（１）が実行中であったため、設
定手段（Ｓ　４　２）が実行され、割込処理Ａ（５）の
割込処理管理テーブルＡ（８）のスタックベースポイン
タ値に、初期値を設定する。

その後（Ｓ５）により割込処理Ａ（５）が呼び出される
。

割込処理Ａ（５）が実行中は、レベル１のプログラムが
動作している間はレベル１の共用スタック（４Ｘ）を使
用し、スタックエリア（４Ａ）に値が格納される。また
、レベル０のプログラムが動作している間は、レペル０
の共用スタック（３Ｘ）を使用し、スタックエリア（３
Ａ）に値が格納されていく。

次に、割込処理Ａ（５）が実行中に、非同期に割込処理
Ｂが発生すると、選択手段（Ｓ２）により、新たに割込
処理Ｂ（６）が選択される。その後、判定手段（Ｓ３）
により割込処理中の割込発生か判定する。この場合、割
込処理Ａ（５）の実行中であったため設定手段（Ｓ４１
）により、割込処理管理テーブルＢ（９）のスタックベ
ースポインタのエリアに現在のスタックポインタを各レ
ベル毎に設定する。そして、呼出手段（Ｓ５）により、
割込処理Ｂ（６）を呼び出す。割込処理Ｂ（６）は、割
込処理Ａ（５）と同様にレベルｌの共用スタック（４Ｘ
）またはレベル０の共用スタック（３Ｘ〉を使用するが
、割込処理管理テーブルＢ（９）により、スタックのベ
ースアドレスが、割込処理Ａ（５）で使用中のスタック
エリア（３Ａ）（４Ａ）を破壊しないように設定された
ため、スタックエリア（３Ｂ）．　　（４Ｂ）を使用す
ることになる。

次に、割込処理Ｂの処理が終了すると、設定手段（Ｓ　
４　３）が実行され、割込発生時のスタックポインタが
、割込処理管理テーブルＢ（９）を基に再設定され、中
断していた割込処理Ａ（５）の割込発生点へ復帰処理（
Ｓ６）により復帰する。

さらに、割込処理Ａ（５）の処理が終了すると、設定手
段（Ｓ　４　３）により、割込発生時のスタックポイン
タがタスク（１）に設定され、中断していたタスク（１
）へ、復帰処理（Ｓ６）により復帰する。

なお、上記実施例では、リングレベル０と１の２レベル
がある場合を示したが、プロセッサあるいはオペレーテ
ィングシステムによっては、２つ以上の複数のリングレ
ベルにおいても、上記実施例と同様の効果を奏する。

また、スタックのベースアドレスを設定する設定手段で
は、格納エリアに割込処理管理テーブルを用いたが、複
数のスタックベースアドレスを格納するエリア、例えば
スタックやスタックベースアドレス格納域などを用いて
も良い。

［発明の効果］ この発明は以上説明したとおり、割込処理用のスタック
を各リングレベル毎に一個の一組にまとめて共用する構
成により、割込用のスタックサイズの合計を、想定され
る割込処理数に左右されず一定にでき、また、全体的な
スタックサイズを小さくできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例のスタック制御の説明図
、第２図は第１図に示す実施例の動作を示すフローチャ
ート、第３図は従来のスタック制御の説明図である。 図において、（１）はタスク、（２）はタスク管理テー
ブル、（３）はレベルＯのスタック、（４）はレベル１
のスタック、（５）は割込処理Ａ，（６）は割込処理Ｂ
，（７）は割込処理Ｃ１（８）は割込処理管理テーブル
Ａ，（９）は割込処理管理テーブルＢ，（１０）は割込
処理管理テーブルＣである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のリングレベルのスタックとタスク管理テーブルと
   により動作するプロセッサにおいて、複数の割込処理管
   理テーブルとこの複数の割込処理管理テーブルに相応す
   る複数のスタックエリアをそれぞれ備える一組の割込処
   理用の共用スタックとを設け、割込処理が生じた場合に
   、その割込処理が以前の割込処理動作中に生じた際はそ
   の時点の以前の割込処理動作のスタックポインタをスタ
   ックベースアドレスに設定し、以前の割込処理動作がな
   かった際はスタックベースアドレスを初期値に設定した
   後に該当割込処理を呼び出して処理し、しかる後に、前
   記設定したスタックベースアドレスに復帰することを特
   徴とするプロセッサのスタック制御方法。