JPH0341520A - 割り込み制御方式 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、計算機システムにおいて１割り込み処理ルー
チンと通常のルーチンとの間の資源排他制御方式に関す
る。

［従来の技術］ ある資源を操作中に割り込みが発生して、その割り込み
に対する処理ルーチンでその資源を操作すると１両者の
操作内容によっては矛盾が発生する。例えば、あるチエ
イン上の構造体を別のチエインに移動させるような処理
は２元のチエインから外した時点で割り込まれ、その割
り込み処理ルーチン内でも同じ構造体に対するチエイン
操作を行えば、チエインに乱れが生しる。このような現
象を防ぐためには２通常のルーチンと割り込み処理ルー
チンとの間で資源排他制御を行う必要がある。

一般に、資源排他制御の手段としては、ロック方式やセ
マフォによる方式などがある。これらの手法は、すでに
使われている資源を別のプログラムか操作しようとした
時に、そのプログラムの実行を一時中断し、先にその資
源を使っていたプログラムの支片完了を待ち合わせるこ
とにより、同一の資源に対する同時アクセスを排除する
ものである。しかし、これらの手法を通常ルーチンと割
り込み処理ルーチンとの資源排他制御に使うと。

割り込み処理ルーチンの中で実行が停止してしまう。通
常ルーチンは割り込み処理から戻らないと動作できない
ので、永久にプロセッサが停止にしてしまうか、あるい
は、無限ループになってしまう。

つまり、これらの手法はプロセス１４１（タスク間）の
資源排他制御方式であって１通常ルーチンと割り込みル
ーチンのような場合には適用できない。

通常ルーチンと割り込みルーチンとの間の資源排他制御
の手広としては１割り込みマスクによる方式かある。割
り込みがマスクされていると２割り込みが発生しても割
り込みマスクが解除されるまで１割り込み処理を保留す
るという方式である。

通常ルーチンにおいて１割り込み処理ルーチンで操作さ
れる資源を使う時は、この割り込みマスクをセットすれ
ばよい。割り込みマスクがセットされている期間は２割
り込み処理ルーチンが動かないので１問題の資源を自由
に操作できる。

この割り込みマスク方式の発展した方式として割り込み
レベル制御方式がある。この方式は２割り込みマスク（
１ビツト）の代わりに割り込みレベル（数ビット）なる
領域を使う。原因の違う各割り込みは、それぞれ対応す
る割り込みレベルを持っている。割り込みレベルをある
値に設定すると、そのレベル以下の割り込みが発生して
も１割り込みレベルが低くなるまで割り込み処理は保留
される。従って１割り込みレベルの値を変更することに
よって、資源の排他制御が可能となる。割り込み処理を
保留する事によって資源の排他制御を行う点は２割り込
みマスク方式と同じである。

しかし、この方式では、ある割り込みレベルを設定して
も、そのレベルより高い割り込みレベルに対応する割り
込みの割り込み処理は保留されない。

つまり１割り込みマスク方式と違って、すべての割り込
み処理が保留されるわけではない。

［発明が解決しようとする課題］ 割り込みマスク方式では割り込みがマスクされていると
、−切の割り込み処理ルーチンが動かなくなるという問
題点がある。一般に、割り込みの原因はひとつのみでは
なく複数ある。従って、実際に発生した割り込みの原因
によっては１問題の資源を使わない場合がある。このよ
うな割り込みはマスクする必要がない。割り込みマスク
方式では、このような割り込み処理も無条件に保留にし
てしまう。延滞させる必要のない割り込み処理までも延
滞させてしまう。

同様に１割り込みレベル制御方式でも、設定されている
レベルより低いレベルに対応する割り込みの処理はすべ
て延滞してしまう。一般には、あるレベルに対応する割
り込み処理で使う資源を。

そのレベルより低いレベルに対応する割り込み処理で必
ず使うわけてはない。この場合も、延滞させる必要のな
い割り込み処理までも延滞させている事になる。

一般に、割り込み処理は割り込みが発生した直後に行う
のが望ましい。割り込み発生から峙間が経過すれば、そ
れだけシステム内外の状況が変化してしまうし、システ
ムの応答性能も劣化する。

たとえば、一定間隔でタイマ割り込みを発生させるよう
な場合は９割り込み処理を保留しているうちに次のタイ
マ割り込み時刻になってしまう。このような観点から見
れば１割り込みマスク方式も割り込みレベル制御方式も
、外部事象に対する応答性能等をある程度犠牲にして、
資源の排他制御を行っていると言える。さらに、犠牲と
いう点から見れば、常にすべての割り込み処理が保留さ
れてしまうわけではない分だけ１割り込みレベル制御方
式の方が１割り込みマスク方式よりも進歩していると考
えられる。

本発明の目的は１通常ルーチンと割り込み処理ルーチン
との資源排他制御において１割り込み処理の延ｎを必要
最小限で済ませ、応答性能等の犠牲をなるべく少なくす
る事ができる割り込み制御方式を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明による割り込み制御方式は１割り込みベクタに各
原因に対応する割り込みの処理を行う割り込みハンドラ
の先頭アドレスとその割り込みハンドラの初期割り込み
マスクレジスタの値を設定する割り込みベクタ設定手段
と１割り込みが発生した特にその原因を入手する割り込
み原因入手手段と１割り込みマスクレジスタから発生し
た割り込みのマスク状態を調べ割り込み処理を保留する
か否かを判定する割り込みマスク判定手段と１割り込み
マスクレジスタを待避し割り込みベクタを参照して発生
した割り込みの処理を行う割り込みハンドラを呼び出す
割り込みハンドラ起動手段と。

割り込みマスクレジスタを復元しその値と割り込み保留
レジスタの値とから保留されている割り込み処理で処理
ηＪ能なものがあるか否かを判定し割り込み処理を終了
するかまたは再度割り込みハンドラ起動手段に分岐する
割り込みハンドラ終了手段と１割り込みマスクレジスタ
の状態を変更する割り込みマスク変更手段とを有してい
る。

［実施例］ 次に本発明について図面を参照して詳細に説明する。

第１図を参照すると１本発明の一実施例による割り込み
制御方式が適用される計算機システムは。

割り込みベクタＶに各原因に対応する割り込みの処理を
行う割り込みハンドラαの先頭アドレスと。

その割り込みハンドラの初期割り込みマスクレジスタの
値を設定する割り込みベクタ設定手段１１と１割り込み
が発生した特にその原因を入手する割り込み原因入手手
段１２と１割り込みマスクレジスタＭから発生した割り
込みのマスク状態を調べ１割り込み処理を保留するか否
かを判定する割り込みマスク判定手段１３と１割り込み
マスクレジスタＭを待避し１割り込みベクタＶを参照し
て。

発生した割り込みの処理を行う割り込みハンドラαを呼
び出す割り込みノ＼ンドラ起動手段１４と。

割り込みマスクレジスタＭを復元し、その値と割り込み
保留レジスタＰの値とから保留されている割り込み処理
で処理可能なものかあるか否かを判定し１割り込み処理
を終了するかまたは再度割り込みハンドラ起動手段１４
に分岐する割り込みハンドラ終了手段１５と１割り込み
マスクレジスタＭの状態を変更する割り込みマスク変更
手段１６とから構成される。

次に本発明の動作について図面を参照して説明する。

第２図を参照すると１割り込みマスク判定手段１３は１
割り込みマスク判定ステップ２１で１割り込みマスクレ
ジスタ（第１図のＭ）の発生した割り込みに対応するビ
ットを調べる。マスクされていない場合は１割り込みハ
ンドラ起動手段１４へ分岐する。マスクされている場合
は１割り込み保留処理ステップ２２で１割り込み保留レ
ジスタ（第１図のＰ）の発生した割り込みに対応するビ
ットをセットし１割り込み処理から戻る。

第３図を参照すると２割り込みハンドラ起動手段１４は
２割り込みマスク待避ステップ３１で。

その時の割り込みマスクレジスタ（第１図のＭ）の値を
システムスタックなどに待避し１割り込みマスク礎更ス
テンプ３２で１割り込みベクタ（第１図のＶ）から発生
した割り込みに対応する割り込みハンドラの初期割り込
みマスクレジスタ値を読み、この読まれた初期割り込み
マスクレジスタ値と割り込みマスクレジスタ（第１図の
Ｍ）の現在値との論理和を取り、その結果を割り込みマ
スクレジスタ（第１図のＭ）に設定し１割り込みハンド
ラ先頭アドレス入手ステップ３３で１割り込みベクタか
ら発生した割り込みに対応する割り込みハンドラの先頭
アドレスを入手し、その割り込みハンドラに分岐する。

第４図を参照すると７割り込みハンドラ終了手段１５は
１割り込みマスク復元ステップ４１で。

前記割り込みハンドラ起動手段１４でシステムスタック
などに待避された値を割り込みマスクレジスタ（第１図
のＭ）に復元し１割り込み保留１＋１定ステツプ４２で
１割り込みマスクレジスタ（第１図のＭ）と割り込み保
留レジスタ（第１図のＰ）とからマスクが解除されて処
理が保留されている割り込みがあるか否かを検査する。

マスクか解除され処理が保留されている割り込みがある
場合は。

割り込み原因選択ステップ４３で１次に処理する割り込
みを選び１割り込み保留解除ステップ４４て１割り込み
保留レジスタ（第１図のＰ）の割り込み原図選択ステッ
プ４３で選ばれた割り込みに′１１応するビットをクリ
アし１割り込みハンドラ起動手段１４へ分岐する。マス
クが解除され処理が保留されている割り込みがない場合
は、呼び出し元判定ステップ４５で１割り込み処理と割
り込みマスク変更手段１６とのいずれから呼び出された
かを判定し５割り込み処理から呼び出された場合は割り
込み処理から戻り８割り込みマスク変更手段１６から呼
び出された場合は１割り込みマスク女史手段１６を呼び
出した所に戻る。

第５図を参照すると１割り込みマスク変更手段１６は１
割り込みマスク変更ステップ５１で、指定された値を割
り込みマスクレジスタ（第１図のＭ）に設定し１割り込
み保留↑り定ステップ５２で割り込みマスクレジスタ（
第１図のＭ）と割り込み保留レジスタ（第１図のＰ）と
からマスクが解除されて処理が保留されている割り込み
があるか否かを検査する。マスクが解除され処理が保留
されている割り込みがある場合は２割り込み原因選択ス
テップ５３で１次に処理する割り込みを選び。

割り込み保留解除ステップ５４で１割り込み保留レジス
タ（第１図のＰ）の割り込み原因選択ステップ５３で選
ばれた割り込みに対応するビットをクリアし１割り込み
ハンドラ起動手段１４へ分岐する。マスクが解除され処
理が保留されている割り込みがない場合は１割り込みマ
スク変更手段１６を呼び出した所に戻る。

次に、第６図、第７図、及び第８図を参照して。

本発明の割り込み制御方式の動作について説明する。

各割り込みハンドラが使用する資源を第７図の通りとす
る。第７図より２割り込みハンドラαは割り込みハンド
ラβと割り込みハンドラδと同じ資源を使用する。従っ
て１割り込みハンドラαが動作している期間は割り込み
ハンドラβと割り込みハンドラδの起動を抑止しなけれ
ばならない。

他の割り込みハンドラについても同様に考えると。

第６図のような１割り込みベクタか必要であることがわ
かる。

さて、第８図に実際の動作例を示す。

時刻ａて資源１を使用するために１割り込みマスク女史
手段１６を使って２割り込みＡと割り込みＢをマスクす
る。

しばらくして２時刻すで割り込みＢが発生ずると１割り
込み原因入手８手段１２・割り込みマスク判定手段１３
か動作するか１割り込みＢがマスクされているので５割
り込みハンドラβは保留状態になり、再び元の処理に反
る。

時刻Ｃで割り込みＣか発生すると１割り込みＣはマスク
されていないので５割り込みハンドラγが起動される。

この時９割り込みＢ・割り込みＣ・割り込みＤが追加マ
スクされるので、すべての割り込みがマスクされた状態
て割り込みハンドラγが起動される。

時刻ｄに割り込みＤか発生すると、すべての割り込みが
マスクされているので１割り込みハンドラδは保留状態
になり１　再び割り込みハンドラγの処理に戻る。割り
込みハンドラγが終了すると。

割り込みハンドラ終了手段１５が動作し１割り込みマス
ク状態を割り込みハンドラγが起動される前の状態に戻
す。この時１割り込みＤのマスクが解除され９割り込み
ハンドラδが保留されているので９割り込みハンドラδ
が起動される。割り込みベクタによれば２割り込みＡ・
割り込みＣ・割り込みＤが追加マスクされるので１割り
込みハンドラδはすべての割り込みがマスクされた状態
で動作する。

割り込みハンドラδが終了すると、再び割込みハンドラ
終了手段１５が動作し１割り込みマスクを割り込みハン
ドラδ起動前の状態に戻す。この時点では１割り込みハ
ンドラβが保留されているが１割り込みＢがマスクされ
ているために１割り込みハンドラβは起動されずに１元
の処理に戻る。

Ｉｌ、’ｔｆ１１　ｅで割り込みマスク変更手段１６を
使って。

割り込みＡと割り込みＢのマスクを解除すると。

割り込みハンドラβが保留されているので１割り込みハ
ンドラβが起動される。割り込みハンドラβは資源１を
使うか２通常ルーチンの資源１の換作は終わっているの
で問題はない。

これらの動作は、資源２．資源３．資源４に対してυト
他制御を行う時も同様である。つまり、それぞれの資源
を使用する割り込みのマスクをかけても１割り込みハン
ドラα・δ１割り込みハンドラα・β１割り込みハンド
ラβ・γは動作可能である。

以上のように、この方式では各割り込み処理に対して別
々にマスクをかけることができる。このため、使用しよ
うとする資源を使う割り込み処理のみをマスクする事が
可能となる。その資源に関係のない割り込み処理はマス
クされず、従って不必要に延滞する事はない。

［発明の効果〕 以上説明したように１本発明の割り込み制御方式を使え
ば１割り込み処理の延滞による応答性能などの犠牲を必
要最小限におさえた１通常ルーチンと割り込み処理ルー
チンとの間の資源排他制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による割り込み制御方式が適
用される計算機システムの構成を示すブロック図、第２
図は第１図中の割り込みマスク判定手段の動作を説明す
るためのフローチャート。 第３図は第１図中の割り込みハンドラ起動手段の動作を
説明するためのフローチャート、第４図は第１図中の割
り込みハンドラ終了手段の動作を説明するためのフロー
チャート、第５図は第１図中の割り込みマスク変更手段
の動作を説明するためのフローチャート、第６図は本発
明の割り込み制御方式の動作を説明するために使用され
る割り込みベクタの一例を示す図、第７図は本発明の割
り込み制御方式の動作を説明するために使用される各割
り込みハンドラが使用する資源の一例を示す図、第８図
は本発明の割り込み制御方式の動作を説明するための図
である。 １１・・・割り込みベクタ設定手段、１２・・・割り込
み原因入手手段、１３・・・割り込みマスク判定手段。 １４・・・割り込みハンドラ起動手段、１５・・・割り
込みハンドラ終了手段、１６・・・割り込みマスク変更
手段、■・・・割り込みベクタ、Ｍ・・・割り込みマス
クレジスタ、Ｐ・・・割り込み保留レジスタ。 第２図 第 図 巨＝冨冨）１ 第６図 第 図 ・資Ａｌを使用しない処理 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各原因に対応する割り込みの処理を行う割り込みハ
   ンドラと、割り込みの原因に対応して、割り込みを許可
   するか否かを示す割り込みマスクレジスタと、割り込み
   の原因に対応して、割り込みを保留するための割り込み
   保留レジスタと、前記割り込みハンドラの先頭アドレス
   と該割り込みハンドラの初期割り込みマスクレジスタの
   値とを記憶する割り込みベクタとを用いて、割り込みを
   制御する方式に於いて、 割り込みが発生した時に、その原因を入手する割り込み
   原因入手手段と、 前記割り込みマスクレジスタから発生した割り込みのマ
   スク状態を調べ、割り込みを保留するか否かを判定し、
   前記発生した割り込みがマスクされているときには、前
   記割り込み保留レジスタに当該発生した割り込みを保留
   し、前記発生した割り込みがマスクされていないときに
   は、割り込み許可信号を出力する割り込みマスク判定手
   段と、前記割り込み許可信号に応答して、前記割り込み
   マスクレジスタの内容を退避し、前記割り込みベクタを
   参照して前記発生した割り込みの処理を行う割り込みハ
   ンドラを呼び出す割り込みハンドラ起動手段と、 前記呼び出された割り込みハンドラの処理が終了したと
   き、前記割り込みマスクレジスタを復元し、該復元され
   た値と前記割り込み保留レジスタの値とから保留されて
   いる割り込み処理で処理可能なものがあるか否かを判定
   し、割り込み処理を終了するかまたは再度前記割り込み
   ハンドラ起動手段に分岐する割り込みハンドラ終了手段
   と、外部からの変更要求に応答して、前記割り込みマス
   クレジスタの状態を変更する割り込みマスク変更手段と
   、 を有することを特徴とする割り込み制御方式。