JPWO2004114132A1 - 割り込み制御方法、割り込み制御装置及び割り込み制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
同様の機能を有する複数のハードウェアデバイスが別々の割り込み資源を使用しているようなシステムにおいて、各ハードウェアデバイスの割り込みに対して異なる優先順位が設定されている場合には、各ハードウェアデバイスが同じ機能であるにもかかわらず、設定された優先順位に従って処理が実行されるために実行頻度に大きな差が生じてしまうことがある。極端な場合には、優先順位の低いハードウェアデバイスの処理が全く実行されない可能性もある。
他方、各ハードウェアデバイスに同一の割り込み優先度を割り当てた場合には、各ハードウェアデバイスのステータス情報を確認しないと、割り込みを発生させたハードウェアデバイスが特定できないので、割り込みを発生していないハードウェアデバイスのステータス情報も確認する必要が生じる。ハードウェアデバイスのステータス情報の読み込みには処理時間が非常にかかるので、システムの処理効率が低下するという問題点があった。
多数の割り込み要因に基づく割り込み処理の制御については、例えば、特開平2002−55830号公報に、割り込み要因を緊急度に応じてグループ化し、グループ単位で割り込み信号を出力することが記載されている。
本発明の割り込み制御方法は、異なる優先度が設定されている複数の割り込みの処理をコンピュータに実行させる割り込み制御方法において、優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けし、割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶手段に記憶させ、割り込みを受け付けた場合に、該割り込みの属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御する。
この発明によれば、割り込みを受け付けた場合に、その割り込みの属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないようにしたので、後から発生した同一グループの優先度の高い他の割り込みが先に実行され、優先度の低い割り込みが後回しになるという問題を解決できる。
本発明の他の割り込み制御方法は、異なる優先度が設定されている複数の割り込みの処理をコンピュータに実行させる割り込み制御方法において、優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けし、割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶手段に記憶させ、割り込みを受け付けた場合に、該割り込みの属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御し、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低くなるように変更する。
本発明によれば、例えば、グループ内の優先度の高い割り込みが実行された場合でも、その割り込みの優先度がグループ内で最も低い優先度に変更されるので、グループ内の優先度の異なる複数の割り込みを均等に実行することができる。
上記の発明において、前記記憶手段に、前記割り込みに対して一意に設定され、かつ割り込みの優先度を示すベクター番号と、該割り込みの属するグループ番号と、グループ内の最高優先度のベクター番号とを記憶させ、割り込みを受け付けた場合に、前記記憶手段に記憶されている同一グループの最高優先度のベクター番号以下の割り込みを受け付けないように制御する。
このように構成することで、割り込みを受け付けた場合に、記憶手段から同一グループの最高優先度のベクター番号を取得し、そのベクター番号以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御することで、異なる優先度が設定されている割り込みを均等に処理することができる。
図2は、外部割り込みコントローラの割り込みベクター管理テーブルを示す図である。
図3は、割り込み制御機構の説明図である。
図4は、CPUの割り込み制御機能の説明図である。
図5は、割り込み管理テーブルを示す図である。
図6は、グループ内優先度管理リストを示す図である。
図7は、割り込み制御処理のフローチャートである。
図8は、割り込み管理テーブルの一例を示す図である。
図9は、グループ内の割り込み優先度の変化を示す図である。
図10は、情報処理装置の構成を示す図である。
発明の実施をするための最良の実施例
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。図1は、実施の形態のコンピュータと外部割り込みコントローラとハードウェアデバイスを示す図である。
コンピュータ(割り込み制御装置)10のCPU11には外部割り込みコントローラ12及び13が接続され、その外部割り込みコントローラ12及び13には、複数のハードウェアデバイス14a〜14dの割り込み要求が入力する。
各ハードウェアデバイス14a〜14dの割り込みの優先度は、外部割り込みコントローラ12及び13の割り込みベクター管理テーブル21(図2)に設定される。
図2に示す割り込みベクター管理テーブル21には、ベクター情報、すなわち、ハードウェアデバイス14a〜14dの優先度情報とベクター番号または優先度情報を含むベクター番号が登録されている。外部割り込みコントローラ12及び13は、この割り込みベクター管理テーブル20のベクター情報をCPU11に出力する。
CPU11は、内部割り込みコントローラ15により外部割り込みコントローラ12及び13から出力される割り込み要求を受け付け、各ハードウェアデバイス14a〜14dの割り込みをグループ分けした割り込み管理テーブルを参照して実行すべき割り込みを選択する。
次に、図3は、割り込み制御機構を示す図である。
受信割り込み制御機構31は、外部割り込みコントローラ12及び13からの特定の割り込みのみを受信するように制御するためのハードウェア機構である。
受信割り込み表示機構32は、受信中の割り込み情報を表示するためのハードウェア機構である。
優先度別割り込み透過機構33は、優先度順に割り込みを行うためのハードウェア機構である。
ベクター別割り込みハンドラ34a〜34nは、各ベクターに対応する割り込み処理を実行するソフトウェアモジュールである。
図4は、CPU11の割り込み制御機能の説明図である。
登録部21は、各ハードウェアデバイス14a〜14dに設定されている割り込みをグループに分類して記憶部22に登録する。
記憶部22は、割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報とと、グループを示す情報とを記憶する。
割り込み制御部23は、割り込みを受け付けた場合に、記憶部22を参照してその割り込みの属するグループの最高優先度を示す情報を取得し、その最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御する。さらに、割り込み制御部23は、処理が終了した割り込みの優先度を、同一グループ内で最も低い優先度に変更する。
これにより割り込みを受け付けた後、それより優先度の高い割り込みが同一グループの中から発生した場合でも、後の割り込みは受け付けられないので、優先度の低い割り込みが後回しになることを防止できる。さらに、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低く設定することで、グループ内の優先度の異なる各ハードウェアデバイス14a〜14dの割り込みを均等に実行することができる。
先ず、割り込みのグループ分けについて説明する。CPU11は、各ハードウェアデバイス14a〜14dの割り込みをグループ分けして、図5に示すような割り込み管理テーブル41を予め作成しておく。
割り込み管理テーブル41は、ハードウェアデバイス14a〜14dの割り込みに対して設定されるベクター番号と、割り込みが属するグループ番号と、グループ内の最高優先度のベクター番号とからなる複数のデータから構成されている。ここで、ベクター番号は、番号が大きいほど割り込みの優先度が高くなっている。図5に示す割り込み管理テーブル41には、優先度の最も低いベクター番号0の割り込みから順に優先度の高い割り込みが登録されている。
図5に示すように、ベクター番号0、1,2の割り込みは、グループ番号0の同じグループに属するように設定されている。この場合、グループ内の最高優先度のベクター番号はベクター番号2であるので、グループ内のそれぞれのベクター番号(0〜2)に対してグループ内最高優先度ベクター番号として「2」が設定されている。
ベクター番号3及び4の割り込みは、グループ番号1のグループに属するように設定されている。この場合、グループ内の最高優先度のベクター番号は、ベクター番号4であるので、グループ内のそれぞれのベクター番号(3及び4)に対してグループ内最高優先度ベクター番号として「4」が設定されている。
ベクター番号5,6,7の割り込みは、グループ番号2のグループに属するように設定されている。この場合、グループ内最高優先度のベクター番号は、ベクター番号7であるので、グループ内のそれぞれのベクター番号(5〜7)に対してグループ内最高優先度ベクター番号として「7」が設定されている。
次に、図6は、グループ内の優先度を管理するためのグループ内優先度管理リストの構造を示す図である。
このグループ内優先度管理リストは、同じグループに属する割り込みのベクター番号と、次に優先度が高いベクター番号が格納されたテーブルを指すポインタとからなる複数のテーブルが一方向のリンクを形成している。
図6において、最も優先度が高いベクター番号情報が格納されるテーブルには、ベクター番号と、次のベクター番号情報が格納されたテーブルを指すポインタが格納され、そのポインタが指す次のテーブルには、優先度が2番目に高いベクター番号と、次のベクター番号情報が格納されているテーブルを指すポインタが格納される。以下、同様に優先度順にテーブルのリンクが形成されている。この他に、同じグループに属する割り込みの中でベクター番号の最も小さいテーブルを指すポインタの情報が、最低優先度ベクターテーブルのポインタに格納され、ベクター番号が最も大きいテーブルを指すポインタの情報が、最高優先度ベクターテーブルのポインタに格納される。
上記の各テーブルと、最低優先度ベクターテーブルのポインタと、最高優先度ベクターテーブルのポインタとでグループ内優先度管理リストが構成されている。最高優先度ベクターテーブルのポインタにより、そのグループの最高優先度のベクター番号を知ることができる。
次に、以上のようなテーブルを前提にして、割り込み制御処理を、図7のフローチャートを参照して説明する。以下の処理はCPU11により実行される。この割り込み制御処理では、受信されている割り込み要求の中で優先度の最も高いベクターのハンドラ(割り込み処理)が開始される。
先ず、割り込み管理テーブル41を参照して、処理を開始しよとする割り込みと同一グループの最高優先度以下の割り込みを禁止する(図7,S12)。
上記の処理により、実行しようとする割り込みと同じグループに属する優先度の高い他の割り込みがその後発生した場合にも、その割り込みは受け付けられなくなる。
次に、受信中の有り込み情報を割り込みコントローラ15から取得する(図7,S13)。
受信した割り込みが複数ある場合には、取得した割り込み情報を参照し、開始しようとする割り込みと同じグループでグループ内の優先度が最も高いベクター番号を選択する(図7,S14)。
次に、選択されたベクター番号のハンドラの処理を実行する(図7,S15)。この処理では、受信中の割り込みの中でベクター番号の最も大きい、すなわち優先度の最も高い割り込みの処理を実行する。
次に、選択されたベクターのグループ内優先度を最も低く設定する(図7,S16)。
上記の処理により、優先度が高く設定されている割り込みであっても、処理が実行された割り込みは同一グループ内で最も優先度が低くなるように優先度が変更されるので、優先度の高い割り込み要求だけが繰り返し実行され、その結果、優先度の低い割り込み要求が全く実行されないという問題点を解消できる。
次に、同一グループ内に受信中の割り込みが存在するか否かを判別する(図7,S17)。
同一グループ内に受信中の他の割り込みが存在する場合には(S17,YES)、ステップS14に戻り、同一グループの受信した割り込みの中で次に優先度の高い割り込みのベクター番号を選択し、上述した処理を繰り返す。
他方、同一グループ内に受信中の割り込みが存在しない場合には(S17,NO)、そこで処理を終了する。
次に、均等に実行させたい割り込みを同一グループに登録した場合の割り込み資源と、グループと、割り込みを制限する優先度の関係を、図8を参照して説明する。
図8に示すテーブル51には、それぞれのハードウェアデバイスの割り込み資源を示す番号▲1▼〜▲9▼、(10)と、それぞれの割り込みの優先度と、それらが属するグループ名と、グループ内の割り込みを実行するときにマスクする優先度とからなる。
優先度は数値が大きい方が優先度が高く設定されており、割り込み資源▲1▼の優先度が「0x2E(16進数、以下同じ)」で最も低く、割り込み資源(10)の優先度が「0x4A」で最も高くなっている。
グループAに対しては、割り込みをマスクする設定値として、グループAに属する割り込み資源の最高優先度である「0x31」が設定されている。
従って、グループAに属する割り込みが受け付けられると、優先度「0x31」以下の割り込みがマスクされるので、グループAに属する他の割り込みは受け付けられなくなる。これにより、後から同じグループAに属する優先度の高い割り込みが発生しても、その割り込みは受け付けられないので、先に受け付けられた優先度の低い割り込みが後回しとなることがない。
同様に、グループBに対しては、割り込みをマスクする設定値として、グループBに属する割り込み資源の最高優先度である「0x41」が設定されている。
従って、グループBに属する割り込みが一旦受け付けられると、優先度「0x41」以下の割り込みがマスクされるので、グループBに属する他の割り込みは受け付けられなくなる。これにより、後から同じグループBに属する優先度の高い割り込みが発生しても、その割り込みは受け付けられないので、先に受け付けられた優先度の低い割り込み処理が後回しになることがない。
また、グループCに対しては、割り込みをマスクする設定値として、グループCに属する割り込み資源の最高優先度である「0x4A」が設定されている。
従って、グループCに属する割り込みが一旦受け付けるられると、優先度「0x4A」以下の割り込みがマスクされるので、グループCに属する他の割り込みは受け付けられなくなる。これにより、後から同じグループCに属する優先度の高い割り込みが発生しても、その割り込みは受け付けられないので、先に受け付けられた優先度の低い割り込み処理が後回しになることがない。
ここで、実施の形態の割り込み制御方法によりグループ内の割り込みの優先度がどのように変更されるかを、図9を参照して説明する。
図9は、グループA(図8のテーブル51)に属する割り込み資源のグループ内優先度の変化を示す図である。図9の優先度を示す数値は、数値が小さいほど優先度が高く、例えば、数値「1」が最も優先度が高く、「2」が2番目に優先度が高いことを示している。
初期状態では、図9(a)に示すように、割り込み資源▲1▼の優先度が「1」でグループの中で優先度が最も高く、割り込み資源▲2▼の優先度が「2」で2番目に高く、割り込み資源▲3▼の優先度が「3」で3番目に高く、割り込み資源▲4▼の優先度が「4」でグループの中で優先度が1番低く設定されている。
この状態で、割り込み資源▲1▼の割り込みのみが発生し、その割り込み処理がCPU11により実行されると、図9(b)に示すように、処理が実行された割り込み資源▲1▼の優先度が、優先度「1」からグループ内で最も低い優先度である優先度「4」に変更される。この優先度の変更に伴って、2番目の優先度であった割り込み資源2の優先度が「2」から「1」に変更され、3番目の優先度であった割り込み資源▲3▼の優先度が「3」から「2」に変更され、4番目の優先度であった割り込み資源▲4▼の優先度が「4」から「3」に変更される。
すなわち、外部割り込みコントローラ12及び13で高い優先度が設定されている割り込み資源でも、CPU11により割り込み処理が実行された後には、その割り込み資源の優先度をグループ内で最も低い優先度に設定する。これにより、同一グループ内の優先度の高いハードウェアデバイスからの割り込みのみが実行されるのを防止できる。
次に、図9(b)に示す優先度が設定された状態で、割り込み資源▲3▼と▲4▼の割り込みが同時に発生したとする。この場合、グループ内の優先度は、割り込み資源▲3▼の優先度が「2」、割り込み資源▲4▼の優先度が「3」で、割り込み資源▲3▼の優先度の方が高いので割り込み資源▲3▼の処理がCPU11により実行される。そして、処理が実行された後、CPU11により、図9(c)に示すようにグループ内の優先度が変更される。
すなわち、処理が実行された割り込み資源▲3▼の優先度が「2」から「4」に変更され、そのとき優先度が最も高い割り込み資源▲2▼の優先度は「1」のまま変わらず、3番目の優先度であった割り込み資源▲4▼の優先度が「3」から「2」に変更され、4番目の優先度であった割り込み資源▲1▼の優先度が「4」から「3」に変更される。
次に、割り込み資源▲4▼の処理がCPU11により実行され、処理が実行された後、図9(d)に示すようなグループ内の優先度に変更される。
すなわち、処理が実行された割り込み資源▲4▼の優先度が「2」から「4」に変更され、優先度が最も高い割り込み資源▲2▼の優先度は「1」のまま変わらず、3番目の優先度であった割り込み資源▲1▼の優先度が「3」から「2」に変更され、4番目の優先度であった割り込み資源▲3▼の優先度が「4」から「3」に変更される。
次に、図9(d)に示すような優先度が設定された状態で、割り込み資源▲1▼、▲2▼、▲4▼の割り込みが同時に発生したとする。この場合、それらの中で優先度の最も高い割り込み資源▲2▼(優先度「1」)の処理が、CPU11により最初に実行される。そして、処理が実行された後、CPU11により、図9(e)に示すようなグループ内優先度に変更される。
図9(e)に示すように、処理が実行された割り込み資源▲2▼の優先度が「1」から「4」に変更され、2番目の優先度であった割り込み資源▲1▼の優先度が「2」から「1」に変更される。さらに、3番目の優先度であった割り込み資源▲3▼の優先度が「3」から「2」に変更され、4番目の優先度であった割り込み資源▲4▼の優先度が「4」から「3」に変更される。
次に、図9(e)に示す優先度の設定状態において、未実行の割り込み資源(割り込み資源▲1▼と資源▲4▼)の中でグループ内の優先度の高い割り込み資源▲1▼の処理が実行される。そして、処理が実行された後、図9(f)に示すようにグループ内の優先度が変更される。
図9(f)に示すように、処理が実行された割り込み資源▲1▼の優先度が「1」から「4」に変更され、それまで2番目の優先度であった割り込み資源▲3▼のの優先度が「2」から「1」に変更される。さらに、それまで3番目の優先度であった割り込み資源▲4▼の優先度が「3」から「2」に変更される。
次に、図9(f)に示す優先度の設定状態において、実行されていない残りの割り込み資源▲4▼の処理がCPU11により実行される。そして、処理が実行された後、図9(g)に示すようにグループ内の優先度が変更される。
図9(g)に示すように、処理が実行された割り込み資源▲4▼の優先度が「2「から「4」に変更され、1番目の優先度であった割り込み資源▲3▼の優先度は「1」のまま変わらない。さらに、3番目の優先度であった割り込み資源▲3▼の優先度が「3」から「2」に変更され、4番目の優先度であった割り込み資源▲1▼の優先度が「4」から「3」に変更される。
上述したように、割り込み処理を実行したハードウェアデバイスの優先度を低く設定し直すことにより、グループ内の優先度の異なる割り込みの実行頻度を均等にすることができる。
次に、実施の形態のコンピュータ(情報処理装置)のハードウェア構成の一例を図10を参照して説明する。
CPU61は、上述した割り込み制御処理を実行する。外部記憶装置62には、OS等のプログラムが格納されると共に、処理結果のデータ等が格納される。メモリ63は、演算に使用される各種のテーブル、あるいはデータを一時的に記憶するための領域として使用される。
記録媒体駆動装置64は、CDROM、DVD、フレキシブルディスク、ICカード等の可搬記録媒体65の読み取り、あるいは書き込みを行う。
入力装置66は、キーボード等のデータを入力する装置である。出力装置67は表示装置などである。
ネットワーク接続装置68は、LAN、インターネット等のネットワークに接続するための装置であり、この装置を介してネットワーク上のサービス対象のサーバからメッセージを収集することができる。なお、CPU61,メモリ63,外部記憶装置62等はバス69により接続されている。
本発明は、上述した実施の形態に限定されない。割り込み管理テーブル41または51は、図5または図8に示した構造のものに限らず、ハードウェアデバイス14a〜14dに対して設定された割り込みを特定する情報と、優先度及びグループを示す情報を含むようなものであればどのような構造でも良い。また、割り込みの優先度を示す情報は、割り込みを特定するベクター番号等の情報に含まれるようにしても良い。
上述した実施の形態によれば、異なる優先度が設定され、同じグループに属する割り込み中で優先度が低い割り込みの実行が後回しとなるを防止することができる。さらに、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低くなるように優先度を変更することで、同じグループに属する割り込みを均等に処理することができる。
Claims (8)
- 異なる優先度の設定された割り込みをコンピュータに実行させる割り込み制御方法において、
優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けし、割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶手段に記憶させ、
割り込みを受け付けた場合に、該割り込みの属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御する割り込み制御方法。 - 異なる優先度の設定された割り込みをコンピュータに実行させる割り込み制御方法において、
優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けし、割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶手段に記憶させ、
割り込みを受け付けた場合に、該割り込みの属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御すると共に、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低くなるように変更する割り込み制御方法。 - 請求項1または2記載の割り込み制御方法において、
前記記憶手段に、前記割り込みに対して一意に設定され、かつ割り込みの優先度を示すベクター番号と、該割り込みの属するグループ番号と、グループ内の最高優先度のベクター番号とを記憶させ、
割り込みを受け付けた場合に、前記記憶手段に記憶されている同一グループの最高優先度のベクター番号以下の割り込みを受け付けないように制御する割り込み制御方法。 - 優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けして登録する登録手段と、
前記登録手段によりグループ分けされた割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶する記憶手段と、
割り込みを受け付けた場合に、受け付けた割り込みが属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御する割り込み制御手段とを備える割り込み制御装置。 - 優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けして登録する登録手段と、
前記登録手段によりグループ分けされた割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶する記憶手段と、
割り込みを受け付けた場合に、受け付けた割り込みが属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御すると共に、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低くなるように変更する割り込み制御手段とを備える割り込み制御装置。 - 請求項4または5記載の割り込み制御装置において、
前記記憶手段は、前記割り込みに対して一意に設定され、かつ割り込みの優先度を示すベクター番号と、該割り込みの属するグループ番号と、グループ内の最高優先度のベクター番号とを記憶し、
戦記制御手段は、割り込みを受け付けた場合に、前記記憶手段に記憶されている同一グループの最高優先度のベクター番号以下の割り込みを受け付けないように制御する。 - 異なる優先度が設定された複数の割り込みを処理するコンピュータを、
優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けして登録する登録手段と、
前記登録手段によりグループ分けされた割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶する記憶手段と、
割り込みを受け付けた場合に、受け付けた割り込みが属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御する割り込み制御手段として機能させるコンピュータ読み取り可能な割り込み制御プログラム。 - 異なる優先度が設定された複数の割り込みを処理するコンピュータを、
優先度の異なる複数の割り込みをグループ分けして登録する登録手段と、
前記登録手段によりグループ分けされた割り込みを特定する情報と、割り込みの優先度を示す情報と、グループを示す情報とを記憶する記憶手段と、
割り込みを受け付けた場合に、受け付けた割り込みが属するグループの最高優先度以下の割り込みを受け付けないように割り込みを制御すると共に、処理が終了した割り込みの優先度をグループ内で最も低くなるように変更する割り込み制御手段として機能させる割り込み制御プログラム。
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