割 込 み（１） オペレーティングシステム No.5.

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1 割 込 み（１） オペレーティングシステム No.5

2 割 込 み と は（１） プログラムの実行中に 事象（event 割込み要因）が発生 プログラムとは直接関係なく起こる場合（非同期的という）
割込み発生 プログラムの実行中に 事象（event 割込み要因）が発生 プログラムとは直接関係なく起こる場合（非同期的という） プログラムのエラーなどにより起こる場合 現在の実行中のプログラムを中断 その事象を処理する別のプログラムを実行 元のプログラムの実行を再開する仕組み 割込み処理

3 割 込 み と は（２） プログラムと割込み処理プログラムの関係 プログラムが２つある！ 元のプログラム再開 割込み処理 プログラム
実行開始

4 割 込 み に よ り CPUと入出力装置の同時実行 TSS 障害時の適切な処理 現在のコンピュータを特徴づける機構
初期のコンピュータにはなかった

5 割 込 み の 例？ 人と雑談中 電話がかかってくる 話を中断して，電話にでる 電話終了後，話を再開 電話による 割込み

6 割込みの分類 （補足あり） 外部割込み 実行中のプログラムに原因がないもの 入出力装置の動作終了 時間の経過 内部割込み
割込みの分類　（補足あり） 外部割込み 実行中のプログラムに原因がないもの 入出力装置の動作終了 時間の経過 内部割込み 実行中のプログラムに原因があるもの 演算異常 割込みを発生させる命令の実行

7 割込み処理の概要（１） 事象発生 割込み処理プログラム開始 元のプログラムを再開できるために必要な情報を保存
実行されるプログラムが代わる コンテクストスイッチ 事象発生 割込み処理プログラム開始 元のプログラムを再開できるために必要な情報を保存 割込み処理プログラム終了・元のプログラム再開

8 割込み処理の概要（２） 割込み要因はいくつかある ひとつの割込み処理プログラムで処理 要因ごとに割込み処理プログラムを用意

9 割込み処理の概要（３） ①の場合 窓口がひとつしかない！

10 割込み処理の概要（４） ②の場合 窓口が分かれている

11 多重レベル割込み 割込み（要因）により，処理の優先度に差 割込みAの処理中 より優先度の高いBという割込み要因が発生
Bの処理終了後，Aの処理を再開 Aの終了後，Aに割り込まれたプログラムを再開 割込み処理プログラムに，割り込むことができる → 多重レベル割込み

12 多重レベル割込みの例？ 雑談中の電話 電話中に非常ベル 電話を中断して，非常ベルに対処 “電話割込み”より，
“非常ベル割込み”の方が優先度が高い

13 割 込 み 禁 止（１） 優先度の高い割込みBを処理中 優先度の低い割込み要因A発生 Aの処理は，Bの終了まで待たされる 要因が発生しても，
常に割込み処理が行われるわけではない

14 割 込 み 禁 止（２） 割込み（要因）ごとに割込みマスク（ビット） ある割込みマスクがオフ
その割込み要因が発生しても，その処理プログラムの実行を始めない すなわち，現在処理中のプログラムに割り込まない 割込み禁止

15 割 込 み 禁 止（３） 要因が発生しても，割込み処理を行わない 高い優先度の割込み処理中 割込みマスクがオフ

16 割 込 み 禁 止 の 例（１）？ 雑談中に非常ベル 雑談を中断して非常ベルに対処 その最中に電話 電話は無視する
“非常ベル割込み”の方が“電話割込み”よりも 優先度が高い

17 割 込 み 禁 止 の 例（２）？ 講義の開始時に“電話割込み”のマスクをオフ 講義中に電話 電話割込み処理は行わない（電話にはでない）
講義が終了したら，マスクをオン もし，まだ電話の呼出しが続いていたら…

18 割 込 み 禁 止 の 例（３）？ 講義中に非常ベル いかなることがあっても講義を中断
“非常ベル割込み”の割込みマスクをオフにすることはできない 割込みには，割込み禁止にできないものがある

19 補 足(１) （文献3 p.335） 外部割込みの例 Ｉ／Ｏ（入出力） 入出力装置の処理終了または要求 タイマ
実行中のプログラムに原因がない 外部割込みの例 Ｉ／Ｏ（入出力） 入出力装置の処理終了または要求 タイマ 一定時間の経過をCPUに知らせる マシンチェック ハードウェアシステムの異常

20 補 足(２) 内部割込みの例（１） 演算例外 浮動小数点演算でのオーバフロー，零除算など 命令コード異常
実行中のプログラムに原因がある 内部割込みの例（１） 演算例外 浮動小数点演算でのオーバフロー，零除算など 命令コード異常 存在しない命令，形式の不当な命令の実行 割込み処理プログラムでエラー処理を行う

21 補 足(３) 内部割込みの例（２） ページフォールト 仮想記憶管理における存在しないページへのアクセス（詳細は記憶管理のところで）
仮想記憶は後述 トレース システムデバッグのため命令実行ごとに生じる

22 補 足(４) 内部割込みの例（３） 特権命令違反 システム管理命令を一般ユーザモードで実行 割出し（トラップ） ＯＳへのシステムコールなど
プログラマが意識的に発生させる

23 補 足(５) TSSの実現の概要 タイマーにある時間を設定 プログラムAを実行 タイマーに設定した時間が経過

24 補 足(６) タイマーにある時間を設定 プログラムBを実行 タイマーに設定した時間が経過 割込みが発生（プログラムBを中断）
プログラムAを中断したところから再開 以下同様。

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