こんにちは、ももやまです。 今回はオペレーティングシステムにおける割り込み(特に外部割込み・内部割込みの違いについて)、およびバッファについてまとめていきたいと思います。 前回の計算機システム(Part16)の記事はこちら!
基本情報技術者平成29年秋期 午前問10 午前問10 外部割込みに分類されるものはどれか。 インターバルタイマによって,指定時間経過時に生じる割込み 演算結果のオーバフローやゼロによる除算で生じる割込み 仮想記憶管理において,存在しないページへのアクセスによって生じる割込み ソフトウェア割込み命令の実行によって生じる割込み [この問題の出題歴] 基本情報技術者 H19秋期 問20 基本情報技術者 H24春期 問11 分類 テクノロジ系 » コンピュータ構成要素 » プロセッサ 正解 解説 割込み (Interrupt)は、すぐに対処しなくてはならない問題などがシステムに生じたときに、実行中のプログラムの処理をいったん停止し、優先的に事象の解決を図ることを可能にする仕組みです。 割込みは、実行中のプログラムが原因でCPU内部で発生する 内部割込み と、それ以外のCPU外部で発生する 外部割込み に分類できます。 内部割込み 実行中のプログラムが原因で起こる割込み 外部割込み 内部割込み以外の原因で起こる割込み 正しい。タイマ割込みは、CPUの内部で発生するものではなく内蔵されるタイマーで設定してある時間が経過した時に外部から割込みを発生させます。 内部割込みに分類されます。 内部割込みに分類されます。 内部割込みに分類されます。
setInterruptAtPressedメンバ関数 この関数では,タクトスイッチが押されたときに割込みを発生させるか設定できるようにするため,マクロIENを使ってIRQ3の割込みを許可/禁止を設定します. setInterruptPriorityメンバ関数 この関数では割込み優先度を設定するため,マクロIPRを使います. setEventListenerメンバ関数 この関数では,引数をイベントリスナとして記憶しておきます.具体的には,引数がevent_listener,メンバが_eventListenerの場合,_eventListener = event_listener; とすればよいです. Excep_ICU_IRQ3関数 この関数はfriend関数であるため,通常のメンバ関数と異なりTactSwitchesクラス内には実装せず,従来のC言語の関数と同様,名前空間の外に書くことになります.さらに,Excep_ICU_IRQ3関数は割込み時の関数であるため,割込みベクタテーブルに記載されたアドレスに関数を配置する必要があります.ハードウェアマニュアルの表11. RL78での外部ICからの割り込みの際のチャタリングについて - 101: ＲＬ78 - Forum - かふぇルネ - Renesas Rulz. 4にある割り込みのベクタテーブルによるとIRQ3はベクタ番号67に割り振られています.従いまして,コンパイラに対して,ベクタ番号67の位置にExcep_ICU_IRQ3を割り付けてくれるよう,命令をします.このとき用いるのが #pragma interrupt です.これにより,Excep_ICU_IRQ3を67に割り付けることができます.下にExcep_ICU_IRQ3関数をTactSwitches. cppに記述した例を示します. namespace user_interface { namespace tact_switch { /* ここにTactSwitchesのメンバ関数を書く */} // namespace tact_switch} // namespace user_interface #pragma interrupt (Excep_ICU_IRQ3(vect=67)) void Excep_ICU_IRQ3(void){ /* ここに割込み時の処理を書く */} なお,割込みベクタ番号67は,iodefine. hにてVECT_ICU_IRQ3として定義されていますので,67の代わりにVECT_ICU_IRQ3と書いてもよいです.
割込み関数Excep_ICU_IRQ3 割込み関数はCubeSuite+のプロジェクトではintprg. cに割込み関数が生成されます.今回,割込み処理Excep_ICU_IRQ3をTactSwitchesクラスのメンバ関数(に近いもの)にしたいため,intprg. c内のExcep_ICU_IRQ3を消します.そして,TactSwitchesクラスで利用できるようにします.子の節ではその方法を説明します. intprg. cからExcep_ICU_IRQ3を削除 intprg. うさぎでもわかる計算機システム（基本情報対応） Part17 割込み（外部割込み・内部割込みの違い）・バッファ | 工業大学生ももやまのうさぎ塾. cにはすべての割込み関数が定義されています.今回はそのうち Excep_ICU_IRQ3を削除(もしくはコメントアウト)してください . C言語の関数をC++言語のクラスで使えるようにする Excep_ICU_IRQ3関数はC言語の関数です.これをC++言語で使用するときには extern "C" を使わなければなりません.具体的には,TactSwitches. hpp内に下記のような宣言をします. extern "C" { void Excep_ICU_IRQ3(void);} これで,C++言語でもExcep_ICU_IRQ3関数を使用することができます. TactSwitchesクラス内にExcep_ICU_IRQ3を追加 TactSwitchesクラス内でExcep_ICU_IRQ3関数をメンバ関数として扱えれば,TactSwitchesのプライベートなメンバにもアクセスできて便利です.C++にはそのような扱いをすることができるのです.それが friend関数 です.friend関数にすると,所属するクラスのプライベートなメンバやメンバ関数を扱うことができるようになります.このように,C言語の割込み関数をC++関数のクラスに所属した(ように見せかける)にはfriendと書いてください. もうひとつ,注意すべきことがあります.それは関数名の頭に「::」をつけなければならないことです.この記号は名前空間のデリミタであり, 関数の頭につけることでルートの名前空間の下にある関数である ,ということを表しています.実は,C言語の関数をextern "C"をした場合,C++言語ではルートの名前空間の下にある関数とみなす,という決まりがあるのです.以上のことを踏まえてExcep_ICU_IRQ3をTactSwitchesクラスで宣言するとき下のようになります.なお,他のメンバ関数やメンバを省略してあります.
参考サイト: ハード・ディスクやLANボードなど、プログラム以外の原因によって行われる割込み。 1. 機械チェック割込み 2. タイマ割込み 3. 入出力割込み ・ハードウェアの誤作動や故障によってタスクが中断される。 ・ハードウェアが異常を検知した時に発生する割込み。 ・商用電源の瞬時停電などの電源異常による割込み。 ・メモリパリティエラーが発生したことによる割込み。 ・インターバルタイマによって、指定時間経過時に生じる割り込み。 ・ウォッチドッグタイマのタイムアウトが起きたときに発生する割込み。 ・入出力動作の終了/入出力が完了 ・リスタート割込み ・コンソール割込み、別名外部信号割込み ・オペレータ割込み ・ユーザーがマウスやキーボードを操作 ・ネットワークからデータが送られてきた 外部割込みと一緒に、内部割込みについても少し学習しましょう。 よく基本情報技術者試験の問題では、並べて扱われることが多いので。 内部割込みとは? 実行中のプログラムによって行われる割込み。 内部割込みの種類 1. プログラムによる割込み 2. スーパーバイザコール割込み 3. ページフォールト割込み 外部割込みに分類されるものはどれか。 ア:インターバルタイマによって,指定時間経過時に生じる割込み イ:演算結果のオーバフローやゼロによる除算で生じる割込み ウ:仮想記憶管理において,存在しないページへのアクセスによって生じる割込み エ:ソフトウェア割込み命令の実行によって生じる割込み それぞれの選択肢について考える ア 事前に学習した、外部割込みの 2. タイマ割込み に該当しますね。 よって、これが答えです。 イ 事前に学習した、内部割込みの 1. プログラムによる割込み に該当しますね。 よって、誤り。 ウ 事前に学習した、内部割込みの 3. ページフォールト割込み に該当しますね。 エ 事前に学習した、内部割込みの 2. スーパーバイザコール割込み に該当しますね。 自分はあまり勉強していない方だと思っているのですが(だからこそ試験一週間前にこんな基礎的なところを勉強しているわけですが)、ちょっと勉強しただけでも平成29年度秋、平成24年度春、平成19年度秋……と、結構な頻度で出ていることが分かりました。 もはや基本情報技術者試験のお家芸ともいっていいほどのものだと思われますので、是非覚えて帰ってください。 Why not register and get more from Qiita?
外部割込みの際、メカニカルなスイッチ(パルスでの割り込み)などではチャタリングが起こるかと思いますが、 例えばICで一度HIGHになって割り込み要因を読み出すまで、HIGH状態が続くようなもの(ステータスでの割り込み)では チャタリングは発生しないという理解でいいでしょうか? (割り込みハンドラ内でタイマをつかって割り込みポートが安定するまで何度も読みだす必要はないという理解でいいでしょうか?) それとも、ICとの間にRSフリップフロップを間に嚙ませてあげる必要があるのでしょうか? それともLOW->HIGHの中間電位の間に割り込みハンドラは起動されるのでしょうか?
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