JPS6290728A - 割込処理方法 - Google Patents

割込処理方法

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JPS6290728A
JPS6290728A JP61130829A JP13082986A JPS6290728A JP S6290728 A JPS6290728 A JP S6290728A JP 61130829 A JP61130829 A JP 61130829A JP 13082986 A JP13082986 A JP 13082986A JP S6290728 A JPS6290728 A JP S6290728A
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JP61130829A
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Hajime Matsumoto
松本 元
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Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • G06F9/46Multiprogramming arrangements
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    • G06F9/4806Task transfer initiation or dispatching
    • G06F9/4812Task transfer initiation or dispatching by interrupt, e.g. masked
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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、データ処理システムで実行される割込処理方
法に関する。
〔従来の技術〕
従来の割込処理システムは1983年3月IBMコーホ
レーシッンから発行された刊行物1’−I BMクシス
テム370拡張アーキテクチャープリンシプルズ・オプ
・オペレーション」の2−2および2−3頁に記載され
ている。すなわち、記憶装置に旧プログラム状態語と新
プログラム状態語との対が割込みの種類に対応して複数
設けられている。
割込み発生に応答して、この割込みの種類に対応する新
旧プログラム状態語対を指定するための予め固定された
アドレスがハードウェアで生成される。次にこのアドレ
スで指示された前記記憶装置の旧プログラム状態語エリ
アに割込まnた時点のプログラム状態語が格納される。
同時に前記アドレスで指示された前記記憶装置の新プロ
グラム状態語エリアから新プログラム状態語が取り出さ
れ、演算処理装置に格納され、この結果、割込処理プロ
グラムが実行される。
〔発明が鱗決しようとする問題点〕
しかし、このシステムでは新旧プログラム状態語対が前
述の記憶装置の固定番地を占め、番地の変更が容易に行
なえないという欠点がある。
また、上述の新旧プログラム状態語対だけがハードウェ
アによる退避、回復の対象となっているばかりでなく、
それら格納エリアの大きさも固定されているため、プロ
グラム状態語以外の演算処理装置の状態、例えば、汎用
レジスタの内容は前記記憶装置の別の領域にソフトウェ
アにより退避、回復しなけれはならないという欠点がめ
る。
本発明の目的は、記憶装置の有効利用と演算処理装置の
性能向上を共に実現するようにした割込み処理方法を提
供することにある。
本発明の他の目的は演算処理装置の状態を記憶装置の任
意のアドレスに退避でさるようにした割込み処理方法を
提供することにある、。
本発明のさらに他の目的はプログラム状態語対以外の演
算処理装置の状態もハードウェアによる退避、回復が可
能なN1]込み処理方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の方法は基本プロセッサ状態ストア部、拡張プロ
セッサ状態ストア部、現プロセッサ状態ブロックポイン
タストア部、新プロセッサ状態ブロックポインタストア
部および割込制制部を有する演算処理装置と記憶装置と
を含むデータ処理システムにおいて実行きれる割込処理
のだめの方法において、割込発生に応答して、前記割込
制制部の指示により前記7〜本プロセッサ状態ストア部
から基本プロセッサ状態を前記現プロセッサ状態ブロッ
クポインタストア部からの現プロセッサ状態ブロックポ
インタで指示される前記記憶装置のエリアに退避させる
第1ステップと、この第1ステップの退避動作終了後、
前記新プロセッサ状態ブロックポインタストア部からの
新プロセッサ状態ブロックポインタで指示される前記記
憶装置のエリアに記憶さ几ているデータを前記基本プロ
セッサ状態ストア部に格納する第2使ステップと、この
第2ステップの格納動作終了後割込処理プログラムを実
行する第3ステップと、この第3ステップでの実行終了
後、前記割込制脚部の指示により前記基本プロセッサ状
態ストア部からの基本プロセッサ状態ブロックポインタ
ストア部からの新プロセッサ状態ブロックポインタの示
す前記記憶装置の領域に格納する第4ステップと、この
第4ステップの格納動作終了後、前記現プロセッサ状帳
ブロックポインタストア部からの現プロセッサ状態ブロ
ックポインタの示す前記記憶装置の領域に格納されたデ
ータを前記基本プロセッサ状態記憶部に回復する第5ス
テップと、この第5ステップの格納動作終了後割込まれ
たプログラムを実行する第6φステップとを含むことを
特徴とする。
〔実施例〕
次に本発明の一実施例を以下の図面を参照して詳細に説
明する。
第1図を参照すると、本発明に適用されるデータ処理シ
ステムは、演算処理装置(EPU)t、主記憶袋jl 
(MMU) 2 、入出力処理装置(IOP)3、およ
びシステム制御装置(SCU)4から構成されている。
前記EPUlと前記l0P3とは前記5cu4を介して
前記MMU2にアクセスする。前記EPUl内には現プ
ロセッサ状態ブロックポインタ(CPSB)をストアす
る現プロセッサ状態ブロックポインタストア部11と、
新プロセッサ状態ブロックポインタ(NPSB)をスト
アする新プロセッサ状態ブロックポインタストア部12
と、基本プロセッサ状態ストア部13と、拡張プロセッ
サ状態ストア部14と、メモリアクセス制御部(MAC
)16と、割込み制御部(INT)17とを有する。前
記基本プロセッサ状態ストア部13にストアさnる基本
プロセッサ状態(BPS)とはハードウェア制御による
退避、回復の対象となるEP[Jlの状態をいう。
この状態には命令カウンタの内容(IC) 15を含む
プログラム状態語、割込状態語、タイマレジスタ、命令
実行数カウンタ、スカラーレジスタの0番から31番の
32語からなっている。スカラレジスタの0番から31
番は主としてペースレジスタとインデックスレジスタと
して用いられる。
前記拡張プロセッサ状態ストア部14にストアされる拡
張プロセッサ状態(EPS)とは、ハードウェア以外の
制御、例えばソフトウェア制御による退避、回復の対象
となるEPUlの状態をいう。
この状態は、スカラレジスタの32番から127番の9
6語およびベクトル機能を提供するためのレジスタ群、
すなわち、ベクトルマスクレジスタ、ベクトル命令実行
数カウンタ、10240語のべりトルレジスタからなる
このように、EPUIの状態を基本プロセッサ状態と拡
張プロセッサ状態に分けるのは次のような理由による。
すなわち、ベクトルプロセッサなどの演算処理装置はベ
クトルデータの高速実行のだめに大容量のベクトルレジ
スタを有している。EPUlで実行されるプログラムに
は、ベクトル演算実行用プログラムには、ベクトル演算
実行用プログラムおよび入出力割込み等を処理する制御
プログラムがある。この種の制御プログラムは前記ベク
トルレジスタを使用しない。したがって、割込みに応答
したベクトルレジスタの内容のノλ−ドウエア制御によ
る退避、回復は、記憶装置の有効利用および演算処理装
置の性能向上をもたらさない。プログラム状態語のみを
ノ・−ドウエア制御による退避、回復の対象とすること
は、ソフトウェア制御による退避、回復の頻度を生じさ
せ、その結果システム全体の性能を低下させる。
そこで、本発明では、前記制御プログラムの制御対象で
あるペースレジスタ、インデックスレジスタ、汎用レジ
スタの内容をプログラム状態語と同様に基本プロセッサ
状態に含め、ハードウェア制御による退避、回復の対象
とし、ベクトルレジスタの内容は拡張プロセッサ状態に
含めソフトウェア制御による退避、回復の対象としてい
る。この結果、記憶装置の有効利用とEPUlの性能向
上を達成できる。
前記現プロセッサ状態ブロックポインタストア部11と
、前記新プロセッサ状態ブロックポインタストア部12
と、前記基本プロセッサ状態ストア部13と、前記拡張
プロセッサ状態ストア部14とは内部バスBUS2を介
して相互接続さnている。
前記ストア部11および12に格納されたポインタCP
SBおよびNPSBはソフトウェア制御により前記スト
ア部13を介して変更可能である。またこれらポインタ
CPSBおよびNPSB、および基本プロセッサ状態B
PSはMMU2アクセス用アドレアドレスバスBUSI
を介してMAC15に与えられる。前記BPSおよびE
PSはMMU2MU2アクセスタとしてバスBUSlを
介してMAC16に与えられる。
lNT17は割込受付部171、BPSインタフェース
部172、PCBインタフェース部173、およびMA
Cインタフェース部174かも構成さn1前記BPSの
A避、回復をコントロールする。
前記EPUでの割込み発生は割込受付部171、で検出
され、検出信号が発生さ牡る。この検出信号に応答して
UPS、J避処理用ブロックスタートアドレスであるC
PSBをBUSlに送出するようPCBインタフェース
部173は指示信号を発生する。この指示信号に応答し
てCPSBはBUSIを介してMAC15に取り込まれ
る。前記検出信号に応答してBPSインタフェース部1
72はBPSをBUSIに送出するよう順次指示する。
この指示に応答してBPSばB’USIを介してMAC
15に与えられる。
前記lNT17のMACインタフェース部174は、所
定のアクセス動作を行なうことをMAC16に指示する
前記MAC16連続領域をアクセスするためアドレスを
保持、歩進させるアドレスレジスタ161.5CU4と
EPUIとのデータ転送においてアドレスとデータのタ
イミングを調整する双方向FIFQからなるデータノく
ツファ164、前記アドレスレジスタ161とデータバ
ッファ164との制御を行なう制御回路163、および
アドレス変換回路162から構成される。このアドレス
変換回路162はアドレス変換テーブル165、このア
ドレス変換テーブル165の出力または前記アドレスレ
ジスタ161の出力のどちらか一方を選択するマルチプ
レクサ166、およびこのマルチプレクサ166の選択
指示を行なうフリップフロップ18から構成ζnている
前記MACインタフェース部174からの指示を受けた
MAC16の制御回路163は前記アドレスレジスタ1
61と前記データバッファ164に制御信号を送りアド
レス変換回路162を介して出力さnるCPSBをアド
レスとし、BUSlを介して与えら2するBPSの全て
をSCUJを介してM’MU2に退避させる。この退避
処理が終了すると、NPSBがBUSlを介してMAC
15のアドレスレジスタ161に格納さnる。このレジ
スタ161からのNPSBで指示さnるMMU2のブロ
ックに記憶されているデータを5CU4、データバッフ
ァ164およびBUSlを介して前記基本プロセッサ状
態ストア部13にロードする。前記lNT17の割込受
付部171は割込処理からの回復時にソフトウェアの指
示を検出する。この検出信号に応答してNPSBをBU
Slに送出するようPSESフィンタフエース73は指
示する。この指示に応答してNPSBは回復処理のため
のブロックの開始アドレスとしてBUSlを介してMA
C16のアドレスレジスタ161に格納される。これと
ともに前記検出信号に応答してBPSをBUSIに送出
するようBPSインタフェース部172が指示する。こ
の指示に応答してBPSの全てはBUS l、および5
CUGを介してMMU2に格納される。この格納処理の
終了後、CPSBはBUSIを介してMAC16のアド
レスレジスタ161に格納される。このCPSBは、レ
ジスタ161からアドレス変換回路162および4を介
してMMU2に与えられ、このCPSHにより指示をれ
ているMMU2のブロックに記憶されているデータii
読み出される。このデータは5CU4およびデータバッ
ファ164を介して基本プロセッサ状態ストア部13に
与えられる。同様な方式で、ソフトウェアの指示に応答
してMAC15はEPSの退避、回復制御を行なう。
次に、本発明の一実施例である割込処理の動作例を詳細
に説明する。
第2A図を参照すると、現プロセッサ状態ブロックポイ
ンタストア部11にはCPSBとしてMMUz内に4保
されたブロックXの先頭アドレスXが格納さfている。
また新プロセッサ状態ブロックボイ/タストア部12’
にはNPSBとしてMMU2内に確保されたブロックY
の先頭アドレスyが格納されている。一般に先頭アドレ
スyは先頭アドレスXにブロックの大きさαを加えて求
められる。
第1図および第2A図を参照すると、割込の発生に応答
してEPUI内のMAC16はlNT17の制御の下に
CPSBとしてのアドレスXで指示されるMMU2のブ
ロックXの先頭から順に、EPU 1から与えられたB
PSを格納する。
第1図および第2B図を参照すると、次にMAC16は
NPSBとしてのアドレスyで指示されるMMU2のブ
ロックYの先頭から順に、BPSをEPUI内の基本プ
ロセッサ状態ストア部13にロードする。EPUIは、
このロード完了後に基本プロセッサ状態スト7部13内
の前記ICl3で指示されるMMU 2のアドレスに格
納された、例えば第3図に示すような割込み処理プログ
ラムの開始アドレスを読み出し、この割込み処理プログ
ラムを実行する。
第3図を参照すると、割込み処理プログラムは以下のよ
うに実行される。まず、前記EPU lはその後の割込
みに備えてCPSBおよびN5PBの値をそnぞれαだ
け加算するスタック処理を実行する。
次に、前記EPU1はMMU2に退避されたBPSに含
まれる割込み原因フラグを逐一判定して割込原因に対応
する処理を実行する。それから、前記EPU1は必要な
処理を実行し、CPSBおよびN5PBの値をそれぞれ
αだけ減算するスタック処理を実行する。
第1図および第4A図を参照すると、第3図の割込み処
理プログラムの実行終了はソフトウェアにより前記lN
T17に伝えられる。前記lNT17の制御の下で前記
MAC16はNPSB、すなわちアドレスyを5CU4
を介してMMU2に与える。前記MAC15はこのアド
レスyで指示されたMMU 2の領域に、EPUlから
与えられるBPSを5CU4を介して格納する。
第1図および第4B図を参照すると、前記MAC16は
CPSB、すなわちアドレスXを5CU4を介してMM
U 2に与える。前記MAC15はこのアドレスXで指
示されたMMU2の領域からBPSをEPUI内の基本
プロセッサ状態ストア部13にロードする。
このロード完了後にEPUIは、基本プロセッサ状態ス
ト7部13内の前記ICl3で指示されるMMU2のア
ドレスに格納された命令の実行を再開する。この結果、
割込まれた時点からプログラムが再開する。
次に本発明に従った多重割込処理について詳細に説明す
る。第5A図を参照すると、MMU2にはBPSの格納
場所が複数個連続的にとられておりスタックが形成され
ている。第5A図におけるPi(t=l12+・・・+
”)はEPUlで走行するプログラムを示す。5t(i
=t、2+・・・+”)はプログラムPi の基本プロ
セッサ状態の初期値を示す。Si’(i=1゜2、・・
・tn)はプログラムPiの割込まれた時の基本プロセ
ッサ状態を示す。AI(t==t+z+・・・、n)は
記憶装置2のブロックを示す。第1図および第5A図を
参照すると、プログラムPiが走行しているときCP 
S B #−i MMU 2中のブロックAtを示して
いる。NPSBはMMU2中のブロックA i+1を示
している。プログラムPiが割込まれて割込処理プログ
ラムP i+tが走行するとき、上述した手順によりプ
ログラムPiの割込まれた時のBPSS’がEPUIか
らMMU 2のブロックAiに格納される。
MMU2のブロックAi+tからプログラムP i+t
のB IノSの初期値Si+xがEPUlの基本プロセ
ッサ状態ストア部13にロードされる。このあと、割込
処理プログラムP i+1が走行する。第3図を用いて
上述したようにスタック処理でCPSBおよびNPSB
は更新される。この結果CPSBはAi+1を示しNP
SBはAi+zを示す。割込処理プログラムP i+x
からプログラムPiに復帰する直前には、第3図を用い
て上述したスタック処理が行なわれる。すなわちCPS
BはAt を示しNPSBはAi+tを示す。この結果
、EPUlの基本プロセッサ状態ストア部13からプロ
グラムpi+xのBPSの初期値S i+1がMFVI
U 2のブロックA i+tに格納される。MMU 2
のブロックAiからプログラムPiの割込まれた時のB
PSS’が取出されEPUlの基本プロセッサ状態スト
ア部13にロードされる。このあと、プログラムPiが
割込まれたところから再開される。ブロックAiの大き
さが一定のときには、CPSBおよびNPSBの更新は
一定値、例えば上述の例ではα、の加減算だけで充分で
ある。
々お、EPSの退避回復はソフトウェアの制御に圧され
る。ところで、第1図の一実施例ではMAC16にソフ
トウェアによりセット、リセットできるスリップフロッ
プ18が設けられている。このフリップ70ツブ18が
リセット中であればCPSBおよびNPSBの指すアド
レスは絶対アドレスとして使用さnる。前記フリップ7
0ツブ18がセット中であれば論理フドレスとして使用
される。論理アドレスを絶対アドレス釦変換するアドレ
ス変換表をMMU 2に有するEPUlのシステム立上
げに際し、アドレス変換表自体もディスク装置などのよ
うな外部記憶装置から入出力命令を使ってMMU2にロ
ードしなければならない。このため、7リツプ70ツブ
18はアドレス変換表がMMU2に存在しないときKも
入出力命令(C起因する割込を処理しつるようにするた
めに設けらnている。
すなわち、フリップフロップ18がリセット状態にある
システム立上げ時には、プログラム状態語等の初期設定
値がMMU 2のあるブロックに用意される。そのブロ
ックの先頭アドレスをCPSBが指示するようにして外
部からTNT17に割込信号が与えられる。この割込信
号に応答してCPSBの示すMMU2のブロックからプ
ログラム状態語等の初期設定値がEPUlの基本プロセ
ッサ状態記憶部13に設定さnる。こnとともに、入出
力命令により外部のディスク装置数からアドレス変換表
等の他の情報が記憶装置2にロードさnシステムは立ち
上る。システム立ち上り後は、MMU2の全領域をアド
レス変換機構により管理することが好ましい。
このため7リツプ70ツグ18はプログラムによりセッ
トさfl、CPSBおよびNPSBは論理アドレストし
てアクセス可能である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、プログラムにより変更可能なCPSB
およびNPSBで示すMMU2のブロックKEPUの状
態全退避させ、それから回復させるようにしたので、E
PUの状態をMMUの任意のアドレスに退避でき、その
結果、融通性の高い割込処理機構をソフトウェアに提供
できるという効果がある。
また、EPUの状態を基本プロセッサ状態と拡張プロセ
ッサ状態に分けている。基本プロセッサ状態にはプログ
ラム状態語、および退避回復の頻度の多す汎用レジスタ
の内容を含めている。拡張プロセッサ状態にはベクトル
レジスタの内容のように退避、回復の頻度の少ないもの
を含ませている。本発明はハードウェアによる退避およ
び回復の対象を基本プロセッサ状態に限定したため記憶
装置の有効利用と演算処理装置の性能向上を共に突成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に適用さnるシステムを示す図、第2A
図、第2B図、第3図、第4A図および第4B図は本発
明の一実施例を示す図、および第5A図および第5B図
は本発明に従った多重割込処理を説明するだめの図であ
る。 第1図から第5B図において、1・・・・・・演算処理
装置(EPU)、2・・・・・・主記憶装置ll:(&
iMU)、3・・・・・・入出力処理装置(IOP)、
4・・・・・・システム制御装置(SCU)、11・・
・・・・現プロセクサ状態ブロックポインタストア部、
12・・・・・・新プロセッサ状態ブロックポインタス
トア部、13・・・用基本プロセッサ状態ストア部、1
4・・・・・・拡張プロセッサ状態ストア部、16・・
・・・・メモリアクセス汚1]御部(MAC)、17・
・・・・・割込み制御部。  、−代理人 弁理士  
内 原   汗 $ / 回 $2A 国 竿2f3図 $ 3 回 茅4AIl!1 等4B図 $5B回 ん ん 第54図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 退避、回復の頻度の高いレジスタの状態をストアす
    る基本プロセッサ状態ストア部、ソフトウェア制御で退
    避、回復の対象となるレジスタの状態をストアする拡張
    プロセッサ状態ストア部、現プロセッサ状態ブロックポ
    インタストア部、新プロセッサ状態ブロックポインタス
    トア部および割込制御部を有する演算処理装置と記憶装
    置とを含むデータ処理システムで実行される割込処理方
    法において、 割込発生に応答して、前記割込制御部の指示により前記
    基本プロセッサ状態ストア部からの基本プロセッサ状態
    を前記現プロセッサ状態ブロックポインタストア部から
    の現プロセッサ状態ブロックポインタで指される前記記
    憶装置のエリアに退避させる第1ステップと、 この第1ステップの退避動作終了後、前記新プロセッサ
    状態ブロックポインタ部からの新プロセッサ状態ブロッ
    クポインタで指される前記記憶装置のエリアに記憶され
    ているデータを前記基本プロセッサ状態ストア部に格納
    する第2ステップと、 この第2ステップの格納動作終了後割込処理プログラム
    を実行する第3ステップとを含むことを特徴とする割込
    処理方法。 2 退避、回復の頻度の高いレジスタの状態をストアす
    る基本プロセッサ状態ストア部、ソフトウェア制御で退
    避、回復の対象となるレジスタの状態をストアする拡張
    プロセッサ状態ストア部、現プロセッサ状態ブロックポ
    インタストア部、新プロセッサ状態ブロックポインタス
    トア部および割込制御部を有する演算処理装置と記憶装
    置とを含むデータ処理システムで実行される割込処理方
    法において、割込処理プログラムの実行終了後、前記割
    込制御部の指示により前記基本プロセッサ状態ストア部
    からの基本プロセッサ状態を前記新プロセッサ状態ブロ
    ックポインタストア部からの新プロセッサ状態ブロック
    ポインタの指す前記記憶装置の領域に格納する第1ステ
    ップと、 この第1ステップの格納動作終了後、前記現プロセッサ
    状態ブロックポインタ部からの現プロセッサ状態ブロッ
    クポインタの指す前記記憶装置の領域に格納されたデー
    タを前記プロセッサ状態記憶部に回復する第2ステップ
    と、 この第2ステップの格納動作終了後割込まれたプログラ
    ムを実行する第3ステップとを含むことを特徴とする割
    込処理方法。 3 退避、回復の頻度の高いレジスタの状態をストアす
    る基本プロセッサ状態ストア部、ソフトウェア制御で退
    避、回復の対象となるレジスタの状態をストアする拡張
    プロセッサ状態ストア部、現プロセッサ状態ブロックポ
    インタストア部、新プロセッサ状態ブロックポインタス
    トア部および割込制御部を有する演算処理装置と記憶装
    置とを含むデータ処理システムで実行される割込処理方
    法において、 割込発生に応答して、前記割込制御部の指示により前記
    基本プロセッサ状態ストア部からの基本プロセッサ状態
    を前記現プロセッサ状態ブロックポインタストア部から
    の現プロセッサ状態ブロックポインタで指される前記記
    憶装置のエリアに退避させる第1ステップと、 この第1ステップの退避動作終了後、前記新プロセッサ
    状態ブロックポインタストア部からの新プロセッサ状態
    ブロックポインタで指される前記記憶装置のエリアに記
    憶されているデータを前記基本プロセッサ状態ストア部
    に格納する第2ステップと、 この第2ステップの格納動作終了後割込処理プログラム
    を実行する第3ステップと、 この第3ステップの実行終了後、前記割込制制部の指示
    により前記基本プロセッサ状態ストア部からの基本プロ
    セッサ状態を前記新プロセッサ状態ブロックポインタス
    トア部からの新プロセッサ状態ブロックポインタの指す
    前記記憶装置の領域に格納する第4ステップと、 この第4ステップの格納動作終了後、前記現プロセッサ
    装態ブロックポインタ部からの現プロセッサ状態ブロッ
    クポインタの指す前記記憶装置の領域に格納されたデー
    タを前記プロセッ状態記憶部に回復する第5ステップと
    、 この第5ステップの格納動作終了後割込まれたプログラ
    ムを実行する第6ステップとを含むことを特徴とする割
    込処理方法。
JP61130829A 1985-06-27 1986-06-04 割込処理方法 Pending JPS6290728A (ja)

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