JPH0353328A

JPH0353328A - レジスタ退避回復方法ならびに処理装置

Info

Publication number: JPH0353328A
Application number: JP1189976A
Authority: JP
Inventors: Shinobu Koizumi; 小泉　忍
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-07
Also published as: US5414864A

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〕大容量のレジスタファイルを有する計算機の中央処理装
置において、レジスタ内容を主記憶装置へ退避回復する
回数を低減させたレジスタ退避回復方法に関する．〔従来技術〕プロセッサ内部において、レジスタはメモリに比べてア
クセスコストが低いため、レジスタを有効利用すること
が，プログラムの処理速度を向上させる上での鍵となる
。

一方、レジスタ数は有限であること及び一つのプログラ
ムは、通常，レジスタ割当て処理が別個に行なわれる複
数の副プログラムから構成されていることから，プログ
ラムの実行中に，既に使用中のレジスタを、別の目的で
使用する必要が生じ，レジスタ内容を一時的に主記憶装
置上に退避し、その後回復することが必要となる。この
レジスタの主記憶装置上への退避回復はレジスタ利用上
のオーバヘッドであるため、その回数を低減させること
がレジスタを有効利用する上での重点課題の一つとなる
．この種の、レジスタを副プログラム間で有効に利用する
方法として、呼び出し時にレジスタ番号を動的に割り当
てる方法（例えば、米国特許第４，７７７，５８８号）
，ローカルレジスタを呼び出し時にスタックフレームに
マツピングする方法（例えば、特開昭６２−２８６１２
８号公報）などがある．そして、レジスタの退避回復回
数を最少にするには次のような条件が要求される．すな
わち、（１）使用中のレジスタは、実際にそのレジスタ
を他の目的で使用する必要が生じた時にのみ退避する．（２）退避した値は、再度その値が必要になった時点で
回復する．〔発明が解決しようとする課題〕しかしながら、現在利用されている一般的な計算機、お
よびプログラムの実行方式では、ある副プログラムで使
用中のレジスタを、別の副プログラムで使用する場合、
レジスタの利用状況およびレジスタの退避領域を、プロ
グラムの実行中に把握することができないために前記し
た条件（１），（２）を満足させることができず、従っ
てレジスタの退避回復回数を低減させることができない
という問題があった。

本発明は、前記問題点を解決するためになされたもので
ある．本発明の目的は、遂次的に実行される副プログラム呼び
出し／復帰のシーケンスの中にあって、使用中のレジス
タの内容を、別の目的で使用する時点で主記憶装置上に
退避し，かつ、退避内容を再度必要となった時点で回復
する、退避回復回・数を低減せしめたレジスタ退避／回
復方法およびそのための処理装置を提供することにある
。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、複数のレジスタユニットを有する中央処理装置と主記憶
装置との間でレジスタの退避回復を行う方法において，指定されたレジスタユニットの使用状況フラグを検査し
、当該レジスタユニットが使用中ならば当該レジスタユ
ニットの退避領域ポインタが指示する主記憶装置上の領
域へ、当該レジスタユニットを構成する使用中の各レジ
スタの値を退避する，レジスタ退避命令を設け、指定されたレジスタユニットの使用状況フラグを設定し
，主記憶装置上の退避すべき領域を指示する退避領域ポ
インタを設定するレジスタ使用開始命令を設けている。

また、指定されたレジスタユニットの使用状況フラグを
検査し、当該レジスタユニットが退避済であれば、指定
された主記憶装置上の領域から、当該レジスタユニット
へ値を回復するレジスタ回復命令が設けられ、さらに、
指定されたレジスタユニットの使用状況フラグを解除す
るレジスタ使用終了命令が設けられている．そして、レジスタ退避命令とレジスタ使用開始命令とを
一命令で構成している。

前記レジスタユニットは，当該レジスタユニツトの使用
状況である使用・未使用を表示するための使用状況フラ
グと、当該レジスタユニットを構成している各レジスタ
の値を主記憶装置上の所定の領域に退避するための領域
を指示する退避領域ポインタと、前記値を保持する複数
の汎用レジスタとからなり、前記構成のレジスタユニッ
トを複数個備えたレジスタファイルを中央処理装置内に
設けている。

フレームポインタとスタックポインタで指示されるスタ
ックフレーム中に退避領域が設定され、プログラムの処
理開始時に所定の大きさのスタックフレームが確保され
，処理終了時に使用済のスタックフレームが開放される
。

〔作　用〕

前述した手段によれば、レジスタの退避領域はレジスタ
を使用する副プログラムが指定し、あるレジスタＸを使
用する副プログラムは、（ａ）副プログラムの入口点か
ら、レジスタＸの使用を開始する前に、レジスタ退避命
令を発行する。

（ｂ）レジスタＸの使用開始時点で，レジスタ使用開始
命令を発行する。

（ｃ）レジスタＸの使用終了時点で、レジスタ使用終了
命令を発行する。

（ｄ）レジスタＸの使用開始から使用終了の間に同レジ
スタＸを別途使用する可能性のある副プログラム呼び出
しがある場合、当該プログラム呼び出し復帰後、再度レ
ジスタを使用する時点でレジスタ回復命令を発行する。

レジスタＸの使用を再開するまでにレジスタＸを使用す
る副プログラムの呼び出しが複数ある場合、レジスタ回
復命令の発行はそれら呼び出しの最後に行う。

レジスタＸを使用する副プログラムにおいてレジスタＸ
を使用しない副プログラムを呼び出した場合、呼び出さ
れた側では、レジスタＸの退避は発生せず、レジスタＸ
の使用終了命令も実行されないため、呼び出し側に復帰
後レジスタＸの回復命令を実行してもレジスタＸの回復
は生じない。

また、レジスタＸを使用する副プログラムにおいて、同
レジスタＸを使用する別の副プログラムを呼び出す場合
、呼び出された側で呼び出し時のレジスタＸの退避が発
生し、さらにレジスタＸの使用終了命令が実行され、呼
び出し側に復帰後、レジスタＸの回復命令によりレジス
タＸが回復される。

さらに、レジスタＸを使用する副プログラムにおいて、
同レジスタを使用する他の２つの副プログラムを連続し
て呼び出す場合、最初に呼び出された側でレジスタχの
退避が発生するが、次に呼び出された側では、レジスタ
Ｘが使用終了であるためレジスタＸの退避は発生しない
。

〔発明の実施例〕

以下．本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け，その繰り返しの説明は
省略する。

第２図は、本発明の計算機システムのブロックダイヤグ
ラムを示す図である。計算機システムは中央処理装置（
ＣＰＵ）１、主記憶装置２、およびそれらを接続するア
ドレスバス３とデータバス４から構成される。ＣＰＵＩ
は、命令デコーダ（ＩＤ）５．マイクロ制御ユニット（
ＭＵ）６、実行ユニット（ＥＵ）７、バスコントローラ
８、およびそれらを接続する２本の内部データバスＳ，
マイクロ制御バス１０、マイクロ命令バス１１から構威
される．命令デコーダ（ＩＤ）５はＣＰＵ１に対して与えられた
命令を復号し、その命令の実行を制御する．すなわち，
命令ポインタ（ＩＰ）１２が示す位置の主記憶装置２の
内容（命令コード）を命令バッファ（ＩＢ）１３に取込
み、命令語のオペランドを計算して，オペランドレジス
タ（ＯＲＯ・・・１４，およびＯＲＩ・・・１５）に値
を設定する。さらに、命令コードに応じたマイクロプロ
グラムシーケンスの開始を、マイクロ制御バス１０を介
してＭＵＧに指示する．ＩＤ５には上記の制御を行なう
ロジックを含むデコーダ制御部１６を含む．マイクロ制
御ユニット（ＭＵ）６は、マイクロプログラムにおける
分岐，反復、終了等のマイクロ命令の実行順序の制御を
行なう。ＭＵ６には、ＣＰＵＩ命令に対応したマイクロ
プログラムシーケンスを保持するマイクロプログラムＲ
ＯＭ１７、および制御ロジックであるマイクロシーケン
サ１８を含む。また，実行すべきマイクロ命令は、マイ
クロ命令バス１ｌを介してＥＵ７に指示される。

実行ユニット（ＥＵ）７は、ＭＵ６が指示するマイクロ
命令を実行する。ＥＵ７には、ＡＬＵ１９、シフタ２０
，マイクロ命令が使用するスクラッチレジスタ（ＳＲＯ
・・・２１，ＳＲＩ・・・２２），主記憶装置上のスタ
ック領域を管理するフレームポインタ（ＦＰ）２３、お
よびスタックポインタ（ＳＰ）２４、ＣＰＵ命令で直接
参照できるレジスタファイル（ＲＦ）２５、およびそれ
らを制御する実行制御ロジック２６を含む，ＥＵ７とＩ
Ｄ５の各レジスタは二本の内部データバス９によりデー
タ交換が可能である。また、各レジスタは．内部データ
バス９およびバスコントローラ８を介して、主記憶装置
２とデータ交換が可能である。

第３図は，本発明のレジスタファイル（ＲＦ）２５の構
成を示す．レジスタファイルは、各々がｎ個のレジスタからなるｍ
個のレジスタユニット２７で構成される．ここで、レジ
スタのビット幅をｋとしたとき，２　＜　ｎ　　かつ　
ｎ　（　ｋである．また，各ユニットのレジスタは連続したレジス
タ番号を持ち、ユニット番号をｉとした時そのユニット
に含まれるレジスタは，ｉＸｎ〜（ｉ＋１）Ｘｎ−１の番号を持つレジスタである．各々のレジスタユニットを構成するｎ本のレジスタのう
ち，１本は当該レジスタユニットの使用状況を示す使用
状況フラグ２８、また他の１本は，主記憶装置上のレジ
スタユニット退避領域の先頭アドレス位置を保持する退
避領域ポインタ２９である．本発明の実施例では、使用
状況フラグ２８を各ユニットの先頭のレジスタ（ユニッ
ト番号をｉとした時，レジスタ番号ｉＸｎのレジスタ）
、退避領域ポインタ２９を各ユニットの２番目のレジス
タ（同、レジスタ番号ｉ　ｘ　ｎ　＋　１　）とする．
第１図は、本発明のレジスタユニットのＩＭを示す図で
ある．各ユニットの使用状況フラグ２８は，ユニット全体の使
用状況を示すフラグ３１とユニット内の個々のレジスタ
の使用状況を示すフラグ３２．　３３とからなる．ここ
では、使用状況フラグ２８の先頭ビット（ビット位置０
）がレジスタユニット全体の使用状況を示し（′１′な
ら使用中）、第２ビット以後は、使用状況フラグ２８、
退避領域ポインタ２９以外の汎用レジスタ３０が使用中
であるかを示し、第ｊビットがレジスタ番号ｉＸｎ＋ｊ
　（ただしｉはユニット番号）に対するフラグである．
ここで第Ｏビットは、使用状況フラグ２８自身が使用中
か否かを示すことも兼ねている。また、各ユニットにお
いて使用状゛況フラグ２８及び退避領域ポインタ２９以
外の汎用レジスタ３０は、プログラマに開放された汎用
レジスタとして使用する。

第４図に本発明の実施例であるレジスタ操作命令の一覧
を示す。

以下に本発明の命令の動作を詳細に説明する。

（１）レジスタ退避命令（ＳＡＶＥ）第ｌオペランドは退避すべきレジスタユニットの番号で
ある。

命令デコーダＩＤ５は、第エオペランドから、当該ユニ
ットの使用状況フラグ２８及び退避領域ポインタ２９の
レジスタ番号を算出し、（それぞれ第１オペランド×ｎ
、第１オペランドＸｎ＋１）オペランドレジスタＯＲＯ
、およびＯＲＩに設定し、第１オペランド×ｎから第ｌ
オペランドＸｎ＋ｎ−１までのレジスタの内容を退避領
域ポインタ２９の示す主記憶装置上へ退避するマイクロ
プログラムをスタートさせる。

上記したレジスタ退避命令をマイクロ命令によって実行
する場合の処理手順の一例を、第５図のフローチャート
に示す．すなわち、ステップ１：使用状況フラグ２８の先頭ビットの値をチ
ェックする．′０′であればマイクロプログラムを終了
する（使用状況フラグ２８のレジスタ番号はＯＲＯが保
持している）（・・３４）。

ステップ２：スクラッチレジスタＳ　Ｒ　Ｏ　２１に退
避領域ポインタ２９の内容をコピーする（退避領域ポイ
ンタ２９のレジスタ番号はオペランドレジスタＯＲＩが
保持している）（・・３５）。

ステップ３：オペランドレジスタＯＲＩにオペランドレ
ジスタＯＲＯの内容をコピーする（・・３６）。

ステップ４：スクラッチレジスタＳ　Ｒ　１　２２にＩ
　Ｏ　＋　を設定する（・・３７）。

ステップ５：使用状況フラグ２８の先頭ビットをチェッ
クし（・・３８）　　’１’ならば、ＯＲＩの内容を番
号とするレジスタの内容をＳＲＯが指示する主記憶装置
にストアする（・・３９）。

ステップ６：使用状況フラグ２８を１ビット左にシフト
する（・・４０）。

ステップ７：○Ｒ１に′工′を加算する（・・４１）。

ステップ８　：　ＳＲＯに１レジスタ分の主記憶領域サ
イズを加算する（・・４２）。

ステップ９　：　ＳＲＩに１１′を加算する（・・４３
）。

ステップ１０：ＳＲ１がｎより小さければ（（ＳＲｌ）
＜ｎ）　、ステップ５に戻る（・４４）。

ステップ１１：使用状況フラグ２８の先頭ビットに１　
０　１を設定する（・・４５）．ステップ１２：マイクロプログラムを終了する。

なお、上記において、ステップ３および４，ステップ６
〜９は，それぞれ順序を入れ替えてもよい。

（２）使用開始命令（ＬＯＣＫ）第１オペランドは、使用を開始するレジスタユニットの
番号、第２オペランドは主記憶装置上の退避領域の先頭
アドレスである６ここで，退避領域はフレームポインタ
ＦＰをベースとしたスタックフレームの中にあることを
想定しているが、使用可能な他のレジスタが示す別の領
域であってもよい．ＩＤ５は、第１オペランドから、当該ユニットの使用状
況フラグ２８のレジスタ番号を算出しオペランドレジス
タＯＲＯに設定し、第２オペランドから、退避領域の主
記憶上の先頭アドレスを算出し○Ｒ１に設定後、さらに
、使用状況フラグ２８の全ビットに１１′を設定し，退
避領域ポインタ２９に○Ｒ１の内容をコピーする。

第６図は，このＬＯＣＫ命令をマイクロプログラムで実
現したフローチャートである。すなわち、ステップ１：
使用状況フラグ２８の全ビットに′１′を設定する（た
だし、使用状況フラグ２８のレジスタ番号はＯＲＯが保
持している）（・・４５１）。

ステップ２二ＯＲＯに１１′を加算する（・・４６１）
．ステップ３：退避領域ポインタ２９にＯＲＩの内容を
コピーする（ただし、退避領域ポインタ２９のレジスタ
番号はＯＲＯが保持している）（・・４７１）。

（３）レジスタ回復命令（ＲＥＳＴＯＲＥ）第１オペラ
ンドは、使用を開始するレジスタユニットの番号、第２
オペランドは回復すべきレジスタの内容が格納された主
記憶装置上のアドレスである。

ＩＤ５は、第１オペランドから当該ユニットの使用状況
フラグ２８のレジスタ番号を算出しオペランドレジスタ
○ＲＯに設定し、第２オペランドから回復内容を格納し
た主記憶装置上のアドレスをＯＲＩに設定後、まず、使
用状況フラグ２８の先頭ビットをチェックし、“Ｏ′で
あれば、使用状況フラグ２８と退避領域ポインタ２９以
下のレジスタの内容を主記憶装置から回復する．上記ＲＥＳＴＯＲＥ命令を実現するマイクロプログラム
の一例を第７図にフローチャートで示す．すなわち、ステップ１：使用状況フラグ２８の先頭ビットの値をチ
ェックする．′１′であればマイクロプログラムを終了
する（使用状況フラグ２８のレジスタ番号はＯＲＯが保
持している）（・・４８）．ステップ２：使用状況フラ
グ２８にＯＲＩが示す主記憶装置の内容をロードする（
・・４９）。

ステップ３：使用状況フラグ２８の内容をスクラッチレ
ジスタＳＲＯにコピーする（・・５０）．ステップ４　
：　ＳＲＩに′１′を設定する（・・５ｌ）．ステップ
５　：　ＯＲＯに′１′を加算する（・・５２）．ステ
ップ６：ＯＲ１に１レジスタ分の主記憶領域サイズを加
算する（・・５３）．ステップ７　：　ＳＲＯを１ビット左にシフトする（・
・５４）．ステップ８　：　ＳＲＯの先頭ビットをチェックし（・
・５５）、１１′ならばＯＲＩが示す主記憶装置の内容
をＯＲＯが示すレジスタにコピーする（・・５６）．ステップ９　：　ＳＲＩに′１′を加算する（・・５７
）．ステップ１０：ＳＲ１がｎ以下ならばステップＳに
戻る（・・５８）．ステップｌｌ：マイクロプログラムを終了する。

なお、上記ステップにおいて、ステップ５〜７は順序を
入れ替えてもよい．（４）使用終了命令（ＵＮＬＯＣＫ）第１オペランドは退避すべきレジスタユニットの番号で
ある．ＩＤ５は第１オペランドから，当該ユニットの使用状況
フラグ２８のレジスタ番号を算出しオペランドレジスタ
ＯＲＯに設定する．マイクロ命令では使用状況フラグ２
８の先頭ビットに″Ｏ′を設定する．（第８図）（・・
５９）第９図は、前述した本発明のレジスタ操作命令を用いた
プログラムの一実施例を示す。

この実施例は、副プログラムＡεＯが、同一のレジスタ
ユニット（ユニット番号３）を使用する副プログラムＢ
６１及びＣ６２を呼び出している場合を示している．ここで、各副プログラムは，計算の中間結果の保持やレ
ジスタの退避等に使用するデータ領域を主記憶装置上に
各副プログラムに対応して個別に持ち、このデータ領域
をスタックフレームと呼ぶ．各副プログラムの実行中、
スタックフレームはフレームポインタ２３（ＦＰ・・ス
タックフレームの先頭番地を保持）とスタックポインタ
２４（ＳＰ・・スタックフレームの終了番地を示し、次
に確保されるスタックフレームの先頭番地を保持）の２
つのレジスタにより指定される．また、各副プログラムはそれぞれの処理開始時に、その
副プログラムでの処理に必要な大きさのスタックフレー
ムを新たに確保し、終了時に使用済のスタックフレーム
を開放する。

なお、この実施例のプログラム中で使用される、呼び出
し命令、復帰命令、スタック初期化命令、ロード命令に
ついて、その動作を説明する。

呼び出し命令（ＣＡＬＬ）　：第１オペランドは呼び出
し先の副プログラムの入口位置を指示する。スタックポ
インタＳＰの示す主記憶装置上の位置にフレームポイン
タＦＰと命令ポインタＩＰの内容を退避する．さらにフ
レームポインタＦＰにスタックポインタＳＰの内容をコ
ピー後，命令ポインタＩＰの内容を第１オペランドで指
示された入口位置に変更する（この結果、第１オペラン
ドで指示された副プログラムの実行が開始される）。

復帰命令（ＲＥＴＵＲＮ）　：オペランドはない。スタ
ックポインタＳＰにフレームポインタＦＰの内容をコピ
ーし，スタックポインタＳＰが示す主記憶装置からフレ
ームポインタＦＰおよび命令ポインタＩＰの内容を回復
する（この結果呼び出し元の副プログラムの実行が再開
される）。

スタック初期化命令（ＥＮＴＲＹ）　　：第１オペラン
ドは，スタックフレームの大きさの指示である。

スタックポインタＳＰに第１オペランドで指示された値
を加算する。

ロード命令（ＬＯＡＤ）　　：第■オペランドはレジス
タ番号，第２オペランドは設定値の指示である。

第２オペランドで指示された値を第１オペランドのレジ
スタに設定する。

第９図〜第１３図を参照して、本発明のレジスタ退避回
復動作を詳細に説明する．副プログラムＡでは、まずスタック初期化命令（ステッ
プ６３）でスタックフレームを作成し、レジスタユニッ
ト３の退避を指示する（ステップ６４）．プログラムの
ある時点でレジスタユニット３の使用開始を指示する（
ステップ６５）。ここで、退避領域（ＬＡ）は現在のス
タックフレーム中にあるとする。次にレジスタユニット
３の内の１レジスタ（ＧＲ，２）に値′Ａ″を設定する
（ステップ６６）。

第ｌＯ図にこの時点における主記憶装置及びレジスタの
状態を示す。

その後副プログラムＢを呼び出す（ステップ６７）　，
副プログラムＢでは、スタックフレームを作或し（ステ
ップ７２）、レジスタユニット３の退避を指示する（ス
テップ７３）。このとき，先の副プログラムＡからの呼
び出し命令６７によって呼ばれた時には、使用開始命令
６５で設定した使用状況フラグ２８の使用中フラグが′
１′であるので、レジスタユニット３のレジスタはＬＡ
の位置に退避される。副プログラムＢではさらに、レジ
スタユニット３を使用し（ステップ７４および７５、第
１１図にロード命令７５実行直後の主記憶装置及びレジ
スタの状態を示す）、戻り直前でレジスタユニット３の
使用を終了し（ステップ７６）、呼び出し元に復帰する
（ステップ７７）。

副プログラムＡでは，副プログラムＢを呼び出し後、さ
らに副プログラムＣを呼び出す（ステップ６８）。第ｌ
２図に副プログラムＣの呼び出し直前の主記憶装置及び
レジスタの状態を示す。

副プログラムＣでは，スタックフレームの確保を行なっ
た（ステップ７８）後、レジスタユニット３の退避を指
示する（ステップ７９）。ここで、副プログラムＣの呼
び出しが副プログラムＢの呼び出し後で、副プログラム
Ｃの呼び出し前にレジスタユニット３を回復していなけ
れば、使用状況フラグの先頭ビットが′Ｏ″となってい
るので、レジスタユニット３の内容が再度、主記憶装置
に退避されることはない。副プログラムＣではさらにレ
ジスタユニット３を使用して、呼び出し元に復帰する（
ステップ８０〜８３）。第１３図にロード命令８１実行
直後の主記憶装置及びレジスタの状態を示す。

副プログラムＡでは、副プログラムＣの呼び出し後、レ
ジスタユニット３の回復を指示する（ステップ６９）。

ここで副プログラムＡが使用していたレジスタユニット
３の内容は副プログラムＢの呼び出し時に退避されてお
り、レジスタユニット３は未使用の状態になっているの
で、レジスタユニット３の内容は、主記憶装置上のＬＡ
の位置から回復される。さらに、副プログラムＡでは、
呼び出し元への復帰直前にレジスタユニット３の使用を
終了し（ステップ７０）、呼び出し元に復帰する（ステ
ップ７１）。

第ｌ４図は、第９図の本発明のプログラムを従来のレジ
スタ退避方式を用いて記述したものである。

（ここで、各副プログラムの作成時点では、各副プログ
ラムがどのレジスタを使用しているかが判らないものと
する。）各副プログラムではスタックフレームを確保した後、そ
の各副プログラム中で使用するレジスタ（ユニット）の
退避を行い（ステップ８８．　９４、９９）、その副プ
ログラムの終了時点で当該レジスタの内容の回復を行う
（ステップ９２、９６．　１０１）。

従って，この従来技術から明らかなように、副プログラ
ムＡから副プログラムＢの呼び出し時（ステップ９０）
及び副プログラムＣの呼び出し時（ステップ９１）にレ
ジスタ（ユニット）の退避及び回復がそれぞれ１回づつ
合計２回発生している。

これに対して，本発明によるレジスタ退避回復方法によ
れば、副プログラムＢの呼び出し中のＳＡＶＥ命令（ス
テップ７３）で１回退避するだけで済むことが理解され
よう（回復は副プログラムＡ中のＲＥＳＴＯＲＥ命令（
ステップ６９）で発生する）。

なお、本発明の使用状況フラグには、レジスタユニット
内の個々のレジスタの使用状況を示すフラグを設けてい
るので、退避不要のレジスタに：いてはプログラム中の
別の命令により使用状況フラグの当該フラグを′０′に
することにより、責にレジスタの退避回復量を低減する
ことも可能てある．また、レジスタ退避命令と使用開始命令を統１し、レジ
スタ退避処理後続けて使用開始処理を行なうような１命
令とすることにより、マルチタスク環境における、タス
ク間のレジスタ内容の排他制御にも適用できる．〔発明の効果〕以上、説明したように、本発明のレジスタ退迩回復方法
によれば，プログラムの実行中にレジスタの使用状況が
判定できるので，無駄なレジスタの退避回復を行う必要
性がなくなり、レジスタの退避回復量が大幅に低減され
るという効果が得られる．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のレジスタユニットの構成を示す図、第２図は、本発明の計算機システムのブロックダイヤグ
ラムを示す図、第３図は，本発明のレジスタファイルの構成を示す図、第４図は，本発明の実施例であるレジスタ操作命令の一
覧を示す図，第５図は、本発明のレジスタ退避命令のマイクロプログ
ラムのフローチャート、第６図は、本発明の使用開始命令のマイクロプログラム
のフローチャート、第７図は、，本発明のレジスタ回復命令のマイクロプロ
グラムのフローチャート，第８図は、本発明の使用終了命令のマイクロプログラム
のフローチャート、第９図は、本発明のレジスタ操作命令を用いたプログラ
ムの一実施例を示す図，第１０図〜第１３図は、本発明の動作を説明するための
主記憶装置とレジスタの状態を示す図、第１４図は、従
来のレジスタ退避方式で記述したプログラムの例を示す
図である．

Claims

【特許請求の範囲】１、複数のレジスタユニットを有する中央処理装置と主
記憶装置との間でレジスタの退避回復を行う方法におい
て、レジスタ退避命令が発行されると、指定されたレジスタ
ユニットの使用状況フラグを検査し、当該レジスタユニ
ットが使用中ならば当該レジスタユニットの退避領域ポ
インタが指示する主記憶装置上の領域へ当該レジスタユ
ニットを構成する使用中の各レジスタの値を退避するこ
とを特徴とするレジスタ退避回復方法。２、請求項１記載のレジスタ退避回復方法において、レジスタ使用開始命令が発行されると、指定されたレジ
スタユニットの使用状況フラグを設定し、主記憶装置上
の退避すべき領域を指示する退避領域ポインタを設定す
ることを特徴とするレジスタ退避回復方法。３、請求項１記載のレジスタ退避回復方法において、レジスタ回復命令が発行されると、指定されたレジスタ
ユニットの使用状況フラグを検査し、当該レジスタユニ
ットが退避済であれば、指定された主記憶装置上の領域
から、当該レジスタユニットへ値を回復することを特徴
とするレジスタ退避回復方法。４、請求項１記載のレジスタ退避回復方法において、レジスタ使用終了命令が発行されると、指定されたレジ
スタユニットの使用状況フラグを解除することを特徴す
るレジスタ退避回復方法。５、請求項２あるいは３のいずれかに記載のレジスタ退
避回復方法において、レジスタ退避命令とレジスタ使用
開始命令とを一命令で構成したことを特徴とするレジス
タ退避回復方法。６、主記憶装置と中央処理装置からなる計算機システム
において、複数個のレジスタから構成されたレジスタユ
ニットであって、前記レジスタユニットは、当該レジス
タユニットの使用状況である使用・未使用を表示するた
めの使用状況フラグと、当該レジスタユニットを構成し
ている各レジスタの値を主記憶装置上の所定の領域に退
避するための領域を指示する退避領域ポインタと、前記
値を保持する複数の汎用レジスタとからなり、前記構成
のレジスタユニットを複数個備えたレジスタファイルを
設けたことを特徴とする中央処理装置。７、請求項６記載の中央処理装置において、前記退避領
域はフレームポインタとスタックポインタで指示される
スタックフレーム中に設定されることを特徴とする中央
処理装置。８、請求項７記載の中央処理装置において、プログラム
の処理開始時に所定の大きさのスタックフレームが確保
されることを特徴とする中央処理装置。９、請求項７記載の中央処理装置において、処理終了時
に使用済のスタックフレームが開放されることを特徴と
する中央処理装置。