JPH0416811B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、仮想計算機システムにおける割込み
処理方式に関し、特に処理速度等の実行特性の異
なる複数の仮想計算機を含む仮想計算機システム
において、割込み処理時のオーバーヘツドを減少
させるため、仮想計算機ごとにその処理状態に適
合した割込みハンドラを選択使用できるようにし
た割込み処理方式に関する。

〔従来の技術〕

仮想計算機システムは、仮想計算機を切替える
デイスパツチ処理や命令あるいはアドレスの変換
処理などが必要となるため、実行計算機システム
にくらべてオーバーヘツドが大きいという問題が
ある。このため、特定の条件下で高速パスによる
動作を可能にしている。

高速パスは、たとえばマクロ命令の処理をマイ
クロプログラムで高速実行したり、仮想記憶空間
と実記憶空間とを一致させたいわゆるＶ＝Ｒ領域
で動作させ、アドレス変換によるオーバーヘツド
を減少させるものである。

なお、Ｖ＝Ｒで動作する仮想計算機を高速
VM、そしてＶ＝Ｖで動作する仮想計算機を低速
VMと呼ぶ。

第２図は、従来の一般的な割込み処理方式の説
明図であり、オペレーテイングシステムがシユミ
レーシヨンが必要な特権命令を実行する場合のプ
ログラム割込みの例を示したものである。

図中、１はCPU、２はメモリ、３は特権命令
検出機構、４はプログラム割込み発生機構、５は
現PSW、６はオペレーテイングシステム、７は
旧PSW、８は新PSW、９は割込みコード、１０
は仮想計算機モニタプログラム（CP）に設けら
れている割込みハンドラ、１１は特権命令高速シ
ミユレーシヨンルーチン、１２は特権命令汎用シ
ミユレーシヨンルーチンである。

デイスパツチされたVM空間内ではオペレーテ
イングシステム６は問題プログラム状態で走行す
るため特権命令を発行すると、特権命令例外のプ
ログラム割込みとなり、その割込み処理により特
権命令のシミユレーシヨンが実行されるようにな
つている。CPU１の特権命令検出機構３がその
検出機構であり、で特権命令を検出すると、プ
ログラム割込み発生機構４を作動させて、のよ
うに現PSW５を旧PSW７へ移し、代りにプログ
ラム割込み用に用意されている新PSW８を現
PSW５へ設定するとともに、特権命令シミユレ
ーシヨンの高速処理あるいは通常処理などの条件
を割込みコード９に設定する。

次にで示すように、新PSWのアドレスが指
している割込みハンドラ１０を呼び出し、割込み
ハンドラ１０は、で割込みコード９を参照して
割込み条件をチエツクし、実行すべき割込み処理
の種類を選択する。プログラム割込みによる処理
の種類には、高速パスを用いる特権命令シミユレ
ーシヨンおよび、低速パスを用いる特権命令のシ
ミユレーシヨンの他に、トレース、アドレススト
ツプ、プログラム事象記録（PER）などがある。

割込みハンドラ１０は、たとえば割込みコード
９が特権命令の高速シミユレーシヨンを指示して
いると、特権命令高速シミユレーシヨンルーチン
１１を選択し、高速シミユレーシヨンに必要な動
作モードを設定したのちのように制御を渡して
実行させる。他方、特権命令が高速シミユレーシ
ヨンを要しない通常のものである場合には、′
のように特権命令汎用シミユレーシヨンルーチン
１２を選択して実行させる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の仮想計算機システムでは、高速パス動作
を選択するための特定条件の状態が発生している
か否かを調べるために、また高速パスの動作モー
ドを設定するために多くのステツプ数を要し、高
速パスの効果を十分に生かすことができなかつ
た。

たとえば第２図に示した例では、特権命令の高
速シミユレーシヨンを実行する場合にも、割込み
ハンドラ１０は、他の割込み原因がトレースなの
か、アドレスストツプなのか、プログラム事象記
録なのかなどのあり得る他のすべての場合につい
てもチエツクしたのち、動作モードを設定するス
テツプを順次実行し、そのために時間を費してい
るため、特権命令高速シミユレーシヨンルーチン
１１の実行が遅れるという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

従来システムでは、単一の割込みハンドラを汎
用的に使用しているために、割込み原因のチエツ
クと動作モードの設定に手間がかかつていること
から、本発明では割込みハンドラを複数種類用意
し、仮想計算機の状態に応じて最適の割込みハン
ドラを選択できるようにするものであり、そのた
め、異なる複数の仮想計算機を含む仮想計算機シ
ステムにおいて、仮想計算機モニタプログラムに
設けられているところのそれぞれが特定の仮想計
算機に適合するように構成された複数の割込みハ
ンドラと、仮想計算機の切替え処理時に新たな仮
想計算機に対応する割込みハンドラのアドレスと
動作モードを新PSWに設定する手段とをそなえ、
仮想計算機ごとに最適の割込みハンドラを選択
し、割込み処理を行なわせることを特徴とするも
のである。

〔作用〕

本発明によれば、そのときの仮想計算機の状態
に適合する割込みハンドラを選択することによ
り、無駄な割込み原因についてまでのチエツクを
行なう必要がなくなり、オーバーヘツドが短縮さ
れる。

〔実施例〕

以下に、本発明の詳細を実施例にしたがつて説
明する。

第１図は、本発明の１実施例システムの構成図
である。図中、１はCPU、２はメモリ、１３は
VM切換え条件検出機構、１４は外部割込み発生
機構、１５は高速処理特権命令検出機構、１６は
特権命令検出機構、１７および１８はプログラム
割込み発生機構、１９は外部割込み新PSW、２
０はプログラム割込み新PSW、２１は割込みコ
ード、２２は外部割込みハンドラ、２３はVM選
択処理ルーチン、２４はプログラム割込みハンド
ラ切換え処理ルーチン、２５は特権命令が高速シ
ミユレーシヨンを要するものか否かのみをチエツ
クする高速プログラム割込みハンドラ、２６は特
権命令高速シミユレーシヨンルーチン、２７はプ
ログラム割込み原因すべてをチエツクする汎用プ
ログラム割込みハンドラ、２８は特権命令汎用シ
ミユレーシヨンルーチンを示す。

動作において、VM切換え条件検出機構１３
は、VM切換え条件、たとえばタイマによるタイ
ムアツプを検出すると、外部割込み発生機構１４
を動作させる。外部割込み発生機構１４は、で
示すように外部割込み新PSW１９を使用して
で外部割込みハンドラ２２を起動し、外部割込み
ハンドラ２２は割込みコードを解析して、タイム
スライスエンドを検出するとVM選択処理ルーチ
ン２３を呼び出して、VMの切換え（デイスパツ
チ）を行なわせる。

次にプログラム割込みハンドラ切換え処理ルー
チン２４により、プログラム割込み新PSW２０
中のアドレス部と動作モード部を先に切換えた
VM用のプログラム割込みハンドラ、すなわち高
速VMあるいは低速VMに対応するプログラム割
込みハンドラ２５，２７のいずれか一方のアドレ
スと動作モードに変更し、そのVM下で使用され
るプログラム割込みハンドラの位置と動作モード
をハードウエアに知らせる。

ここで、切換えられたVMで走行するオペレー
テイングシステムがシミユレーシヨンを必要とす
る特権命令を発行すると、その命令が高速処理を
必要とするものか通常の処理でよいものかにした
がつて、高速処理特権命令検出機構１５または特
権命令検出機構１６のいずれかが作動し、それぞ
れに応じて、プログラム割込み発生機構１７また
は１８が起動される。

プログラム割込み発生機構１７および１８は、
それぞれ起動されたときに、特権命令高速シミユ
レーシヨンおよび特権命令汎用シミユレーシヨン
の一方を表わす割込みコード２１を設定し、プロ
グラム割込み新PSW２０のアドレス部に設定さ
れているアドレスにより、高速プログラム割込み
ハンドラ２５または汎用プログラム割込みハンド
ラ２７の一方を選択し起動する。

たとえば高速VMで動作している場合、プログ
ラム割込み新PSWには高速プログラム割込みハ
ンドラ２５のアドレスと動作モードが設定されて
おり、プログラム割込みにより、、で示すよ
うに高速プログラム割込みハンドラ２５が選択さ
れる。

高速プログラム割込みハンドラ２５が選択され
ると、割込みコード２１を調べ、特権命令高速シ
ミユレーシヨンか否かのみをチエツクする。特権
命令高速シミユレーシヨンの場合には、直ちに特
権命令高速シミユレーシヨンルーチン２６を実行
する。

高速VMにおいて、高速シミユレーシヨンを要
しない特権命令が発行された場合には、特権命令
検出機構１６によりプログラム割込み発生機構１
８が起動され、特権命令の汎用シミユレーシヨン
を示す割込みコードが設定される。高速プログラ
ム割込みハンドラ２５は、この割込みコードを識
別すると、汎用プログラム割込みハンドラ２７へ
制御を渡し、汎用プログラム割込みハンドラ２７
は、全てのプログラム割込み原因をチエツクして
から特権命令汎用シミユレーシヨンルーチン２８
を起動し、シミユレーシヨンを実行させる。、
、はこの制御の流れを示している。

他方、低速VMにおいては、プログラム割込み
新PSW２０のアドレス部には汎用プログラム割
込みハンドラ２７のアドレスが設定されているの
で、発行された特権命令が高速処理を要するもの
であるか否かに拘らず、で示すように汎用プロ
グラム割込みハンドラ２７が選択さて、特権命令
汎用シミユレーシヨンルーチン２８とが動作され
る。

第３図乃至第５図は、上述した実施例システム
の動作例をフローで示したものである。図中、ハ
ードウエアは第１図のCPU中に１３乃至１８で
示される機構の動作を表わし、CPは２２乃至２
８で示されるハンドラあるいはルーチンの動作を
表わしている。

第３図は、外部割込みにより低速VMから高速
VMへ切換えが行なわれ、さらに高速VM下で高
速処理を要する特権命令が発行され、特権命令例
外のプログラム割込みが生じて、高速プログラム
割込みハンドラが選択され、そして特権命令の高
速シミユレーシヨンが実行される手順を示してい
る。

第４図は、高速VM下で高速処理を要しない特
権命令が発行され、汎用プログラム割込みハンド
ラが選択され、そして汎用シミユレーシヨンが実
行される手順を示している。

第５図は、高速VM下で外部割込みによりVM
切換えが行なわれ、低速VMが動作していると
き、高速処理を要する特権命令が発行されたが、
汎用プログラム割込みハンドラが選択され、汎用
シミユレーシヨンが実行される手順を示してい
る。

なお、上述した実施例は、VMが高速VMおよ
び低速VMの２つのみであつたが、任意数のVM
を対象にすることができ、割込みハンドラもそれ
に応じて最適なものを必要数だけ使用することが
できる。

一般に、VM選択処理（デイスパツチ）よりも
プログラム割込みハンドラの動作頻度が大きいこ
とから、特定の条件を前提としたオーバーヘツド
の小さいシミユレーシヨンルーチンの作成が可能
となる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、各VMごとに最適な割込みハ
ンドラを準備することにより、オーバーヘツドの
減少を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例システムの構成図、
第２図は従来の一般的な割込み処理方式の説明
図、第３図乃至第５図はそれぞれ第１図に示す実
施例システムの動作例のフロー図である。 図中、１はCPU、２はメモリ、１３はVM切換
え条件検出機構、１４は外部割込み発生機構、１
５は高速処理特権命令検出機構、１６は特権命令
検出機構、１７および１８はプログラム割込み発
生機構、１９は外部割込み新PSW、２０はプロ
グラム割込み新PSW、２１は割込みコード、２
２は外部割込みハンドラ、２３はVM選択処理ル
ーチン、２４はプログラム割込みハンドラ切換え
処理ルーチン、２５は特権命令が高速シミユレー
シヨンを要するものか否かのみをチエツクする高
速プログラム割込みハンドラ、２６は特権命令高
速シミユレーシヨンルーチン、２７はプログラム
割込み原因すべてをチエツクする汎用プログラム
割込みハンドラ、２８は特権命令汎用シミユレー
シヨンルーチンを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 異なる複数の仮想計算機を含む仮想計算機シ
   ステムにおいて、仮想計算機モニタプログラムに
   設けられているところのそれぞれが特定の仮想計
   算機に適合するように構成された複数の割込みハ
   ンドラと、仮想計算機の切替え処理時に新たな仮
   想計算機に対応する割込みハンドラのアドレスと
   動作モードを新PSWに設定する手段とをそなえ、
   仮想計算機ごとに最適の割込みハンドラを選択
   し、割込み処理を行なわせることを特徴とする割
   込み処理方式。