JPH07175650A - 演算処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】分岐なしの条件処理が図れ、指定サイクル前の
命令またはアドレスが簡単に得られ、即値データ取出し
や引数受け渡しが簡単に行えるようにする。 【構成】命令レジスタ２に命令がフェッチされる毎に、
その命令とアドレスが循環バッファ４１に順次格納され
る。このフェッチされた命令は命令デコーダ８によりデ
コードされる。この命令がＳＫＩＰ（Ｎ）命令の場合、
そのＮフィールドの値Ｎの示すサイクルの期間だけ、命
令ｎｏｐ化機構９から命令デコーダ８に命令ｎｏｐ化制
御信号９１が出力され、その期間中、デコード対象命令
がｎｏｐ命令として扱われる。また、ＧＥＴＩ（ｉ，
ｒ）またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の場合、そのｉフィ
ールドの値ｉの示すサイクル前に循環バッファ４１に格
納された命令とアドレスのうち、そのＩ／Ａビットの指
定する命令またはアドレスが、そのｒフィールドの指定
するレジスタファイル７内レジスタに取出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、後続の命令を指定命
令数だけｎｏｐ（ノー・オペレーション）化する専用命
令を含む命令列を実行する演算処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、演算処理装置で条件処理（条件
分岐処理）を実行可能とするためには、分岐先の命令に
ラベルを付けておくのが一般的である。このような条件
処理のための命令列について、図８を参照して説明す
る。

【０００３】まず、図８（ａ）は、ｎの値により異なる
命令処理を実行するためのソースコードの一例を示すも
ので、ｎ＝０のときは命令＃１を、ｎ＝１のときは命令
＃２を、そしてｎ＝２のときは命令＃３をそれぞれ実行
して、例えば共通の命令処理に進む条件処理を指定して
いる。ここでの条件処理は、例えばエラー要因ｎ（０〜
２）によって、その要因ｎ（０〜２）別にトラップを発
生させる命令＃１〜＃３に分岐する場合であるものとす
る。

【０００４】さて、図８（ａ）に示すようなソースコー
ドの指定する条件処理を、演算処理装置で実行可能とす
るためには、同ソースコードをコンパイルしてオブジェ
クトコード（ロードモジュール）を作成する必要があ
る。従来、条件処理は、条件分岐命令と分岐先の命令と
の組合せにより実現されることから、図８（ａ）に示す
ソースコードは、図８（ｂ）に示すようにコンパイルさ
れるのが一般的である。図中ＳＵＢ（ｎ−０），ＳＵＢ
（ｎ−１），ＳＵＢ（ｎ−２）は、それぞれ（ｎ−
０），（ｎ−１），（ｎ−２）の減算を指定する減算命
令（ＳＵＢ命令）、ＪＮＺ（Ｌ１），ＪＮＺ（Ｌ２），
ＪＮＺ（Ｌ３）は、先行する命令（ＳＵＢ命令）の演算
結果がゼロでない場合に、ラベルＬ１，Ｌ２，Ｌ３が付
された命令（分岐先命令）にジャンプすることを示す条
件分岐命令、ＪＰ（Ｌ１００）は、Ｌ１００の命令に無
条件でジャンプするジャンプ命令である。

【０００５】このように、従来の演算処理装置で条件処
理を実現するには、分岐先の命令にラベルを付けておか
ねばならず、レジスタを用いた分岐先アドレスの計算等
が必要となる他、条件（上記の例ではｎの値）が複数の
場合には、別々に条件判定を行うことから、命令数が増
加するといった問題があった。

【０００６】また、エラー処理の自動化を行うためのエ
ラー情報解析処理などにおいては、指定サイクル前の実
行命令を知りたい場合が発生する。ところが従来の演算
処理装置では、途中に条件処理が存在すると目的の命令
を見つけることは不可能であり、人がロードモジュール
をたどって見つけなければならなかった。

【０００７】また従来は、即値データ（即値オペランド
データ）や引数は、レジスタからのデータロードにより
得る必要があった。更に、戻りアドレスをリンクレジス
タに設定しておく必要があった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
演算処理装置では、条件処理を実現するのに、分岐先の
命令にラベルを付けておかねばならず、レジスタを用い
た分岐先アドレスの計算等が必要となる他、命令数が増
加するといった問題があった。

【０００９】また、指定サイクル前の実行命令を見つけ
るには、人がロードモジュールをたどらなければならな
いという問題もあった。また、レジスタからのデータロ
ードによるメモリのオーバヘッドやレジスタを使用する
ことによるレジスタ増に伴うコストの増加を招くという
問題もあった。

【００１０】この発明は上記事情を考慮してなされたも
のでその目的は、分岐なしの条件処理が実現でき、もっ
てレジスタを用いた分岐アドレスの計算等を不要とする
他、命令数を削減できる演算処理装置を提供することに
ある。

【００１１】この発明の他の目的は、指定サイクル前の
命令またはアドレスの少なくとも一方が簡単に取得でき
る演算処理装置を提供することにある。この発明の更に
他の目的は、即値データの取出しや引数の受け渡しがレ
ジスタからのロードを必要とせずに簡単に行える演算処
理装置を提供することにある。この発明の更に他の目的
は、手続き呼出し時の戻りアドレスが、リンクレジスタ
への設定操作を必要とせずに取得できる演算処理装置を
提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段および作用】この発明は、
命令デコード手段によりデコードされている命令が後続
の命令を指定命令数だけノー・オペレーション（ｎｏ
ｐ）化する指定命令数ノー・オペレーション化命令（Ｓ
ＫＩＰ（Ｎ）命令）の場合に、当該命令デコード手段か
ら特定デコード信号（第１のデコード信号）が出力され
る構成とすると共に、当該命令デコード手段から特定デ
コード信号（第１のデコード信号）が出力された場合、
当該命令デコード手段によってデコードされているＳＫ
ＩＰ（Ｎ）命令の指定する命令数Ｎに相当するＮサイク
ルの期間中、その間にデコードされる後続の命令をｎｏ
ｐ命令として扱うためのｎｏｐ化制御信号を命令デコー
ド手段に出力する命令ｎｏｐ化手段（命令ノー・オペレ
ーション化手段）を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】このような構成においては、命令デコード
手段および命令ｎｏｐ化手段の組合せ動作により、ＳＫ
ＩＰ（Ｎ）命令で指定された飛ばしたい個数だけ後続の
命令がｎｏｐ化されるため、分岐なしで条件処理を実現
することが可能となる。

【００１４】また、この発明は、上記命令デコード手段
によりデコードされる命令およびそのアドレスを順次格
納するためのバッファ手段と、このバッファ手段におけ
る上記命令およびアドレスの格納先を順次切換え指定す
る書込みポインタ手段とを更に設ける他、上記命令デコ
ード手段によりデコードされている命令が、指定サイク
ル前の命令を取出す命令履歴取出し命令（ＧＥＴＩ
（ｉ，ｒ）命令）または指定サイクル前の命令のアドレ
スを取出すアドレス履歴取出し命令（ＧＥＴＡ（ｉ，
ｒ）命令）の場合には、当該命令デコード手段から第２
のデコード信号が出力される構成とし、この第２のデコ
ード信号が出力されている場合、命令デコード手段によ
ってデコードされているＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令または
ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の指定するサイクル数ｉと書込
みポインタ手段の指すバッファ手段内位置をもとに、こ
のバッファ手段からｉサイクル前の命令またはアドレス
を取得するようにしたことを特徴とする。

【００１５】このような構成においては、命令デコード
手段によりデコードされる命令およびそのアドレスがバ
ッファ手段に順次格納される。そして、命令デコード手
段によりＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）
命令がデコードされた場合には、バッファ手段に格納さ
れている情報のうち、ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）またはＧＥＴ
Ａ（ｉ，ｒ）命令中のｉフィールドの指定するサイクル
（ｉサイクル）前の命令またはそのアドレスが、例えば
ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中の
ｒフィールドの指定するレジスタファイル内レジスタに
取出される。

【００１６】したがって、履歴を取得したい命令よりｉ
サイクル後に実行される位置にＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令
を用意しておくことで、当該命令ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命
令が実行された場合には、当該ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令
中のｉフィールドの値で指定されたｉサイクル前の命令
を命令履歴として、例えば当該ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令
中のｒフィールドの指定するレジスタファイル内レジス
タに取出すことが可能となる。

【００１７】同様に、ＳＫＩＰ（Ｎ）命令によりｎｏｐ
化される命令部分に、即値データ（即値オペランドデー
タ）または手続き呼出しの固定引数を設定しておき、更
にその後にＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令を用意して、これら
を実行させることにより、バッファ手段に格納されてい
る情報のうち、当該ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令中のｉフィ
ールドの値でｉサイクル前の命令として指定された即値
データまたは固定引数を、例えば当該ＧＥＴＩ（ｉ，
ｒ）命令中のｒフィールドの指定するレジスタファイル
内レジスタに取出すことが可能となる。

【００１８】同様に、実行開始サイクルよりＮサイクル
後にエラートラップの発生する可能性のある命令（対象
命令）が実際にエラートラップした場合の飛び先に、サ
イクル数Ｎ＋１、即ちｉ＝Ｎ＋１を指定するＧＥＴＡ
（ｉ，ｒ）命令を用意しておくことで、上記対象命令が
エラートラップして当該ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令に実行
が移った場合に、バッファ手段に格納されている情報の
うち、当該ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中のｉフィールドの
値で指定されたＮ＋１サイクル前の命令のアドレス、即
ち上記対象命令のアドレスをエラー発生命令のアドレス
として、例えば当該ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中のｒフィ
ールドの指定するレジスタファイル内レジスタに取出す
ことが可能となる。

【００１９】同様に、手続き呼出し命令の飛び先に、サ
イクル数１を指定するＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令を用意し
ておくことで、当該ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）が呼出された場
合に、バッファ手段に格納されている情報のうち、当該
ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中のｉフィールドの値で指定さ
れた１サイクル前の命令のアドレス、即ち上記手続き呼
出し命令のアドレスを、戻りアドレスの１つ前のアドレ
スとして、例えば当該ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中のｒフ
ィールドの指定するレジスタファイル内レジスタに取出
すことが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明をパイプライン制御方式の演
算処理装置に適用した一実施例につき、図面を参照して
説明する。図１は同実施例に係る演算処理装置の主要部
の構成を示すブロック図である。

【００２１】同図において、１は後述する主メモリ１０
に格納されている命令群の一部の写しが置かれる命令キ
ャッシュである。この命令キャッシュ１に実行すべき主
メモリ１０上の命令が存在しないミスヒット時には、当
該命令が主メモリ１０から命令キャッシュ１に読込まれ
て使用される。なお、命令キャッシュ１は、命令取出し
の高速化のために設けられるもので、必ずしも必要では
ない。

【００２２】２は命令キャッシュ１から取出された（フ
ェッチされた）命令が保持される命令レジスタである。
ここで、本実施例で適用される新規な命令について図２
を参照して説明する。

【００２３】この新規な命令は、指定命令数ｎｏｐ化命
令、命令履歴取出し命令およびアドレス履歴取出し命令
の３種である。まず、指定命令数ｎｏｐ化命令は、後続
の命令を指定命令数だけｎｏｐ化することを指定するも
ので、図２（ａ）に示すように指定命令数ｎｏｐ化命令
であることを示すＯＰコード・フィールド（オペレーシ
ョン・コード・フィールド）、およびｎｏｐ化する命令
数Ｎを指定するフィールド（Ｎフィールド）とを有す
る。この指定命令数ｎｏｐ化命令をＳＫＩＰまたはＳＫ
ＩＰ（Ｎ）のように表現する。

【００２４】次に命令履歴取出し命令は、指定サイクル
前の命令を後述する循環バッファ４１から取出すことを
指定するもので、図２（ｂ）に示すように、命令履歴取
出し命令であることを示すＯＰコード・フィールド、取
出した命令の格納先レジスタを指定するレジスタ（デス
ティネーション・レジスタ）指定フィールド（ｒフィー
ルド）、および指定サイクル数ｉが設定される指定サイ
クル数フィールド（ｉフィールド）を有する。この命令
履歴取出し命令をＧＥＴＩまたはＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）の
ように表現する。なお、上記ｉフィールドの位置および
サイズは、指定命令数ｎｏｐ化命令（ＳＫＩＰ（Ｎ）命
令）のＮフィールドのそれに一致する。

【００２５】次にアドレス履歴取出し命令は、指定サイ
クル前のアドレスを循環バッファ４１から取出すことを
指定するもので、命令履歴取出し命令と同様の形式であ
り、図２（ｃ）に示すように、アドレス履歴取出し命令
であることを示すＯＰコード・フィールド、取出したア
ドレスの格納先レジスタを指定するレジスタ（デスティ
ネーション・レジスタ）指定フィールド（ｒフィール
ド）、および指定サイクル数ｉが設定される指定サイク
ル数フィールド（ｉフィールド）を有する。このアドレ
ス履歴取出し命令をＧＥＴＡまたはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）
のように表現する。

【００２６】ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令およびＧＥＴＡ
（ｉ，ｒ）命令のＯＰコード・フィールドの例えば最下
位ビットはＩ／Ａビットとして位置付けられている。Ｇ
ＥＴＩ（ｉ，ｒ）とＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）の相違は、この
Ｉ／Ａビットの値が異なる点であり、ＧＥＴＩ（ｉ，
ｒ）のＩ／Ａビットは“１”、ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）のＩ
／Ａビットは“０”である。この逆としても構わないこ
とは勿論である。

【００２７】再び図１を参照すると、３は（命令キャッ
シュ１から）命令レジスタ２にフェッチされる命令の
（主メモリ１０上の）アドレスを指定するプログラムカ
ウンタ（ＰＣ）である。プログラムカウンタ３は、各命
令フェッチサイクル毎に、インクリメントされる。但
し、ジャンプ等が発生した場合には、プログラムカウン
タ３の内容は、ジャンプ先のアドレスに更新される。

【００２８】４は命令キャッシュ１から命令レジスタ２
に取出された命令と、その際のプログラムカウンタ３の
値（アドレス）の対を、各命令フェッチサイクル毎に順
次保持するためのバッファ機構である。

【００２９】バッファ機構４は、各エントリがサイクリ
ックに使用されるバッファ（循環バッファ）４１、この
循環バッファ４１内の命令・アドレスの書込み先エント
リを指す書込み先ポインタ（ＷＰ）４２、および加算器
（ＡＤＤ）４３を有している。加算器４３は、後述する
命令デコーダ８によりデコードされている命令がＧＥＴ
Ｉ（ｉ，ｒ）命令またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の場合
に、その命令中のｉフィールドの示すサイクル数と書込
み先ポインタ４２の示す値との加算を行い、循環バッフ
ァ４１内の読出し対象エントリの情報（読出しポインタ
情報）を生成するのに用いられる。

【００３０】５はバッファ機構４内の循環バッファ４１
から読出される命令およびアドレスのうちのいずれか一
方を命令デコーダ８によりデコードされている命令のＯ
Ｐコード・フィールド中の最下位ビット（同命令がＧＥ
ＴＩ（ｉ，ｒ）命令またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の場
合にはＩ／Ａビット）に応じて選択するセレクタ、６は
セレクタ５の出力情報および通常のレジスタ書込みデー
タのうちの一方を後述する選択制御信号８２に応じて選
択するセレクタ、７はレジスタ群からなるレジスタファ
イルである。レジスタファイル７は、セレクタ６の出力
情報を保持するのに用いられる。

【００３１】８は命令レジスタ２に保持された命令のＯ
Ｐコード・フィールドをデコードして、各部を制御する
各種デコード信号（制御信号）を出力する命令デコーダ
である。この命令デコーダ８は、ＯＰコード・フィール
ドの内容がＳＫＩＰ（Ｎ）命令を示す場合には、同命令
中のＮフィールドの値（指定命令数）を後述する命令ｎ
ｏｐ化機構９内に設定するためのセット信号８１を出力
し、ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）
命令の場合には、セレクタ６に対する選択制御信号８２
を出力するように構成されている。また命令デコーダ８
は、命令ｎｏｐ化機構９から命令ｎｏｐ化制御信号９１
が出力されている期間中は、デコード対象となる命令
を、その命令種別に無関係にｎｏｐ命令として扱う。

【００３２】９は命令ｎｏｐ化機構である。この命令ｎ
ｏｐ化機構９は、命令デコーダ８からセット信号８１が
出力された場合に、同デコーダ８によりデコードされて
いるＳＫＩＰ（Ｎ）命令中のＮフィールドの値Ｎを内部
に設定し、その値Ｎの示すサイクルの期間（Ｎサイクル
の期間）だけ、命令ｎｏｐ化制御信号９１を出力する。
命令ｎｏｐ化機構９は、例えば、命令デコーダ８のデコ
ード対象となっているＳＫＩＰ（Ｎ）命令中のＮフィー
ルドの値Ｎをセット信号８１に応じてプリセットし、そ
の値が「０」になるまでパイプライン・サイクルのクロ
ックＣＬＫに応じてダウンカウントするカウンタと、こ
のカウンタの値が「０」でない期間、アクティブな命令
ｎｏｐ化制御信号９１を出力するゲート回路（いずれも
図示せず）により構成される。

【００３３】１０は命令列からなる各種プログラム、デ
ータ等が格納される主メモリである。次に、図１の構成
の基本動作について、図３のフローチャート、および図
４乃至図７の基本動作説明図を参照して説明する。

【００３４】まず、プログラムカウンタ３の指定するア
ドレスの命令が命令キャッシュ１から取出され、命令レ
ジスタ２に読込まれたものとする。同時に、バッファ機
構４内の書込み先ポインタ４２が次の循環バッファ４１
内エントリを指すように更新され、命令キャッシュ１か
ら取出された命令とプログラムカウンタ３の指定するア
ドレスの対が、当該更新後の書込み先ポインタ４２の指
定する循環バッファ４１内エントリに書込まれる（記録
される）（ステップＳ１）。これにより、書込み先ポイ
ンタ４２は、命令レジスタ２にフェッチされた命令とそ
のアドレスを示すことになる。

【００３５】この様子を、命令キャッシュ１から命令レ
ジスタ２にフェッチされた命令が、主メモリ１０上のア
ドレス“１０００”のＡＤＤ（加算）命令（ここではＡ
＋Ｂを指定するＡＤＤ命令）である場合を例に、図４に
示す。

【００３６】なお、書込み先ポインタ４２は、循環バッ
ファ４１内エントリのアドレスが小さくなる方向に更新
（デクリメント）されるものとする。また、書込み先ポ
インタ４２の値が「０」の状態で更新された場合、同ポ
インタ４２の更新後の値はエントリアドレスの最大値を
指すものとする。

【００３７】命令レジスタ２にフェッチされた命令は、
命令デコーダ８に導かれる。命令デコーダ８は、この命
令のＯＰコード・フィールドの内容をデコードし、対応
するデコード信号を出力する。

【００３８】ここで、命令デコーダ８によりデコードさ
れている命令が指定命令数ｎｏｐ化命令、即ちＳＫＩＰ
（Ｎ）命令の場合について説明する。この場合、命令デ
コーダ８からセット信号８１が出力される。このセット
信号８１は、命令デコーダ８によりデコードされている
ＳＫＩＰ（Ｎ）中のＮフィールドの値と共に命令ｎｏｐ
化機構９に導かれる。

【００３９】すると命令ｎｏｐ化機構９は、命令デコー
ダ８によりデコードされているＳＫＩＰ（Ｎ）中のＮフ
ィールドの値「Ｎ」を、セット信号８１に応じて内部設
定し、その値の示すサイクルの期間（Ｎサイクルの期
間）だけ、アクティブな命令ｎｏｐ化制御信号９１を出
力する。

【００４０】命令ｎｏｐ化機構９からの命令ｎｏｐ化制
御信号９１は命令デコーダ８に導かれる。すると命令デ
コーダ８は、命令ｎｏｐ化制御信号９１がアクティブな
期間（Ｎサイクルの期間）、命令レジスタ２を介して導
かれる後続のＮ命令を、その命令種別に無関係にｎｏｐ
命令として扱う。

【００４１】このように、図１の構成の演算処理装置で
は、命令デコーダ８にてデコードされている命令がＳＫ
ＩＰ（Ｎ）命令である場合（ステップＳ２）、後続のＮ
命令がｎｏｐ化される（ステップＳ３）。

【００４２】したがって、主メモリ１０上の或るアドレ
スに例えばＮ＝２のＳＫＩＰ（Ｎ）命令、即ちＳＫＩＰ
（２）命令が存在する場合には、図５に示すように、Ｓ
ＫＩＰ（２）命令に続く２つの命令がｎｏｐ化されるこ
とになる。

【００４３】次に、命令デコーダ８によりデコードされ
ている命令が命令履歴取出し命令、即ちＧＥＴＩ（ｉ，
ｒ）命令の場合について説明する。この場合、命令デコ
ーダ８によりデコードされているＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命
令中のｉフィールドの値「ｉ」と、その時点の書込み先
ポインタ４２の値とが、加算器４３により加算される。
そして、加算器４３の加算結果（である読出しポインタ
情報）の指定する循環バッファ４１内エントリに記録さ
れている命令およびアドレスの対、即ち現在書込み先ポ
インタ４２の指定しているエントリ中の命令に対してｉ
サイクル前の命令およびアドレスの対が、同バッファ４
１から読出される。

【００４４】循環バッファ４１から読出された命令およ
びアドレスはセレクタ５に導かれる。このセレクタ５に
は、命令デコーダ８によりデコードされているＧＥＴＩ
（ｉ，ｒ）命令のＯＰコード・フィールド中のＩ／Ａビ
ットも（選択制御信号として）導かれる。このＩ／Ａビ
ットの値は、ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令では“１”であ
る。

【００４５】セレクタ５は、この例のようにＩ／Ａ＝１
の場合、循環バッファ４１から読出された命令およびア
ドレスのうちの命令をセレクタ６に選択出力する。一
方、命令デコーダ８は、デコード対象となっている命令
がこの例のようにＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令の場合、論理
“１”の選択制御信号８２を出力する。この選択制御信
号８２はセレクタ６に導かれる。

【００４６】セレクタ６は、この例のように選択制御信
号８２が“１”の場合、セレクタ５の選択出力情報（こ
こでは命令）を選択する。このように、図１の構成の演
算処理装置では、命令デコーダ８にてデコードされてい
る命令がＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令である場合（ステップ
Ｓ４）、ｉサイクル前の命令およびそのアドレスの対が
循環バッファ４１から取出され、そのうちの命令がセレ
クタ５，６を介してレジスタファイル７のｒレジスタに
取出される（ステップＳ５）。

【００４７】この様子を、命令デコーダ８にてデコード
されているＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令のアドレスが“１０
００”であり、ｉサイクル前の命令がＳＵＢ（減算）命
令（ここではＣ−Ｄを指定するＳＵＢ命令）である場合
を例に、図６に示す。

【００４８】次に、命令デコーダ８によりデコードされ
ている命令がアドレス履歴取出し命令、即ちＧＥＴＡ
（ｉ，ｒ）命令の場合について説明する。この場合、命
令デコーダ８によりデコードされているＧＥＴＡ（ｉ，
ｒ）命令中のｉフィールドの値「ｉ」と、その時点の書
込み先ポインタ４２の値とが、加算器４３により加算さ
れる。そして、加算器４３の加算結果（である読出しポ
インタ情報）の指定する循環バッファ４１内エントリに
記録されている命令およびアドレスの対が、即ち現在書
込み先ポインタ４２の指定しているエントリ中の命令に
対してｉサイクル前の命令およびそのアドレスの対が、
同バッファ４１から読出される。

【００４９】循環バッファ４１から読出された命令およ
びアドレスはセレクタ５に導かれる。このセレクタ５に
は、命令デコーダ８によりデコードされているＧＥＴＡ
（ｉ，ｒ）命令のＯＰコード・フィールド中のＩ／Ａビ
ットも（選択制御信号として）導かれる。このＩ／Ａビ
ットの値は、ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令では“０”であ
る。

【００５０】セレクタ５は、この例のようにＩ／Ａ＝０
の場合、循環バッファ４１から読出された命令およびア
ドレスのうちのアドレスをセレクタ６に選択出力する。
一方、命令デコーダ８は、デコード対象となっている命
令がこの例のようにＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の場合、上
記したＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命令のときと同様に論理
“１”の選択制御信号８２を出力する。

【００５１】セレクタ６は、この例のように選択制御信
号８２が“１”の場合、セレクタ５の選択出力情報（こ
こではアドレス）を選択する。セレクタ６により選択さ
れた情報（アドレス）は、この例のように、命令デコー
ダ８によりＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令がデコードされてい
る場合には、同命令中のｒフィールドの内容「ｒ」の指
定するレジスタファイル７内レジスタ（ｒレジスタ）に
格納される。

【００５２】このように、図１の構成の演算処理装置で
は、命令デコーダ８にてデコードされている命令がＧＥ
ＴＡ（ｉ，ｒ）命令である場合（ステップＳ６）、ｉサ
イクル前の命令およびそのアドレスの対が循環バッファ
４１から取出され、そのうちのアドレスがセレクタ５，
６を介してレジスタファイル７のｒジスタに取出される
（ステップＳ７）。

【００５３】この様子を、命令デコーダ８にてデコード
されているＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令のアドレスが“１０
５０”であり、ｉサイクル前の命令のアドレスが“１０
００”である場合を例に、図７に示す。

【００５４】次に、図１の演算処理装置において、ＳＫ
ＩＰ命令（指定命令数ｎｏｐ化命令）を利用して、図８
（ａ）に示したようなソースコードの指定する条件処理
を、図８（ｃ）に示すように分岐なしで実現した例につ
き、説明する。なお、図８（ａ）に示すソースコード
は、［従来の技術］の欄で説明したように、ｎ＝０のと
きは命令＃１を、ｎ＝１のときは命令＃２を、そしてｎ
＝２のときは命令＃３をそれぞれ実行して、例えば共通
の命令処理に進む条件分岐処理を指定するものである。

【００５５】さて、図８（ａ）に示すようなソースコー
ドの指定する条件処理を、図１の構成の演算処理装置で
実行可能とするためには、同ソースコードをコンパイル
してオブジェクトコード（ロードモジュール）を作成す
る必要がある。この際、条件が成立したときに実行する
命令の前にＳＫＩＰ命令を挿入してコンパイルする。本
実施例では、図８（ａ）に示すソースコードをコンパイ
ルした場合、図８（ｃ）に示すように、ＳＫＩＰ（ｎ＊
２）、命令＃１、ＳＫＩＰ（３）、命令＃２、ＳＫＩＰ
（１）および命令＃３の順で続く命令列が作成される。

【００５６】前記したように、図１の構成の演算処理装
置においては、ＳＫＩＰ（Ｎ）命令により、後続のＮ命
令がｎｏｐ化される（図３ステップＳ２，Ｓ３）。した
がって、図８（ｃ）に示した命令列の例では、ｎ＝０の
場合には、ＳＫＩＰ（ｎ＊２）、即ちＳＫＩＰ（０）に
続いて、命令＃１、ＳＫＩＰ（３）が順次実行され、更
に後続の３命令（命令＃２、ＳＫＩＰ（１）、命令＃
３）がｎｏｐ化された後、命令＃３の次の命令が実行さ
れる。

【００５７】同様に、ｎ＝１の場合には、ＳＫＩＰ（ｎ
＊２）、即ちＳＫＩＰ（２）が実行されて、後続の２命
令（命令＃１、ＳＫＩＰ（３））がｎｏｐ化された後、
命令＃２、ＳＫＩＰ（１）が順次実行され、更に後続の
１命令（命令＃３）がｎｏｐ化された後、命令＃３の次
の命令が実行される。

【００５８】同様に、ｎ＝２の場合には、ＳＫＩＰ（ｎ
＊２）、即ちＳＫＩＰ（４）が実行されて、後続の４命
令（命令＃１、ＳＫＩＰ（３）、命令＃２、ＳＫＩＰ
（１））がｎｏｐ化された後、ＳＫＩＰ（１）の次の命
令＃３が実行され、更に次の当該命令＃３の次の命令が
実行される。

【００５９】このように、図１に示す構成の演算処理装
置では、ＳＫＩＰ命令（指定命令数ｎｏｐ化命令）を利
用することで、分岐を用いずに条件処理を実現すること
ができる。したがって、図８（ｃ）から明らかなよう
に、条件処理のための命令列の構成命令数が、図８
（ｂ）に示した従来の場合の命令列に比較して削減でき
る。また、命令数が削減できることから、処理の高速化
が図れ、更に分岐発生に伴うパイプライン停止の問題が
ないため、一層の高速化が図れる。

【００６０】次に、図１の演算処理装置において、ＧＥ
ＴＩ命令（命令履歴取出し命令）を利用して、指定サイ
クル前の命令を取得する場合（命令履歴取出し）につ
き、図９を参照して説明する。

【００６１】まず、ＧＥＴＩ命令を利用して、指定サイ
クル前の命令を取得できるようにするには、途中に分岐
がないようにしておく必要がある。このため、途中で条
件処理を必要とする場合には、先に述べたように、条件
処理についてＳＫＩＰ命令を用いた形にコンパイルする
ことで、分岐なしの条件処理を実現できるようにしてお
く。

【００６２】図９は、主メモリ１０上に、ＳＫＩＰ
（１）、何らかの１命令、命令＃１、何らかの２命令、
ＧＥＴＩ（３，ｒ）の命令列が格納されている場合に、
当該命令列が１命令ずつ順次実行され、ＧＥＴＩ（３，
ｒ）が実行された際の様子を説明するためのものであ
る。

【００６３】図９の例では、ＳＫＩＰ（１）、何らかの
１命令、命令＃１、何らかの２命令、ＧＥＴＩ（３，
ｒ）がＳＫＩＰ（１）から順に１命令ずつ命令レジスタ
２にフェッチされる毎に、書込み先ポインタ４２がデク
リメントされて、そのデクリメント後の当該ポインタ４
２の指定する循環バッファ４１内エントリに、上記フェ
ッチされた命令とそのアドレスが記録される（ステップ
Ｓ１）。また、ＳＫＩＰ（１）の次の１命令は、当該Ｓ
ＫＩＰ（１）の指定によりｎｏｐ化される（ステップＳ
２，Ｓ３）。

【００６４】さて、ＧＥＴＩ（３，ｒ）が命令レジスタ
２にフェッチされて、当該ＧＥＴＩ（３，ｒ）とそのア
ドレスが、図９に示すように、書込み先ポインタ４２の
指す循環バッファ４１内エントリに記録され（ステップ
Ｓ１）、更に当該ＧＥＴＩ（３，ｒ）が命令デコーダ８
でデコードされたものとする（ステップＳ４）。

【００６５】この場合、図６を参照して説明したことか
らも明らかなように、ＧＥＴＩ（３，ｒ）のｉフィール
ドの値「３」（ｉ＝３）と書込み先ポインタ４２の値と
の（加算器４３による）加算値で指定される循環バッフ
ァ４１内エントリから読出される命令およびアドレスの
対、即ち現在書込み先ポインタ４２の指しているエント
リ中の命令ＧＥＴＩ（３，ｒ）に対して３サイクル前の
命令およびアドレスの対のうちの命令（ここでは命令＃
１）が、図９に示すように、当該ＧＥＴＩ（３，ｒ）の
ｒフィールドの指定する、レジスタファイル７内のｒレ
ジスタに格納される（ステップＳ５）。

【００６６】ここで、ＳＫＩＰ（１）を用いることで条
件処理を分岐なしで実現していることから、途中に条件
処理があっても、ＧＥＴＩ（３，ｒ）の実行により、指
定サイクル前（ここでは３サイクル前）の命令（命令＃
１）を、正しくレジスタファイル７内の指定レジスタ
（ｒレジスタ）に取出すことができる。

【００６７】次に、図１の演算処理装置において、ＳＫ
ＩＰ命令（指定命令数ｎｏｐ化命令）でｎｏｐ化された
命令部分（位置）に即値データを格納しておき、当該即
値データをＧＥＴＩ命令（命令履歴取出し命令）を利用
してレジスタファイル７内に取出す場合（即値オペラン
ド指定）につき、図１０を参照して説明する。

【００６８】まず、ＧＥＴＩ命令を利用して即値データ
を取出せるようにするには、コンパイルの際に、ＳＫＩ
Ｐ命令によりｎｏｐ化される命令位置に即値データを格
納しておく必要がある。

【００６９】図１０は、主メモリ１０上に、ＳＫＩＰ
（２）、定数＃１、定数＃２、ＧＥＴＩ（２，ｒ）の命
令列（定数＃１，＃２も命令として見なす）が格納され
ている場合に、ＳＫＩＰ（２）から順に１命令ずつ実行
され、ＧＥＴＩ（２，ｒ）が実行された際の様子を説明
するためのものである。この図１０の例では、ＳＫＩＰ
（２）でｎｏｐ化される２つの命令部分に、それぞれ定
数＃１と定数＃２の２つの即値データが予め格納されて
いる。

【００７０】図１０の例では、ＳＫＩＰ（２）、定数＃
１、定数＃２、ＧＥＴＩ（２，ｒ）がＳＫＩＰ（２）か
ら順に１命令ずつ命令レジスタ２にフェッチされる毎
に、書込み先ポインタ４２がデクリメントされて、その
デクリメント後の当該ポインタ４２の指定する循環バッ
ファ４１内エントリに、上記フェッチされた命令とその
アドレスが記録される（ステップＳ１）。また、ＳＫＩ
Ｐ（２）の次の２つの定数＃１，＃２は、当該ＳＫＩＰ
（２）の指定によりｎｏｐ化される（ステップＳ２，Ｓ
３）。したがって、ＳＫＩＰ（２）の次の２命令部分
に、即値データである定数＃１，＃２が格納（設定）さ
れていても、何ら問題はない。

【００７１】さて、ＧＥＴＩ（２，ｒ）が命令レジスタ
２にフェッチされて、当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）とそのア
ドレスが、図１０に示すように、書込み先ポインタ４２
の指す循環バッファ４１内エントリに記録され（ステッ
プＳ１）、更に当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）が命令デコーダ
８でデコードされたものとする（ステップＳ４）。

【００７２】この場合、図６を参照して説明したことか
らも明らかなように、ＧＥＴＩ（２，ｒ）のｉフィール
ドの値「２」（ｉ＝２）と書込み先ポインタ４２の値と
の（加算器４３による）加算値で指定される循環バッフ
ァ４１内エントリから読出される命令およびアドレスの
対、即ち現在書込み先ポインタ４２の指しているエント
リ中の命令ＧＥＴＩ（２，ｒ）に対して２サイクル前の
命令およびアドレスの対のうちの命令（ここでは、命令
に代えて格納されている定数＃１）が、図１０に示すよ
うに、当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）のｒフィールドの指定す
る、レジスタファイル７内のｒレジスタに格納される
（ステップＳ５）。

【００７３】このように、ＳＫＩＰ（２）によりｎｏｐ
化される２命令部分に即値データである定数＃１，＃２
を格納しておいた場合、定数＃２の次の位置のＧＥＴＩ
（２，ｒ）の実行により、定数＃１（即値データ）を
（レジスタからのデータロードを指定する）ロード命令
を行うことなく、取得できる。なお、ＧＥＴＩ（２，
ｒ）に代えてＧＥＴＩ（１，ｒ）を用いるならば、定数
＃２を取得できることは勿論である。

【００７４】次に、図１の演算処理装置において、ＳＫ
ＩＰ命令（指定命令数ｎｏｐ化命令）でｎｏｐ化された
命令部分（位置）に引数を格納しておき、当該引数をＧ
ＥＴＩ命令（命令履歴取出し命令）を利用してレジスタ
ファイル７内に取出す場合（固定引数引渡し）につき、
図１１を参照して説明する。

【００７５】まず、ＧＥＴＩ命令を利用して、引数（固
定引数）を引渡せるようにするには、コンパイルの際
に、ＳＫＩＰ命令によりｎｏｐ化される命令位置に関数
（手続き呼出し）の引数を格納し、更に飛び先にＧＥＴ
Ｉ命令を挿入しておく必要がある。

【００７６】図１１は、主メモリ１０上に、ＳＫＩＰ
（２）、引数ａｒｇ１、引数ａｒｇ２、手続き呼出し命
令であるＣＡＬＬ（ＦＮ１）の命令列（引数ａｒｇ１，
ａｒｇ２も命令として見なす）が格納され、更にＣＡＬ
Ｌ（ＦＮ１）の指定する飛び先ＦＮ１（に対応するアド
レス）にＧＥＴＩ（２，ｒ）が格納されている場合に、
ＳＫＩＰ（２）から順に１命令ずつ実行され、ＣＡＬＬ
（ＦＮ１）の実行の後、その飛び先のＧＥＴＩ（２，
ｒ）が実行された際の様子を説明するためのものであ
る。この図１１の例では、ＳＫＩＰ（２）でｎｏｐ化さ
れる２つの命令部分に、それぞれ固定の引数ａｒｇ１と
引数ａｒｇ２が予め格納されている。

【００７７】図１１の例では、ＳＫＩＰ（２）、引数ａ
ｒｇ１、引数ａｒｇ２、ＣＡＬＬ（ＦＮ１）、ＧＥＴＩ
（２，ｒ）がＳＫＩＰ（２）から順に１命令ずつ命令レ
ジスタ２にフェッチされる毎に、書込み先ポインタ４２
がデクリメントされて、そのデクリメント後の当該ポイ
ンタ４２の指定する循環バッファ４１内エントリに、上
記フェッチされた命令とそのアドレスが記録される（ス
テップＳ１）。また、ＳＫＩＰ（２）の次の２つの引数
ａｒｇ１，ａｒｇ２は、当該ＳＫＩＰ（２）の指定によ
りｎｏｐ化される（ステップＳ２，Ｓ３）。したがっ
て、ＳＫＩＰ（２）の次の２命令部分に、引数ａｒｇ
１，ａｒｇ２が格納（設定）されていても、何ら問題は
ない。

【００７８】さて、ＧＥＴＩ（２，ｒ）が命令レジスタ
２にフェッチされて、当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）とそのア
ドレスが、図１１に示すように、書込み先ポインタ４２
の指す循環バッファ４１内エントリに記録され（ステッ
プＳ１）、更に当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）が命令デコーダ
８でデコードされたものとする（ステップＳ４）。

【００７９】この場合、図６を参照して説明したことか
らも明らかなように、ＧＥＴＩ（２，ｒ）のｉフィール
ドの値「２」（ｉ＝２）と書込み先ポインタ４２の値と
の（加算器４３による）加算値で指定される循環バッフ
ァ４１内エントリから読出される命令およびアドレスの
対、即ち現在書込み先ポインタ４２の指しているエント
リ中の命令ＧＥＴＩ（２，ｒ）に対して２サイクル前の
命令およびアドレスの対のうちの命令（ここでは、命令
に代えて格納されている引数ａｒｇ２）が、図１１に示
すように、当該ＧＥＴＩ（２，ｒ）のｒフィールドの指
定する、レジスタファイル７内のｒレジスタに格納され
る（ステップＳ５）。

【００８０】このように、ＳＫＩＰ（２）によりｎｏｐ
化される２命令部分に関数（手続き呼出し）の引数ａｒ
ｇ１，ａｒｇ２を格納し、飛び先にＧＥＴＩ（２，ｒ）
を挿入しておいた場合、ＧＥＴＩ（２，ｒ）の実行によ
り、引数ａｒｇ２を（レジスタからのデータロードを指
定する）ロード命令を行うことなく、取得できる。な
お、ＧＥＴＩ（２，ｒ）に代えてＧＥＴＩ（３，ｒ）を
用いるならば、引数ａｒｇ１を取得できることは勿論で
ある。

【００８１】ところで、スーパーコンピュータなどで
は、１つの命令の実行完了を待たずに次の命令を実行可
能な構成となっていることが多い。このようなものにお
いては、エラートラップが発生しても、そのエラー発生
命令のアドレスを取得することは困難である。そこで、
図１の演算処理装置において、エラートラップが発生し
たら、ＧＥＴＡ命令（アドレス履歴取出し命令）に飛ぶ
ようにしておき、当該ＧＥＴＡ命令を利用してエラー発
生命令のアドレスをレジスタファイル７内に取出す場合
（エラー発生命令のアドレス取出し）につき、図１２を
参照して説明する。

【００８２】まず、ＧＥＴＡ命令を利用して、エラー発
生命令のアドレスを取出せるようにするには、コンパイ
ルの際に、エラートラップしたらＧＥＴＡ命令に飛ぶよ
うにしておく必要がある。また、条件処理を必要とする
場合には、ＳＫＩＰ命令を利用して分岐なしで条件処理
が行えるようにしておく。

【００８３】図１２は、主メモリ１０上に、例えば３サ
イクルで実行結果が生成されるパイプライン演算命令で
ある浮動小数点加算命令ｆadd と、後続する何らかの２
命令とが格納され、更に当該２命令のうちの後の命令の
実行中に先行する命令ｆaddがエラートラップした場合
の割込み先にＧＥＴＡ（３，ｒ）が格納されている場合
に、命令ｆadd から順に１命令ずつ実行が開始され、命
令ｆadd がエラートラップした結果、ＧＥＴＡ（３，
ｒ）が実行された際の様子を説明するためのものであ
る。なお、命令ｆadd のアドレスは“１０００”である
ものとする。

【００８４】図１２の例では、命令ｆadd 、後続の２命
令が１命令ずつ命令レジスタ２に順次フェッチされる毎
に、書込み先ポインタ４２がデクリメントされて、その
デクリメント後の当該ポインタ４２の指定する循環バッ
ファ４１内エントリに、上記フェッチされた命令とその
アドレスが記録される（ステップＳ１）。

【００８５】ここで、命令ｆadd が、実行開始サイクル
より２サイクル後にエラートラップしたものとする。こ
の場合、割込み先のＧＥＴＡ（３，ｒ）が命令レジスタ
２にフェッチされると同時に、当該命令ｆadd とそのア
ドレスが、当該命令ｆadd の１サイクル前にフェッチさ
れた命令（命令ｆadd に後続する２命令のうちの後の命
令）の次に位置する循環バッファ４１内エントリに記録
される（ステップＳ１）。そして、命令レジスタ２にフ
ェッチされたＧＥＴＡ（３，ｒ）が命令デコーダ８でデ
コードされたものとする（ステップＳ６）。

【００８６】この場合、図７を参照して説明したことか
らも明らかなように、ＧＥＴＡ（３，ｒ）のｉフィール
ドの値「３」（ｉ＝３）と書込み先ポインタ４２の値と
の（加算器４３による）加算値で指定される循環バッフ
ァ４１内エントリから読出される命令およびアドレスの
対、即ち現在書込み先ポインタ４２の指しているエント
リ中の命令ＧＥＴＡ（３，ｒ）に対して３サイクル前の
エラー発生命令ｆaddおよびアドレスの対のうちのアド
レス（ここでは“１０００”）が、図１２に示すよう
に、当該ＧＥＴＩ（３，ｒ）のｒフィールドの指定す
る、レジスタファイル７内のｒレジスタに取出される
（ステップＳ７）。

【００８７】次に、図１の演算処理装置において、ＣＡ
ＬＬ命令（手続き呼出し命令）の飛び先にＧＥＴＡ命令
を挿入すると共に、手続き終了位置にＲＥＴ命令（リタ
ーン命令）を挿入しておき、ＧＥＴＡ命令を利用してＣ
ＡＬＬ命令のアドレスをレジスタファイル７内に取出す
場合（手続き呼出し時の戻りアドレス指定）につき、図
１３を参照して説明する。

【００８８】図１３は、主メモリ１０上に、ＣＡＬＬ
（ＦＮ１）、当該ＣＡＬＬ（ＦＮ１）による手続き呼出
しから戻った際に実行される命令＃１を先頭とする命令
列が格納され、更にＣＡＬＬ（ＦＮ１）の指定する飛び
先ＦＮ１（に対応するアドレス）から始まる領域にＧＥ
ＴＡ（１，ｒ）を先頭命令とし、レジスタファイル７内
のｒレジスタの内容に１を加えたアドレス（戻りアドレ
ス）に実行を移すためのＲＥＴ（ｒ＋１）を最終命令と
する命令列が格納されている場合に、ＣＡＬＬ（ＦＮ
１）から順に１命令ずつ実行が開始され、ＲＥＴ（ｒ＋
１）の実行により、戻り先の命令＃１にリターンした際
の様子を説明するためのものである。なお、ＣＡＬＬ
（ＦＮ１），命令＃１のアドレスは、それぞれ“１００
０”，“１００１”であるものとする。

【００８９】図１３の例では、まずＣＡＬＬ（ＦＮ１）
が、続いてＧＥＴＡ（１，ｒ）が命令レジスタ２にフェ
ッチされる。この命令フェッチの都度、書込み先ポイン
タ４２がデクリメントされて、そのデクリメント後の当
該ポインタ４２の指定する循環バッファ４１内エントリ
に、上記フェッチされた命令とそのアドレスが記録され
る（ステップＳ１）。

【００９０】ここで、命令レジスタ２にフェッチされた
ＧＥＴＡ（１，ｒ）が、命令デコーダ８でデコードされ
ると（ステップＳ６）、図７を参照して説明したことか
らも明らかなように、ＧＥＴＡ（１，ｒ）のｉフィール
ドの値「１」（ｉ＝１）と書込み先ポインタ４２の値と
の（加算器４３による）加算値で指定される循環バッフ
ァ４１内エントリから読出される命令およびアドレスの
対、即ち現在書込み先ポインタ４２の指しているエント
リ中の命令ＧＥＴＡ（１，ｒ）に対して１サイクル前の
命令およびアドレスの対のうちのアドレス（ここでは、
ＣＡＬＬ（ＦＮ１）のアドレス“１０００”）が、図１
３に示すように、当該ＧＥＴＡ（１，ｒ）のｒフィール
ドの指定する、レジスタファイル７内のｒレジスタに格
納される（ステップＳ７）。

【００９１】さて、ＧＥＴＡ（１，ｒ）に後続する命令
列が１命令ずつ順次命令レジスタ２にフェッチされ、や
がてＲＥＴ（ｒ＋１）が当該命令レジスタ２にフェッチ
されたものとする。すると、ＲＥＴ（ｒ＋１）とそのア
ドレスが、書込み先ポインタ４２の指定する循環バッフ
ァ４１内エントリに記録される。

【００９２】そして、この命令レジスタ２にフェッチさ
れたＲＥＴ（ｒ＋１）が命令デコーダ８でデコードされ
て、そのデコード結果に従って実行される（ステップＳ
６，Ｓ８）。このＲＥＴ（ｒ＋１）は、レジスタファイ
ル７内のｒレジスタの内容に１を加えたアドレスを戻り
アドレスとして、当該アドレスに実行を移すリターン命
令である。ここで、レジスタファイル７内のｒレジスタ
には、先のＧＥＴＡ（１，ｒ）の実行により、ＣＡＬＬ
（ＦＮ１）のアドレス“１０００”が格納されている。

【００９３】したがって、ＲＥＴ（ｒ＋１）の実行によ
り、アドレス“１００１”の命令、即ちＣＡＬＬ（ＦＮ
１）の次のアドレスの命令＃１にリターンすることにな
る。具体的には、アドレス“１００１”がプログラムカ
ウンタ３にセットされた後、そのアドレス“１００１”
の命令＃１が命令キャッシュ１から命令レジスタ２にフ
ェッチされる。

【００９４】このように、ＣＡＬＬ命令の飛び先にＧＥ
ＴＡ（１，ｒ）を挿入し、当該ＧＥＴＡ（１，ｒ）命令
を利用してＣＡＬＬ命令のアドレスをレジスタファイル
７内の指定レジスタ（ｒレジスタ）に取出すようにする
と共に、手続き終了位置に、当該レジスタの示すアドレ
スの次のアドレスにリターンするためのＲＥＴ命令を挿
入することで、戻りアドレスをリンクレジスタに設定す
る操作を行わなくても、ＲＥＴ命令により手続き呼出し
から戻るときに、ＣＡＬＬ命令のアドレスの次のアドレ
ス（手続き呼出しの戻りアドレス）に実行を移すことが
できる。

【００９５】なお、前記実施例では、書込み先ポインタ
４２がデクリメントされるものとして説明したが、イン
クリメントされるものであっても構わない。但し、この
場合には加算器４３に代えて減算器を設け、ＧＥＴＩ
（ｉ，ｒ）またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令の実行時に、
この減算器により書込み先ポインタ４２の値からＧＥＴ
Ｉ（ｉ，ｒ）またはＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命令中のｉフィ
ールドの値「ｉ」を減算することで、取出しの対象とな
る循環バッファ４１内エントリを指すエントリアドレス
を求める必要がある。

【００９６】また、前記実施例では、命令キャッシュ１
から命令レジスタ２にフェッチされた命令が次のサイク
ルでデコードされるものとして説明したが、処理の高速
化のために、命令レジスタ２に代えて命令バッファを設
けて命令キャッシュ１から命令バッファへの命令の先取
りを行うようにしても構わない。但し、この場合には、
命令キャッシュ１から命令バッファにフェッチされた命
令がデコードされるまで、何サイクルかの遅延が生じる
ため、この遅延に同期して、書込み先ポインタ４２の内
容を遅延させて対応する命令がデコードされるまで保持
するための（パイプラインレジスタ群等の）機構が必要
となる。そして、ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）またはＧＥＴＡ
（ｉ，ｒ）命令の実行では、同命令中のｉフィールドの
値との演算に、書込み先ポインタ４２の値ではなくて、
当該機構に保持されている現在デコード中の命令が記録
されている循環バッファ４１内エントリを指すアドレス
を用いるようにする。

【００９７】また、前記実施例では、循環バッファ４１
には命令およびアドレスの対を格納するものとして説明
したが、ＧＥＴＡ命令を利用しない演算処理装置である
ならば命令だけを、ＧＥＴＩ命令を利用しない演算処理
装置であるならばアドレスだけを格納するようにしても
構わない。

【００９８】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
次に列挙する効果を得ることができる。 （１）指定命令数ｎｏｐ化命令（ＳＫＩＰ（Ｎ）命令）
で指定された飛ばしたい個数だけ後続の命令をｎｏｐ化
することができるため、分岐なしで条件処理を実現する
ことができる。 （２）履歴を取得したい命令よりｉサイクル後に実行さ
れる位置に命令履歴取出し命令（ＧＥＴＩ（ｉ，ｒ）命
令）を用意しておくことで、当該取出し命令が実行され
た場合に、当該取出し命令で指定されたｉサイクル前の
命令を命令履歴としてバッファ手段から簡単に取出すこ
とができる。 （３）指定命令数ｎｏｐ化命令（ＳＫＩＰ（Ｎ）命令）
によりｎｏｐ化される命令部分に、即値データ（即値オ
ペランドデータ）または手続き呼出しの固定引数を設定
しておき、更にその後に命令履歴取出し命令（ＧＥＴＩ
（ｉ，ｒ）命令）を用意して、これらを実行させること
により、当該取出し命令で指定されたｉサイクル前の命
令部分の即値データまたは固定引数をバッファ手段から
簡単に得ることができる。このように、即値データまた
は引数をレジスタからロードして得る必要がないため、
レジスタからのロードによるメモリのオーバヘッド、お
よびレジスタを使用することによるコストの増加を防止
することができる。 （４）実行開始サイクルよりＮサイクル後にエラートラ
ップの発生する可能性のある命令（対象命令）が実際に
エラートラップした場合の飛び先に、サイクル数Ｎ＋１
を指定するアドレス履歴取出し命令（ＧＥＴＡ命令）を
用意しておくことで、上記対象命令がエラートラップし
て当該取出し命令に実行が移った場合に、当該取出し命
令で指定されたＮ＋１サイクル前の命令のアドレス、即
ち上記対象命令のアドレスをエラー発生命令のアドレス
としてバッファ手段から簡単に取出すことができる。 （５）手続き呼出し命令の飛び先に、サイクル数１を指
定するアドレス履歴取出し命令（ＧＥＴＡ（ｉ，ｒ）命
令）を用意しておくことで、当該取出し命令が呼出され
た場合に、当該取出し命令で指定された１サイクル前の
命令のアドレス、即ち上記手続き呼出し命令のアドレス
を、戻りアドレスの１つ前のアドレスとしてバッファ手
段から簡単に取出すことができる。したがって、従来の
ように、戻りアドレスをリンクレジスタに設定しておく
必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係る演算処理装置の主要
部の構成を示すブロック図。

【図２】同実施例で適用される新規な命令のフォーマッ
ト図。

【図３】同実施例における処理の流れを図２に示した命
令がフェッチされた際の処理を中心に説明するためのフ
ローチャート。

【図４】同実施例におけるバッファ機構４の機能を説明
するための図。

【図５】同実施例において指定命令数ｎｏｐ化命令（Ｓ
ＫＩＰ命令）を実行することにより実現される指定命令
数ｎｏｐ化機能を説明するための図。

【図６】同実施例において命令履歴取出し命令（ＧＥＴ
Ｉ命令）を実行することにより実現される指定サイクル
前の命令の取出し機能を説明するための図。

【図７】同実施例においてアドレス履歴取出し命令（Ｇ
ＥＴＡ命令）を実行することにより実現される指定サイ
クル前の命令のアドレスの取出し機能を説明するための
図。

【図８】同実施例において分岐なしの条件処理を実現す
るための命令列（モジュール）を、当該条件処理を記述
したソースコード、および従来の分岐ありの条件処理と
なる命令列（モジュール）と対比させて示すもので、図
８（ａ）はソースコード、図８（ｂ）は当該ソースコー
ドのコンパイル結果である従来の命令列、図８（ｃ）当
該ソースコードのコンパイル結果である同実施例におけ
る命令列。

【図９】同実施例においてＧＥＴＩ命令を利用して、指
定サイクル前の命令を取得する命令履歴取出しを説明す
るための図。

【図１０】同実施例においてＳＫＩＰ命令でｎｏｐ化さ
れた命令部分に即値データを格納しておき、当該即値デ
ータをＧＥＴＩ命令を利用してレジスタに取出す即値オ
ペランド指定を説明するための図。

【図１１】同実施例においてＳＫＩＰ命令でｎｏｐ化さ
れた命令部分に引数を格納しておき、当該引数をＧＥＴ
Ｉ命令を利用してレジスタに取出す固定引数引渡しを説
明するための図。

【図１２】同実施例においてエラートラップが発生した
らＧＥＴＡ命令に飛ぶようにしておき、当該ＧＥＴＡ命
令を利用してエラー発生命令のアドレスをレジスタに取
出すエラー発生命令のアドレス取出しを説明するための
図。

【図１３】同実施例においてＣＡＬＬ命令（手続き呼出
し命令）の飛び先にＧＥＴＡ命令を挿入すると共に、手
続き終了位置にＲＥＴ命令（リターン命令）を挿入して
おき、ＧＥＴＡ命令を利用してＣＡＬＬ命令のアドレス
をレジスタに取出して戻りアドレスの指定に用いるよう
にした手続き呼出し時の戻りアドレス指定を説明するた
めの図。

【符号の説明】

１…命令キャッシュ、２…命令レジスタ、３…プログラ
ムカウンタ（ＰＣ）、４…バッファ機構、５，６…セレ
クタ、７…レジスタファイル、８…命令デコーダ、９…
命令ｎｏｐ化機構、１０…主メモリ、４１…循環バッフ
ァ、４２…書込み先ポインタ（ＷＰ）、４３…加算器
（ＡＤＤ）、８１…セット信号、８２…選択制御信号、
９１…命令ｎｏｐ化制御信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 良哉 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 武内 和昭 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】命令群が記憶された記憶手段と、 前記記憶手段から取出された命令をデコードし、同命令
   を実行するのに必要な各種デコード信号を出力する命令
   デコード手段であって、当該命令が後続の命令を指定命
   令数だけノー・オペレーション化する指定命令数ノー・
   オペレーション化命令の場合に、対応する特定デコード
   信号を出力する命令デコード手段と、 前記命令デコード手段から前記特定デコード信号が出力
   された場合、当該命令デコード手段によってデコードさ
   れている前記指定命令数ノー・オペレーション化命令の
   指定する命令数に相当するサイクルの期間中、その間に
   デコードされる後続の命令をノー・オペレーション命令
   として扱うためのノー・オペレーション化制御信号を前
   記命令デコード手段に出力する命令ノー・オペレーショ
   ン化手段とを具備し、前記命令デコード手段は、前記命
   令ノー・オペレーション化手段から前記ノー・オペレー
   ション化制御信号が出力されている期間、デコード対象
   となる命令を、その命令種別に無関係にノー・オペレー
   ション命令として扱うことを特徴とする演算処理装置。
2. 【請求項２】前期記憶手段に、条件が成立したときのみ
   実行する命令群をノー・オペレーション化するための前
   記指定命令数ノー・オペレーション化命令を、この命令
   群の命令の直前に挿入して記憶しておき、当該ノー・オ
   ペレーション化命令が実行された場合には、当該ノー・
   オペレーション化命令で指定される数の命令がノーオペ
   レーション化されるようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の演算処理装置。
3. 【請求項３】命令群が記憶された記憶手段と、 前記記憶手段から取出された命令をデコードし、同命令
   を実行するのに必要な各種デコード信号を出力する命令
   デコード手段であって、当該命令が後続の命令を指定命
   令数だけノー・オペレーション化する指定命令数ノー・
   オペレーション化命令の場合には、対応する第１のデコ
   ード信号を出力し、当該命令が指定サイクル前の命令を
   取出す命令履歴取出し命令の場合には、対応する第２の
   デコード信号を出力する命令デコード手段と、 前記デコード手段によるデコードの対象となる命令を順
   次格納するためのバッファ手段と、 このバッファ手段における前記命令の格納先を順次切換
   え指定する書込みポインタ手段と、 前記命令デコード手段から前記第１のデコード信号が出
   力された場合、当該命令デコード手段によってデコード
   されている前記指定命令数ノー・オペレーション化命令
   の指定する命令数に相当するサイクルの期間中、その間
   にデコードされる後続の命令をノー・オペレーション命
   令として扱うためのノー・オペレーション化制御信号を
   前記命令デコード手段に出力する命令ノー・オペレーシ
   ョン化手段と、 前記命令デコード手段から前記第２のデコード信号が出
   力されている場合、当該命令デコード手段によってデコ
   ードされている前記命令履歴取出し命令の指定するサイ
   クル数と前記書込みポインタ手段の指す前記バッファ手
   段内位置をもとに、このバッファ手段から指定サイクル
   前の命令を取得する手段とを具備し、前記命令デコード
   手段は、前記命令ノー・オペレーション化手段から前記
   ノー・オペレーション化制御信号が出力されている期
   間、デコード対象となる命令を、その命令種別に無関係
   にノー・オペレーション命令として扱うことを特徴とす
   る演算処理装置。
4. 【請求項４】命令群が記憶された記憶手段と、 前記記憶手段から取出された命令をデコードし、同命令
   を実行するのに必要な各種デコード信号を出力する命令
   デコード手段であって、当該命令が後続の命令を指定命
   令数だけノー・オペレーション化する指定命令数ノー・
   オペレーション化命令の場合には、対応する第１のデコ
   ード信号を出力し、当該命令が指定サイクル前の命令の
   アドレスを取出すアドレス履歴取出し命令の場合には、
   対応する第２のデコード信号を出力する命令デコード手
   段と、 前記デコード手段によるデコードの対象となる命令のア
   ドレスを順次格納するためのバッファ手段と、 このバッファ手段における前記アドレスの格納先を順次
   切換え指定する書込みポインタ手段と、 前記命令デコード手段から前記第１のデコード信号が出
   力された場合、当該命令デコード手段によってデコード
   されている前記指定命令数ノー・オペレーション化命令
   の指定する命令数に相当するサイクルの期間中、その間
   にデコードされる後続の命令をノー・オペレーション命
   令として扱うためのノー・オペレーション化制御信号を
   前記命令デコード手段に出力する命令ノー・オペレーシ
   ョン化手段と、 前記命令デコード手段から前記第２のデコード信号が出
   力されている場合、当該命令デコード手段によってデコ
   ードされている前記アドレス履歴取出し命令の指定する
   サイクル数と前記書込みポインタ手段の指す前記バッフ
   ァ手段内位置をもとに、このバッファ手段から指定サイ
   クル前の命令のアドレスを取得する手段とを具備し、前
   記命令デコード手段は、前記命令ノー・オペレーション
   化手段から前記ノー・オペレーション化制御信号が出力
   されている期間、デコード対象となる命令を、その命令
   種別に無関係にノー・オペレーション命令として扱うこ
   とを特徴とする演算処理装置。
5. 【請求項５】命令群が記憶された記憶手段と、 前記記憶手段から取出された命令をデコードし、同命令
   を実行するのに必要な各種デコード信号を出力する命令
   デコード手段であって、当該命令が後続の命令を指定命
   令数だけノー・オペレーション化する指定命令数ノー・
   オペレーション化命令の場合には、対応する第１のデコ
   ード信号を出力し、当該命令が指定サイクル前の命令を
   取出す命令履歴取出し命令または指定サイクル前の命令
   のアドレスを取出すアドレス履歴取出し命令の場合に
   は、対応する第２のデコード信号を出力する命令デコー
   ド手段と、 前記デコード手段によるデコードの対象となる命令およ
   びそのアドレスを順次格納するためのバッファ手段と、 このバッファ手段における前記命令およびアドレスの格
   納先を順次切換え指定する書込みポインタ手段と、 前記命令デコード手段から前記第１のデコード信号が出
   力された場合、当該命令デコード手段によってデコード
   されている前記指定命令数ノー・オペレーション化命令
   の指定する命令数に相当するサイクルの期間中、その間
   にデコードされる後続の命令をノー・オペレーション命
   令として扱うためのノー・オペレーション化制御信号を
   前記命令デコード手段に出力する命令ノー・オペレーシ
   ョン化手段と、 前記命令デコード手段から前記第２のデコード信号が出
   力されている場合、当該命令デコード手段によってデコ
   ードされている前記命令履歴取出し命令またはアドレス
   履歴取出し命令の指定するサイクル数と前記書込みポイ
   ンタ手段の指す前記バッファ手段内位置をもとに、この
   バッファ手段から指定サイクル前の命令またはアドレス
   を取得する手段とを具備し、前記命令デコード手段は、
   前記命令ノー・オペレーション化手段から前記ノー・オ
   ペレーション化制御信号が出力されている期間、デコー
   ド対象となる命令を、その命令種別に無関係にノー・オ
   ペレーション命令として扱うことを特徴とする演算処理
   装置。
6. 【請求項６】前期記憶手段に、前記指定命令数ノー・オ
   ペレーション命令、当該命令によりノー・オペレーショ
   ン化される命令部分に設定される即値データ、および取
   得したい即値データを命令と見なしてサイクル数を指定
   することで前記バッファ手段から取出すための前記命令
   履歴取出し命令を記憶しておき、当該命令履歴取出し命
   令が実行された場合に、当該命令履歴取出し命令の指定
   するサイクル前の前記即値データを前記バッファ手段か
   ら取得するようにしたことを特徴とする請求項３または
   請求項５記載の演算処理装置。
7. 【請求項７】前期記憶手段に、前記指定命令数ノー・オ
   ペレーション命令、当該命令によりノー・オペレーショ
   ン化される命令部分に設定される手続き呼出しの引数、
   および取得したい引数を命令と見なしてサイクル数を指
   定することで前記バッファ手段から取出すための前記命
   令履歴取出し命令を記憶しておき、当該取出し命令が実
   行された場合に、当該取出し命令の指定するサイクル前
   の前記引数を前記バッファ手段から取得するようにした
   ことを特徴とする請求項３または請求項５記載の演算処
   理装置。
8. 【請求項８】前期記憶手段内の、実行開始サイクルより
   Ｎサイクル後にエラートラップの発生する可能性のある
   命令が実際にエラートラップした場合の飛び先に、サイ
   クル数Ｎ＋１を指定する前記アドレス履歴取出し命令を
   記憶しておき、当該取出し命令が実行された場合に、当
   該取出し命令の指定するサイクル前の前記エラートラッ
   プした命令のアドレスを前記バッファ手段から取得する
   ようにしたことを特徴とする請求項４または請求項５記
   載の演算処理装置。
9. 【請求項９】前記記憶手段内の、手続き呼出し命令の飛
   び先に、サイクル数１を指定する前記アドレス履歴取出
   し命令を記憶しておき、当該取出し命令が実行された場
   合に、当該取出し命令の指定するサイクル前の前記手続
   き命令のアドレスを前記バッファ手段から取得し、その
   アドレスの次のアドレスを戻りアドレスとして取得する
   ことを特徴とする請求項４または請求項５記載の演算処
   理装置。