JPH0721768B2

JPH0721768B2 - 情報処理装置

Info

Publication number: JPH0721768B2
Application number: JP63302903A
Authority: JP
Inventors: 浩三木村; 督三清原; 信生桧垣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-11-30
Filing date: 1988-11-30
Publication date: 1995-03-08
Anticipated expiration: 2010-03-08
Also published as: JPH02148226A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はディジタル情報処理装置に係り、特に命令実行
時の例外およびエラー発生において例外処理後、命令再
実行を実現する情報処理装置に関するものである。

従来の技術従来の情報処理装置としては、例えば特開昭57−209545
号公報に示されている。第８図はこの従来の情報処理装
置のブロック回路図を示すものであり、1010はマイクロ
命令を記憶する命令レジスタである。1011は命令コード
部（以下、OPCと称す。）である。1012はソースデータ
の格納の要、不要を示す格納ビット部（以下、Ｓと称
す。）である。1013は命令用メモリすなわちローカル記
憶（LS）1040のアドレスを記憶するアドレス部である。
1020は例えば５ビットからなり、第１および第２ビット
は“1"に固定され、第３〜第５ビットのみが更新され
る、すなわち24〜31の値を格納できる更新可能レジスタ
である。1030は格納ビット1012の値によって命令レジス
タ1010のアドレス部1013もしくは更新可能レジスタ1020
を選択され、その値を記憶するアドレスレジスタであ
る。1040はアドレスレジスタ1030の値をアドレスとして
アクセスされ、２つの領域に分割されているローカル記
憶である。1041はアドレス０〜23の命令用データ領域で
ある。1042はアドレス24〜31の命令再実行用データ領域
である。1050はデータレジスタである。

以上のように構成された従来の情報処理装置において、
以下、動作を説明する。

初めに、命令レジスタ1010の格納ビット部1012の値が
“0"の場合を想定する。この場合に、命令コード部1011
の内容がローカル記憶1040からデータを読み出す命令を
示していれば、アドレス部1013の内容がアドレスレジス
タ1030にセットされ、ローカル記憶がアクセスされる。
この結果、データがローカル記憶1040からデータレジス
タ1050に読みだされる。

他方、命令レジスタ1010の格納ビット部1012の値が“1"
の場合を想定する。この場合にも、命令コード部1011の
内容がローカル記憶1040からデータを読み出す命令であ
れば、前述と同様に、データがローカル記憶1040からデ
ータレジスタ1050に読みだされる。

次に、更新レジスタ1020の値たとえば“11000"がアドレ
スレジスタ1030にセットされ、従って、ローカル記憶10
40の24番地の命令再実行用データ領域1042がアクセスさ
れ、ここにデータレジスタ1050の内容が書きこまれる。
同時に更新可能レジスタ1020の値はカウントアップし、
“11001"となる。

このようにしてローカル記憶1040にソースデータを格納
したあとに、命令の再実行を行う場合、命令レジスタの
アドレス部1013の値で直接、ローカル記憶1040の24番地
から更新可能レジスタ1020の現在の値より１だけ小さい
値の番地までアクセスしてソースデータを読み出し、こ
れより、ソースデータの再格納を行う。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、命令再実行を実現
するために命令実行前にあらかじめソースデータをロー
カル記憶へ退避する必要があるため、演算を高速化する
ことは困難であり、高速化を図ろうとするたとえばレジ
スタファイルの複数の入力ポートが必要になり、莫大な
ハードウェアの増加となる。ハードウェアの増加は引い
てはサイクルロックの低下も起こしてしまう。

しかも、命令の実行中に命令再実行型の例外またはエラ
ー（例えば、リザーブド命令例外、バスエラーおよびペ
ージフォールト等）を生じた場合等は、例外またはエラ
ー処理ルーチンにおいてソースデータをローカル記憶よ
り読出し再実行対象の命令の実行前の状態に復元して、
再実行を行わなければならない。このため、仮想記憶対
応を考えた場合、ページフォールト等は頻繁に発生する
可能性があり、ソースデータの復元のためのオーバーヘ
ッドはシステムの性能低下を引き起こしてしまう。

また、命令によって破壊されるソースデータが異なるた
め、命令の実行前状態への復元するためには破壊された
ソースデータの履歴を残すか、または処理ルーチンにお
いて命令の解析が必要となる。当然、命令によって再実
行対象の命令の実行前の状態に復元動作が異なり、処理
ルーチンおよび制御方法の複雑化を生んでしまう。

逆に、すべての命令共通に復元動作を行おうとすると、
不必要なソースデータの退避、および退避領域の巨大化
を招いてしまう。

以上のように、速度低下による性能低下、制御の複雑
化、サイズの大型化等の問題を有していた。

また、従来、ソースデータの変更が発生した場合には命
令再実行を行わないという方法もあるが、命令再実行率
が低いということはシステムの信頼性の低さにつなが
り、基本的に仮想記憶対応は困難になる。一方、ソース
データが変更されても、再実行可能なようにソースデー
タを専用のレジスタまたはメモリ等に格納しておく方法
もあるが、サイズの巨大化を引き起こし、問題となる。
これらに関しては、従来の技術で引用した特開昭57−20
9545号公報の発明の詳細にも述べられている。

なお、特開昭57−209545号公報における退避するソース
データとは、命令中のオペランド指定部で指定されるオ
ペランドだけでなく、アドレシングモードによって副作
用を引き起こす資源にもあてはまる。たとえば、パーソ
ナルメディア株式会社発行のTRONプロジェクト‘87−'8
8、第５章３、表４に記載されているTRONチップのアド
レシングモードには＠SP＋で表記されるスタックポップ
アドレシングモードと＠−SPで表記されるスタックプッ
シュアドレシングモード等がある。このアドレシングモ
ードを使用した命令ADD:G ＠SP＋.W,R2.Wを考えると、
命令実行後にはR2およびSP（R15）が変化しており、R
2、SP（R15）共に退避するソースデータとしなければな
らない。

本発明はかかる点に鑑み、副作用のあるオペランド指定
部を有する命令の実行において、情報処理装置内部に副
作用の対象となる資源の複製を持たずに、例外が発生し
た場合でも、副作用の対象となる資源に関し命令実行前
に復元し、命令再実行を可能とする情報処理装置を提供
することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、命令を解読し、副作用のあるオペランド指定
部を検出する副作用検出装置と、命令の先頭から現在の
解読時まで副作用のあるオペランド指定部が無いことを
示す初期モードと、副作用のあるオペランド指定部の存
在を認識することにより、副作用のあるオペランド指定
部を既に解読済であることを示す副作用モードに遷移す
るモード管理装置と、マイクロ命令の発行によって命令
再実行を行なう例外の発生が今後起こりえないことを検
出する再実行例外検出装置と、命令を解読し、対応する
マイクロ命令を発行すると共に、命令最終語が副作用の
あるオペランド指定部を持たず、かつ命令再実行を行な
う例外の発生が今後起こりえないことを認識した場合に
は、指定した作業用レジスタの内容を副作用の対象であ
る資源に複写するマイクロ命令を追加発行するマイクロ
命令発生装置と、マイクロ命令のオペランドフィールド
が副作用の対象となる資源であるかどうかを検出する資
源干渉検出装置と、初期モードの場合、マイクロ命令の
デスティネーションオペランドフィールドが副作用の対
象となる資源であることを認識したならばデスディネー
ションオペランドフィールドを指定した作業用レジスタ
に修飾し、副作用モードの場合、命令再実行を行なう例
外の発生が今後起こり得ることを認識し、マイクロ命令
のオペランドフィールドが副作用の対象となる資源であ
ることを認識したならば指定した作業用レジスタに修飾
し、命令再実行を行なう例外の発生が今後起こり得ない
ことを認識し、マイクロ命令のソースオペランドフィー
ルドが副作用の対象となる資源であることを認識したな
らばソースオペランドフィールドを指定した作業用レジ
スタに修飾するオペランドフィールド修飾装置を備えた
情報処理装置である。

作用本発明は前記した構成により、複数個の基本解読単位か
らなる命令が、副作用のあるオペランド指定部を有する
場合、副作用のあるオペランド指定部を有する基本解読
単位命令語を初めて解読した時には、副作用の対象とな
る資源を演算し、資源を書き替えずに指定した作業用レ
ジスタに格納し、続いて副作用のあるオペランド指定部
を有する基本解読単位命令語を解読した時には、副作用
の対象となる資源の代りに指定した作業用レジスタを演
算し、その後対象となる資源を書き替えずに指定した作
業用レジスタに格納し、最終の基本解読単位命令語を解
読した時には、すべてのマイクロ命令を発行後指定した
作業用レジスタを副作用の対象となる資源に複写するこ
とにより、命令実行中、つまり命令再実行を行う例外等
が発生する可能性がある実行最中には、副作用の対象と
なる資源自身は変更せず命令前のデータを保持してお
き、命令の実行とともに副作用によって変化するデータ
は作業用レジスタに格納しておき、例外等の発生なく命
令に対する全てのオペレーションを実行完了時には、作
業用レジスタに格納しておいたデータを資源自身に格納
し、一方、再実行を行うエラーおよび例外等が発生した
場合には、命令を発生時に中断すれば副作用の対象とな
る資源には命令実行前のデータが保持されており、副作
用の対象となる資源を復元する必要がなく、副作用のあ
るオペランドの有無に関係なくエラーおよび例外処理ル
ーチンへ実行を移すことが可能となり、極めて簡単な制
御で、ハードウェアの増加なく、システムの性能低下な
く、仮想記憶対応の命令再実行を実現できる。

実施例第１図は本発明の情報処理装置の解読部の構成図であ
る。第１図において１は、命令を解読し、副作用のある
オペランド指定部を検出する副作用検出装置である。２
は、命令の先頭から現在の解読時まで副作用のあるオペ
ランド指定部が無いことを示す初期モードと、副作用の
あるオペランド指定部を既に解読済であることを示す副
作用モードを管理するモード管理装置である。３は、命
令再実行を行なう例外の発生が今後起こりえないことを
検出する再実行例外検出装置である。４は、命令を解読
し、対応するマイクロ命令を発行すると共に、指定した
作業用レジスタの内容を副作用の対象である資源に複写
するマイクロ命令を追加発行の機能を持つマイクロ命令
発行装置である。５は、マイクロ命令のオペランドフィ
ールドが副作用の対象となる資源であるかどうかを検出
する資源干渉検出装置である。６は、モード、オペラン
ドフィールドが副作用の対象となる資源であるかどう
か、および命令再実行を行なう例外の発生が今後起こり
えないかどうかの情報よりオペランドフィールドを指定
した作業用レジスタに修飾するオペランドフィールド修
飾装置である。

第２図は、マイクロ命令を説明するための図である。７
は、マイクロ命令発行装置４およびオペランドフィール
ド修飾装置６の出力であるマイクロ命令である。71は、
オペレーションフィールドである。72は、ソースＡオペ
ランドフィールドである。73は、ソースＢオペランドフ
ィールドである。74は、デスティネーションオペランド
フィールドである。

第３図は、情報処理装置の演算部を説明するための図で
ある。８は、汎用レジスタと作業用レジスタからなるレ
ジスタファイルである。９は、演算装置である。

第４図は、副作用のあるオペランド指定部を有する命令
の処理を説明するための図である。10は、命令ADD:G
＠SP＋.W,R2.Wを解読したときにマイクロ命令発行装置
４から出力するマイクロ命令のニモニックである。OA
は、オペランドアクセスのための実効アドレス計算を示
す。OFは、実効アドレスを用いてメモリからオペランド
の読みこみを示す。EXは、演算を示す。EX＆Ｓは、演算
後メモリへの書き込みを示す。SPはスタックポインタを
示す。ARは、メモリアクセスの実効アドレスを格納する
アドレスレジスタを示す。MEMは、メモリである。WR0
は、作業用レジスタ０番である。WR1は、作業用レジス
タ１番である。R2は、汎用レジスタ２番である。＋は、
加算動作を示す。−は、減算動作を示す。→は、転送動
作を示す。

第５図は、副作用のあるオペランド指定部を有する命令
の処理を説明するための図である。11は、命令ADD:G
＠SP＋.W,R2.Wを解読したときにオペランドフィールド
修飾装置６から出力するマイクロ命令のニモニックであ
る。

第６図は、副作用のあるオペランド指定部を有する命令
の処理を説明するための図である。12は、命令CMP:G
＠SP＋.W,＠SP＋.Wを解読したときにマイクロ命令発行
装置４から出力するマイクロ命令のニモニックである。
WR2は、作業用レジスタ２番である。

第７図は、副作用のあるオペランド指定部を有する命令
の処理を説明するための図である。13は、命令CMP:G
＠SP＋.W,＠SP＋.Wを解読したときにオペランドフィー
ルド修飾装置６から出力するマイクロ命令のニモニック
である。

以上のように構成された本実施例の情報処理装置につい
て、命令ADD:G ＠SP＋.W,R2.Wを処理する動作を説明す
る。なお、ここで用いる命令表記は、前述のTRONチップ
におけるものを使用する。

まず、命令ADD:G ＠SP＋.W,R2.Wは２ハーフワード命令
（１ハーフワードは16ビットつまり２バイトである）
（２ハーフワード命令を2HW命令とする）であるが、1HW
が解読基本単位であり、第1HWに副作用のあるオペラン
ド指定部＠SP＋（スタックポップアドレシングモード）
が存在し、続く第2HWにオペランド指定部R2とオペレー
ションが有る。以下、命令の動作を説明する。SPの内容
はソース・オペランドの実効アドレスであり、そのアド
レスが指すメモリ上のワードデータ（32ビットデータつ
まり４バイトデータ）の作業用レジスタに格納する。＠
SP＋が存在し、かつワード演算のため、副作用の対象と
なるSPに４加算する。最後に作業用レジスタの内容とR2
の内容を加算し、R2に格納する。

（１）第1HWを命令読み出し部から入力する。副作用検
出装置１は、副作用を持つオペランド指定部つまりスタ
ックポップアドレシングモード（＠SP＋）を検出する。
モード管理装置２は初期モードに設定されており、第1H
Wに対応するモードは初期モードである。副作用を持つ
オペランド指定部の検出による副作用モードへの遷移は
第2HWを解読する時に行われる。再実行例外検出装置３
は、続く第2HWを実行中に例外（第2HWを読み込み中にバ
スエラーが発生し、第2HW自身を入力できない、第2HW自
身がリザーブド命令のビットパターンである、および、
第2HW実行中のオペランドに関するバスエラーが発生す
る等）が発生する可能性があるため、第1HW解読中は命
令再実行を行なう例外の発生が今後起こり得ると判断す
る。マイクロ命令発行装置４は、命令を解読後、それに
対応するマイクロ命令列を発行する。ADD:G ＠SP＋.W,
R2.Wの第1HWを解読したとき、マイクロ命令発行装置４
から出力するニモニックは、命令再実行を行なう例外の
発生が今後起こり得ると判断を考慮し、10−１〜３とな
る。資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７のオペラン
ドフィールドが副作用の対象となる資源つまりSPである
かどうかを検出する。オペランドフィールド修飾装置６
は、モード管理装置２が初期モードを示していることか
ら、マイクロ命令７のデスティネーションオペランドフ
ィールド７−４が副作用の対象となる資源であることを
認識したならばデスティネーションオペランドフィール
ド７−４を指定した作業用レジスタに修飾する。

ここでマイクロ命令発生装置４から発行するマイクロ命
令７の動きを追う。10−１が発行されると、資源干渉検
出装置５は、マイクロ命令７のソースオペランドフィー
ルド７−２もしくは７−３がSPであることを検出しオペ
ランドフィールド修飾装置６に伝えるが、オペランドフ
ィールド修飾装置６は、モード管理装置２が初期モード
を示していることより修飾をせず、そのまま演算部へ発
行される。演算部はSPのデータをARに格納する。102が
発行されても、修飾対象は存在しないため、マイクロ命
令７はそのまま発行され、演算部はARのデータを実効ア
ドレスとしてメモリからデータを読出し、WR1に格納す
る。103が発行されると、資源干渉検出装置５は、マイ
クロ命令７のソース72もしくは73およびデスティネーシ
ョン74両オペランドフィールドがSPであることを検出し
オペランドフィールド修飾装置６に伝える。オペランド
フィールド修飾装置６は、モード管理装置２が初期モー
ドを示していることよりデスティネーションオペランド
フィールド74をWR0に修飾し、演算部へ発行する。演算
部はSPのデータに４加算し、WR0に格納する。オペラン
ドフィールド修飾装置６が発行するマイクロ命令７は11
1〜３となる。以上説明した様にマイクロ命令103は113
に修飾される。

（２）第1HWに対応するマイクロ命令をすべて発行終了
したので、命令の第2HWを命令読み出し部から入力し解
読を開始する。副作用検出装置１は、第2HW中には副作
用を持つオペランド指定部が存在しないことを認識す
る。モード管理装置２は、第2HWを解読したので初期モ
ードから、第1HW中での副作用を持つオペランド指定部
の検出による副作用モードへの遷移する。再実行例外検
出装置３は、第2HWを実行中に例外（オペランドのメモ
リへの書き込みが、そのマイクロ命令以前に発生したバ
スエラーによって実行できない等）が発生する可能性が
あるため、マイクロ命令104の発行完了まで、命令再実
行を行なう例外の発生が今後起こり得ると判断する。た
だし、マイクロ命令104の発行完了以降は、命令再実行
を行なう例外の発生が今後起こり得ないと判断できる。
マイクロ命令発行装置４は、命令を解読後、それに対応
するマイクロ命令列を発行する。ADD:G ＠SP＋.W,R2.W
の第2HWを解読したとき、マイクロ命令発行装置４は、
マイクロ命令104を発行するが、104の発行完了以降は、
命令再実行を行なう例外の発生が今後起こり得ないとの
判断より、指定した作業用レジスタの内容を副作用の対
象である資源に複写するマイクロ命令105を追加発行す
る。資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７のオペラン
ドフィールドが副作用の対象となる資源つまりSPである
かどうかを検出する。オペランドフィールド修飾装置６
は、モード管理装置２が副作用モードを示しているこ
と、オペランドフィールドが副作用の対象となる資源で
あるかどうか、および命令再実行を行なう例外の発生が
今後起こりえないかどうかの情報よりオペランドフィー
ルドを指定した作業用レジスタに修飾する。

ここでマイクロ命令発行装置４から発行するマイクロ命
令７の動きを追う。104が発行されると、修飾対象は存
在しないため、マイクロ命令７はそのまま発行され、演
算部はWR1のデータとR2を加算しR2に格納する。105が発
行されると、資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７の
デスティネーションオペランドフィールド74がSPである
ことを検出しオペランドフィールド修飾装置６に伝え
る。オペランドフィールド修飾装置６は、モード管理装
置２が副作用モードを示していること、再実行例外検出
装置が命令再実行を行なう例外の発生が今後起こり得な
いと判断していること、マイクロ命令７のデスティネー
ションオペランドフィールド７−４だけが副作用の対象
となる資源であることを認識し、マイクロ命令７を修飾
しない。よって演算部はWR0のデータをSPに格納するこ
とより、SPに対する副作用演算を実体に複写する。オペ
ランドフィールド修飾装置６が発行するマイクロ命令７
は114〜５となる。以上説明した様にマイクロ命令10−
５は115に修飾される。

ここで以上説明したマイクロ命令の発行で命令再実行が
可能となることを解説する。命令ADD:G ＠SP＋.W,R2.W
において、データが変化する可能性のある資源はR2およ
びSPである。今回R2に関しては変化する前にデータの複
写を行わないが、以下の理由による、R2のデータは変化
するが、基本としてデータの格納が１回であり、そのマ
イクロ命令はマイクロ命令列の最後、もしくはそれ以降
命令再実行を行う例外が発生しない時に発行され、も
し、データの格納がメモリへのストアであっても最後の
ストアによるバスエラーは命令完了型の例外（エラーを
起こした命令は完了したものとし、再実行しない例外）
とできる、ことにより予めコピーを取る必要は無い。

ところがSPは基本的に1HW単位解読するごとに変化を要
求される。よって、SP自身を変化させる方法では、複写
を取ることが必要であり、一方、本発明の方法を取ると
SP自身は変化させずに作業用レジスタを用い、再実行型
例外の発生の可能性が無くなってからSP自身を変化させ
ることにより、再実行型例外発生時にSPのデータを保証
している。

以上よりADD:G ＠SP＋.W,R2.Wにおいて、データが変化
する可能性のある資源に対しても命令再実行時には命令
直前の環境に復元でき、命令再実行が可能となる。

続いて、命令CMP:G ＠SP＋.W,＠SP＋.Wを処理する動作
を説明する。

まず、命令CMP:G ＠SP＋.W,＠SP＋.Wも２ハーフワード
命令であり、第1HWに副作用のあるオペランド指定部＠S
P＋（スタックポップアドレシングモード）が存在し、
続く第2HWにも副作用のあるオペランド指定部＠SP＋
（スタックポップアドレシングモード）とオペレーショ
ンが有る。以下、命令の動作を説明する。SPの内容はソ
ース・オペランドの実効アドレスであり、そのアドレス
が指すメモリ上のワードデータを作業用レジスタに格納
する。＠SP＋が存在し、かつワード演算のため、副作用
の対象となるSPに４加算する。続いてSPの内容は２つめ
のソース・オペランドの実効アドレスであり、そのアド
レスが指すメモリ上のワードデータを別の作業用レジス
タに格納する。お互いの作業用レジスタの内容を比較す
る。最後に副作用の対象となるSPに４加算する。

（１）第1HWを命令読み出し部から入力する。副作用検
出装置１は、副作用を持つオペランド指定部つまりスタ
ックポップアドレシングモード（＠SP＋）を検出する。
モード管理装置２は初期モードに設定されており、第1H
Wに対応するモードは初期モードである。副作用を持つ
オペランド指定部の検出による副作用モードへの遷移は
第2HWを解読する時に行われる。再実行例外検出装置３
は、続く第2HWを実行中に例外が発生する可能性がある
ため、第1HW解読中は命令再実行を行なう例外の発生が
今後起こり得ると判断する。マイクロ命令発行装置４
は、命令を解読後、それに対応するマイクロ命令列を発
行する。CMP:G ＠SP＋.W,＠SP＋.Wの第1HWを解読した
とき、マイクロ命令発行装置４から出力するニモニック
は、命令再実行を行なう例外の発生が今後起こり得ると
判断を考慮し、121〜３となる。資源干渉検出装置５
は、マイクロ命令７のオペランドフィールドが副作用の
対象となる資源つまりSPであるかどうかを検出する。オ
ペランドフィールド修飾装置６は、モード管理装置２が
初期モードを示していることから、マイクロ命令７のデ
スティネーションオペランドフィールド74が副作用の対
象となる資源であることを認識したならばデスティネー
ションオペランドフィールド74を指定した作業用レジス
タに修飾する。

ここでマイクロ命令発行装置４から発行するマイクロ命
令７の動きを追う。121が発行されると、資源干渉検出
装置５は、マイクロ命令７のソースオペランドフィール
ド72もしくは73がSPであることを検出しオペランドフィ
ールド修飾装置６に伝えるが、オペランドフィールド修
飾装置６は、モード管理装置２が初期モードを示してい
ることより修飾をせず、そのまま演算部へ発行される。
演算部はSPのデータをARに格納する。122が発行されて
も、修飾対象は存在しないため、マイクロ命令７はその
まま発行され、演算部はARのデータを実効アドレスとし
てメモリからデータを読出し、WR1に格納する。123が発
行されると、資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７の
ソース72もしくは73およびデスティネーション74両オペ
ランドフィールドがSPであることを検出しオペランドフ
ィールド修飾装置６に伝える。オペランドフィールド修
飾装置６は、モード管理装置２が初期モードを示してい
ることよりデスティネーションオペランドフィールド74
をWR0に修飾し、演算部へ発行する。演算部はSPのデー
タに４加算し、WR0に格納する。オペランドフィールド
修飾装置６が発行するマイクロ命令７は121〜３とな
る。以上説明した様にマイクロ命令123は133に修飾され
る。CMP:G ＠SP＋.W,＠SP＋.Wの第1HWに対応するマイ
クロ命令は、ADD:G ＠SP＋.W,R2.Wの第1HWと同じであ
る。

（２）第1HWに対応するマイクロ命令をすべて発行終了
したので、命令の第2HWを命令読み出し部から入力し解
読を開始する。副作用検出装置１は、第2HW中にも副作
用を持つオペランド指定部つまりスタックポップアドレ
シングモード（＠SP＋）を検出する。モード管理装置２
は、第2HWを解読したので初期モードから、第1HW中での
副作用を持つオペランド指定部の検出による副作用モー
ドへの遷移する。再実行例外検出装置３は、第2HWを実
行中に例外（オペランドのメモリからの読みこみにおい
て、バスエラーが発生する等）が発生する可能性がある
ため、マイクロ命令126の発行完了まで、命令再実行を
行なう例外の発生が今後起こり得ると判断する。ただ
し、マイクロ命令126の発行完了以降は、命令再実行を
行なう例外の発生が今後起こり得ないと判断できる。マ
イクロ命令発行装置４は、命令を解読後、それに対応す
るマイクロ命令列を発行する。CMP:G ＠SP＋.W,＠SP
＋.Wの第2HWを解読したとき、マイクロ命令発行装置４
は、マイクロ命令12−４〜７を発行する。第2HWは、最
終解読語であり、かつ副作用のあるオペランド指定部を
有することから、指定した作業用レジスタの内容を副作
用の対象である資源に複写するマイクロ命令の追加発行
は行わない。。資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７
のオペランドフィールドが副作用の対象となる資源つま
りSPであるかどうかを検出する。オペランドフィールド
修飾装置６は、モード管理装置２が副作用モードを示し
ていること、オペランドフィールドが副作用の対象とな
る資源であるかどうか、および命令再実行を行なう例外
の発生が今後起こりえないかどうかの情報よりオペラン
ドフィールドを指定した作業用レジスタに修飾する。

ここでマイクロ命令発行装置４から発行するマイクロ命
令７の動きを追う。124が発行されると、資源干渉検出
装置５は、マイクロ命令７のソースオペランドフィール
ド72もしくは73がSPであることを検出しオペランドフィ
ールド修飾装置６に伝える。オペランドフィールド修飾
装置６は、モード管理装置２が副作用モードを示してい
ることよりソースオペランドフィールド72もしくは73を
WR0に修飾し、演算部へ発行する。演算部はWR0のデータ
をARに格納する。125が発行されると、修飾対象は存在
しないため、マイクロ命令７はそのまま発行され、演算
部はARのデータを実効アドレスとしてメモリからデータ
を読出し、WR2に格納する。126が発行されると、修飾対
象は存在しないため、マイクロ命令７はそのまま発行さ
れ、演算部はWR1のデータとWR2を比較する。127が発行
されると、資源干渉検出装置５は、マイクロ命令７のソ
ース72もしくは73およびデスティネーション74両オペラ
ンドフィールドがSPであることを検出しオペランドフィ
ールド修飾装置６に伝える。オペランドフィールド修飾
装置６は、モード管理装置２が副作用モードを示してい
ること、再実行例外検出装置が命令再実行を行なう例外
の発生が今後起こり得ないと判断していること、マイク
ロ命令７のソース72もしくは73およびデスティネーショ
ン74両オペランドフィールドが副作用の対象となる資源
であることを認識し、デスティネーションオペランドフ
ィールド74をWR0に修飾し、演算部へ発行する。よって
演算部はWR0のデータをSPに格納することより、SPに対
する副作用演算を実体に複写する。オペランドフィール
ド修飾装置６が発行するマイクロ命令７は134〜７とな
る。以上説明した様にマイクロ命令124および７は134お
よび７に修飾される。

ここで以上説明したマイクロ命令の発行で命令再実行が
可能となることを解説する。命令CMP:G ＠SP＋.W,＠SP
＋.Wにおいて、データが変化する可能性のある資源はSP
だけある。SPは基本的に1HW単位解読するごとに変化を
要求される。よって、SP自身を変化させる方法では、複
写を取ることが必要であり、一方、本発明の方法を取る
とSP自身は変化させずに作業用レジスタを用い、再実行
型例外の発生の可能性が無くなってからSP自身を変化さ
せることにより、再実行型例外発生時にSPのデータを保
証している。

CMP:G ＠SP＋.W,＠SP＋.Wにおいて、データが変化する
可能性のある資源に対しても命令再実行時には命令直前
の環境に復元でき、命令再実行が可能となる。

以上のように、本実施例によれば、副作用のあるオペラ
ンド指定部を検出する副作用検出装置１と、初期モード
と副作用モードを管理するモード管理装置２と命令再実
行型例外の発生が今後起こりえないことを検出する再実
行例外検出装置３と、マイクロ命令の発行と共に、指定
した作業用レジスタの内容を副作用の対象である資源に
複写するマイクロ命令を追加発行の機能を持つマイクロ
命令発行装置４と、オペランドフィールドが副作用の対
象となる資源であるかどうかを検出する資源干渉検出装
置５と、オペランドフィールドを指定した作業用レジス
タに修飾するオペランドフィールド修飾装置６を設ける
ことにより、副作用の対象となる資源自身は、再実行型
の例外発生の可能性のある間は変更せず命令前のデータ
を保持しておき、命令の実行とともに副作用により変化
するデータは作業用レジスタに格納しておき、オペレー
ション完了時には、作業用レジスタに格納しておいたデ
ータを資源自身に複写することより、命令再実行を行え
る。

なお、本実施例において、副作用検出装置１、モード管
理装置２、および資源干渉検出装置５等は、PLA（Progr
ammable Logic Array）で簡単に実現でき、再実行例外
検出装置３、マイクロ命令発行装置４、およびオペラン
ドフィールド修飾装置６等は、PLAとROM（Read Only Me
mory）で簡単に実現できる。これは、マイクロプロセッ
サ等においても実現が容易であること、修正変更等が容
易に行えること、マイクロプログラム制御に簡単に取り
入れること等を考えると大きな長所である。

また、本実施例において、作業用レジスタが必要となり
ハードウェアの増加をともなうような印象を与えてしま
うが、通常、情報処理装置は高機能命令実行のため、複
数の作業用レジスタを有しており、本実施例においても
その内の１個のレジスタを一時的に使用したに過ぎな
い。よってハードウェアの増加は必要ない。

発明の効果以上説明したように、本発明によれば、副作用のあるオ
ペランド指定部を有する命令の実行において、情報処理
装置内部に副作用の対象となる資源の複製を持たずに、
例外が発生した場合でも、副作用の対象となる資源に関
し命令実行前に復元し、命令再実行することができその
実用的効果は大きい。具体的には、以下のような効果と
なる。まず、命令再実行時においてソースデータの復元
等は必要なく、制御が簡単化できる。また、本情報処理
装置は専用ハードウェアの増加も必要なく実現でき、マ
イクロ命令で制御できることから装置の検証も簡単にな
る。引いては、情報処理装置の稼働率をあげ、信頼性を
上げることが可能で、仮想記憶対応も容易である。これ
らの実用的効果は非常に大きいと言える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の情報処理装置の解読部の構
成図、第２図は同実施例のマイクロ命令の説明図、第３
図は同実施例の情報処理装置が有する演算部の説明図、
第４図は副作用のあるオペランド指定部を有する命令の
処理の説明図、第５図は副作用のあるオペランド指定部
を有する命令の処理の説明図、第６図は副作用のあるオ
ペランド指定部を有する命令の処理の説明図、第７図は
副作用のあるオペランド指定部を有する命令の処理の説
明図、第８図は従来の情報処理装置のブロック回路図で
ある。１……副作用検出装置、２……モード管理装置、３……再実行例外検出装置、４……マイクロ命令発行装置、５……資源干渉検出装置、６……オペランドフィールド修飾装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】命令を解読し、演算の対象となるオペラン
ドの指定と同時に、前記演算の対象となるオペランド以
外の資源である副作用の対象となる資源を書き替える、
副作用のあるオペランド指定部を検出する副作用検出装
置と、前記命令において前記命令の先頭から現在の解読
時まで副作用のあるオペランド指定部が無いことを示す
初期モードと、前記副作用検出装置より副作用のあるオ
ペランド指定部検出を認識することにより前記初期モー
ドから副作用のあるオペランド指定部を既に解読済であ
ることを示す副作用モードへ遷移するモード管理装置
と、前記命令を解読し、マイクロ命令の発行によって命
令再実行を行なう例外の発生が今後起こりえないことを
検出する再実行例外検出装置と、前記命令を解読し、前
記命令に対応するマイクロ命令を発行すると共に、前記
命令の命令最終語が副作用のあるオペランド指定部を持
たず、かつ前記再実行例外検出装置より命令再実行を行
なう例外の発生が今後起こりえないことを認識した場合
には、指定した作業用レジスタの内容を副作用の対象で
ある資源に複写するマイクロ命令を追加発行するマイク
ロ命令発行装置と、前記マイクロ命令発行装置が発行し
たマイクロ命令における演算の対象を指定するオペラン
ドフィールドが副作用の対象となる資源であるかどうか
を検出する資源干渉検出装置と、前記命令を解読し、前
記モード管理装置が保持するモードが前記初期モードの
場合、前記資源干渉検出装置より前記マイクロ命令発行
装置が発行するマイクロ命令のデスティネーションオペ
ランドフィールドが副作用の対象となる資源であること
を認識したならばデスティネーションオペランドフィー
ルドを前記指定した作業用レジスタに修飾し、前記副作
用モードの場合、前記再実行例外検出装置より命令再実
行を行なう例外の発生が今後起こり得ることを認識し、
マイクロ命令のオペランドフィールドが副作用の対象と
なる資源であることを認識したならば前記指定した作業
用レジスタに修飾し、前記再実行例外検出装置より命令
再実行を行なう例外の発生が今後起こり得ないことを認
識し、マイクロ命令のソースオペランドフィールドが副
作用の対象となる資源であることを認識したならばソー
スオペランドフィールドを前記指定した作業用レジスタ
に修飾するオペランドフィールド修飾装置とを備えたこ
とを特徴とする情報処理装置。