JPH0793183A - プログラム分析のためのフック命令実行方法及びデータ処理システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一意に制御されるフック命令と分析プログラ
ムの間に動的実行リンクを提供すること。 【構成】 新規の動的実行リンクはフック操作に対する
ＯＳの関与を排除し、ＯＳをフック命令の実行にリンク
するために従来使用されていた割込みを排除する。した
がって、本発明の動的実行リンクは各使用可能フック命
令から分析プログラムへの非割込み接続、及び分析プロ
グラムからフックされたプログラムへの非割込み接続を
もたらす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１つまたは複数のプログ
ラムを実行しながら、これらに関する統計情報、状態情
報またはデバッグ情報を効率的に収集し、生成する方法
及び手段に関する。

【０００２】

【従来の技術】フック・プログラム（hooked program）
の実行に関する統計及び状態の情報の収集に使用される
Ｓ／３７０モニタ呼出し（ＭＣ）命令（及びその他のフ
ック命令）は、従来技術で説明されている。Ｓ／３７０
モニタ呼出し命令は「Enterprise System Architecture
/390」（資料番号：ＳＡ２２−７２０１−００）という
既存の刊行物の第７−３３ないし第７−３４ページで説
明されている。モニタ呼出し命令が実行され、制御レジ
スタ８の対応するモニタ・マスク・ビットが１にセット
されると、プログラム割込みが生じる。モニタ・マスク
・ビットが０であると、ＭＣ命令に対する割込みは生じ
ない。ＭＣ命令のビット１２−１５（Ｉ２フィールドと
呼ぶ）は１６の監視クラスの内の１つを指定する数字を
含んでいる。このクラスに対応したモニタ・マスク・ビ
ットが１にセットされると、モニタ事象プログラム割込
みが生じる。ＭＣ命令のフィールドＢ１、Ｄ１の最初の
オペランドはアドレスではないが、モニタ・コードを形
成し、このコードはシステム・メモリ・ワード位置１５
６に格納され、プログラムの各ＭＣ命令に対する独自の
識別を可能とする。

【０００３】本明細書において、「フック・プログラ
ム」とは（従来のＭＣ命令がその一例である）フック命
令を含んでいる任意のプログラムと定義される。使用可
能なフック命令はこれらを含んでいるフック・プログラ
ム内で実行され、プログラムの特性を分析し、プログラ
ムに関する実行統計を収集し、プログラムの状態を監視
し、プログラムの実行中に存在する、分岐アドレスの検
出、プロセッサの状態、汎用レジスタの内容、システム
・メモリ内のプログラムやデータの位置、実行時間の記
録、あるいはフック命令の実行頻度などのその他の状態
を検出する。プログラムの選択された実行点における時
間、状態、特性及び位置の情報の収集は、実行プログラ
ムのデバッグ及びプログラムの作動の効率の決定に有用
なものである。

【０００４】各使用可能ＭＣ命令は、オペレーティング
・システム（ＯＳ）にフック・プログラムの現在のディ
スパッチを終了させる割込み信号を生成することによっ
て、そのフック・プログラムからＯＳソフトウェアへプ
ロセッサの制御を渡す。次いで、ＯＳは分析プログラム
（監視プログラム）を呼び出して、割込みＭＣ命令に関
してフック・プログラムに対して存在するシステム及び
プロセッサの状態を分析する。分析プログラムの実行
後、ＯＳはフック・プログラムを再ディスパッチし、Ｍ
Ｃ命令後に該プログラムの実行を継続する。割込みはフ
ック・プログラムの状態をセーブするが、この状態は割
込みに対するすべての処理が完了した後、ＯＳによって
復元される。

【０００５】フック・プログラムの割込み及び再ディス
パッチ（フックの使用可能なＭＣ命令のタイプによる）
は、フック・プログラムのパフォーマンスを大幅に低下
させる。このようなタイプのフックを含んでいるプログ
ラムは一般に、プログラム・パフォーマンスの大幅な低
下が比較的短時間であるテスト操作に対して認められる
テスト環境においてのみ実行される。本発明は使用可
能、使用不能にかかわりなく、フック命令による再ディ
スパッチに対するプログラムの割込み及びＯＳの介入を
防止する。

【０００６】ＭＣ命令を含んでいるフック・プログラム
の場合、ＯＳはすべてのマスク・ビットをオフにし、フ
ック・プログラム内のすべてのＭＣ命令を使用不能と
し、これによって、ＭＣ割込みによって引き起こされる
割込みオーバヘッドなしの実行を可能とする。あるい
は、ＯＳは選択的に、マスク・ビットのあるものを使用
可能とし、他のものを使用不能として、ＭＣ命令のいく
つかが制御をＯＳが制御する分析プログラムに渡すこと
を選択的に可能とする。

【０００７】従来の分析プログラムはＩＢＭ Ｉｎｓｐ
ｅｃｔプログラムであり、これにはＩＢＭが資料番号Ｓ
Ｃ２６−４５３０−０で刊行している「Inspect for C/
370and PL/1 - Using INSPECT」という資料がある。Ｉ
ｎｓｐｅｃｔプログラムはＣ／３７０及びＰＬ／１プロ
グラムを分析し、デバッグするために使用される。Ｓ／
３９０モニタ呼出し（ＭＣ）命令がフック・プログラム
（Ｉｎｓｐｅｃｔプログラムによる分析対象のプログラ
ム）の選択された点に挿入され、使用可能とされている
場合に、この命令によって、Ｉｎｓｐｅｃｔを呼出し、
フック・プログラムに関する分析及びデバッグ情報を生
成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この分野のその他の従
来技術には、同様な分析機能を達成するための組込み呼
出し、オーバレイ・トラップ、及びモニタ命令などがあ
る。

【０００９】組込み呼出しはサブルーチン・リンクとし
て使用される。これらが使えるのは、所定の点において
のみであって、呼出しシーケンスは分析されているプロ
グラムの状態の一部を妨害する。実行オーバヘッドは最
小限であるが、通常、特権を広げることはできない。

【００１０】モニタ呼出し（ＭＣ）命令や監視プログラ
ム呼出し（ＳＶＣ）命令と同様オーバレイ・トラップは
割込みオーバヘッドを引き起こし、制御プログラムが分
析されているプログラムの状態を収集し、復元すること
を必要とする。これには大量の実行オーバヘッドを要す
るが、状態の妨害はほとんど、あるいはまったくない。
分析されているプログラムから分析プログラムへの特権
切換えは、制御プログラム（オペレーティング・システ
ム）が関与することによってのみ行われる。

【００１１】従来のモニタ命令は条件付きトラップを引
き起こし、これは分析プログラムの実行を不能とするた
めに、マスクがセットされた場合に、システム・オーバ
ヘッドを防止する。分析プログラムの実行を可能とする
ようにマスクがセットされた場合、多量の実行オーバヘ
ッドを引き起こす制御プログラムの割込みをもたらす。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は一意に制御され
るフック命令と分析プログラムの間に動的実行リンクを
提供する。新規の動的実行リンクはフック操作に対する
ＯＳの関与を排除し、ＯＳをフック命令の実行にリンク
するために従来使用されていた割込みを排除する。した
がって、本発明の動的実行リンクは使用可能な各フック
命令から分析プログラムへの割込みのない接続、及び逆
に分析プログラムからフック・プログラムへの割込みの
ない接続をもたらす。

【００１３】本発明の動的実行リンクは分析プログラム
の作動効率を大幅に改善することができる。本発明によ
る分析プログラムの割込みのない呼出しは、プログラム
分析、プログラム監査、プログラム追跡、フック・プロ
グラムのデバッグなどに使用した場合に、フック・プロ
グラムに関する情報をより効率的に収集することができ
る。

【００１４】本発明が提供する新規の実行リンクは、分
析プログラムがフック・プログラム（分析対象プログラ
ム）の全体の状態を妨げない態様で、フック・プログラ
ムとの間で制御を動的に授受することを可能とする。フ
ック・プログラム（分析対象プログラム）あるいは分析
プログラムのいずれにも割り込むことなくフック・プロ
グラムから分析プログラムへ制御を動的に転送する本発
明のプロセスを、本明細書では従来技術の「割込みフッ
ク」と対照区別して、「非割込みフック」と呼ぶ。

【００１５】本発明はフック命令によるプログラム割込
みから生じるオペレーティング・システムによるディス
パッチ及び再ディスパッチも排除し、これは使用可能な
フック・プログラム及び分析プログラムの実行効率の大
幅な改善に寄与する。

【００１６】本発明はフック・プログラムの実行に対す
る割込みを必要とすることなく、分析プログラムの実行
を、使用可能な各フック命令に付加する。一方、各従来
技術のモニタ呼出し（ＭＣ）命令の実行はフック・プロ
グラムに割り込み、オペレーティング・システム（Ｏ
Ｓ）ソフトウェアにフック・プログラムのディスパッチ
を解除し、分析プログラムをディスパッチさせる。分析
プログラムの実行後、従来技術では分析プログラムがＯ
Ｓにアクセスし、ＯＳがこの分析プログラムをディスパ
ッチ解除し、フック・プログラムをディスパッチして、
ＭＣ命令の後でその実行を継続する。各ＭＣ命令の割込
みならびにその結果もたらされるディスパッチ解除及び
ディスパッチは、不必要なＯＳオーバヘッドをもたらす
が、これは本発明によって排除される。

【００１７】本発明が提供する非割込みリンクは保全性
チェックを含んでおり、これは通常のプログラム・リン
クで生じる問題に対する保護を行う。

【００１８】本発明の非割込みリンクはプロセッサ実行
制御に直接組み込まれた許可及び状況格納制御を含んで
おり、これらはＯＳを必要としない。本発明は、フック
・プログラムと分析プログラムの間において、本発明の
使用可能フック命令の双方向での連続的でスムースな実
行の遷移をもたらす。システムの保全性はプロセッサに
直接組み込まれた制御によって保存される。これらの制
御をプロセッサに直接組み込むと、フック命令と分析プ
ログラムの間の従来の割込みリンクを凌駕する、本発明
による非割込みリンクの主要なパフォーマンス上の利点
をもたらす。

【００１９】本発明は任意の数の分析プログラム、ある
いは共通システム・メモリ内の同一の分析プログラムを
使用して、複数のプロセッサによって分析される任意の
数のフック・プログラムの同時実行を可能とする。これ
には複数のディスパッチ可能なユニットのもとで、ある
いは単一のディスパッチ可能なユニットのもとでサブス
ペースと共に実行されるプログラムが含まれる。

【００２０】詳細にいうと、本発明はさまざまなタイプ
のフック命令を提供する。１つのタイプは多数のフック
番号を指定することのできる命令オペランドを有してい
る。フック・プログラムにおいて、このタイプのフック
命令を実行する場合に、プロセッサ・マスク・フィール
ドで、フック番号を使用可能（使用不能）としないこと
も、あるいはいずれかを使用可能（使用不能）とするこ
ともできる。このタイプのフック命令によって実行され
る分析プログラムは、そのためにＯＳサービスを呼び出
さずに、フック命令に対するマスク・フィールドの設定
を直接セット、リセット、あるいは変更することができ
る。それ故、分析プログラムにプロセッサの制御が与え
られた場合、該プログラムはどのフック命令タイプ番号
を使用可能とするか、あるいはどれを使用不能とするか
を直接制御することができる。たとえば、端末装置のと
ころにいるプログラマは分析プログラムと通信して、指
定されたフック番号に対するマスク変更を制御すること
ができる。

【００２１】本発明が提供する他のタイプのフック命令
はマスクなしに作動する。このマスクレス・フック命令
に必要なものは操作コードだけであり、それ故、命令長
は短くなる。これにはフック番号を指定する機能はな
い。その使用目的はもともとフックを含むように設計さ
れておらず、フックが後で考えられたプログラム、ある
いはフックを備えているが、それが以前に計画されてい
た位置にないプログラムを監視するためである。これら
の小さい（２バイト）フック命令はオーバレイ・コード
によって、これらが常に使用可能とされると考えられる
必要な監視点のみに挿入される。本発明のマスク可能な
タイプのフック命令と同様に、本発明のマスクレス・タ
イプのフック命令もいかなるＯＳサービスを使用も、呼
出しもしない。既存のコードをオーバレイすることによ
るフックの挿入がフック・プログラムの実行に問題を引
き起こすことがあるので、本発明はそのマスクレス・フ
ック命令に、そのマスク・タイプのフック命令に対する
ものよりも厳密な実行基準を設ける。

【００２２】本発明によって割込み及び再ディスパッチ
を排除すると、フック・プログラムの作動状態に対する
妨害が最小となる。状態の妨害が最小であることは、特
にフック命令がフック・プログラム内の多数の場所に配
置されている場合に、どのような実行状態がこれらの場
所に存在しているかを正確に判定するためには、監視操
作の精度上極めて重要である。

【００２３】本発明の非割込みリンクは、定義され、制
御されているが直接分岐する機構を備えている。この機
構は、動的に割り当てられたフック作業域（ＨＷＡ）を
採用しており、本発明の操作で使用するためには事前割
り振りされていることが好ましい。最善のパフォーマン
スを得るためには、これらを動的に事前割り振りする必
要がある。事前割振りＨＷＡはこの場合でも、フック命
令の実行時に必要に応じて動的に割り当てられる。

【００２４】さらに、本発明は実行中のフック・プログ
ラムによる修正アクセス（これは分析プログラムを変更
する）に対する分析プログラムのための記憶保護をサポ
ートする。本発明は分析プログラムのアクセスをフック
・プログラムに与えるとともに、フック・プログラムが
分析プログラムにアクセスするための機構を除去（また
は少なく）する制御を備えている。

【００２５】さらに、本発明は異なるプロセッサないし
同一のプロセッサで個別に実行される複数のフック・プ
ログラムによる分析プログラム（読取り専用コードから
なる）への非同期入力を可能とする。任意の数のフック
命令が分析プログラムを同時に実行できるようにするの
であれば、分析プログラムは再帰的でなければならな
い。各フック命令は分析プログラムを、その入口点から
終了フック戻り命令まで実行する。したがって、任意の
時点で、分析プログラムはいくつかの異なるフック命令
に対して実行され、この場合、各実行は同時に分析プロ
グラム内の異なる命令で行われる。このような各実行は
個別の独自の作業域に関連づけられる。

【００２６】すべての並行して実行される複数のフック
・プログラム、分析プログラム、及びフック作業域は同
じアドレス空間に配置され、これらの間のアドレス可能
度をもたらすものであることが好ましい。異なるフック
・プログラムを、マルチプロセッシング動作するマルチ
プロセッサ・システムの異なるプロセッサで、あるいは
マルチプログラミング作動をする同一プロセッサで実行
するとができる。

【００２７】しかしながら、分析プログラムは多重仮想
記憶アドレス空間で実行されるフック・プログラムもサ
ポートできる。フック・プログラムのこのクロス・メモ
リ・サポートは、フック命令に対するＨＷＡを、フック
・プログラム自体と同じアドレス空間に配置することに
よって達成される。マスク命令とともにフックを使用す
ると、多重仮想記憶アドレス空間で実行されるプログラ
ムがデバッグが行われるこれらの仮想アドレス空間を選
択的に選ぶことができる。

【００２８】複数のフック・プログラムが複数の異なる
プロセッサで同時に稼動している場合、それぞれのプロ
セッサの汎用レジスタ（ＧＲ）は分析プログラムの実行
の各インスタンス、ならびにそれぞれのフック命令に対
して現在関連しているＨＷＡを追跡する。任意の数のそ
れぞれのプロセッサにおけるこれらのＧＲは、異なるプ
ロセッサで実行される異なるフック・プログラムの、同
時実行される任意の数のフック命令に対して、分析プロ
グラムを再帰的に操作するのに必要な関連性を維持す
る。

【００２９】それ故、本発明はコンピュータ・システム
内で次の４つのタイプの構成要素を利用するのが好まし
い。

【００３０】１．各々が本発明の提供する１つまたは複
数の特別なタイプのフック命令を含んでおり、並行に実
行できる１つまたは複数のフック・プログラム。

【００３１】２．フック・プログラムで実行される各フ
ック命令ごとに当該フック・プログラムの局面を監視ま
たは分析する分析プログラム。（分析プログラムがそれ
ぞれのフック命令に対して実行されている間はフック命
令は「実行中」とみなされる。）

【００３２】３．一連のフック作業域（ＨＷＡ）。ＨＷ
Ａは使用可能なフック命令の「実行のインスタンス」に
割り当てられ、ＨＷＡが関連づけられている「インスタ
ンス」の時点でのフック・プログラムの既存の状態情報
を受け取る。

【００３３】４．プロセッサの割込みを必要とすること
なく、フック命令後に、分析プログラムの実行に制御を
与えるために必要なリンク情報、ならびに分析プログラ
ムの実行終了時にフック・プログラムの実行の継続をも
たらすためのフック制御域。

【００３４】ＨＷＡは連鎖され、連鎖の最初のＨＷＡは
フック制御域からアドレスされ、フック・プログラムで
実行される現行のフック命令への割当てのためのＨＷＡ
を見つけだす。プロセス内フック・フラグがＨＷＡロッ
ク・フィールドとして、各ＨＷＡに与えられる。現行の
フック命令に対するＨＷＡの割当ては、ＨＷＡの連鎖内
で非ロック状態のプロセス内フック・フラグを有してい
る最初のＨＷＡを探索することによって行われる。次い
で、プロセス内フック・フラグは直ちに、ロック状態に
セットされ、ＨＷＡの内容が割り当てられ、他のフック
命令に利用できないことを示す。分析プログラムが関連
するフック命令に対して実行を終了しない限り、ロック
状態は保持される。関連するフック命令に対する分析プ
ログラムによる実行が終了し、ＨＷＡの内容がフック・
プログラムへの復帰に備えて使用されると同時に、プロ
セス内フック・フラグは非ロック状態にセットされ、特
定のＨＷＡが他のフック命令の実行による選択及び使用
のため再度利用できることを示す。

【００３５】したがって、連鎖内の複数のＨＷＡは複数
の異なるあるいは同一のフック・プログラム内の複数の
同時実行されるフック命令に対して同時にロック状態と
なることができる。これが生じるのは、プログラムがオ
ペレーティング・システム内で非同期出口を確立してい
るから、あるいはマルチプロセッシング・システムでマ
ルチタスクが行われているからである。フック命令の実
行によってＨＷＡにおかれる情報は、関連するフック命
令の実行についての情報の分析、収集及び記録のために
使用される。

【００３６】本発明はフック・プログラムによって現在
実行されているフック命令の操作コードを解釈してアク
セスされるハードウェアもしくはマイクロコード（ＨＤ
Ｗ／ＭＣＤ）を使用する。マイクロコードはコンピュー
タ・システムの「内部コード」と呼ばれることがある。
このハードウェアもしくはマイクロコードは一般に何ら
かのフック・プログラムによって明示的にアドレスでき
ないメモリ域やレジスタを使用する。

【００３７】フック命令の各実行に対して、システム・
フック制御は分析プログラムの入口点への暗示ブランチ
・アドレスをもたらす（フック命令自身はいかなる分岐
アドレス・オペランドも含んでいない）。フック命令を
実行しているプロセッサにおいて、この暗示ブランチ・
アドレスはフック命令の操作コードの解釈の一部とし
て、プロセッサ制御域から汎用レジスタ（たとえば、Ｇ
Ｒ１５）にロードされる。暗示ブランチ・アドレスに使
用されるＧＲの元の内容はまずＨＷＡに格納される。

【００３８】フック命令の実行はＨＷＡが見つかり、割
り当てられた場合に、その命令に対するＨＷＡのアドレ
スを、他の暗示的に割り当てられたＧＲ（たとえば、Ｇ
Ｒ４）にロードすることも含んでいる。ＧＲにＨＷＡの
アドレスをロードする前に、その内容がＨＷＡに格納さ
れるので、フック・プログラムに戻った場合に、その元
の内容を復元することができる。さらに、フック命令の
実行は命令を実行しているときにプロセッサ内に存在し
ているプログラム状況ワード（ＰＳＷ）に暗示的にアク
セスも行い、現行のフック命令に割り当てられた関連す
るＨＷＡにＰＳＷを格納する。格納されたＰＳＷはフッ
ク・プログラム内で現行のフック命令の後に続く命令の
アドレスを含んでおり、分析プログラムからフック・プ
ログラムに戻ることが可能となる。

【００３９】フック・プログラムに対するＰＳＷの状態
はフック戻り命令を実行する分析プログラムによって、
分析プログラムからフック・プログラムの実行へ戻る手
段としてリセットされる。

【００４０】分析プログラムは各実行フック命令に対し
てその入口点から論理的に完了するまで実行される。分
析プログラムの終わりには独自のフック戻り命令が設け
られ、これは分析プログラムの実行の対象となっていた
フック・プログラムへプロセッサの制御を戻すのに必要
な制御を与える。フック戻り命令はプロセッサの制御
を、分析プログラムからフック・プログラム内の次の命
令（ＨＷＡが格納したＰＳＷによってアドレスされる、
最後に実行されたフック命令の後の命令である）に切り
換える。このアドレス切換えはフック戻り命令の操作コ
ードを解釈することによって呼び出されるハードウェア
もしくはマイクロコードによって行われる。

【００４１】分析プログラム（及びその対応するコー
ド）によって生成される情報のタイプは、従来技術で使
用されるフック命令によって与えられる任意の周知のタ
イプの情報でかまわない。プロセッサは任意の情報を監
視、分析などに後で使用するためにメモリの区域に格納
することができる。

【００４２】フック命令の本発明による実行はフック・
プログラムまたは分析プログラムいずれかの内部の正規
の、ただし任意のＯＳディスパッチ解除の影響を受けな
い。ディスパッチ解除では、フック・プログラムまたは
分析プログラムからオペレーティング・システムへ非同
期的に抜けることによって通常引き起こされるいずれか
のプログラム内でのディスパッチをＯＳが終了し、プロ
セッサを他のプログラム（フック・プログラムでも、分
析プログラムでもないもの）にディスパッチする。これ
は分析プログラムのフックによる実行に直接関係しない
事象、たとえば優先順位の高いプログラムのディスパッ
チを後で行う入出力またはタイマ割込みの結果として生
じる。結局、ＯＳはディスパッチ解除されたプログラム
を再ディスパッチする。このような非同期事象はフック
・プログラムや分析プログラムのいずれの作動にも影響
を及ぼさない。プログラムの再ディスパッチは同一のプ
ロセッサ、または異なるプロセッサで行われ、これによ
って、プログラムが非同期割込みの時点で実行を終了す
るあらゆる点で、選択したプロセッサが実行をピックア
ップすることが可能となる。

【００４３】このような非同期ディスパッチは、同時に
実行されるプロセッサによる複数のフック命令に対する
分析プログラムの並行実行のすべてのインスタンスにお
けるこのプログラムの作動によって収集されるデータの
保全性に影響を及ぼさない。分析プログラム（読取り専
用コードからなる）は、任意の数のフック・プログラム
を呼び出すことによって、再帰的に（同時に）かつ非同
期的に実行できる。したがって、本発明によって、フッ
ク命令に対して分析プログラムが生成するデータの保全
性に影響を及ぼすことなく、分析プログラム及び各フッ
ク・プログラムにいつでも、そのフック命令あるいはそ
の分析対象プログラムの実行に関係のない事象によって
割り込むことができる。このような無関係な割込みは、
たとえば、入出力、外部事象、タイマ及びその他の割込
みに対して生じる。それ故、いつでも、複数のフック・
プログラムの間の調整を必要とすることなく、任意の数
の現在実行されているプログラムに対して、分析プログ
ラムを非同期的に実行することができる。本発明はこの
ような各並行フック実行に対して個別のＨＷＡを提供す
る。

【００４４】分析プログラムあるいは何らかのフック・
プログラムを実行しているプロセッサに対する割込みの
ディスパッチは、あらゆる他のプログラムに対する割込
みを処理するのと同じ態様でオペレーティング・システ
ム（ＯＳ）によって処理される。何らかの割込みがあっ
た場合、関連する割込みがクリアされしだい、割込みを
受けたプログラムの実行をそれ自体の個別の記憶域で継
続するために、ＯＳは戻り位置及びプログラム状態を格
納する。ここで重要なことは、フック命令自体がプロセ
ッサの作動に割込みをなんら生じないということであ
る。

【００４５】フック命令を受け取る分析プログラム、制
御域、及び作業域（ＨＷＡ）を実行中のフック・プログ
ラムから分離し、前者が後者によって格納されないよう
にすることが好ましい。本発明はフック・プログラムま
たはそのフック命令が分析プログラム、制御域、あるい
は作業域（ＨＷＡ）に対する明示的なアドレス可能度を
有することを必要としないことによって、このような分
離をサポートする。Ｓ／３９０システムにおいて、分析
プログラムにはフック・プログラムに割り当てられてい
ない記憶キーを割り当て、フック・プログラムとＨＷＡ
を保護することができる。システム制御によって指定さ
れているとおり、Ｓ／３９０システムのフック命令及び
フック戻り命令中に記憶アクセス・キーを変更し、分析
プログラム、フック制御域、及びＨＷＡに対して保護を
与えることができる。

【００４６】フック・プログラムを特願平４−１０６４
７３号（米国で１９９１年６月６日出願の米国特許願第
７１０８７５号）の共用記憶キー（ＰＳＫ）をこれらに
割り当てることによって分離することができ、分析プロ
グラム、ＨＷＡ及び制御域をすべてが同一のアドレス空
間にある１つまたは複数の非ＰＳＫのもとで稼動させる
ことができる。さらに、フック・プログラムは特願平５
−６９１５号（米国で１９９２年６月３日出願の米国特
許願第８４７５２１号）記載のサブスペースの発明を使
用して、この環境のＰＳＫのもとの異なる仮想アドレス
・サブスペースで作動することができる。後者の場合、
暗示的に指定されて使用されるＨＷＡはフック・プログ
ラムと同じサブスペース内にある。さらに、サブスペー
ス環境において、異なる分析プログラムを同じ基本空間
の異なるサブスペースに対して呼び出すことができる。
しかしながら、フックされた適用業務、分析プログラ
ム、ＨＷＡ及び制御域を本発明によって指定されるよう
に作動させる場合、本発明はＰＳＫやサブスペース環境
を必要としない。

【００４７】フック命令の実行の各「インスタンス」に
は、このフック命令の実行のために収集された情報を分
析プログラムが格納する独自のＨＷＡが割り当てられ
る。同じフック命令が実行されるたびに、異なるＨＷＡ
を割り当てることができるし、またＨＷＡに格納された
状態が同一のフック命令の実行のたびに異なっていても
かまわない。

【００４８】

【実施例】

（ａ）詳細な実施例の一般的な作動：本発明の好ましい
実施例はＥＳＡ／３９０アーキテクチャの環境にフック
・マスク（ＨＫＭ）命令及びフック・アンマスク（ＨＫ
Ｕ）命令としてフック命令を備えている。ＨＫＭ及びＨ
ＫＵ命令は類似した作動をするが、これらはフック・プ
ログラムに異なる態様で挿入されるように設計されてい
る。ＨＫＭ命令は、フック命令を含むように初めから設
計されているプログラムで使用するために設けられてお
り、コンパイルされテストされる前にこのようなプログ
ラムに挿入される。この特性は任意の命令フォーマット
及び命令長でＨＫＭを定義することを可能とする。ＨＫ
Ｍはプログラム内でコンパイルされ、この内部に残る。
これらの命令はフックが使用可能でない場合には、ノー
・オペレーション（ｎｏ−ｏｐ）として実行され、フッ
ク制御を使用可能とすることによって、いつでも有効化
することができる。これらの特性によって、この命令を
使用して、さまざまなワークロードのもとでのサブシス
テムのパフォーマンスを定期的に監視すること、あるい
は特定の期間の間のさまざまな作動環境での統計を収集
することを可能とする。ＨＫＵ命令は最初フック命令な
しで設計されたプログラムで使用するのが好ましいもの
で、このプログラムにおいて、プログラム内の既存の命
令をオーバレイすることによってプログラムをコンパイ
ルした後、ＨＫＵ命令が挿入される。

【００４９】ＨＫＵはデバッグ・セッション中に、既存
の命令の動的一時オーバレイとして使用される。それ
故、ＨＫＵ命令によってオーバレイされる最小の命令の
サイズをＨＫＵ命令のサイズが超えないようなフォーマ
ットを選ばなければならない。ＨＫＵの実行は無条件で
あり、それ故、生産環境には適していない。この命令は
テスト環境におけるプログラムの動的デバッグ及び監視
のためのツールである。ＨＫＵがプログラム内の他の命
令をオーバレイするのであるから、これらの命令が生産
環境のプログラムに残っている必要はない。

【００５０】制御レジスタなどの単一制御位置における
分析操作の総合使用可能性制御を含む特別なシステム使
用可能化制御が、本発明には設けられている。総合制御
をＨＫＭ及びＨＫＵ命令などの本発明によって提供され
るすべてのタイプのフック命令に適用できるようにする
ことも、あるいは総合マスク制御をＨＫＭタイプの命令
だけに適用できるようにすることもできる。たとえば、
ＨＫＵ命令が何らかのプログラムに挿入されている場合
に、この命令が常に実行されるためにマスクの必要がな
いと想定されれば、総合マスク制御をＨＫＵ命令に適用
されないようにすることもできる。

【００５１】フック・アンダ・マスク（ＨＫＭ）命令は
マスク番号を各命令に与え、この番号によって、フック
・プログラムにおけるＨＫＭ命令の実行がそのマスク番
号によって制御されるようにする。ＨＫＵ（フック・ア
ンマスク）命令はマスク番号を有しておらず、よって、
サイズが小さく、フック・プログラムの占める空間が小
さくなる。サイズがより小さいため、ＨＫＵ命令によっ
て必ずオーバレイされる命令が１つだけとなり、ＨＫＭ
命令よりも既存のプログラムのコードをオーバレイしや
すくなる。

【００５２】アドレスの形式でオペランドをもつが、こ
れがアドレスとしてではなくマスク名として解釈される
各ＨＫＭ命令において、使用されるマスク番号（名）は
ユーザが選択する。異なるマスク名をユーザが選択する
ことによって、ユーザが同じフック・プログラムの異な
る点におかれた異なるＨＫＭ命令を区別することが可能
となる。ＨＫＭ命令を実行する場合、マスク名が暗示制
御域に配置されているマスク・フィールドに対する索引
として使用される。索引付きマスク・ビットがマスク可
能状態である場合、命令は使用可能となり、マスク番号
が命令の現行インスタンスのＨＷＡに格納される。索引
付きマスク・ビットがマスク不能状態である場合、命令
は使用不能となり、存在しないものであるかのように取
り扱われ、ノーオペレーション（ｎｏ−ｏｐ）命令とし
て処理される。ｎｏ−ｏｐパフォーマンスは最低限のも
のであり、本発明の重要な態様である。

【００５３】他のレベルのマスク制御がフック制御域の
クラス使用可能化マスクとして与えられる。このような
クラス使用可能化はマスク・ビットの複数のサブセット
のどれが、フック・マスク名によって使用できるように
されているかを示す。したがって、フック命令索引のマ
スク名がマスク・ビットの使用不能クラスを指している
場合には、フック命令が使用不能とされ、索引が指定し
たマスク・ビットの状態セッティングにかかわりなく、
ノーオペレーション（ｎｏ−ｏｐ）命令として実行され
る。

【００５４】マスク使用可能化制御はＨＫＭ命令タイプ
だけに適用され、総合マスク使用可能性制御以外の制御
はＨＫＭ及びＨＫＵ両方の命令タイプに適用される。

【００５５】ＨＫＵ命令を実行した場合、これにはマス
ク名がなく、制御域のマスク・フィールドはアクセスさ
れない。それ故、ＨＫＵ命令の実行に対して、フック名
がＨＷＡにおかれることはない。ただし、ＨＷＡの関連
したフィールドはＨＫＵが実行中であり、マスク名フィ
ールドが使用されていないことを示している。オーバレ
イされた命令が分析プログラムによって実行されてか
ら、フック・プログラムに戻る（ＨＫＲを介して）よう
にするためには、ＨＫＵ命令の識別が必要である。

【００５６】（ｂ）図１の好ましい実施例：図１は本明
細書で「フック・アンダ・マスク」（ＨＫＭ）命令と呼
ぶ新規のフック命令に関する本発明の一般的な実施例を
示す。ＨＫＭ命令はフック・プログラム１０内に示され
ているが、これはプログラムをコンパイルまたはアセン
ブルしたときに挿入されたものであり、フック・プログ
ラム１０の実行のこの時点における状態情報を得るため
のものである。フック・プログラム１０は適用業務プロ
グラム、システム制御プログラム、問題状態あるいは監
視状態で実行されるプログラムなど任意のタイプのプロ
グラムである。

【００５７】プログラム１０内のフック命令の実行に対
する総合使用可能性制御は、制御レジスタ１１内のフィ
ールドＨによって与えられる。マルチプロセッサ環境内
の各プロセッサはそれ自体の制御レジスタ（１１）を有
している。ビットＨが使用可能状態にセットされている
場合、これはＨＫＭ命令がプログラム１０内で実行でき
るようにする。ビットＨが使用不能状態にセットされて
いる場合、プログラム１０内のＨＫＭ命令は実行されな
いが、プログラム１０は実行され、この場合、ＨＫＭ命
令はｎｏ−ｏｐ命令として取り扱われる（ＨＫＭ操作コ
ードが検出された場合には、プログラムの実行はＨＫＭ
命令の後の命令に進む）。図１の他の部分はＨＫＭ命令
が使用可能な場合にのみ、すなわち活動ＨＫＭ命令の実
行中にのみ使用される。

【００５８】使用可能な場合、ＨＫＭの実行はそのオペ
ランドにアクセスするが、このオペランドはアドレス・
コンポーネントの形式であっても（オペランド・アドレ
スを生成するために追加されるＩＢＭ Ｓ／３７０アー
キテクチャに使用されるベース及び変位形式、つまりＢ
＋Ｄ＝アドレスなど）そうでなくてもかまわない。後者
の場合、生成されたアドレスはアドレスとしては取り扱
われず、フック・マスク内の特定のマスク・ビットにア
クセスするための、本明細書でフック・マスク番号と呼
ぶ、索引として取り扱われる。

【００５９】フック・プログラム１０を実行するプロセ
ッサの命令ユニット内のハードウェアないしマイクロコ
ード（ＨＤＷ／ＭＣＤ）は、フック・プログラムによっ
て現在実行されている各命令の操作コードを解釈する。
（マイクロコードはＩＢＭシステムでは「内部コード」
と呼ばれることがしばしばある。）このハードウェアな
いしマイクロコードは、フック・プログラムによって使
用される命令によって明示的にアドレスできないメモリ
域またはレジスタであるシステム・フック制御域１２に
アクセスする。この情報は制御プログラムによって初期
化され、プログラムまたはタスクなどの特定の実行単
位、あるいはプログラムまたはタスクを含んでいるアド
レス空間に固有のものである。ＨＫＭ命令の解釈はいく
つかの操作を行うが、その内の制御操作はＨＫＭ命令の
新たに生成されたフック・マスク番号を、生成された索
引値におけるフック・マスク内のマスク・ビットにアク
セスする暗示アドレスとして使用するためのものであ
る。マスク・ビットが使用可能状態にセットされている
場合、このＨＫＭ命令の実行は進行するが、マスク・ビ
ットが使用不能状態にセットされている場合には、この
ＨＫＭ命令の実行は異常終了し、ｎｏ−ｏｐに戻り、フ
ック・プログラムの実行は次の命令に進む。以下の説明
はＨＫＭ命令が使用可能な場合にのみ適用される。

【００６０】ＨＫＭ命令が使用可能な場合、ハードウェ
ア／マイクロコードの次の操作は、利用可能なフック作
業域（ＨＷＡ）を見つけだし、ＨＷＡ連鎖の探索中に現
在のＨＫＭ命令にこのＨＷＡを割り当てるプロセスを開
始することである。ＨＷＡの利用可能性は連鎖内の各Ｈ
ＷＡのプロセス内フック・フラグの状態によって示され
る。各プロセス内フック・フラグはアンロック状態また
はロック状態のいずれかを有している。探索中に、アン
ロック状態を有していると判断された最初のＨＷＡが現
在のＨＫＭ命令に割り当てられる。選択されたＨＷＡは
直ちにロック状態にセットされ、セッティング操作によ
って、すべてのＣＰＵに対してシリアル状態にロックさ
れ、ＨＫＭ命令に割り当てられたことを示すので、現在
のＨＫＭ命令に対する分析プログラムの実行が終了した
後、ＨＷＡがアンロック状態にセットされるまで、他の
ＨＫＭ命令が使用することができなくなる。

【００６１】次に、ハードウェア／マイクロコード制御
は現在のＨＫＭフック命令を実行しているプロセッサ内
に存在しているプログラム状況ワード（ＰＳＷ）にアク
セスし、図３のこの実施例について示されているフック
・プログラムのＰＳＷを、現在のフック命令に割り当て
られている関連したＨＷＡに格納する。ハードウェア／
マイクロコード制御は汎用レジスタの内容を、これらが
フック・プログラムのプロセッサにあったものとして格
納してから、汎用レジスタのいずれかにフック制御域１
２からロードすることも行う。ＰＳＷはフック・プログ
ラム内で現在実行されているＨＫＭ命令の後にある次の
命令のアドレスを含んでいる。

【００６２】次いで、フック制御域内のパラメータはハ
ードウェア／マイクロコード制御によってアクセスさ
れ、プロセッサ内の汎用レジスタのいくつかにロードさ
れる。これは汎用レジスタＡ（ＧＲＡ）に、現在のＨＫ
Ｍ命令に新たに割り当てられたＨＷＡのアドレスをロー
ドすることも含んでいる。また、区域１２内の分析プロ
グラム（ＡＰ）の項目アドレスを、フック・プログラム
を実行しているプロセッサのＰＳＷにロードして、現在
のＨＫＭ命令に対する分析プログラム１６の実行を初期
化する。区域１２内のＡＰ項目アドレスは分析プログラ
ムを実行しているプロセッサの汎用レジスタＢにもロー
ドされ、このプロセッサの作動のためのベース・アドレ
スを与える。ＡＰ項目アドレスは分析プログラムに対す
る命令の実行が開始される分析プログラムへのＡＰ項目
アドレスである。フック命令が明示分岐アドレス・オペ
ランドをなんら含んでいないが、フック制御域に指定さ
れた暗示アドレスに対する分岐として作動することに留
意されたい。

【００６３】分析プログラム（ＡＰ）１６は割り当てら
れたＨＷＡにおかれたＰＳＷ及びフック・プログラムの
状態情報を分析し、フック・プログラムのデータ及びプ
ログラム域を検証し、これらから他の情報を生成し、情
報のいずれかを図１に示されていないメモリ域に記録す
る。本実施例のＨＷＡ域のフォーマット及び個々のＨＷ
Ａのフォーマットを図４に示す。分析プログラムが生成
した情報のタイプは、従来技術で使用されるフック命令
がもたらす周知のいずれのタイプの情報であってもよ
い。ＨＷＡは分析プログラムがアドレスを、フック実行
の各インスタンスに対する付加的な情報を含んでいる記
憶位置におくことを可能とするために利用可能な空間を
含んでいる。

【００６４】フック命令は分析プログラムがそれぞれの
フック命令に対して実行されている間は「活動状態」で
あるとみなされ、各使用可能フック命令の実行は関連す
るフック・プログラムを拡張したものであるとみなされ
る。関連するＨＷＡのロック状態は、分析プログラムが
関連するフック命令の実行を終了しない限り、すなわち
フック命令が「活動状態」である間維持される。関連す
る（合致する）ＨＫＲの作動が完了すると、フック命令
は「不活動状態」となる。

【００６５】分析プログラムは各実行中のフック命令に
対してその入口点アドレスから終わりまで実行される。
分析プログラムの終了は、実行した場合に、プロセッサ
の制御を分析プログラムから、分析プログラムが処理を
終了する対象であるＨＫＭ命令を含んでいるフック・プ
ログラムに戻すアドレス可能性をもたらす独自のフック
戻り（ＨＫＲ）命令を与える。ＨＫＲ命令はプロセッサ
の制御をフック・プログラム内の次の命令（分析プログ
ラムが実行されていたフック命令の次の命令）に切り換
える。アドレスのこの切換えは、（関連するＨＷＡに現
在格納されている）ＰＳＷを、フック・プログラム内の
次の命令アドレスに実行を切り換えるプロセッサに暗示
的にロードするＨＫＲ命令の操作コードを解釈すること
によって呼び出されるハードウェア／マイクロコードに
よって行われる。すべてのＰＳＷフィールドがロードさ
れるわけではない。ＰＳＷをロードする前に、格納され
ているＧＲがフック命令の実行時の状態に復元される。

【００６６】また、ＨＫＲ命令の実行によって、関連す
るＨＷＡのプロセス内フック・フラグがアンロック状態
にセットされ、このＨＷＡが他のフック命令を割り当て
るために再度利用できるようになったことを示す。ＨＫ
ＲがＨＷＡのアンロックを他のＣＰＵと直列化する必要
はない。

【００６７】それぞれのフック命令に対する「実行のイ
ンスタンス」はフック命令の各実行に対して得られる。
したがって、異なる「実行のインスタンス」が、同一の
フック命令の個別の各実行ごとに得られる。例えばフッ
ク・プログラムがループしている場合、あるいはマルチ
プロセッシング環境において並行に実行されているタス
クによって何回も呼び出される場合などである、ＨＷＡ
の割り当ては実行の１つのインスタンスに対するもので
ある。

【００６８】異なるフック・プログラムをマルチプログ
ラミングによって作動しているマルチプロセッサ・シス
テム内の異なるプロセッサによって実行できる。ＨＷＡ
連鎖内の複数のＨＷＡが同時にロック状態となり、それ
ぞれによって、異なるプロセッサで同時に実行されてい
るフック命令、あるいは対応する複数の異なるあるいは
同一のプログラムに対する並行タスクを表すことができ
る。

【００６９】並行に実行されるフック命令に関してそれ
ぞれのＨＷＡにおかれる情報は、分析プログラムの異な
る再帰的な実行に、このような各実行について異なるＨ
ＷＡを使用して関連づけられる。この場合、それぞれの
実行は異なるフック命令を実行するそれぞれのプロセッ
サによって制御されるが、これらの命令のいくつか、あ
るいはすべては同じタイプであってもかまわない。たと
えば、これらはすべてＨＫＭまたはＨＫＵ命令であって
もかまわないし、あるいはＨＫＭ命令とＨＫＵ命令を混
合したものであってもかまわない。

【００７０】したがって、分析プログラムの再帰性によ
って、任意の数のフック命令を複数のプロセッサで並行
して実行し、１つまたは複数のプロセッサについての制
御プログラムのディスパッチの決定にかかわりなく、適
切な実行をもたらすことが可能となる。フック命令の正
常な実行は、分析プログラムを、その入口点から終了フ
ック戻り命令まで実行させる。それ故、任意の時点にお
いて、分析プログラムをいくつかの異なるフック命令に
対して実行することができ、この場合、各実行は同時に
分析プログラムの異なる命令におけるものとなる。これ
は分析プログラムが再入可能となり、別々な作業域をフ
ック実行の各インスタンスに対して使用することを必要
とする。フック実行の一部としてＨＷＡを割り当てるこ
とによって、これが容易となる。

【００７１】したがって、本発明によって、本発明の提
供する任意のフック命令ごとに、フック・プログラムと
分析プログラムの間、あるいは分析プログラムとフック
・プログラムの間での切換え中に生じるプログラムの割
込みや再ディスパッチを行うことなく、分析プログラム
１６の実行と実行中のフック・プログラム１０（そのう
ち、１つのフック・プログラム１０だけが図１に示され
ている）の間でのスムースな割込みのない制御の切換え
が可能となる。

【００７２】スムースな切換えは、フック制御域１２に
アクセスし、ＨＷＡを割り当て、割り当てられたＨＷＡ
にフック・プログラムを実行するプロセッサのＧＲの内
容を格納し、ＧＲＡにＨＷＡのアドレスを、またＧＲＢ
に分析プログラムの実行が開始される該プログラムの入
口点のアドレスをロードし、分析プログラムの実行の終
了時にフック・プログラムの次の命令に戻るハードウェ
ア／マイクロコードによって得られる。各実行ごとの内
容が特定のＨＷＡから得られる任意の数のプロセッサに
おけるこれらのＧＲは、異なるプロセッサで実行される
異なるフック・プログラムで同時に実行される任意の数
のフック命令に対する分析プログラムの再帰作動と、す
べてのこれらのプロセッサとの関連性を維持する。

【００７３】また、本発明によって、フック・プログラ
ム及び分析プログラムに対する割込みを、同時に実行さ
れるプロセッサによる複数のフック命令に対する並行実
行のすべてのインスタンスにおける分析プログラムの作
動によって収集されたデータの保全性に影響を及ぼすこ
となく、フック命令によって引き起こされたものではな
い割込みによっていつでも行うことが可能となる。分析
プログラム（読取り専用コードからなる）は任意の数の
フック・プログラムによって、再帰的に（同時に）、か
つ非同期的に実行される。これらの割込み事象はフック
命令及び分析プログラムの実行とは無関係であり、フッ
ク・プログラム内のフック命令に対して分析プログラム
によって生成されるデータの保全性に影響を及ぼさな
い。このような無関係な割込みは、たとえば、入出力、
外部事象、タイマ及びその他の信号によって引き起こさ
れる。同時に非同期的に実行される複数フック・プログ
ラムの間の特別な調整は本発明によって与えられない
し、また必要とされない。

【００７４】分析プログラムあるいはいずれかのフック
・プログラムに対する割込みは、他のタイプの割込みの
処理と同様、オペレーティング・システム（ＯＳ）によ
って処理される。無関係な割込みに対し、ＯＳは関連し
た割込みがクリアされると同時に、割込みを受けたプロ
グラムに対して実行が継続される戻り位置を格納する。
本発明で重要なことは、フック命令自体がプロセッサの
作動に割込みを行わないことである。

【００７５】プログラムのディスパッチは、プログラム
内の命令の後の任意の時点に、（フック・プログラム内
の任意の命令の後を含む）任意のプロセッサで、あるい
は分析プログラムの任意の場所（このプログラムが現在
のフック命令に対して終了する前）で終了できる。ま
た、このプログラムを同じあるいは異なるプロセッサに
再ディスパッチすることができ、このプロセッサは次い
で、新たなディスパッチに対応するＧＲをロードして、
プログラムが最後のディスパッチの終了時に実行を離れ
た点で、プロセッサが実行をピックアップすることを可
能とする。オペレーティング・システム・ソフトウェア
はディスパッチの開始及び終了時に、フック命令に対し
て分析され、生成されたデータの保全性に何の問題も起
こさずに、従来の態様で各プロセッサの状態を格納し、
復元することができる。

【００７６】さらに、本発明によって、フック・プログ
ラムと分析プログラムを、任意のプロセッサ状態（問題
状態、ならびに監視状態を含む）で作動させることが可
能となる。

【００７７】関連するＨＷＡ連鎖内のＨＷＡを使用する
フック・ヘッダによって制御され、分析プログラムの単
一のバージョンを呼び出す、並行に実行中のフック・プ
ログラムのセットは、すべて単一のアドレス空間にあ
り、これらの間でのアドレスは可能である。ただし、分
析プログラム、制御域、及びフック情報を受け取る作業
域（ＨＷＡ）は実行対象のフック・プログラムから分離
され、これらをフック・プログラムがでたらめに格納す
るのを保護する。フック・プログラムまたはフック命令
が分析プログラム、制御域、あるいは作業域（ＨＷＡ）
に対する明示的なアドレス可能性を有する必要をなくす
ことによって、本発明はこの分離をサポートする。

【００７８】フック・プログラムを前出の特願平４−１
０６４７３号の共用記憶キー（ＰＳＫ）をこれらに割り
当てることによって分離することができ、分析プログラ
ム、ＨＷＡ及び制御域をすべてが同一のアドレス空間に
ある１つまたは複数の非ＰＳＫのもとで稼動させること
ができる。さらに、フック・プログラムを前出の許願平
５−６９１５号のサブスペースの異なるサブスペースに
おけるプログラム記憶キー（ＰＳＫ）のもとで稼動させ
ることができる。サブスペース環境で使用するため、各
サブスペースはそのサブスペース内の分析プログラムの
呼出し（フック命令の実行による）に使用される独自の
フック・ヘッダ及びＨＷＡの独自の連鎖を含んでいる。
単独の再入分析プログラムを使用して、サブスペース・
グループのすべてのサブスペースの呼出しサービスを行
うことができる。しかしながら、本発明はフックされた
適用業務、分析プログラム、ＨＷＡ及び制御域を本発明
で規定するように作動させる場合に、ＰＳＫやサブスペ
ース環境を必要としない。

【００７９】（ｃ）図２の詳細な実施例：図２はフック
・マスク（ＨＫＭ）またはフック・アンマスク（ＨＫ
Ｕ）のいずれかの命令と、フック戻り命令（ＨＫＲ）命
令を使用して、ＥＳＡ／３９０アーキテクチャの環境に
おけるフック命令を処理するための本発明の好ましい実
施例を示す。ＥＳＡ／３９０アーキテクチャに関連して
説明するが、この開示はほとんどのコンピュータ・アー
キテクチャに適用できるものである。ＨＫＭ及びＨＫＵ
命令は類似した作動をするが、フック・プログラムに異
なる態様で挿入されるように一般に設計されている。Ｈ
ＫＭ命令は初めからフックを含むように設計されている
プログラムで使用するために設けられており、ＨＫＭ命
令はこのようなプログラムをコンパイルし、テストする
ときにこのプログラムに収められる。ＨＫＭ命令の対象
となるこの環境によって、作動に対するいくつかの異な
るタイプの制御を得るために必要な任意のサイズにする
ことが可能となる。図５、図６及び図７はフック・プロ
グラムで遭遇した場合に、ＨＫＭ命令の実行を制御する
ために使用されるプロセスを示す。

【００８０】これに対し、ＨＫＵ命令は初めからフック
命令なしで設計されテストされたプログラムで使用する
のが好ましいものである。その後、既存の命令またはデ
ータ項目をこのようなプログラムのオブジェクト・コー
ドにオーバレイすることによって、ＨＫＵ命令が挿入さ
れる。それ故、オーバレイされた命令を実行するための
分析プログラムが存在していない限り、当初コンパイル
されたコードに対するＨＫＵ命令の挿入がこのコードを
損なうため（本番実行環境に当初リリースされた場合
に、このようなプログラムがフックを使用してテストさ
れていないので）、ＨＫＵ命令は障害を起こす。図８、
図９及び図１０はフック・プログラムで遭遇した場合
に、ＨＫＵ命令の実行を制御するために使用されるプロ
セスを示す。分析プログラムは既存のプログラム命令に
対してＨＫＵ命令をおき、プログラムがその点に達した
場合に、このプログラムに対する入力を行わせる。分析
プログラムはフック・プログラムの入力またはその再開
の一部としてオーバレイされた命令を実行したり、ある
いはその実行のシミュレーションを行ったりする。

【００８１】ＨＫＭ命令はオペランドにマスク番号を備
えている。ＨＫＵ命令はオペランドをまったく有してい
ない（したがって、マスク番号を有していない）。した
がって、ＨＫＵ命令のサイズはこれに対応してＨＫＭ命
令のサイズよりも小さくなるので、すべての場合に、単
一の命令にオーバレイすることができ、オーバレイされ
た命令の実行に関する分析プログラムのジョブを単純化
する。

【００８２】各ＨＫＭ命令のオペランドは、Ｓ／３７０
のオペランド・アドレスを計算する際に使用されるベー
ス＋変位（Ｂ，Ｄ）の形式を有しているが、ＨＫＭ命令
の場合、計算したアドレス値の下位ビットはアドレスと
してではなく、マスク番号としてプロセッサ命令ユニッ
トによって解釈される。ユーザは異なるマスク番号を選
んで、フック・プログラムの種々の実行点におかれた異
なるＨＫＭ命令を区別することができる。ＨＫＭ命令が
実行されると、そのマスク番号が、マスク・ビット位置
を選択するためのフック・ヘッダ域２２Ｂに配置された
マスク・フィールドへの索引として使用される。索引付
けされたマスク位置におけるビットが使用可能状態を有
している場合、ＨＫＭ命令は使用可能となり、ＨＫＭ命
令に対する実行は継続する。マスク番号はＨＫＭ命令の
実行の現在のインスタンスに対して割り当てられている
ＨＷＡに格納される。索引付きマスク・ビットが使用不
能状態である場合には、ＨＫＭ命令は使用不能となっ
て、その実行は終了し、ｎｏ−ｏｐ命令として処理され
る。

【００８３】したがって、使用可能性を、異なるマスク
番号が割当てられたＨＫＭ命令ごとに個別に制御するこ
とができ、これらのＨＫＭ命令をそのマスク番号によっ
て制御することが可能である。それ故、フック・プログ
ラム（異なるマスク番号のサブセットを備えたＨＫＭ命
令を有する）は、使用可能なサブセットと使用不能なサ
ブセットを有することができるので、対象となるサブセ
ットだけが監視機能を果たすこととなる。サブセットの
この選択的な使用可能性は、フック・プログラムの実行
速度、及びそのフック命令によって収集された情報のタ
イプに影響を及ぼす。異なるサブセットを、特定の時期
に何を分析するかに応じて、異なる時期に使用可能とす
ることができる。

【００８４】図２において、フック・ヘッダ２２Ｂのフ
ック・マスクは２つのクラスのマスク・ビットに分割す
ることができるが、この内、クラス１は左側のグループ
であり、クラス２は右側のグループである。マスクを複
数のグループに分割することによって、任意の時点で、
クラスの一方のビットのみが変更されるため、マスク・
ビットの使用可能性の保守が容易となる。たとえば、ク
ラスのすべてのビットを使用不能状態にセットするだけ
で、クラス全体を簡単に使用不能とすることができる。
一方、個別のクラスをフック制御域の個別の要約ビット
によって制御することができるが、この制御をセットで
きるのは、オペレーティング・システムだけである。２
つのクラスによって、プログラミング階層の２つのプロ
グラム（たとえば、サブシステム及びその適用業務）
が、フック番号の調整を行わずにそれぞれの目的に独立
して分析プログラムを使用することが可能となる。ＯＳ
はプログラミング・サブシステムを一方のクラスに、ま
た適用業務を他のクラスに割り当てることができる。

【００８５】それ故、フック・クラス要約制御ビットは
第２のレベルのマスク制御を提供し、ＨＫＭ命令がアド
レスする各クラス内の独立したマスク・ビットは第３の
レベルを提供し、これらレベルは両方とも制御レジスタ
２（ＣＲ２）のビットＨが提供する総合マスク制御のも
とで作動可能である。

【００８６】これらのマスク制御はいずれもＨＫＵ命令
の実行には使用されない。ＨＫＵ命令は無条件で実行さ
れる。しかしながら、ＨＫＵ命令に対してＨＷＡに格納
されたＰＳＷのアドレスは、現在のＨＫＵ命令の後のフ
ック・プログラムの位置を表し、このＨＫＵ命令をフッ
ク・プログラム内の他のＨＫＵ命令と区別するために使
用される。このＰＳＷの情報はＨＫＭ命令の実行のため
に割り当てられたＨＷＡでも利用可能である。なお、Ｈ
ＫＵ命令に関連したフック番号はないが、ＨＷＡのフッ
ク番号フィールドのビット０を１にセットし、これによ
りＨＫＵ命令を、このビット０が１になりえないＨＫＭ
命令の実行と区別する。

【００８７】図１及び図２の実施例は各々、フック・プ
ログラムに対するリアルタイムの監視をもたらすが、こ
れを行うのに使われるオーバヘッドは、従来技術のモニ
タ呼出し（ＭＣ）フック命令を使用する場合よりも大幅
に少なくなる。たとえば、ＭＣ命令を使用して、Ｘ個の
命令を有する分析プログラムを呼び出した場合、ＭＣ命
令はプログラム割込みを呼び出し、この割込みが各ＭＣ
実行のサービスに必要なオペレーティング・システム
（ＯＳ）のＹ個の付加的な命令を実行する。この場合、
合計Ｘ＋Ｙ個の命令が分析プログラムの実行のたびに実
行される。本発明の図１または図２の実施例の場合、分
析プログラムのＸ個の命令だけが実行され、本発明を同
一の速度のプロセッサで大幅に早く実行し、同一の監視
情報を得ることを可能とする（Ｘ＋Ｙ）／Ｘというパフ
ォーマンス比をもたらす。

【００８８】図２の実施例は、記憶キーをアドレス空間
の各フック・プログラム２０が使用し、１つまたは複数
の記憶キーを図２の他の記憶アドレス２２ないし２５が
使用することをサポートしている。たとえば、米国特許
願第７１０８７５（本明細書で前出）に開示されている
共用記憶キー（ＰＳＫ）を、各フック・プログラム２０
が使用することができ、またフック・プログラムまたは
分析プログラム２５、あるいはこれら両方をマルチプロ
セッサ環境の異なるプロセッサで同時に実行することが
できる。ＰＳＫをすべてのフック・プログラムだけに割
り当てることにより、フック・プログラム（しばしば、
デバッグされるプログラム）の命令は分析プログラム２
５、ＨＷＡ、またはフック制御域への無差別な格納を行
うことができなくなる。

【００８９】（ｄ）フック制御域２２Ａ（ＡＳＴＥ）：
図２において、フック・プログラム２０のフック命令か
らフック制御域２２Ａ及び２２Ｂへのアクセス・リンク
は、Ｓ／３９０アーキテクチャを使用して得られたアク
セス・セキュリティ及びデータ保存性を得るために、Ｓ
／３９０仮想アドレス空間アーキテクチャを使用して実
現される。図２の好ましい実施例の構造はフック制御域
の一部を、Ｓ／３９０の制御ブロックが呼び出したアド
レス空間テーブル項目ＡＳＴＥ２２Ａにおく。ＡＳＴＥ
２２Ａのアドレスは、図１のフック制御域２２に収めら
れているフック・ヘッダ域２２Ｂをポイントする。

【００９０】図２において、制御レジスタ２１（総合使
用可能フィールドＨを含んでいる）は「ＡＳアドレス」
も含んでいる。ＡＳアドレスは図２の構成要素２０及び
２２−２５のコンピュータの実メモリの位置を決定す
る。

【００９１】本明細書における制御レジスタ２１の動作
はＩＢＭ刊行物「S/390 Principlesof Operation」（資
料番号SA22-7201-00）に記載されているＩＢＭ Ｓ／３
９０コンピュータ・アーキテクチャにしたがっており、
この場合、制御レジスタ２１はＣＲ２であると想定す
る。ＣＲ２に示されているＡＳアドレスはＳ／３９０ア
ーキテクチャにおいては「ＤＵＣＴＯ」と呼ばれ、ＤＵ
ＣＴＯは「ＤＵＣＴ」という監視制御ブロックをコンピ
ュータの実メモリ中で特定する。ＤＵＣＴ内で、「ＡＳ
ＴＥＯ」という所定の位置は、メモリに「ＡＳＴＥ」と
いう他の制御ブロックを配置するアドレスを含んでい
る。ＡＳＴＥ２２Ａは図２の構成要素２０、２２Ｂ及び
２５を含んでいる仮想アドレス空間を定義するパラメー
タを含んでいる。

【００９２】ＣＲ２、ＤＵＣＴ、及びＡＳＴＥにアクセ
スできるのは、監視オペレーティング・システム（Ｏ
Ｓ）サービスを介してだけであり、このサービスは、構
成要素２０、２２−２５を設定し初期化してから、この
実施例について説明する操作を開始できるようにする。
その後、各ＨＫＭまたはＨＫＵ命令の実行をサポートし
ているハードウェア／マイクロコードは、命令が実行さ
れたときにフック制御域２２Ａ及び２２Ｂにアクセスす
る。それ故、フック・プログラム２０及び分析プログラ
ム２５のユーザは、フック制御域２２Ａへの直接アクセ
スを必要とせず、またこれを行わない。分析プログラム
は区域２２Ｂにアクセスし、その全機能を実行する必要
があるが、フック・プログラム２０はこれが分析プログ
ラムとは異なる記憶アクセス・キーによって実行されて
いる場合に、区域２２Ｂへのアクセスを拒否できる。

【００９３】区域２２Ａのフック・ヘッダ起点（ＨＨ
Ｏ）はフック・ヘッダ域２２Ｂを特定する。図２におい
て、最初のＨＷＡ２３は、各々が１２８バイトを含んで
いる等しい単位に分割されている４キロバイトのページ
境界から始まるＨＨＯ２２Ｂに付加されて示されてい
る。最初の１２８バイトの単位はフック・ヘッダ域２２
Ｂを含んでおり、次の１２８バイトの単位は最初のＨＷ
Ａ２３となっている（詳細は図４）。

【００９４】区域２２Ｂのフック・マスクはクラス１及
び２という２つのグループのマスク・ビットに分割され
ている。マスク・ビットのクラス分けは、いくつかのタ
イプの操作を高速化し、フック制御域に要約制御ビット
をセットし、各クラスを個別に使用可能／使用不能とす
るオペレーティング・システムなどの他のレベルの操作
制御をもたらす。個別の使用可能化制御を有する個別の
マスクは、各グループの起点、機能、あるいは権限は異
なっているが同じ仮想アドレス空間にある異なるグルー
プのプログラムが、フック命令及び分析プログラムを並
行に使用することを可能とする。フック・マスク・ビッ
トはフック・ヘッダで特定され、もって分析プログラム
がフック・プログラムの分析セッション中に、制御プロ
グラムの介在を必要とすることなく、セッティングを自
由に変更できるようにする。

【００９５】（ｅ）記憶キー：図２の好ましい実施例は
Ｓ／３９０アーキテクチャにある記憶キー制御も使用す
る。これらのキーはＳ／３９０またはＳ／３７０コンピ
ュータの実メモリ内のいずれかの位置に対するアクセス
の、プログラムによる許可を制御する。各記憶キーは４
ビットのフィールドであり、メモリの４キロバイトのペ
ージへのアクセスを制御する。キーの値はＯＳによって
初期化される。プログラムに対する許可は現在許可され
ているキーの値をプログラムのＰＳＷのキー・フィール
ドにセットすることによって与えられる。（フック・プ
ログラムまたは分析プログラムに対する）ＰＳＷ内の許
可された値は、アクセスの発生前に、アクセスが要求さ
れている記憶位置を含む実メモリのページに対する記憶
キーの値と一致しなければならない。Ｓ／３９０アーキ
テクチャは実行時にプログラムが使用するすべてのキー
を含んでいる制御レジスタにＰＳＷキー・マスクを与え
る。分析プログラムはフック・プログラムのフック命令
の実行の一部として、（フック・プログラムに対して許
可されているもの以外の）付加的なキーを得ることがで
きる。

【００９６】ＡＰ状態制御ビット（Ｓ）がＡＳＴＥの相
対状態インタロック・フィールドとして与えられる。ビ
ットＳはプログラム２０が監視状態で作動している場合
に、分析プログラム２５が監視状態で制御を受け取るの
を防止し、特別な許可を必要とせず、また監視状態の実
行の責任を扱う準備をする必要のない分析プログラムを
使用できるようにする。

【００９７】Ｓ＝１の場合、分析プログラムは問題状態
で実行できるだけとなり、問題状態は終了する。

【００９８】Ｓ＝０の場合、分析プログラムを問題状態
または監視状態のいずれかにする準備をしなければなら
ない。フック動作は特権状態を変更しない。

【００９９】フック・ヘッダ起点（ＨＨＯ）がゼロであ
る限り、分析プログラムをシステム内で実行可能なフッ
ク命令を含んでいるプログラムに対してシステム内でロ
ードする必要はない。この場合、分析プログラムを後で
ロードすれば、使用可能なＨＫＭ命令をフック・プログ
ラムで実行したときに、実行される。

【０１００】ＡＰ入力アドレス（ＡＰＥＡ）は３１ビッ
トの論理アドレスで、分析プログラム２０への入口点
を、ＡＳＴＥによって定義されたアドレス空間に指定す
る。

【０１０１】ＡＰキー・マスク権限（ＡＰＫＭＡ）は１
６ビットのフィールドで、分析プログラムが有すること
のできる最大ＰＫＭ（プログラム・キー・マスク）を指
定する。制御プログラムはＳ＝１をセットする前に、Ａ
ＰＫフィールドによって指定されたＡＰキーに対応する
ＡＰＫＭＡのマスク・ビットが使用可能であること（１
にセット）を確認しなければならない。Ｓ／３９０アー
キテクチャにおいて、ＰＫＭはＣＲ３のビット位置０−
１５に収められている。分析プログラムを実行するため
には、ＡＰＫに関連するＰＫＭビットを任意のＨＫＭま
たはＨＫＵ命令に対して使用可能にしなければならな
い。

【０１０２】フック・ヘッダ域（ＨＨ）は特定のマスク
値を使用可能とするためにＨＫＭ命令によって使用され
る８バイトのフィールドを１つ含んでいる。

【０１０３】フック・マスク（ＨＭ）は６４ビットのフ
ィールドであり、その各ビットは割り当てられたフック
番号をもたらすためにＨＫＭ命令に対して生成された第
２のオペランド・アドレスの６つの下位ビット（本実施
例においては、ビット２６−３１）のシーケンス０ない
し６３で取ることのできる６４の値のうちの１つに対応
している。

【０１０４】分析プログラムへの入力をＨＫＭ命令に対
して認める前に、フック番号に等しい索引におけるフッ
ク・マスクのビットを、ＨＫＭ命令が使用可能であるか
どうかの指示についてチェックする。使用可能な場合に
は、利用可能なＨＷＡを見つけだし、実行のこのインス
タンスに対してＨＫＭ命令を割り当てる。ＨＷＡを同様
に、マスク・テストを必要としないＨＫＵ命令の実行に
ついて求めなければならない。いずれの場合も、利用可
能なＨＷＡが見つからない場合には、このＨＫＭまたは
ＨＫＵ命令の実行の一部として、特別な操作例外が認め
られる。

【０１０５】フック作業域（ＨＷＡ）は、実行プロセッ
サの制御レジスタ２によってアドレスされるＤＵＣＴの
ＡＳＴＥＯフィールドによってアドレスされるＡＳＴＥ
のセグメント・テーブル記述子（ＳＴＤ）によって定義
された仮想空間に配置される。各ＨＷＡは１２８バイト
のブロックである。最初のＨＷＡはＨＨの直後に配置さ
れる。ＨＷＡはフック命令によってテストされる定義済
みフィールドを含んでおり、分析対象のプログラムの一
定の状況をセーブするための空間、及び分析プログラム
への入力のための状況を含んでいる空間が提供される。
ＨＷＡフィールドは次の通りである。

【０１０６】次ＨＷＡ起点（ＮＨＯ）は２４ビットであ
り、７個の０が右側に付加され、ＨＷＡの連鎖内の次の
１２８ビットのＨＷＡをポイントする３１ビットの論理
アドレスを形成する。ＮＨＯの値が全て０なら、これが
ＨＷＡ連鎖内の最後のＨＷＡであることを示す。

【０１０７】プロセス内フック・フラグＸは１ビットの
ロック・フィールドで、ＨＷＡへのアクセスを制御す
る。ＨＫＭまたはＨＫＵ命令がＨＷＡにアクセスできる
のは、Ｘ＝０の場合だけである。分析プログラムの終わ
りのＨＫＲ命令が実行されるのは、割り当てられたＨＷ
ＡのＸ＝１の場合だけである。

【０１０８】テスト対象フック番号（ＨＮ）は３２ビッ
トのフィールドである。その高位ビットはＨＫＭ命令に
対してはゼロ値を有しており、ＨＫＵ命令に対しては値
１を有している。他のビット１−３１はＨＫＭ命令の第
２のオペランド・ビット１−３１の値を受け取り、また
ＨＫＵ命令の場合にはすべてゼロを受け取る。

【０１０９】命令長コード（ＩＬＣ）の値はセーブされ
るので、分析プログラムは現行のＨＫＭ、ＨＫＵ、また
は実行命令を区別することができる。

【０１１０】フック・プログラムのＰＫＭビットＤＫ
（ＢＤＫ）は１ビットのフィールドであり、ＨＫＭ／Ｈ
ＫＵの実行の一部として、ＡＳＴＥ＜ＤＫ＞を表すフッ
ク・プログラムのＰＫＭビットにセットされる。ＨＫＲ
はこのビットを使用して、分析プログラムのＰＫＭから
フック・プログラムＰＫＭを再作成する。

【０１１１】フック・プログラムを実行するプロセッサ
のプログラム状況ワード（ＰＳＷ）の内容は、６４ビッ
ト・フィールドでＨＫＭまたはＨＫＵ命令が正常に実行
された場合に、割り当てられたＨＷＡにセーブされる。
分析プログラムはその割り当てられたＨＷＡに対して読
み書きアクセスを行い、それ故、任意のフィールドを変
更できる。ただし、以下のＰＳＷフィールド（かっこ内
のＰＳＷビット位置によって示される）のみが、ＨＫＲ
命令に対するハードウェア／マイクロコードの動作によ
ってフック・プログラムに復元される。

【０１１２】ＰＳＷ＜８−１１＞：問題状態において
は、キーの使用可能性を確認するＨＫＲ命令の実行の一
部として、（ＨＰ及びＡＰ両方に対するＰＫＭビットの
ＡＮＤを取ることによって）このフック・プログラム
（ＨＰ）のキー値がチェックされる。監視状態において
は、この使用可能性チェックは行われない。

【０１１３】ＰＳＷ＜１７＞：このアドレス空間制御ビ
ットは分析プログラムによって変更できる。ＰＳＷ＜
５，１６＞が分析プログラムに対してｂ"１０"であり、
これらのＰＳＷビットが無修正でフック・プログラムに
返されるので、フック・プログラムには基本モードまた
はＡＲモードのいずれかで制御が戻される。

【０１１４】ＰＳＷ＜１８−１９＞：条件コードは分析
プログラムによって修正できる。

【０１１５】ＰＳＷ＜２０−２３＞：プログラム・マス
クは分析プログラムによって修正できる。

【０１１６】ＰＳＷ＜３２＞：フック・プログラムのセ
ーブされたアドレス指定モードはＨＫＲ命令の実行時に
復元される。分析プログラムはこれを変更し、２４ビッ
トまたは３１ビットいずれかの有効アドレス生成モード
でフック・プログラムに制御を返すことができる。

【０１１７】ＰＳＷ＜３３−６３＞：戻り命令アドレス
を分析プログラムによって修正できる。

【０１１８】アクセス・レジスタ／汎用レジスタ対をＡ
ＧＲという表記で表す。ＡＲの内容は最大２³¹バイトを
収めることのできるアドレス空間を指定する。関連する
ＧＲはＡＲが指定したアドレス空間内のバイト・アドレ
スを指定する。本発明はすべてのＡＧＲの内容を実行フ
ック命令に関連したＨＷＡに格納することを必要としな
い。したがって、本発明においては、以下のＡＧＲのみ
が関連するＨＷＡに格納される。

【０１１９】ＡＧＲ４：ＡＲ／ＧＲ４の内容がセーブさ
れる。 ＡＧＲ５：ＡＲ／ＧＲ５の内容がセーブされる。 ＡＧＲ１５：ＡＲ／ＧＲ１５の内容がセーブされる。

【０１２０】選択したプログラミング・フィールドを分
析プログラムによる分析のためにセーブできる。例は必
要に応じ、他のＡＲ／ＧＲ対も格納する。分析プログラ
ムは区域に対するポインタも格納し、浮動小数点レジス
タまたはその他のＡＲ／ＧＲ対をセーブすることができ
る。このＨＷＡフィールドはＡＰが使用するために予約
されており、長さは３２バイトである。

【０１２１】（ｆ）フック・マスク命令（ＨＫＭ）実行
プロセス−図５ないし図７：図５、図６及び図７からな
る流れ図は、図２に示すメモリ・ブロック２０ないし２
５及び制御レジスタ（ＣＲ２）へのアクセスを含むフッ
ク・アンダ・マスク命令（ＨＫＭ）を実行するプロセッ
サが使用するプロセス・ステップを示している。（分析
プログラムはフック・プログラムと同じ仮想アドレス空
間にあるから、記憶キーが認める場合にはいずれのプロ
グラムも他のプログラムにアクセスできる分岐命令を有
することとなる。）

【０１２２】ＨＫＭ実行プロセスはステップ５０から始
まり、プロセッサが制御レジスタ２（ＣＲ２）内のビッ
トＨの総合使用可能性状態にアクセスし、テストする。
ビットＨが使用可能でない（たとえば、ゼロにセットさ
れている）場合、ステップ５０からステップ５１への
「ノー」（Ｎ）出口が選択され、ＨＫＭ命令をｎｏ−ｏ
ｐとして扱って、この命令を効果的に無視し、フック・
プログラムの次の連続した命令に進む。

【０１２３】ＣＲ２のＨビットが使用可能状態にセット
されている（たとえば、１状態にセットされている）場
合、プロセスは継続し、この場合には、ステップ５０か
らステップ５２への「イエス」（Ｙ）が選択される。ス
テップ５２はビット位置５及び１６に配置されているプ
ロセッサの現在のＰＳＷの２つの個別の状態ビットをテ
ストする。ＰＳＷビット５はＤＡＴ（ダイナミック・ア
ドレス変換）状態がＯＮであるかＯＦＦであるかを示
し、ＰＳＷビット１６は２次または１次アドレス空間モ
ードが存在しているかどうかを示す。本発明は１次すな
わちアクセス・レジスタ・モード操作におけるフッキン
グをサポートしている。ステップ５２ではＤＡＴ状態が
ＯＮで、２次モードがＯＦＦである（この場合、１次モ
ードはＯＮ）であることが必要である。この状態はビッ
ト５、１６がそれぞれ１、０である場合に示される。ス
テップ５２でビット５、１６が１、０と判断された場合
には、ステップ５３への「イエス」出口が選択される。

【０１２４】しかし、ステップ５２でビット５、１６が
１、０を示していないと判断された場合には、ステップ
５２からステップ５１へのＡ入口への「ノー」（Ｎ）出
口が選択され、ＨＫＭ命令をｎｏ−ｏｐとして扱って、
この命令を効果的に無視し、フック・プログラムの次の
連続命令へ進む。

【０１２５】ステップ５３に進むと、これはＨＫＭ命令
のＢ、Ｄオペランドをプロセッサの命令加算器に送り、
ベース・レジスタＢの内容を命令の変位フィールドＤに
加える。加算器は（３２ビット・ワード内の）３１ビッ
トの値を出力する。この３２ビット・ワードはアドレス
として扱われないが、そのビット位置２６−３１は現在
のＨＫＭ命令に対する「フック番号（ＨＮ）」として扱
われ、ステップ５４に進む。位置２６−３１内の６ビッ
トは現在のフック命令のフック番号を表し、本実施例で
は０ないし６３の範囲の値を有している。ステップ５４
はその値が０−６３の範囲の前半にあるか、後半にある
かを決定し、これは位置２６のビットの値によって示さ
れる。ビット位置２６がゼロの場合、フック番号は０−
３１の範囲（クラス１範囲と呼ぶ）にある。ビット位置
２６が１である場合、フック番号は３２−６３の範囲
（クラス２範囲と呼ぶ）にある。次いで、ステップ５５
−１に進み、０または１の状態にセットされ、クラス１
範囲に対するマスク範囲を示すマスク・ビットＨ１（Ａ
ＳＴＥ制御ブロック２２Ａ内の）の状態をテストする。

【０１２６】しかし、ビット位置２６が１の場合、フッ
ク番号は範囲３２−６３（クラス２範囲と呼ぶ）にあ
る。次いで、ステップ５５−２に進み、０または１の状
態にセットされ、クラス２範囲に対するマスク状態を示
すマスク・ビットＨ２の状態をテストする。

【０１２７】次いで、ステップ５６に進み、選択したク
ラス・マスク・ビット（Ｈ１またはＨ２）が使用可能か
どうか判定する。使用不能な（０状態である）場合、フ
ック命令は使用不能となり、Ａへの「ノー」出口が選択
され、ｎｏ−ｏｐステップ５１（上述）へ進む。

【０１２８】しかし、ステップ５６が選択したクラス・
マスク・ビットが使用可能な場合（たとえば、１状態で
ある場合）、フック命令は第３レベルの使用可能性を検
査され、何らかの保全性規則に違反があるかどうかを判
定することが必要となる。これを行うため、プロセスは
ステップ５７へ進む。

【０１２９】次のステップ５７は、監視（スーパバイ
ザ）状態で作動しているフック・プログラムが問題（プ
ロブレム）状態専用に設計されている無許可の分析プロ
グラムにアクセスできないという保全性規則に違反があ
るかどうかを判定する。しかしながら、問題状態で作動
しているフック・プログラムは、問題状態あるいは監視
状態のいずれかで作動するように設計されている分析プ
ログラムにアクセスできる。

【０１３０】フック・プログラムの問題／監視状態はプ
ロセッサの現在のＰＳＷビット１５の状態によって示さ
れる。分析プログラムの問題／監視能力は現在のＡＳＴ
ＥのビットＳの状態によって示される。

【０１３１】したがって、ステップ５７はフック・プロ
グラムを実行するプロセッサのＰＳＷビット１５をテス
トする。フック・プログラムが監視状態である場合、ス
テップ５８に進み、期待される分析プログラムの状態
（ＡＳＴＥビットＳに格納されている）をテストして、
分析プログラムが監視状態で実行できるかどうかを判定
する。ステップ５８で分析プログラムが問題状態のみで
実行できると判定された場合、保全性のエクスポージャ
が終了し、ｎｏ−ｏｐステップ５１への「ノー」出口が
選択される。

【０１３２】しかしながら、ステップ５７で、フック・
プログラムが問題状態で作動していると判定された場合
には、ステップ５７の「イエス」出口から直接ステップ
５９に進む。また、分析プログラムが監視状態で実行で
きると判定された場合には、ステップ５８の「イエス」
出口からステップ５９へ進む。

【０１３３】ステップ５９は保護キー使用可能性につい
ての特定の制御に関して、フック・プログラムの実行に
対しさらに保全性制御をもたらす。ステップ５９はフッ
ク・プログラムのキー使用可能性が、ＡＳＴＥの分析プ
ログラムに対して与えられるキー使用可能性のサブセッ
トであるかどうかをテストする。ＡＳＴＥのフィールド
ＤＫＭＡは分析プログラムに対して認められている最大
キー権限のキー・マスクを含んでおり、フィールドＤＫ
ＭＡは分析プログラムに対して認めることのできる各Ｐ
ＳＷキーの索引に１ビットを有している。それ故、ステ
ップ５９はフック・プログラムのＰＳＷキーの索引にお
けるＣＲ３のビットを、ＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞フィール
ドの対応する索引付きビットと比較し、これらが等しい
場合には、図６のプロセスを継続するための「イエス」
出口が選択される。これらが等しくない場合には、ｎｏ
−ｏｐステップ５１への「ノー」出口Ａが選択される。
これはステップ５９で、ＣＲ３のフック・プログラムの
キー・マスクが、ＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞フィールドに格
納されている現在の分析プログラムの最大権限キー・マ
スクのサブセットであるかどうかをテストすることによ
って行う。ＣＲ３の各ビットがＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞の
対応して配置されているビットと等しいか、低い場合に
は、サブセットＰＫＭがＣＲ３に存在する。すなわち、
１となる。しかし、ＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞ビットが０の
場合には、ＣＲ３の対応するビットは０でなければなら
ない（また、このＣＲ３ビットが１である場合には、ｎ
ｏ−ｏｐステップ５１への「ノー」出口Ａが選択され
る）。したがって、フック・プログラムが分析プログラ
ムが使用することをＡＳＴＥが許可していないアクセス
・キーを分析プログラムに渡すことが防止される。

【０１３４】次いで、図６のステップ６１はＡＳＴＥの
フック・ヘッダ起点フィールド（ＨＨＯ）にアクセスす
る。ＨＨＯはフック・ヘッダ（ＨＨ）を見つけだすため
のアドレスを含んでおり、ＨＨはその選択したクラス
（クラス１でも２でもかまわない）に現在のＨＫＭ命令
のフック番号に対する使用可能性／使用不能性を決定す
るために使用される第３レベルのフック・マスク制御を
含んでいる。以前に実行したステップ５０及び５６は現
在のＨＫＭ命令がその第１及び第２レベルの使用可能性
によって使用可能とされたことを判断し、ステップ５５
はフック番号がクラス１なのかクラス２なのかを判断し
た。現在のＨＫＭ命令に対する第３レベルの使用可能性
は、５つのオペランド・ビット２７−３１（クラス選択
ビット２６の次の）の値によって索引が付けられたＨＨ
フィールドのビットの状態によって示される。この索引
付きＨＨビットの値はステップ６２でテストされ、ＨＫ
Ｍ命令が第３レベルで使用可能であるかどうか判断され
る。索引付きビットが１であれば、使用可能であり、ス
テップ６３に進む。しかし、索引付きビットが使用不能
（ゼロ）の場合、図５のｎｏ−ｏｐステップ５１に進
む。

【０１３５】ステップ６３はステップ６４ないし６９の
サブプロセスを開始し、現在のＨＫＭ命令の割当てのた
めのＨＷＡ（フック作業域）を見つけだす。フック・ヘ
ッダの当初割り振られた最大Ｎ個のＨＷＡブロックがあ
り、これは図４でシステム主メモリ内に連続して配置さ
れたＨＷＡ−１ないしＨＷＡ−Ｎとして示されており、
ＨＷＡ−１はフック・ヘッダ２２Ｂに隣接して配置され
ている。（各ＨＷＡに連鎖アドレス・フィールドを設け
ることによって、ＨＷＡを不連続に配置することもでき
る。）

【０１３６】現在のＨＫＭ命令に対する割当てに、すべ
てもしくはいくつかのＨＷＡを使用できることもある
が、全く使用できないこともある。また、ＨＷＡの若干
または全部が、これらがＨＫＭまたはＨＫＵ命令を並行
に実行することによって使用されているため、利用でき
ないこともある。たとえば、ここで説明している実施例
は各ＨＷＡブロックに１２８のバイトを有している。い
ずれかのＨＫＭ命令が分析プログラムの処理を完了した
場合、そのＨＷＡは他のＨＫＭまたはＨＫＵ命令の実行
のために再割り当てする目的で、再度利用可能となる。

【０１３７】ステップ６３はＮ値をＨＷＡアドレス制御
フィールドＣにロードすることによって、ＨＷＡ選択サ
ブプロセスを初期化する。最初のＨＷＡ−０がアクセス
され、その選択可能性についてテストされる。各アクセ
スされたＨＷＡでテストされる２つのフィールド、「プ
ロセス中フック」（Ｘ）フィールドと「次ＨＷＡ起点」
（ＮＨＯ）フィールドがある。Ｘフィールドは、現在要
求しているＨＫＭ命令に対する割当て及び選択に利用で
きるか利用できないかを示す。ＮＨＯフィールドはこれ
が最後のＨＷＡブロックであるかどうかを示す。（ＮＨ
ＯフィールドはＨＷＡが不連続に配置された連鎖内にあ
る場合に、次のＨＷＡブロックに対する索引も含むこと
ができる。）値０をＮＨＯフィールドに使用して、これ
が最後のＨＷＡであるかどうかを示す。非ゼロのＮＨＯ
値（連続ＨＷＡに対する１や、非連続ＨＷＡに対するポ
インタ値など）は、ＨＷＡが最後でないことを示す。非
ゼロのＸ値はＨＷＡが利用できないことを示し、Ｘフィ
ールドのゼロ値はＨＷＡが利用できることを示す。

【０１３８】それ故、次のステップ６４は現在アクセス
されているＨＷＡでＸ＝０であるかどうかをテストす
る。Ｘ＝０の場合、ＨＷＡは利用可能であり、図７への
分岐が選択され、このＨＷＡが現在のＨＫＭ命令に割り
当てられる。Ｘ＝１の場合、ＨＷＡは利用できず、プロ
セスはステップ６６へ進み、ＮＨＯをテストして、この
ＨＷＡがＨＷＡ ０−Ｎのセット内で最後のものである
かどうかを判定する。最後のものである場合には、現在
利用可能なＨＷＡは存在せず、ステップ６７へ進み、Ｏ
Ｓによる特別な処理のためにＨＫＭ実行プロセスに割り
込む特別な操作例外を生成する。特別処理はプロセッサ
を他のタスクへディスパッチすることを含んでおり、現
在割込みを受けているＨＫＭ命令は、その割り当てられ
たＨＫＭ命令がその分析プログラムの処理を完了次第Ｈ
ＷＡが利用可能になるのを待機する。所定の時間の経過
後、このときまでに、おそらく１つまたは複数のＨＷＡ
が利用可能となっているので、ＯＳは割込みを受けたプ
ロセスをディスパッチすることもできる。

【０１３９】しかし、現在のＨＷＡが最後のものでない
（ＮＨＯが現在のＨＷＡで非ゼロである）場合、ステッ
プ６８Ａに進み、ＨＷＡアドレス制御フィールドＣを減
少させる。次いで、ステップ６８ＢはＨＷＡ索引１ない
しＮの内の１つでなければならないＣの現在の値をテス
トする（Ｃ＝０は無効の値である）。ステップ６８Ｂが
Ｃ＝０であると判断した場合、ＯＳのサービスを受ける
特別操作例外に対するステップ６７への「イエス」出口
が選択される。ステップ６８ＢがＣが非ゼロであると判
断した場合、ステップ６８Ｂからステップ６９への「ノ
ー」出口が選択され、現在のＮＨＯフィールドに与えら
れている位置にある次のＨＷＡにアクセスする。ステッ
プ６４に進み、次のＨＷＡの内容などによるプロセスを
繰り返す。ステップ６４−６９のループは利用可能なＨ
ＷＡが見つかるまで、あるいは特別操作例外割込みが発
生するまで継続する。正常な状況では利用可能なＨＷＡ
が見つかり、ステップ６４から図７へ進む。

【０１４０】図７において、ステップ７１はＸフィール
ドを１の状態にセットし、このＨＷＡが他のどのＨＫＭ
にも利用できないことを示す。ステップ７１を逐次実行
し、マルチプロセッシング・システムにおいて他のプロ
セッサで並行に実行されている他のＨＫＭ命令との競合
を防止する。Ｘフィールドへの他のすべてのプロセッサ
のアクセスを防止するとともに、Ｓ／３９０のＣＯＭＰ
ＡＲＥ ＡＮＤ ＳＷＡＰ命令あるいはＴＥＳＴ ＡＮ
Ｄ ＳＥＴ命令のプロセスと同様な態様で、Ｘフィール
ドがゼロであることを検査してから、これを１にセット
することによって、競合を回避する。（フィールドＸを
ゼロ状態についてテストしてから、１にセットし、すべ
ての他のプロセッサがこのテスト及びセット操作中にフ
ィールドＸを変更しないようにする。）ステップ７１は
探索を行うＨＫＭ命令に対するＨＷＡ選択サブプロセス
を完了する。たとえば、他のＣＰＵによる並行アクセス
のため、ステップ７１がこのプロセスによってＸフィー
ルドを１の状態にセットできない場合、利用可能なＨＷ
Ａの探索は、ステップ６６へループ・バックすることに
よって継続する。

【０１４１】ここで、ステップ７２に進み、ＨＷＡを割
り当てた現在のＨＷＡ命令の実行を継続する。図７のス
テップ７２−７７は分析プログラムに入って、現在のＨ
ＫＭ命令の実行を継続することを可能とし、かつ分析プ
ログラムによって（これがその実行を完了した場合に）
利用可能なリンクがフック・プログラムを現在のＨＫＭ
命令以外のフック・プログラムの実行を継続できるよう
にするためにマイクロコード／ハードウェア・リングを
設定するのに必要な格納操作を行う。

【０１４２】ステップ７２は現在のＨＫＭ命令に関連す
る以下の情報を関連するＨＷＡのフィールドに格納す
る。

【０１４３】Ａ．フック番号フィールドＨＷＡ＜ＨＮ
＞、第２のオペランドのビット１−３１の値（ビット位
置２６−３１を含んでいる）を保管することによる。ま
た、ＨＮフィールドのビット０はゼロにセットされ、Ｈ
ＫＭ命令が実行されていることを示す。

【０１４４】Ｂ．ＨＷＡ＜ＩＬＣ＞フィールドは命令長
コードの値を受け取る。

【０１４５】Ｃ．ＨＷＡ＜ＢＤＫ＞フィールドはＨＷＡ
に格納されるビットで、フック・プログラムのＰＫＭが
分析プログラム記憶キーを使用する権限を有しているか
どうかを表す。ＣＲ３のビット（分析プログラム・キー
を表す）を見つけだすためにＡＳＴＥ＜ＤＫ＞に格納さ
れている分析プログラム・キーの値を使用して、フック
・プログラムのＰＫＭ（ＣＲ３のプログラム・キー・マ
スク）に索引を付け、かつこのＰＫＭビット位置のセッ
ティングをＨＷＡ＜ＢＤＫ＞ビットにコピーすることに
よって、これは行われる。１の状態はフック・プログラ
ムが権限を有していることを示し、０の状態は分析プロ
グラムにアクセスする権限がないことを示す。これはフ
ック・プログラムがＨＫＭ実行時にＡＰＫへのアクセス
を有していない場合に、フック・プログラムがフックの
戻り時にＡＰＫへのアクセスを受け取ることを防止す
る。

【０１４６】Ｄ．ＨＷＡ＜ＰＳＷ＞フィールドはプロセ
ッサの現在のＰＳＷを受け取る（現在のＨＫＭ命令の正
常な実行時に）。

【０１４７】Ｅ．ＡＲ／ＧＲ対４、５、及び１５に対す
るＨＷＡフィールドはこれらそれぞれのＡＲ／ＧＲ対の
現在の内容を受け取る。

【０１４８】フック・プログラムには共用記憶キー（キ
ー９など）を割り当てることができる。共用記憶キーは
共用記憶キーを使用しているプログラムが記憶ブロック
が割り当てた他のキーにアクセスするのを防止するが、
他のキーを使用しているプログラムは共用記憶キーが割
り当てられたブロック内のプログラム及びデータにアク
セスすることができる。フック・プログラムに共用キー
が割り当てられている場合、このプログラムは記憶域内
の分析プログラムにアクセスすることができないが、分
析プログラム（他のキーが割り当てられている）はアク
セス・キーを操作することなくフック・プログラムにア
クセスすることができる。

【０１４９】次に、ステップ７３はマイクロコード・ロ
ーカル記憶装置にＰＳＷを構築し、後で、プロセッサが
分析プログラムの実行を開始できるようにする。ステッ
プ７３は現在のプロセッサのＰＳＷをローカル・プロセ
ッサ記憶装置に格納し、次いで、ＰＳＷ内の次のサブフ
ィールドに格納することによってＰＳＷフィールドのい
くつかを変更する。

【０１５０】Ａ．アドレス指定モード・サブフィールド
ＰＳＷ＜Ａ＞は１にセットされる（３１ビット・アドレ
ス・モードを示すため）。

【０１５１】Ｂ．ＰＳＷビット８−１１におけるキー・
サブフィールドＰＳＷ＜ｋｅｙ＞は分析プログラムに対
するＰＳＷキーを含んでいるＡＳＴＥ＜ＤＫ＞にセット
される。

【０１５２】Ｃ．アドレス空間制御サブフィールドＰＳ
Ｗ＜ＡＲ＞（ＰＳＷビット１７の）は０にセットされ、
１次モードが使用されていることを示す。

【０１５３】Ｄ．ＤＡＴモード及び１次空間モード・サ
ブフィールドＰＳＷ＜５，１６＞は１、０の状態のまま
である。

【０１５４】Ｅ．命令アドレス・サブフィールドＰＳＷ
＜ＩＡ＞はフィールドＡＳＴＥ＜ＤＥＡ＞から、分析プ
ログラムの入口アドレスへセットされる。

【０１５５】ステップ７４は呼び出される分析プログラ
ムによって使用されるＰＫＭを生成する。分析プログラ
ムはＣＲ３にあるフック・プログラムのＰＫＭを使用
し、さらに分析プログラムのキーを使用可能とする。こ
れはＣＲ３の分析プログラム・キー・ビットに索引を付
け、これを１の状態にセットすることによって行われる
（ＡＳＴＥ＜ＤＫ＞フィールドは索引付け値を与え
る）。このＣＲ３マスク・セッティング操作は分析プロ
グラムがＨＷＡを含むそれ自体の記憶域にアクセスでき
るようにする。

【０１５６】次に、ステップ７６は関連するＨＷＡのア
ドレスを汎用レジスタＡＲ／ＧＲ４に格納することによ
って、これを保存する。ＡＲ／ＧＲ５は分析プログラム
が自由に使用できる状態のままである。ＡＲ／ＧＲ１５
には分析プログラムへの入口アドレスであるフィールド
ＡＳＴＥ＜ＤＥＡ＞がロードされる。これは分析プログ
ラムに、アドレス空間におけるそれ自体の位置の基本ア
ドレスを与える。

【０１５７】次いで、ステップ７７はロードＰＳＷ命令
を使用して、ＰＳＷ（ステップ７３によって構成され
た）をプロセッサに、その現在のＰＳＷ（分析プログラ
ムへの入口アドレスである命令アドレスを有している）
としてロードする。これは分析プログラムの実行を開始
し、このプログラムは分析プログラムの最後にあるステ
ップ７８のフック戻し命令（ＨＫＲ）命令に達するま
で、実行を継続する。

【０１５８】（ｇ）フック・アンマスク命令（ＨＫＵ）
実行プロセス−図８ないし図１０：フック・アンマスク
（ＨＫＵ）命令はＨＫＵ命令がフック番号オペランドを
有していない点で、フック・マスク（ＨＫＭ）命令と異
なっている。これはＨＫＵ命令に対するオペランド・フ
ィールド（たとえば、Ｂ、Ｄ）の排除を可能とし、この
サイズを相対的にＨＫＭ命令よりも小さくする。ＨＫＵ
命令が有しているのは、操作コード（ｏｐコード）だけ
である。

【０１５９】ＨＫＵ命令のサイズが小さいことによっ
て、フックなしで以前にテストされ、フックの挿入後に
新たなプログラムテストが予定されていないプログラム
にフックを配置するのに、ＨＫＭ命令より容易に使用す
ることが可能となり、これはＨＫＵ命令によってプログ
ラム内の既存のコードのいくつかをオーバレイすること
によって行われる。

【０１６０】図８、図９及び図１０からなる流れ図は、
フック・アンマスク命令ＨＫＵが、実行プロセッサによ
って使用されるプロセス・ステップを示す。その実行プ
ロセスはステップ８１で始まり、プロセッサがその操作
モードをテストし、フック・プログラムがＤＡＴモード
であり、かつＳ／３９０コンピュータ・アーキテクチャ
の１次空間モードであることを判定する。

【０１６１】ステップ８１がＰＳＷビット位置５及び１
６のビットがそれぞれ１及び０状態であると判断した場
合には、ステップ８３への「イエス」出口が選択され
る。

【０１６２】しかし、ステップ８１がビット５、１６が
１、０を示していないと判断した場合には、ステップ８
１からステップ８２へのＤ入口への「ノー」（Ｎ）出口
が選択され、ＯＳによる特別な処理のためＨＫＵの実行
に割り込む特別操作例外を発生する。特別処理はプロセ
ッサを他のタスクにディスパッチすることを含むことが
できる。ＨＫＵ命令の使用はテストされたプログラム・
コードのオーバレイを含んでいると考えられるので、予
期しないどのような事象もフック・プログラムのそれ以
上の実行を疑わしいものとし、ＯＳが監視しなければな
らないものとなる。

【０１６３】ステップ８３に進んだ場合（正規の場
合）、保全性規則の違反が存在しているかどうかの判定
を行う。この規則の内容は監視状態で作動しているフッ
ク・プログラムが、問題状態だけで使用するように設計
された権限のない分析プログラムにアクセスできないこ
とにある。しかしながら、問題状態で作動しているフッ
ク・プログラムは問題状態または監視状態のいずれかで
作動するよう設計されている分析プログラムにアクセス
することができる。

【０１６４】フック・プログラムに対する問題状態／監
視状態は、プロセッサの現在のＰＳＷビット１５の状態
によって示される。分析プログラムに対する問題／監視
機能は、現在のＡＳＴＥのビットＳの状態によって示さ
れる。

【０１６５】したがって、ステップ８３はフック・プロ
グラムを実行しているプロセッサのＰＳＷビット１５を
テストする。フック・プログラムが監視状態である場合
には、ステップ８４に進み、予期される分析プログラム
の状態（ＡＳＴＥビットＳに格納されている）をテスト
し、分析プログラムが監視状態で実行できるかどうかを
判定する。分析プログラムが問題状態のみで実行されて
いるとステップ８４が判定した場合には、保全性のエク
スポージャが存在しており、ステップ８２への「ノー」
出口Ｄが選択され、特別操作例外を生成し、ＨＫＵプロ
セスに割り込む。

【０１６６】フック・プログラムが問題状態で実行され
ていると、ステップ８３が判断した場合、ステップ８３
の「イエス」出口からステップ８６に直接進む。あるい
は、分析プログラムが監視状態で実行できると判断した
場合には、ステップ８４の「イエス」出口からステップ
８６に進む。

【０１６７】次いで、図８のステップ８６はＡＳＴＥの
フック・ヘッダ起点フィールド（ＨＨＯ）にアクセスす
る。ＨＨＯはフック・ヘッダ（ＨＨ）を見つけだすアド
レスを含んでいる必要がある。ＨＨＯアドレスはＨＨＯ
域の隣に配置されている最初のＨＷＡを見つけだす。Ｈ
ＨＯアドレスは非ゼロ値であり、ステップ８６はこれが
認められていないゼロ値（初期化されていない場合に発
生するもの等）であるかどうかをテストする。ゼロであ
る場合には、ステップ８２に進む「イエス」出口Ｄが選
択され、ステップ８２は特別操作例外を生成し、ＨＫＵ
プロセスに割り込む。

【０１６８】使用可能性／使用不能性はＨＫＵ命令には
使用されず、したがって、ＣＲ２Ｈフィールド、ＡＳＴ
ＥフィールドＨ１及びＨ２、ならびにフック・マスク・
フィールドＨＭはＨＫＵ命令によって使用されない。
（これらが使用されるのは、ＨＫＭ命令に対してだけで
ある。）

【０１６９】ステップ８６がＨＨＯに対して非ゼロの値
を発見した場合、ステップ８６の「ノー」出口からステ
ップ８７へ直接進む。現在のフック・プログラムの実行
に関する保全性制御を与え、フック・プログラムが分析
プログラムよりも大きなアクセス権限を有しないように
する。ステップ８７は、ＣＲ３のフック・プログラムの
キー・マスクが、ＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞フィールドに格
納されている現在の分析プログラムの最大権限キー・マ
スクのサブセットであるかどうかをテストすることによ
って行われる。ＣＲ３の各ビットがＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ
＞の対応して配置されたビットと等しいか、少ない、す
なわち１の場合、サブセットＰＫＭがフック・プログラ
ムに対するＣＲ３に存在する。しかし、ＡＳＴＥ＜ＤＫ
ＭＡ＞ビットが０の場合、ＣＲ３の対応するビットは０
でなければならない（また、そのＣＲ３のビットが１の
場合には、例外条件が存在する）。したがって、フック
・プログラムがＡＳＴＥによって分析プログラムが使用
する権限が与えられていないアクセス・キーを、分析プ
ログラムに渡すのが防止される。

【０１７０】したがって、ＣＲ３のいずれかのビットが
ＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞の対応するビットよりも大きい場
合、Ｄへの「ノー」出口を選択して、ステップ８２に進
み、ＨＫＵプロセスに割り込む特別操作例外を生成す
る。しかし、ＣＲ３のフック・プログラムのキー・マス
クがＡＳＴＥ＜ＤＫＭＡ＞に格納されている現在の分析
プログラムの最大権限キー・マスクのサブセットである
場合、ステップ８８への「イエス」出口が選択される。

【０１７１】次いで、ステップ８８はＡＳＴＥのＨＨＯ
フィールドにアクセスして、フック・ヘッダ域にアクセ
スし、また図９のステップ９１への出口が選択される。
ＨＨＯアドレスはフック・ヘッダ域の隣にある最初のＨ
ＷＡを見つけ出せるようにする。

【０１７２】ステップ９１はステップ９２−９７のサブ
プロセスを開始するが、これは本質的に図６のステップ
６４ないし６９（現在のＨＫＭ命令への割当てのために
利用可能なＨＷＡ（フック作業域）を見つける）に関し
て本明細書で説明したサブプロセスと同じものである。
この場合、ステップ９２−９７は現在のＨＫＵ命令への
割当てのために利用できるＨＷＡを、システムに割り振
られているＮ個のＨＷＡブロックから見つけだす。ステ
ップ９１−９７からの出口Ｄ及びＦだけが、図６のステ
ップ６４ないし６９と異なっている。ステップ９３また
はステップ９６の「イエス」出口からの出口Ｄが選択さ
れ、ステップ８２に進み、最後のＨＷＡが利用できない
か、あるいは認められていないＣ＝０の場合、特別操作
例外を生成し、ＨＫＵプロセスに割り込む。

【０１７３】ＨＷＡが利用できると判断された場合、こ
れが選択され、図１０のステップ１０１へのステップ９
２からの出口Ｆ（ステップ６４からの出口Ｃと同様な）
が選択され、ＨＫＵプロセスを継続する。

【０１７４】図１０は１という値がＨＷＡフック番号フ
ィールドＨＷＡ＜ＨＮ＞のビット０にセットされ，現在
の命令のタイプがＨＫＵであることを示している以外、
図７と同一である。（図７において、ＨＷＡ＜ＨＮ＞の
ビット０は０という値にセットされ、現在の命令のタイ
プがＨＫＭであることを示している。）これを除けば、
図１０の内容及び作動は図７について説明したところと
同じである。

【０１７５】（ｈ）フック戻り（ＨＫＲ）命令プロセス
−図１１及び図１２：フック戻り（ＨＫＲ）命令は、フ
ック・アンマスク（ＨＫＵ）命令またはフック・マスク
（ＨＫＭ）命令のいずれかからハードウェア／マイクロ
コード・リターンを供給する。保管されているＰＳＷ命
令アドレスが分析プログラムによって変更されていなか
った場合、ＨＫＲ命令によってアドレスされたＨＷＡに
関連する最後に実行されたフック命令の直後のフック・
プログラム内の命令に戻る。ＨＫＲ命令は操作コード
（ｏｐコード）、ならびに従来の（Ｂ）＋Ｄアドレス値
を構成するオペランドを有している。ただし、このオペ
ランドのアドレスは、フック・プログラムへ戻るために
ＨＫＲを出す分析プログラム実行のこのインスタンスを
引き起こしたフック命令の実行によって現在使用されて
いるＨＷＡのアドレスである。

【０１７６】アドレスされたＨＷＡが選択的に利用でき
ることを、このＨＫＲ命令によってアドレスされたＨＷ
ＡのＸフィールドが示しているか、あるいはいずれかの
ＰＳＷアドレス・モード・フィールドがフック・プログ
ラム（この場合も、戻りプロセスによって始動される）
による実行と矛盾する場合には、現在のＨＫＲ命令の実
行を継続することはできない。留意すべきなのは、オペ
レーティング・システムがこの戻りプロセスに関与して
いないことである（例外状態が発生しない限り、ＯＳが
フック・プログラムの以前の実行、及びこの同じフック
・命令に対する分析プログラムの以前の実行に関与して
いないのと同じである）。

【０１７７】ＨＫＲ命令の実行は図１１のステップ１１
０から始まり、現在のＰＳＷにアドレス指定モードをチ
ェックして、矛盾するアドレス指定モードが存在してい
ないことを判定する。この場合、ＰＳＷのビット位置
５、１６、１７はすべて、選択すべきステップ１１２へ
の「イエス」出口に対してそれぞれの値１、０、０を有
していなければならない。これらのＰＳＷビット値はＤ
ＡＴ、１次、及び非ＡＲの各モードを示す。いずれかの
モードがこの基準を満たしていない場合、ステップ１１
１に進み、現在のＨＫＲ実行プロセスに割り込み、プロ
セッサ制御をＯＳが問題を処理するようにＯＳに切り換
える特別操作例外を生成する。ＯＳによる特別な処理は
ＨＫＲプロセスの実行をプロセッサからディスパッチ解
除するものであり、プロセッサの他のタスクへのディス
パッチを含むこともできる。

【０１７８】ステップ１１２へ進んだ場合（正規の場
合）、保全性規則の違反が存在しているかどうかの判定
を行う。この規則はＨＷＡ内のＸフィールドがそのアン
ロック状態である利用可能状態（Ｘ＝０）を示してはな
らないというものである。Ｘ＝０状態を発見した場合、
上述のように、特別操作例外のためのステップ１１１へ
の「イエス」出口が選択される。

【０１７９】ステップ１１２でＸがゼロでない（ロック
状態）と判断された場合、プロセスはステップ１１３へ
進み、フック・プログラムがプロセッサの制御を再び獲
得したときに、フック・プログラムが後で使用するため
のローカル記憶装置（プロセッサのマイクロコードに利
用できる）にプログラム・キー・マスク（ＰＫＭ）を構
築する。ＰＫＭの構築は現在のＰＫＭ（ＣＲ３からの）
のコピーを作成し、ＨＷＡ＜ＢＤＫ＞フィールドに格納
されているビットの索引ＡＳＴＥ＜ＤＫ＞におけるビッ
トとの論理積を取り、ＰＫＭをステップ１１４及び１１
６のために保存する。

【０１８０】次いで、ステップ１１４に進み、提案され
ている新しいＰＳＷキー（ＨＷＡ＜ＰＳＷ＞ビット９−
１１）がステップ１１３で構築された新しいＰＫＭの対
象となっているかどうかをチェックする。新しいＰＫＭ
が提案されたＰＳＷキーを含んでいない場合、ステップ
１１１に進み、特別操作例外を反映する。それ以外の場
合には、ステップ１１６に進み、新しいＰＫＭをインス
タンス化する。

【０１８１】次いで、図１１のステップ１１６がローカ
ル作業域にステップ１１３によって構築されているフッ
ク・プログラムのプログラム・キー・マスク（ＰＫＭ）
を使用して、ＣＲ３ビット０−１５をロードする。次い
で、ステップ１１７が関連するＨＷＡに格納されている
ＰＳＷ値（ＧＲ４に格納されているアドレスによって見
つけだされる）を使用して、プロセッサの現在のＰＳＷ
をロードする。前述したように、これらはＰＳＷ＜８−
１１＞、ＰＳＷ＜１７＞、ＰＳＷ＜１８−１９＞、ＰＳ
Ｗ＜２０−２３＞、ＰＳＷ＜３２＞、及びＰＳＷ＜３３
−６３＞を含んでいる。

【０１８２】ステップ１１７が実行された後、図１２の
ステップ１２１へ進む。ステップ１２１は対応するフィ
ールドＨＷＡ＜ＡＲ／ＧＲ４＞、ＨＷＡ＜ＡＲ／ＧＲ５
＞及びＨＷＡ＜ＡＲ／ＧＲ１５＞に格納されている内容
を使用してＡＲ／ＧＲ４、５及び１５をロードして、フ
ック・プログラムが現在のフック命令の実行を引き起こ
したときに、これらのフィールドが有していた状態にこ
れらを復元する。また、ＨＷＡに格納されているＰＳＷ
は一時的な記憶のため、マイクロコードのローカル記憶
装置にコピーされる。

【０１８３】次に、ステップ１２２で、関連するＨＷＡ
内の情報（そのＨＫＲ命令によって使用されるものであ
り、かつおそらくは現在のフック命令と依然関連してい
る）がもはや必要ないことを認識する。したがって、ス
テップ１２２はこのＨＷＡのＸフィールドをゼロ状態に
リセットし、これのロックを解除し、他のフック命令に
よる選択のために再度利用可能とする。

【０１８４】最後に、直ちにステップ１２３に進み、ス
テップ１１７でロードされたＰＳＷの制御の下で実行を
開始することによって、プロセッサの実行をフック・プ
ログラムに切り換える。フック・プログラムは次いで、
正規の場合に最後に実行されたフック命令の直後の命令
のところで、実行を開始する。

【０１８５】（ｉ）分析プログラムの動作の特性：分析
プログラムの実行は、表示画面及びキーボードにおける
分析プログラムと人間のユーザとの間の対話式コマンド
が分析プログラムに指示し、フック・プログラムの指定
されたＨＫＭ命令の使用可能性／使用不能性などの所定
のパラメータの変更を可能とすること、新しいＨＫＵ命
令のフック・プログラムへの挿入、フック・プログラム
に対するアクセス・キー、またはフック・プログラムが
実行を再開するアドレスの変更などの、いくつかの特徴
を含んでいる。

【０１８６】分析プログラムはフック命令の実行から得
られるフック・プログラムに関するデータの選択、分析
及び記録に対する制御を有している。それ故、分析プロ
グラムはフック・プログラムの実行中にこのプログラム
のリアルタイムの分析を行い、その要約した結果のみを
格納することができる。あるいは、分析プログラムはこ
れがデータの収集のために予約しているメモリの区域に
すべての分析データを格納し、バッチ・タイプの分析を
後で行うことができる。あるいは、データを表示画面で
オンラインで走査することができる。

【０１８７】したがって、本発明はプログラム（オブジ
ェクト・コード）の実行可能形式での分析を扱うもので
あり、ソース・コード形式でプログラムを扱うものでは
ない。

【０１８８】実行中の分析プログラムは通常フック・プ
ログラムにアクセスし、現在実行中のフック命令に関連
する情報を抽出し、フック情報を生成し、監視／追跡／
デバッグ情報を生成し、フック・プログラムにアクセス
できない記録可能作業域に書き込む分析プログラムにこ
れを伝える。フック命令が使用可能状態であるか、使用
不能状態であるかにかかわりなく、本発明のフック命令
の使用によって、割込みは生じない。フック・プログラ
ムと分析プログラムの間の遷移は、ＯＳによる最初の許
可時に確立される制約の下でフック機構を介して直接発
生する。フック・プログラムと分析プログラムの間の制
御の正常な遷移の際に、ＯＳによるこれ以降の処置は必
要ない。

【０１８９】

【発明の効果】したがって、本発明によって、本発明発
明の提供する任意のフック命令ごとに、フック・プログ
ラムと分析プログラムの間、あるいは分析プログラムと
フック・プログラムの間での切換え中に生じるプログラ
ムの割込みや再ディスパッチを行うことなく、分析プロ
グラム１６の実行と実行中のフック・プログラム１０
（そのうち、１つのフック・プログラム１０だけが図１
に示されている）の間でのスムースな割込みのない制御
の切換えが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一般的な実施例のブロック線図であ
る。

【図２】本発明の詳細な実施例のブロック線図である。

【図３】図２の実施例で使用されるプログラム状況ワー
ド（ＰＳＷ）の関連フィールドの図である。

【図４】図２の実施例で使用されるフック・ヘッダ及び
フック作業域（ＨＷＡ）の図である。

【図５】図２の実施例に対してフック・アンダー・マス
ク（ＨＫＭ）命令によって使用されるプロセスの流れ図
である。

【図６】図２の実施例に対してフック・アンダー・マス
ク（ＨＫＭ）命令によって使用されるプロセスの流れ図
である。

【図７】図２の実施例に対してフック・アンダー・マス
ク（ＨＫＭ）命令によって使用されるプロセスの流れ図
である。

【図８】フック・アンマスク（ＨＫＵ）命令によって使
用されるプロセスの流れ図である。

【図９】フック・アンマスク（ＨＫＵ）命令によって使
用されるプロセスの流れ図である。

【図１０】フック・アンマスク（ＨＫＵ）命令によって
使用されるプロセスの流れ図である。

【図１１】図２の実施例に対してフック戻り（ＨＫＲ）
命令によって使用されるプロセスの流れ図である。

【図１２】図２の実施例に対してフック戻り（ＨＫＲ）
命令によって使用されるプロセスの流れ図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カール・エドワード・クラーク アメリカ合衆国12603 ニューヨーク州 ポーキープシー バート・ドライブ 46 (72)発明者 マイケル・ヘンリ・テオドア・ハック アメリカ合衆国10506 ニューヨーク州 ピークスキル ファーネス・ドック・ロー ド 403 (72)発明者 キャスパー・アンソニー・スカルジ アメリカ合衆国12601 ニューヨーク州 ポーキープシー アカデミー・ストリート 160 (72)発明者 アール・ジェイ・シュマルツ アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州 ワッピンガーズ・フォールス エッジ・ヒ ル・ドライブ ７ (72)発明者 バースカー・シンハ アメリカ合衆国12590 ニューヨーク州 ワッピンガース フォールス ケンダル・ ドライブ 19

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロセッサ手段を実行することによってフ
   ック・プログラム内のフック命令を実行し、 上記フック命令に対する分析プログラムの実行を開始
   し、かつ一連のフック作業域（ＨＷＡ）を指定するため
   のフック制御域を見つけだしてアクセスし、 割当てられていないＨＷＡを検出するために一連の上記
   ＨＷＡを探索し、かつ該割当てられていないＨＷＡを上
   記フック命令に割り当て、 フック・プログラム内のフック命令の後に続く命令の命
   令アドレスを上記ＨＷＡに格納し、 上記ＨＷＡに格納された命令アドレスにおける命令にア
   クセスして実行するために、上記プロセッサ手段を呼び
   出し、フック・プログラム内の任意のフック命令の実行
   を維持するためにオペレーティング・システムの介在を
   必要とすることなく、上記フック命令に対する分析プロ
   グラムの実行の完了時にフック・プログラムの実行を継
   続するステップを含む、フック命令の実行方法。
2. 【請求項２】フック・プログラム内のすべてのフック命
   令に対する使用可能性／使用不能性を制御するためのフ
   ック使用可能化手段を設け、 フック・プログラム内の上記フック命令の実行を可能と
   するために、上記フック使用可能化手段を使用可能状態
   にセットし、フック・プログラム内の上記フック命令の
   実行を不能とするために、上記フック使用可能化手段を
   使用不能状態にセットするステップを含む、 請求項１記載のフック命令実行方法。
3. 【請求項３】フック・プログラム内の指定されたタイプ
   のフック命令の実行を可能／不能とするために上記フッ
   ク制御域にマスク使用可能性フィールドを設け、 マスク可能タイプの命令が、複数のフック番号のうちい
   ずれであるかを指示するためのオペランドを含み、 上記マスク使用可能性フィールドにフック番号による索
   引を付け、該フック番号によって表されたフック命令の
   タイプに関する使用可能性／使用不能性状態の指示を見
   つけだし、異なるタイプのフック命令を選択的に使用可
   能及び使用不能とするステップを含む、 請求項３記載のフック命令の実行方法。
4. 【請求項４】操作コードだけを有し、オペランドを有し
   ていない小さなフック命令を構築し、フック・プログラ
   ム内のコードを該小さなフック命令によってオーバレイ
   するステップを含む、 請求項２記載のフック命令の実行方法。
5. 【請求項５】フック制御域内の複数のクラス・マスク使
   用可能性フィールドを指定し、１つのクラスを単一の操
   作として使用可能または使用不能とするために、フック
   番号の異なるサブセットを異なるクラスのマスク可能タ
   イプのフック命令としてそれぞれ使用可能とするステッ
   プを含む、 請求項３記載のフック命令の実行方法。
6. 【請求項６】フック・プログラム及び分析プログラムを
   異なる記憶保護キーを有する異なる実記憶域に割当てる
   ステップを含む、 請求項１記載のフック命令の実行方法。
7. 【請求項７】同一の分析プログラムによって分析されて
   いる複数のフック命令を並行に実行することのできる複
   数のフック・プログラムを１つまたは複数のプロセッサ
   で実行し、並行して実行されているフック命令に異なる
   ＨＷＡを割当てるステップを含む、 請求項１記載のフック命令の実行方法。
8. 【請求項８】並行して実行される複数のフック・プログ
   ラム及び分析プログラムを同一の仮想アドレス空間に配
   置するステップを含む、 請求項１又は７記載のフック命令の実行方法。
9. 【請求項９】割り当てられていないＨＷＡが見つからな
   い場合には、特別操作例外状態をプロセッサに通知する
   ステップを含む、 請求項１記載のフック命令の実行方法。
10. 【請求項１０】フック命令を含んでいるフック・プログ
    ラムの実行を継続するために、現在実行されているフッ
    ク命令に関連したＨＷＡの命令アドレスにある命令にプ
    ロセッサ制御を渡すための操作コード及びオペランドか
    らなるフック戻り命令を構築するステップを含む、 請求項１記載のフック命令の実行方法。
11. 【請求項１１】指定されたタイプのフック命令がフック
    命令をノーオペレーション命令（ｎｏ−ｏｐ）として扱
    うことによって使用不能とされていることをマスク使用
    可能性フィールドが示す（フック命令のオペランドで示
    される）場合、フック命令の実行を禁止するステップを
    含む、 請求項３記載のフック命令の実行方法。
12. 【請求項１２】分析プログラムに割り込みそのタスク状
    態を保管することによって、第１のフック・プログラム
    に対して実行されている分析プログラムの実行中にプロ
    セッサ上のタスクを切り換え、 第２のフック・プログラムの他のタスク状態をプロセッ
    サにロードし、 プロセッサ上で第２のフック・プログラムに対して分析
    プログラムを実行してから、コンピュータ・システムの
    同一のプロセッサまたは他のプロセッサ上で第１のフッ
    ク・プログラムに対する分析プログラムの実行を復元す
    るステップを含む、 請求項１記載のフック命令の実行方法。
13. 【請求項１３】フック・プログラム内の異なるフック命
    令に対するタスクを切り換えることによって、複数の並
    行に実行されているフック・プログラム内の複数のフッ
    ク命令に対する分析プログラムを並行に実行し、 フック命令がフック・プログラムで実行される順序がど
    のようなものであっても、異なるフック・プログラムに
    対して分析プログラムをタスク切り換えするステップを
    含む、 請求項１２記載のフック命令の実行方法。
14. 【請求項１４】コンピュータ・システムの内部コード手
    段もしくはハードウェア手段またはその両方を操作する
    中央演算処理装置（ＣＰＵ）により、１つまたは複数の
    並行に実行されているフック・プログラムのフック命令
    を実行する方法であって、 分析プログラムの実行を開始するためのプログラム入口
    位置の情報と、一連のＨＷＡ内の最初のＨＷＡ（フック
    作業域）のＨＷＡ位置の情報とを含むフック制御域に、
    上記プロセッサ内部コード手段もしくはハードウェア手
    段またはその両方によってアクセスし、 割当てられていない状態を示す割当てフィールドを含ん
    でいるＨＷＡを一連のＨＷＡで探索し、割当てられてい
    ないＨＷＡを発見した場合に、フック命令に対する割当
    て済状態を示すために割当てフィールドをセットし、 フック・プログラム内のフック命令の後に続く命令に対
    する命令アドレスを上記ＨＷＡに格納し、 上記プログラム入口位置の情報を使用して、プロセッサ
    内部コード手段もしくはハードウェア手段またはその両
    方によって分析プログラムの実行を呼出し、プロセッサ
    実行制御を該分析プログラムに渡し、フック命令の連続
    して割込みのない実行が該分析プログラムの実行を含む
    ようにし、 プロセッサ内部コード手段もしくはハードウェア手段ま
    たはその両方を呼び出す分析プログラムによる分析プロ
    グラムの実行の終了時に、ＨＷＡに格納されている命令
    アドレスにある命令にプロセッサ制御を渡し、分析プロ
    グラムの終了からフック命令の後に続く命令でのフック
    ・プログラムの実行への連続した割込みのない実行をプ
    ロセッサで維持し、オペレーティング・システム・プロ
    グラムによる該実行割込みなしに、プロセッサの連続し
    た実行を維持するステップを含むフック命令実行方法。
15. 【請求項１５】フック命令に割り当てられたＨＷＡのア
    ドレスである分析プログラムの入口アドレスを、汎用レ
    ジスタ（ＧＲ）の所定のサブセットの内容のフック命令
    を実行している内部コード手段もしくはハードウェア手
    段またはその両方によって保管し、ＧＲのそれぞれにロ
    ードし、１つまたは複数のＧＲを分析プログラムが使用
    できるようにし、 分析プログラムの終了時に、ＧＲの保管された内容を上
    記内部コード手段もしくはハードウェア手段またはその
    両方によって復元してから、フック・プログラム内の次
    の命令を実行するステップを含む、 請求項１４記載のフック命令の実行方法。
16. 【請求項１６】プロセッサ手段を実行することによって
    フック・プログラム内のフック命令を実行し、 上記フック命令に対する、分析プログラムの実行を開始
    し、一連のフック作業域（ＨＷＡ）を指定するためのフ
    ック制御域を特定してアクセスし、 割当てられていないＨＷＡを検出するために一連のＨＷ
    Ａを探索し、該割当られていないＨＷＡをフック命令に
    割り当て、 フック・プログラム内のフック命令の後に続く命令の命
    令アドレスを上記ＨＷＡに格納し、 フック命令から分析プログラムへの実行リンク中に、オ
    ペレーティング・システムの介入を必要とすることな
    く、フック命令に対する分析プログラムを実行するステ
    ップを含むフック命令の実行方法。
17. 【請求項１７】フック・プログラム内のフック命令に対
    して分析プログラムを実行し、 フック・プログラム内のフック命令の後に続く命令のア
    ドレスをフック作業域（ＨＷＡ）に格納し、 上記ＨＷＡに格納された命令アドレスの命令にアクセス
    して実行するために、プロセッサ手段を呼び出し、分析
    プログラムからフック・プログラムへの実行リンク中に
    オペレーティング・システムの介入を必要とすることな
    く、フック命令に対する分析プログラムの実行の終了時
    にフック・プログラムの実行を継続するステップを含む
    フック命令の実行方法。
18. 【請求項１８】フック命令を含む１または複数のフック
    ・プログラムを実行するためのプロセッサ部と、 上記フック命令に応答して上記フック・プログラムを分
    析するための分析部と、 使用可能なフック命令について割当てられ、フック・プ
    ログラムの状態情報を管理する一連のフック作業域（Ｈ
    ＷＡ）と、 上記一連のＨＷＡのうち最初のＨＷＡを指定するための
    アドレス情報並びに上記フック命令に対する分析部の実
    行を開始するためのリンク情報を含むフック制御域とを
    具備し、 上記分析部の実行終了時にフック・プログラムの実行が
    継続される、プログラム分析のためのデータ処理システ
    ム。