JPH087692B2 - 仮想計算機システムにおけるタイマ制御方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、仮想計算機システムにおけるタイマ制御方
式に係り、特にゲストプログラムのタイマ割込み処理及
びマスク操作命令の高速化に好適なタイマ制御方式に関
する。

〔従来の技術〕

仮想計算機システムとは、実計算機を時分割に使用
し、各タイムスロットにおいて仮想のハードウェア情報
を設定することにより、１台の実計算機が各タイムスロ
ットごとに、あたかも別々の計算機のごとく動作するも
のである。仮想計算機として動作中には、特公昭60−49
352号に記載のように、仮想計算機上で走行しているプ
ログラム（以下ゲストと呼ぶ）に通知すべき割込みと、
実計算機を管理し仮想計算機システムを実現しているプ
ログラム（以下ホストと呼ぶ）に通知すべき割込みが存
在し、それぞれ該当のプログラムに直接割込むことが性
質上望ましい。

仮想計算機システムにおけるタイマ機構は、ゲスト実
行中はゲスト用のタイマ機構が必要であると同時に、タ
イムスロットの制御等のため、ゲスト実行中でもホスト
用のタイマ機構が動作する必要がある。従来、これには
特開昭60−31649号記載のように、複数のタイマ機構を
設けることが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、ゲスト又はホストのどちらにでも
タイマ割込みを効率良く通知することができるが、ゲス
ト用とホスト用の２組のタイマ機構を設ける必要があ
り、実現にはハードウェア量が大量となってしまうとい
う問題があった。

本発明の目的は、比較的小量のハードウェアでタイマ
割込みを、ゲスト又はホストの適切な方へ直接通知する
ことを可能にし、仮想計算機システムの処理の高速化を
行うことにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、ゲスト用及びホスト用の２組の割込みマ
スク、実タイマ機構にゲストのタイマ値が設定されてい
るかホストのタイマ値が設定されているかを示すフラ
グ、ゲストのタイマ割込み保留中を示すレジスタ、及び
ゲストのタイマ割込み時刻となった時にゲスト用のタイ
マ割込みマスクの値に無関係にそれをマイクロプログラ
ムに通知する手段を備え、ゲストのタイマ値とホストの
タイマ値で早く割込みが発生する方を、実タイマ機構に
設定することにより、達成される。

〔作 用〕

ゲスト走行中は、ゲストのタイマ割込みは、ゲスト用
割込みマスクが開いている状態で、実タイマ機構にゲス
トのタイマ値が設定されていて割込み時刻となっている
時、またはゲストのタイマ割込み保留中を示すレジスタ
がセットされている時に発生する。またホストのタイマ
割込みは、ホスト用の割込みマスクが開いている状態
で、実タイマ機構にホストのタイマ値が設定されていて
割込み時刻となっている時に発生する。さらに、ゲスト
用の割込みマスクが閉じている状態で、実タイマ機構に
ゲストのタイマ値が設定されていて割込み時刻となって
いる時は、その状態がマイクロプログラムへ通知され
て、マイクロプログラムにより実タイマ機構にホストの
タイマ値が設定され、ゲストのタイマ割込み保留中レジ
スタがセットされる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について図面により説明す
る。

第１図は本発明の一実施例の論理回路図を示す。実タ
イマ機構は、６の破線で囲まれた１組のみ備え、時刻を
計時するカウンタ（TOD）７の出力と、比較レジスタ（C
KC）８の出力を比較回路９で比較し、前者の値よりも後
者の値の方が小さい時に割込み要求信号を発生する。

ホストPSW割込みマスク12とホストタイマサブクラス
マスク13のAND結果がホスト割込みマスク信号10であ
り、ホストの割込み制御に使われる。ゲストPSW割込み
マスク14とゲストタイマサブクラスマスク15のAND結果
がゲスト割込みマスク信号11であり、ゲストの割込み制
御に使われる。ゲスト動作中のマスク操作命令はゲスト
の割込みマスクに影響を与えるだけで、ホストの割込み
マスクの値は変化しないように制御される。

ゲストアクティブフラグ４及びゲスト割込み保留レジ
スタ５は、マイクロプログラムにより、セットリセット
可能なレジスタである。

ホスト割込み要求信号１は、ホストへ通知すべきタイ
マ割込みの発生を示し、ゲスト割込み要求信号３は、ゲ
ストへ通知すべきタイマ割込みの発生を示している。タ
イマ入換え要求信号２は、プラグラムに通知する必要は
ないが、CKC8の内容を入換える必要のあることを示して
る。これら３本の信号のどれかひとつでもONになった場
合、命令実行を命令終了時点で中断し、マイクロプログ
ラムによりタイマ機構の操作を行う必要がある。

以下、第１図に示したハードウェアを用いて、ゲスト
動作中のタイマ割込みがどのように処理されるかを説明
する。なお、ゲスト走行中のホスト割込みマスクは変化
しないため、ゲスト起動時にホスト割込みマスクが閉じ
られていると、ゲスト走行中にホストに通知すべきタイ
マ割込みは発生しないため、処理は容易となる。そこで
以下の説明では、ホスト割込みマスクが開いている場合
だけについて行う。

まず第１に、ゲストプログラム起動時の動作を説明す
る。走行中でないゲストの状態はホストにより退避され
ているので、その値を再度ハードウェア上に回復する必
要がある。その時、割込みマスクは、ゲストの割込みマ
スクレジスタ14,15に回復される。ゲストアクディブフ
ラグ４、ゲスト割込み保留レジスタ５、及びCKC8は第２
図に示すフローチャートに従い設定される。即ち、HCKC
とGCKCを比較し（ステップ101）、HCKC＞GCKCの場合、
ゲストアクティブフラグ４を“1"にし（ステップ10
2）、GCKCの値をCKC8に設定し（ステップ103）、ゲスト
割込み保留レジスタ５をリセットする（ステップ10
6）。また、GCKC＞HCKCの場合は、ゲストフクティブフ
ラグ４を“0"にし（ステップ104）、HCKCの値をCKC8に
設定して（ステップ105）、ゲスト割込み保留レジスタ
５をリセットする。こゝでHCKCは、あらかじめ設定され
ていたホストのCKCの値を意味し、GCKCはこれから起動
しようとしているゲストのCKCの値を意味する。これら
の値は、マイクロプログラムからアクセス可能なメモリ
又はレジスタにも格納される。またゲストプログラムよ
りCKC書換え命令が発行された場合も、第２図のフロー
チャートに従いCKC8に設定し、ゲスト割込み保留レジス
タ５をリセットする。

この操作により、CKC8にはホストのタイマとゲストの
タイマで早く割込みが発生する方が設定されることにな
る。

次にホスト割込み要求信号１がONとなる場合の動作を
説明する。この状態は、ゲストアクティブフラグ４が
“0"で、実タイマ機構６が割込み要求信号を発している
場合である。第２図の処理により、ゲストアクティブフ
ラグ４が“0"の時は、CKC8にはホストのCKCの値が設定
されているため、実タイマ機構６が割込み要求信号を発
した時は、ホストに通知すべきタイマ割込みが発生した
ことを示す。この時点でマイクロプログラムは、ホスト
割込みを発生させ、実計算機の状態をゲスト実行中から
ホスト実行中に切換える。

次にタイマ入換え要求２がONとなる場合の動作を説明
する。この状態はゲストアクティブフラグ４が１で、実
タイマ機構６が割込み要求信号を発し、ゲスト割込みマ
スク信号11が“0"の場合である。この状態は、ゲストに
通知すべきタイマ割込みの時刻となったが、ゲストが割
込みマスクを閉じているため、その割込みを発生させる
ことができない状態である。この場合、割込み時刻にす
でに達しているため、実タイマ機構６には次に発生する
予定のホストの割込みに備えて、CKC8にホストのCKCの
値を設定する必要がある。同時にゲストアクティブフラ
グ４を“0"にする必要がある。さらにゲスト割込み時刻
に達していることを記憶する必要がある。これらの処理
はマイクロプログラムによって行われる。第３図はその
フローチャートを示したもので、タイマ入換え要求２が
ONとなると、ゲストアクティブフラグ４を“0"とし（ス
テップ201）、CKC8にHCKCを設定し（ステップ202）、ゲ
スト割込み保留レジスタ５を“1"とする（ステップ20
3）。これらの処理が行われたことは、ソフトウェアに
は知らされず、命令実行は次な命令へ進む。

次にゲスト割込み要求信号３がONとなる場合の動作を
説明する。この状態となる第１のケースは、ゲストアク
ティブフラグ４が“1"で、実タイマ機構６が割込み要求
信号を発し、ゲスト割込みマスク信号11が“1"の場合で
ある。これはゲストに通知すべきタイマ割込みの時刻と
なって、ゲストにその割込みを発生させる必要のある時
である。この場合、マイクロプログラムは次に発生する
予定のホスト割込みに備えて、CKC8にホストのCKCの値
を設定し、ゲストアクティブフラグ４を“0"にした後、
ゲスト割込みを発生させる。また第２のケースでは、ゲ
スト割込み保留レジスタ５がセットされ、ゲスト割込み
マスク信号11が“1"の場合で、すでに時刻が達していた
が、マスクが閉じているためにゲストに通知することの
できなかったタイマ割込みが、マスクが開けられたゝ
め、ゲスト割込みを発生させられるようになったことを
示す。この場合、マイクロプログラムは、ゲスト割込み
を発生させるだけで良い。これらの処理のフローチャー
トを第４図に示す。即ち、ゲスト割込み要求信号３がON
となると、ゲストアクティブフラグ４がセットされてい
るかチェックし（ステップ301）、セットされていれ
ば、ゲストアクティブフラグをリセットし（ステップ30
2）、CKC8にHCKCを設定し（ステップ303）、ゲスト割込
み保留レジスタ５をセットした後（ステップ.304）、ゲ
スト割込みを発生する。ゲストアクティブフラグ４がリ
セットされていれば、ゲスト割込みを発生させるだけと
する。

本実施例によれば、実計算機に比較して、４個のフリ
ップフロップと６個のゲートと２本の割込み要求信号が
増加するだけで、効率良くゲストにおけるタイマ割込み
を実現できる。

また、本実施例では、ゲストタイマ設定処理やタイマ
入換え処理をマイクロプログラムによって行うとしてい
るが、これをハードウェアにより実現し処理をより高速
化することも、本発明の他の実施例として有効である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、比較的小量のハードウェアの追加
で、ゲストのタイマ割込みをホストが介入することなく
実行できるため、仮想計算機システムにおける処理性能
が向上するという効果がある。

また、ゲストが割込み保留状態であってもそれは、ハ
ードウェアレジスタによって記憶されるため、ゲストが
マスク操作命令を発行する毎に、ホスト又はマイクロプ
ログラムにより保留中の割込みの有無を検査する必要が
無く、マスク操作命令を高速に実行できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の論理回路図、第２図はゲス
ト起動時及びゲストタイマ設定時の処理フローチャー
ト、第３図はタイマ入換え要求発生時の処理フローチャ
ート、第４図はゲスト割込み要求発生時の処理フローチ
ャートである。 １……ホスト割込み要求信号、２……タイマ入換え要求
信号、３……ゲスト割込み要求信号、４……ゲストアク
ティブフラグ、５……ゲスト割込み保留レジスタ、６…
…実タイマ機構、10……ホスト割込みマスク信号、11…
…ゲスト割込みマスク信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】実計算機上で複数のオペレーティングシス
   テムの同時動作を可能とする仮想計算機システムにおい
   て、 仮想計算機システムを制御するホストプログラム（以下
   ホストと呼ぶ）と仮想計算機上で走行するゲストプログ
   ラム（以下ゲストと呼ぶ）とで兼用するタイマ機構と、 ゲスト用及びホスト用の割込みマスクと、 前記タイマ機構がホストのために使用中かゲストのため
   に使用中かを示すフラグと、 ゲストがタイマ割込みを保留中であることを示すレジス
   タと、 ゲストが割込みマスクを開いていて、前記タイマ機構が
   割込み発生時刻を示し、かつ前記フラグがタイマ機構は
   ゲストのために使用中であることを示しているか、前記
   レジスタが割込み保留中であることを示している時に、
   ゲストへのタイマ割込み通知を起動する手段と、 を有していることを特徴とする仮想計算機システムにお
   けるタイマ制御方式。