JPH09198255A - オペレーティング・システムに影響を与えないエミュレーション・コンテキストの保管と復元を行う方法およびシステム - Google Patents
オペレーティング・システムに影響を与えないエミュレーション・コンテキストの保管と復元を行う方法およびシステムInfo
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- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
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- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 102100021145 fMet-Leu-Phe receptor Human genes 0.000 description 3
- 101000818522 Homo sapiens fMet-Leu-Phe receptor Proteins 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- -1 68K compound Chemical class 0.000 description 1
- 101100455522 Caenorhabditis elegans spr-5 gene Proteins 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 ホスト・アプリケーションを実行し、ゲスト
・アプリケーションをエミュレートするプロセッサにお
いてエミュレーション・コンテキスト保管および復元を
行う方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 このプロセッサは、オペレーティング・
システムと、ホスト・アプリケーション・コンテキスト
切換え中にオペレーティング・システムによって保管お
よび復元される第１のレジスタとを含む。この方法およ
びシステムは、ゲスト・アプリケーションをエミュレー
トするときに特殊目的レジスタを第１のレジスタに名前
変更するステップを含む。エミュレーション・コンテキ
スト切換えが行われると、オペレーティング・システム
を変更することなく第１のレジスタを使用して特殊目的
レジスタのコンテキスト保管および復元が実行される。
・アプリケーションをエミュレートするプロセッサにお
いてエミュレーション・コンテキスト保管および復元を
行う方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 このプロセッサは、オペレーティング・
システムと、ホスト・アプリケーション・コンテキスト
切換え中にオペレーティング・システムによって保管お
よび復元される第１のレジスタとを含む。この方法およ
びシステムは、ゲスト・アプリケーションをエミュレー
トするときに特殊目的レジスタを第１のレジスタに名前
変更するステップを含む。エミュレーション・コンテキ
スト切換えが行われると、オペレーティング・システム
を変更することなく第１のレジスタを使用して特殊目的
レジスタのコンテキスト保管および復元が実行される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホスト・プロセッ
サにおいてゲスト命令をエミュレートする方法およびシ
ステムに関し、より特定的にはオペレーティング・シス
テムに影響を与えないエミュレーション・コンテキスト
保管を行う方法およびシステムに係わる。
サにおいてゲスト命令をエミュレートする方法およびシ
ステムに関し、より特定的にはオペレーティング・シス
テムに影響を与えないエミュレーション・コンテキスト
保管を行う方法およびシステムに係わる。
【０００２】
【従来の技術】ソフトウェアにおいて、インテルｘ８６
命令セットなどのゲスト命令セットをモトローラＰｏｗ
ｅｒＰＣ（ＴＭ）などのホスト・プロセッサ上でエミュ
レートする方法は２通りある。第１の方法はインタプリ
テーションと呼ばれ、インタプリタを使用し、第２の方
法は動的変換と呼ばれ、ダイナミック・トランスレータ
を使用する。インタプリタは、従来のホスト・プロセッ
サにおいてハードウェアによって行われるフェッチ、デ
コード、および実行サイクルを模倣する。ダイナミック
・トランスレータは、１ブロックのゲスト命令をフェッ
チし、デコードし、それをホスト命令に変換し、さらに
それが再使用される。それぞれの方法に強みと弱点があ
る。
命令セットなどのゲスト命令セットをモトローラＰｏｗ
ｅｒＰＣ（ＴＭ）などのホスト・プロセッサ上でエミュ
レートする方法は２通りある。第１の方法はインタプリ
テーションと呼ばれ、インタプリタを使用し、第２の方
法は動的変換と呼ばれ、ダイナミック・トランスレータ
を使用する。インタプリタは、従来のホスト・プロセッ
サにおいてハードウェアによって行われるフェッチ、デ
コード、および実行サイクルを模倣する。ダイナミック
・トランスレータは、１ブロックのゲスト命令をフェッ
チし、デコードし、それをホスト命令に変換し、さらに
それが再使用される。それぞれの方法に強みと弱点があ
る。
【０００３】インタプリタは一般にダイナミック・トラ
ンスレータよりメモリの使用量は少ないが、実行速度が
遅い。ダイナミック・トランスレータは、ゲスト・プロ
グラムに頻繁に再使用される部分が含まれている場合に
パフォーマンスが良い。しかし、ダイナミック・トラン
スレータは、前に変換された部分をゲスト・プログラム
が修正する場合、パフォーマンスが劣る。
ンスレータよりメモリの使用量は少ないが、実行速度が
遅い。ダイナミック・トランスレータは、ゲスト・プロ
グラムに頻繁に再使用される部分が含まれている場合に
パフォーマンスが良い。しかし、ダイナミック・トラン
スレータは、前に変換された部分をゲスト・プログラム
が修正する場合、パフォーマンスが劣る。
【０００４】本出願人は、両方の方法の優れた特性、す
なわちインタプリタの小さなサイズとダイナミック・ト
ランスレータの実行速度とを備える解決策を得るため
に、ソフトウェア・エミュレーション方法を援助するハ
ードウェアを開発した。この援助ハードウェアを使用す
る前に、各ゲスト命令の機能を実行するのに必要なホス
ト命令のシーケンスを、セマンティック・ルーチンと呼
ばれる別々の機能にコンパイルし、メモリに記憶する。
このハードウェアはホスト・プロセッサにおいてソフト
ウェアと共に機能して、ゲスト命令をフェッチし、それ
らをデコードし、それに対応するセマンティック・ルー
チンをディスパッチする。
なわちインタプリタの小さなサイズとダイナミック・ト
ランスレータの実行速度とを備える解決策を得るため
に、ソフトウェア・エミュレーション方法を援助するハ
ードウェアを開発した。この援助ハードウェアを使用す
る前に、各ゲスト命令の機能を実行するのに必要なホス
ト命令のシーケンスを、セマンティック・ルーチンと呼
ばれる別々の機能にコンパイルし、メモリに記憶する。
このハードウェアはホスト・プロセッサにおいてソフト
ウェアと共に機能して、ゲスト命令をフェッチし、それ
らをデコードし、それに対応するセマンティック・ルー
チンをディスパッチする。
【０００５】マルチスレッド・プロセッサは、一度にい
くつかのアプリケーションを実行することができる。こ
のプロセッサは、各アプリケーションについて別々のプ
ロセスを作成し、プロセッサのオペレーティング・シス
テムは、１つのプロセスをスワップアウトし、次に別の
プロセスをスワップインすることによって、プロセッサ
にプロセス間でタイム・スライシングを行わせる。これ
はコンテキスト切換えと呼ばれる。プロセッサがプロセ
スを実行するとき、命令と変数が一時的に汎用レジスタ
と浮動小数点レジスタに格納される。コンテキスト切換
え中にプロセスがスワップアウトされると、オペレーテ
ィング・システムはそのプロセスが使用しているレジス
タの内容を保管する。これをコンテキスト保管と呼ぶ。
後でプロセスをスワップインにより戻すとき、オペレー
ティング・システムはレジスタの内容を復元する。これ
をコンテキスト復元と呼ぶ。
くつかのアプリケーションを実行することができる。こ
のプロセッサは、各アプリケーションについて別々のプ
ロセスを作成し、プロセッサのオペレーティング・シス
テムは、１つのプロセスをスワップアウトし、次に別の
プロセスをスワップインすることによって、プロセッサ
にプロセス間でタイム・スライシングを行わせる。これ
はコンテキスト切換えと呼ばれる。プロセッサがプロセ
スを実行するとき、命令と変数が一時的に汎用レジスタ
と浮動小数点レジスタに格納される。コンテキスト切換
え中にプロセスがスワップアウトされると、オペレーテ
ィング・システムはそのプロセスが使用しているレジス
タの内容を保管する。これをコンテキスト保管と呼ぶ。
後でプロセスをスワップインにより戻すとき、オペレー
ティング・システムはレジスタの内容を復元する。これ
をコンテキスト復元と呼ぶ。
【０００６】プロセッサが２つのゲスト・アプリケーシ
ョン間でタイム・スライシングを実行しようとすれば、
ハードウェア援助ユニットでもコンテキスト切換えが行
われることになる。しかし、ハードウェア援助ユニット
は、現行オペレーティング・システムがコンテキスト保
管および復元を実行することができない特殊目的レジス
タを使用する。
ョン間でタイム・スライシングを実行しようとすれば、
ハードウェア援助ユニットでもコンテキスト切換えが行
われることになる。しかし、ハードウェア援助ユニット
は、現行オペレーティング・システムがコンテキスト保
管および復元を実行することができない特殊目的レジス
タを使用する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この問題の解決策は、
オペレーティング・システムが特殊目的レジスタでコン
テキスト保管と復元を実行することができるようにする
ことであろう。しかし、これにはＡＩＸやシステム７な
どすべてのネイティブ・オペレーティング・システムに
修正を加える必要がある。一般には、オペレーティング
・システムの修正は、そのオペレーティング・システム
の次のリリースまで実施されず、これには通常数年を要
する。したがって、ゲスト・アプリケーションに対して
エミュレーション・コンテキスト切換えを実行すること
ができるプロセッサが利用可能になるのがそれに応じて
遅れることになる。
オペレーティング・システムが特殊目的レジスタでコン
テキスト保管と復元を実行することができるようにする
ことであろう。しかし、これにはＡＩＸやシステム７な
どすべてのネイティブ・オペレーティング・システムに
修正を加える必要がある。一般には、オペレーティング
・システムの修正は、そのオペレーティング・システム
の次のリリースまで実施されず、これには通常数年を要
する。したがって、ゲスト・アプリケーションに対して
エミュレーション・コンテキスト切換えを実行すること
ができるプロセッサが利用可能になるのがそれに応じて
遅れることになる。
【０００８】したがって、必要なのはオペレーティング
・システムに影響を与えないエミュレーション・コンテ
キスト保管と復元を実行するシステムと方法である。本
発明はこのような必要に対処する。
・システムに影響を与えないエミュレーション・コンテ
キスト保管と復元を実行するシステムと方法である。本
発明はこのような必要に対処する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホスト・アプ
リケーションを実行し、ゲスト・アプリケーションをエ
ミュレートする、プロセッサにおけるエミュレーション
・コンテキスト切換え保管および復元を行う方法とシス
テムである。このプロセッサは、オペレーティング・シ
ステムと、ホスト・アプリケーション・コンテキスト切
換え中にオペレーティング・システムによって保管およ
び復元される第１のレジスタとを備える。この方法およ
びシステムは、ゲスト・アプリケーションをエミュレー
トするときに特殊目的レジスタを第１のレジスタに名前
変更するステップを含む。エミュレーション・コンテキ
スト切換えが行われると、オペレーティング・システム
の修正を行わずに第１のレジスタを使用して特殊目的レ
ジスタのコンテキスト保管と復元が実行される。
リケーションを実行し、ゲスト・アプリケーションをエ
ミュレートする、プロセッサにおけるエミュレーション
・コンテキスト切換え保管および復元を行う方法とシス
テムである。このプロセッサは、オペレーティング・シ
ステムと、ホスト・アプリケーション・コンテキスト切
換え中にオペレーティング・システムによって保管およ
び復元される第１のレジスタとを備える。この方法およ
びシステムは、ゲスト・アプリケーションをエミュレー
トするときに特殊目的レジスタを第１のレジスタに名前
変更するステップを含む。エミュレーション・コンテキ
スト切換えが行われると、オペレーティング・システム
の修正を行わずに第１のレジスタを使用して特殊目的レ
ジスタのコンテキスト保管と復元が実行される。
【００１０】本明細書で開示するシステムおよび方法に
よると、本発明はユーザ・レベル命令のみを使用して、
プロセッサにエミュレーション・コンテキスト切換え機
能を付加することができるようにし、それによってオペ
レーティング・システムに更新を加えなくても済むよう
にする。
よると、本発明はユーザ・レベル命令のみを使用して、
プロセッサにエミュレーション・コンテキスト切換え機
能を付加することができるようにし、それによってオペ
レーティング・システムに更新を加えなくても済むよう
にする。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明はホスト・プロセッサにお
けるゲスト命令のエミュレーションの改善に関する。以
下の説明は、当業者が本発明を実施することができるよ
うに示す。好ましい実施態様の様々な変更は当業者には
容易に明らかになろうし、本明細書に記載の一般原理は
他の実施態様にも適用可能である。したがって、本発明
は提示する実施態様には限定されることを意図したもの
ではなく、本明細書に記載の原理および特徴と矛盾のな
い最も広い範囲を与えられるものである。
けるゲスト命令のエミュレーションの改善に関する。以
下の説明は、当業者が本発明を実施することができるよ
うに示す。好ましい実施態様の様々な変更は当業者には
容易に明らかになろうし、本明細書に記載の一般原理は
他の実施態様にも適用可能である。したがって、本発明
は提示する実施態様には限定されることを意図したもの
ではなく、本明細書に記載の原理および特徴と矛盾のな
い最も広い範囲を与えられるものである。
【００１２】図１は、ホスト・プロセッサ１０の高水準
アーキテクチャを図示したブロック図である。典型的に
は、プロセッサ１０は、メモリ１２、レベル２（Ｌ２）
キャッシュ１４、データ・キャッシュ１６、命令キャッ
シュ（ＩＣ）１８、命令キュー（ＩＱ）２０、分岐予測
ユニット２２、機能ユニット２４〜３２、完了ユニット
３４などの様々なハードウェア構成要素を使用して、ネ
イティブ・ソフトウェア命令を実行する。
アーキテクチャを図示したブロック図である。典型的に
は、プロセッサ１０は、メモリ１２、レベル２（Ｌ２）
キャッシュ１４、データ・キャッシュ１６、命令キャッ
シュ（ＩＣ）１８、命令キュー（ＩＱ）２０、分岐予測
ユニット２２、機能ユニット２４〜３２、完了ユニット
３４などの様々なハードウェア構成要素を使用して、ネ
イティブ・ソフトウェア命令を実行する。
【００１３】本発明の好ましい実施態様では、プロセッ
サ１０はＰｏｗｅｒＰＣ（ＰＰＣ）命令セットを実行す
るモトローラ製のＰｏｗｅｒＰＣである。ＰＰＣ命令セ
ットを実行するほかに、プロセッサ１０はインテルｘ８
６命令およびモトローラ６８Ｋ複合命令セットコンピュ
ータ（ＣＩＳＣ）命令など複数のゲスト命令３８のエミ
ュレーションも行うことができる。
サ１０はＰｏｗｅｒＰＣ（ＰＰＣ）命令セットを実行す
るモトローラ製のＰｏｗｅｒＰＣである。ＰＰＣ命令セ
ットを実行するほかに、プロセッサ１０はインテルｘ８
６命令およびモトローラ６８Ｋ複合命令セットコンピュ
ータ（ＣＩＳＣ）命令など複数のゲスト命令３８のエミ
ュレーションも行うことができる。
【００１４】プロセッサ１０がゲスト命令３８をエミュ
レートするのを援助する役割を果たす構成要素は、エミ
ュレーション援助ユニット（ＥＡＵ）３６である。プロ
セッサ１０がゲスト命令３８をエミュレートすることが
できるようにするため、各ゲスト命令３８はまず、ホス
ト・プロセッサ１０でゲスト命令３８の機能を実行する
セマンティック・ルーチン４０と呼ばれる対応する１組
のホスト命令に変換される。各セマンティック・ルーチ
ン４０は、メモリ１２内の特定のアドレス場所に格納さ
れる。ゲスト命令３８（およびデータ）もメモリ１２に
格納される。
レートするのを援助する役割を果たす構成要素は、エミ
ュレーション援助ユニット（ＥＡＵ）３６である。プロ
セッサ１０がゲスト命令３８をエミュレートすることが
できるようにするため、各ゲスト命令３８はまず、ホス
ト・プロセッサ１０でゲスト命令３８の機能を実行する
セマンティック・ルーチン４０と呼ばれる対応する１組
のホスト命令に変換される。各セマンティック・ルーチ
ン４０は、メモリ１２内の特定のアドレス場所に格納さ
れる。ゲスト命令３８（およびデータ）もメモリ１２に
格納される。
【００１５】動作時、プロセッサ１０はゲスト命令３８
とデータをそれぞれＬ２キャッシュ１４とデータ・キャ
ッシュ１６とにキャッシュする。ＥＡＵ３６がゲスト命
令３８をフェッチしてデコードし、次に各ゲスト命令３
８を対応するセマンティック・ルーチン４０のホスト・
メモリ・アドレスにマッピングする。プロセッサ１０
は、指定されたメモリ・アドレスにあるセマンティック
・ルーチン４０をフェッチして命令キャッシュ１８に入
れる。次に、セマンティック・ルーチン４０に含まれる
ホスト命令がＩＱ２０に送られる。次に、分岐予測ユニ
ット２２と機能ユニット２４〜３２を使用して各ホスト
命令がデコードされ、実行される。セマンティック・ル
ーチン４０が実行され、その結果が完了ユニット３４に
格納された後、ＥＡＵ３６が次のゲスト命令３８のホス
ト・アドレスをマッピングし、このプロセスが繰り返さ
れる。
とデータをそれぞれＬ２キャッシュ１４とデータ・キャ
ッシュ１６とにキャッシュする。ＥＡＵ３６がゲスト命
令３８をフェッチしてデコードし、次に各ゲスト命令３
８を対応するセマンティック・ルーチン４０のホスト・
メモリ・アドレスにマッピングする。プロセッサ１０
は、指定されたメモリ・アドレスにあるセマンティック
・ルーチン４０をフェッチして命令キャッシュ１８に入
れる。次に、セマンティック・ルーチン４０に含まれる
ホスト命令がＩＱ２０に送られる。次に、分岐予測ユニ
ット２２と機能ユニット２４〜３２を使用して各ホスト
命令がデコードされ、実行される。セマンティック・ル
ーチン４０が実行され、その結果が完了ユニット３４に
格納された後、ＥＡＵ３６が次のゲスト命令３８のホス
ト・アドレスをマッピングし、このプロセスが繰り返さ
れる。
【００１６】次に図２を参照すると、ＥＡＵ３６のブロ
ック図が図示されている。ＥＡＵ３６は、命令バッファ
５０と、プリフェッチ・ユニット５２と、特殊目的レジ
スタ（ＳＰＲ）５４と、デコード・ユニット５６と、分
岐履歴テーブル５８と、タグ生成ユニット６０と、ゲス
ト・キャッシュ（ｇキャッシュ）６２と、ｇキャッシュ
命令キュー６４とを含む。ＥＡＵ３６の機能は、ダイレ
クト・マッピング方式を使用してプロセッサ１０がゲス
ト命令３８をエミュレートするのを援助することであ
る。
ック図が図示されている。ＥＡＵ３６は、命令バッファ
５０と、プリフェッチ・ユニット５２と、特殊目的レジ
スタ（ＳＰＲ）５４と、デコード・ユニット５６と、分
岐履歴テーブル５８と、タグ生成ユニット６０と、ゲス
ト・キャッシュ（ｇキャッシュ）６２と、ｇキャッシュ
命令キュー６４とを含む。ＥＡＵ３６の機能は、ダイレ
クト・マッピング方式を使用してプロセッサ１０がゲス
ト命令３８をエミュレートするのを援助することであ
る。
【００１７】まず、プリフェッチ・ユニット５２によっ
てデータ・キャッシュ１６からゲスト命令３８がプリフ
ェッチされる。次に、ゲスト命令３８は命令バッファ５
０にロードされ、デコード・ユニット５６に転送され
る。ホスト・アドレスへのゲスト命令３８のダイレクト
・マッピングはその構文によって複雑になるため、デコ
ード・ユニット５６を使用してゲスト命令３８を構文解
析またはデコードして、長さ、分岐タイプ、および即値
データを判断する。命令３８が分岐命令の場合、分岐履
歴テーブル５８を使用して次のプリフェッチ・アドレス
を予測する。
てデータ・キャッシュ１６からゲスト命令３８がプリフ
ェッチされる。次に、ゲスト命令３８は命令バッファ５
０にロードされ、デコード・ユニット５６に転送され
る。ホスト・アドレスへのゲスト命令３８のダイレクト
・マッピングはその構文によって複雑になるため、デコ
ード・ユニット５６を使用してゲスト命令３８を構文解
析またはデコードして、長さ、分岐タイプ、および即値
データを判断する。命令３８が分岐命令の場合、分岐履
歴テーブル５８を使用して次のプリフェッチ・アドレス
を予測する。
【００１８】ｇキャッシュ６２は、各セマンティック・
ルーチン４０の項目とそれに対応するホスト・メモリ・
アドレスとを含む配列である。ゲスト命令３８がデコー
ドされた後、タグ生成ユニット６０が命令３８を固有の
命令コード・タグに変換し、その命令コード・タグが、
対応するセマンティック・ルーチン４０アドレスにアク
セスするためにｇキャッシュ６２への索引として使用さ
れる。
ルーチン４０の項目とそれに対応するホスト・メモリ・
アドレスとを含む配列である。ゲスト命令３８がデコー
ドされた後、タグ生成ユニット６０が命令３８を固有の
命令コード・タグに変換し、その命令コード・タグが、
対応するセマンティック・ルーチン４０アドレスにアク
セスするためにｇキャッシュ６２への索引として使用さ
れる。
【００１９】ゲスト命令３８がデコードされ、それに対
応するセマンティック・ルーチン４０がわかると、その
セマンティック・ルーチン４０とそのアドレスがｇキャ
ッシュ命令キュー６４に格納される。命令キュー６４内
の各項目は、セマンティック・ルーチン４０のホスト・
アドレス（ＰＰＣ）と、ゲスト命令３８に含まれていた
即値データ（ＩＭＭ）と、ゲスト命令ポインタ（ＩＰ）
とを含む。
応するセマンティック・ルーチン４０がわかると、その
セマンティック・ルーチン４０とそのアドレスがｇキャ
ッシュ命令キュー６４に格納される。命令キュー６４内
の各項目は、セマンティック・ルーチン４０のホスト・
アドレス（ＰＰＣ）と、ゲスト命令３８に含まれていた
即値データ（ＩＭＭ）と、ゲスト命令ポインタ（ＩＰ）
とを含む。
【００２０】図１と図２の両方を参照すると、プロセッ
サ１０は実行のために線６６を介して命令キュー６４か
ら最初の項目をフェッチし、メモリ１２から適切なセマ
ンティック・ルーチン４０を取り出す。各セマンティッ
ク・ルーチン４０内の最後の命令は分岐命令であり、好
ましい実施態様ではその分岐命令はゲスト・ディスパッ
チ完了（ＧＤＩＳＣ）命令６８である。プロセッサ１０
がＧＤＩＳＣ命令６８をフェッチし、デコードすると、
それによってプロセッサ１０は線６８を介して命令キュ
ー６４から次のセマンティック・ルーチン４０のアドレ
スをフェッチする。
サ１０は実行のために線６６を介して命令キュー６４か
ら最初の項目をフェッチし、メモリ１２から適切なセマ
ンティック・ルーチン４０を取り出す。各セマンティッ
ク・ルーチン４０内の最後の命令は分岐命令であり、好
ましい実施態様ではその分岐命令はゲスト・ディスパッ
チ完了（ＧＤＩＳＣ）命令６８である。プロセッサ１０
がＧＤＩＳＣ命令６８をフェッチし、デコードすると、
それによってプロセッサ１０は線６８を介して命令キュ
ー６４から次のセマンティック・ルーチン４０のアドレ
スをフェッチする。
【００２１】好ましい実施態様では、次に実行されるセ
マンティック・ルーチン４０のアドレスは現行命令ポイ
ンタ（ＩＰ）７０に格納されている。ＧＤＩＳＣ命令６
８のデコードによって、次ＩＰ７２が現行ＩＰ７２に移
される。好ましい実施態様では、ＧＤＩＳＣ命令は無条
件分岐命令であるが、プロセッサに次のセマンティック
・ルーチンをフェッチさせる命令であればどのような命
令でも使用することができる。
マンティック・ルーチン４０のアドレスは現行命令ポイ
ンタ（ＩＰ）７０に格納されている。ＧＤＩＳＣ命令６
８のデコードによって、次ＩＰ７２が現行ＩＰ７２に移
される。好ましい実施態様では、ＧＤＩＳＣ命令は無条
件分岐命令であるが、プロセッサに次のセマンティック
・ルーチンをフェッチさせる命令であればどのような命
令でも使用することができる。
【００２２】再び図１を参照すると、ゲスト・アプリケ
ーション内のゲスト命令３８をエミュレートするほか
に、プロセッサ１０は、アプリケーション間のタイム・
スライシングによっていくつかのホスト・アプリケーシ
ョンをマルチスレッド化することができる。プロセッサ
１０によって実行されるホスト・アプリケーションの中
には浮動小数点演算を実行するものがあり、それらは浮
動小数点ユニット（ＦＰＵ）３２によって処理される。
ーション内のゲスト命令３８をエミュレートするほか
に、プロセッサ１０は、アプリケーション間のタイム・
スライシングによっていくつかのホスト・アプリケーシ
ョンをマルチスレッド化することができる。プロセッサ
１０によって実行されるホスト・アプリケーションの中
には浮動小数点演算を実行するものがあり、それらは浮
動小数点ユニット（ＦＰＵ）３２によって処理される。
【００２３】図３は浮動小数点ユニット３２のブロック
図である。浮動小数点ユニット３２は、乗算−加算配列
１００と、３２個（０〜３１）の浮動小数点レジスタ
（ＦＰＲ）１０２とを含む。乗算−加算配列１００は、
乗算、加算、除算、乗算−加算などの浮動小数点演算を
行う。ＦＰＲ１０２は、浮動小数点アプリケーションが
実行されるときに浮動小数点アプリケーションによって
生成された値を格納するために使用される。
図である。浮動小数点ユニット３２は、乗算−加算配列
１００と、３２個（０〜３１）の浮動小数点レジスタ
（ＦＰＲ）１０２とを含む。乗算−加算配列１００は、
乗算、加算、除算、乗算−加算などの浮動小数点演算を
行う。ＦＰＲ１０２は、浮動小数点アプリケーションが
実行されるときに浮動小数点アプリケーションによって
生成された値を格納するために使用される。
【００２４】コンテキスト切換え時に浮動小数点アプリ
ケーションがスワップアウトされるとき、オペレーティ
ング・システム（ＯＳ）１０４は、アプリケーションに
よって使用されるＦＰＲ１０２で以下のようにしてコン
テキスト保管を行う。後で浮動小数点命令を実行する別
のアプリケーションがスワップインされると、浮動小数
点命令によって浮動小数点利用不能（ＦＰＮＡ）例外と
呼ばれる例外が起こる。ＦＰＮＡ例外は、オペレーティ
ング・システム１０４に直前のアプリケーションの内容
を保管させ、ＦＰＮＡをリセットさせて、新しいアプリ
ケーションがＦＰＲ１０２を使用することができるよう
にする割込みである。
ケーションがスワップアウトされるとき、オペレーティ
ング・システム（ＯＳ）１０４は、アプリケーションに
よって使用されるＦＰＲ１０２で以下のようにしてコン
テキスト保管を行う。後で浮動小数点命令を実行する別
のアプリケーションがスワップインされると、浮動小数
点命令によって浮動小数点利用不能（ＦＰＮＡ）例外と
呼ばれる例外が起こる。ＦＰＮＡ例外は、オペレーティ
ング・システム１０４に直前のアプリケーションの内容
を保管させ、ＦＰＮＡをリセットさせて、新しいアプリ
ケーションがＦＰＲ１０２を使用することができるよう
にする割込みである。
【００２５】再び図２を参照すると、前述のように、ゲ
スト・アプリケーション（ゲスト命令を含むアプリケー
ション）は、ＳＰＲ５４にアクセスするＥＡＵ３６によ
ってエミュレートされる。しかし、現行オペレーティン
グ・システム１０４はＳＰＲ５４でのコンテキスト保管
と復元を行うことができない。したがって、エミュレー
ション・コンテキスト切換えが行われるとき、ＳＰＲ５
４にアクセスするようにオペレーティング・システム１
０４を修正しない限り、プロセッサ１０で２つのゲスト
・アプリケーションをマルチスレッド化することはでき
ない。前述のように、オペレーティング・システムのこ
のような修正は何年間も実施されることがなく、その結
果、ゲスト・アプリケーションをマルチスレッド化する
ことができるプロセッサ１０が利用可能になるのは遅く
なる。
スト・アプリケーション（ゲスト命令を含むアプリケー
ション）は、ＳＰＲ５４にアクセスするＥＡＵ３６によ
ってエミュレートされる。しかし、現行オペレーティン
グ・システム１０４はＳＰＲ５４でのコンテキスト保管
と復元を行うことができない。したがって、エミュレー
ション・コンテキスト切換えが行われるとき、ＳＰＲ５
４にアクセスするようにオペレーティング・システム１
０４を修正しない限り、プロセッサ１０で２つのゲスト
・アプリケーションをマルチスレッド化することはでき
ない。前述のように、オペレーティング・システムのこ
のような修正は何年間も実施されることがなく、その結
果、ゲスト・アプリケーションをマルチスレッド化する
ことができるプロセッサ１０が利用可能になるのは遅く
なる。
【００２６】本発明は、オペレーティング・システム１
０４を修正することなくエミュレーション・コンテキス
ト保管および復元を行う方法およびシステムである。こ
れは、オペレーティング・システム１０４がＥＡＵコン
テキスト切換えを浮動小数点アプリケーションとして扱
うように、ＳＰＲ５４をＦＰＲ１０２に名前変更するこ
とによって実現される。次に、本発明による方法および
システムをより具体的に例示するために、そのようなシ
ステムの一実施例のブロック図を図示した図４を参照さ
れたい。
０４を修正することなくエミュレーション・コンテキス
ト保管および復元を行う方法およびシステムである。こ
れは、オペレーティング・システム１０４がＥＡＵコン
テキスト切換えを浮動小数点アプリケーションとして扱
うように、ＳＰＲ５４をＦＰＲ１０２に名前変更するこ
とによって実現される。次に、本発明による方法および
システムをより具体的に例示するために、そのようなシ
ステムの一実施例のブロック図を図示した図４を参照さ
れたい。
【００２７】図４は、本発明によってＳＰＲ５４をＦＰ
Ｒ１０２に名前変更してエミュレーション・コンテキス
ト切換えを浮動小数点コンテキスト切換えとして実行す
ることができるようにする様子を図示したブロック図で
ある。本発明によると、コンテキスト保管と復元のため
に、ＳＰＲ対１１０が単一のＦＰＲ１０２を指すように
名前変更される。好ましい実施態様では、ＳＰＲ対１１
０はＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１に名前変更される。
Ｒ１０２に名前変更してエミュレーション・コンテキス
ト切換えを浮動小数点コンテキスト切換えとして実行す
ることができるようにする様子を図示したブロック図で
ある。本発明によると、コンテキスト保管と復元のため
に、ＳＰＲ対１１０が単一のＦＰＲ１０２を指すように
名前変更される。好ましい実施態様では、ＳＰＲ対１１
０はＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１に名前変更される。
【００２８】ＳＰＲ対１１０およびそれに対応するＦＰ
Ｒ１０２には、ＦＰＲ１０２の最新の値を指す指示
（Ｄ）ビット１１２が関連づけられている。Ｄビット１
１２は、ゲスト・アプリケーションがＳＰＲ対１１０の
内容とそれに対応するＦＰＲ１０２の内容のどちらにア
クセスすべきかを指示する。好ましい実施態様では、Ｄ
ビット１１２は、「１」の場合は、ＳＰＲ５４に最新の
値が入っていることを示し、「０」の場合は、ＦＰＲ１
０２に最新の値が入っていることを示す。本発明は、Ｓ
ＰＲ対１１０をＦＰＲ１０２に名前変更することによっ
て、ＥＡＵコンテキスト切換え機能をユーザ・レベル命
令のみを使用してプロセッサ１０に付加することができ
るようにし、それによってオペレーティング・システム
の更新を回避する。
Ｒ１０２には、ＦＰＲ１０２の最新の値を指す指示
（Ｄ）ビット１１２が関連づけられている。Ｄビット１
１２は、ゲスト・アプリケーションがＳＰＲ対１１０の
内容とそれに対応するＦＰＲ１０２の内容のどちらにア
クセスすべきかを指示する。好ましい実施態様では、Ｄ
ビット１１２は、「１」の場合は、ＳＰＲ５４に最新の
値が入っていることを示し、「０」の場合は、ＦＰＲ１
０２に最新の値が入っていることを示す。本発明は、Ｓ
ＰＲ対１１０をＦＰＲ１０２に名前変更することによっ
て、ＥＡＵコンテキスト切換え機能をユーザ・レベル命
令のみを使用してプロセッサ１０に付加することができ
るようにし、それによってオペレーティング・システム
の更新を回避する。
【００２９】図５は、本発明の一般的動作規則を図示し
たフロー・チャートである。ＦＰＲ１０２は、ＥＡＵコ
ンテキスト切換え時にＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１を更新す
るユーザ・レベルＥＡＵ命令が使用するか、またはユー
ザ・レベル浮動小数点命令が使用することができる。ま
ず、ステップ１２０で、命令が浮動小数点命令である
か、ＳＰＲ５４を変更するＥＡＵ命令であるかが判断さ
れる。命令がＦＰＲ１０２を変更する浮動小数点命令の
場合、プロセスはステップ１２２に進む。
たフロー・チャートである。ＦＰＲ１０２は、ＥＡＵコ
ンテキスト切換え時にＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１を更新す
るユーザ・レベルＥＡＵ命令が使用するか、またはユー
ザ・レベル浮動小数点命令が使用することができる。ま
ず、ステップ１２０で、命令が浮動小数点命令である
か、ＳＰＲ５４を変更するＥＡＵ命令であるかが判断さ
れる。命令がＦＰＲ１０２を変更する浮動小数点命令の
場合、プロセスはステップ１２２に進む。
【００３０】浮動小数点アプリケーションがＦＰＲ１６
からＦＰＲ３１にアクセスする。ある浮動小数点アプリ
ケーションがスワップアウトされた後にスワップインす
るとき、前にそのアプリケーションによって使用されて
いたＦＰＲ１０２を復元しなければならない。したがっ
て、Ｄビット１１２は浮動小数点命令の間にリセットさ
れる。したがって、命令がＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１を読
み取る浮動小数点命令であり、Ｄビット１１２がステッ
プ１２２でリセットされる場合は、ステップ１２４でＦ
ＰＵ３２が通常の浮動小数点演算を実行する。
からＦＰＲ３１にアクセスする。ある浮動小数点アプリ
ケーションがスワップアウトされた後にスワップインす
るとき、前にそのアプリケーションによって使用されて
いたＦＰＲ１０２を復元しなければならない。したがっ
て、Ｄビット１１２は浮動小数点命令の間にリセットさ
れる。したがって、命令がＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１を読
み取る浮動小数点命令であり、Ｄビット１１２がステッ
プ１２２でリセットされる場合は、ステップ１２４でＦ
ＰＵ３２が通常の浮動小数点演算を実行する。
【００３１】命令がＥＡＵ命令の場合、ＥＡＵ命令のタ
イプを判断しなければならない。ステップ１２６で命令
がＳＰＲ５４を変更する場合、ステップ１２８でそれに
対応するＦＰＲ１０２のＤビット１１２が設定される。
ステップ１３０でＥＡＵ命令がコンテキスト保管であ
り、ステップ１３２でＤビット１１２のうちのいずれか
がリセットされた場合、ステップ１３４でそれに対応す
るＦＰＲ１０２が保管される。ステップ１３６でＤビッ
ト１１２のうちのいずれかがセットされた場合、ステッ
プ１３８でそれに対応するＳＰＲ対１１２が保管され
る。
イプを判断しなければならない。ステップ１２６で命令
がＳＰＲ５４を変更する場合、ステップ１２８でそれに
対応するＦＰＲ１０２のＤビット１１２が設定される。
ステップ１３０でＥＡＵ命令がコンテキスト保管であ
り、ステップ１３２でＤビット１１２のうちのいずれか
がリセットされた場合、ステップ１３４でそれに対応す
るＦＰＲ１０２が保管される。ステップ１３６でＤビッ
ト１１２のうちのいずれかがセットされた場合、ステッ
プ１３８でそれに対応するＳＰＲ対１１２が保管され
る。
【００３２】ステップ１４０でＥＡＵ命令がコンテキス
ト復元の場合、ステップ１４２でＦＰＲ００〜ＦＰＲ１
５が更新され、さらにＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１でＦＰＲ
１０２およびＳＰＲ対１１２の両方が更新される。次
に、ロードされた特定のＦＰＲ１０２に最新の値が入っ
ているため、それらのＦＰＲ１０２に対応するＤビット
１１２がリセットされる。
ト復元の場合、ステップ１４２でＦＰＲ００〜ＦＰＲ１
５が更新され、さらにＦＰＲ１６〜ＦＰＲ３１でＦＰＲ
１０２およびＳＰＲ対１１２の両方が更新される。次
に、ロードされた特定のＦＰＲ１０２に最新の値が入っ
ているため、それらのＦＰＲ１０２に対応するＤビット
１１２がリセットされる。
【００３３】以上、オペレーティング・システムに影響
を与えないエミュレーション・コンテキスト保管および
復元を実現する方法およびシステムを開示した。これ
は、オペレーティング・システムがＥＡＵコンテキスト
切換えを浮動小数点アプリケーションとして扱うように
ＥＡＵ ＳＰＲをＦＰＲに名前変更することによって実
現される。
を与えないエミュレーション・コンテキスト保管および
復元を実現する方法およびシステムを開示した。これ
は、オペレーティング・システムがＥＡＵコンテキスト
切換えを浮動小数点アプリケーションとして扱うように
ＥＡＵ ＳＰＲをＦＰＲに名前変更することによって実
現される。
【００３４】本発明について図の実施態様に従って説明
したが、当業者ならこれらの実施態様の変形が本発明の
精神と範囲内に収まることが容易に理解されよう。した
がって、当業者は特許請求の範囲の精神と範囲から逸脱
することなく、多くの変更を加えることができる。
したが、当業者ならこれらの実施態様の変形が本発明の
精神と範囲内に収まることが容易に理解されよう。した
がって、当業者は特許請求の範囲の精神と範囲から逸脱
することなく、多くの変更を加えることができる。
【００３５】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００３６】（１）オペレーティング・システムと、ホ
スト・アプリケーション・コンテキスト切換え中に前記
オペレーティング・システムによって保管および復元さ
れる第１のレジスタとを含み、ホスト・アプリケーショ
ンを実行し、ゲスト・アプリケーションをエミュレート
するプロセッサにおいて、エミュレーション・コンテキ
スト切換え保管および復元を行う方法であって、（ａ）
ゲスト・アプリケーションをエミュレートする際に特殊
目的レジスタを前記第１のレジスタに名前変更するステ
ップと、（ｂ）前記特殊目的レジスタのコンテキスト保
管および復元が前記オペレーティング・システムを変更
することなく前記第１のレジスタを介して実行される、
エミュレーション・コンテキスト切換えを実行するステ
ップとを含む方法。 （２）前記第１のレジスタが浮動小数点レジスタであ
る、上記（１）に記載の方法。 （３）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト切換えを浮動小数点アプリケーションとして実行す
るステップをさらに含む、上記（２）に記載の方法。 （４）ステップ（ａ）が、前記特殊目的レジスタおよび
前記浮動小数点レジスタのいずれに最新の値が含まれて
いるかを示すように前記特殊目的レジスタおよび前記浮
動小数点レジスタに指示ビットを関連づけるステップを
さらに含む、上記（３）に記載の方法。 （５）ステップ（ｂ）が、前記特殊目的レジスタに最新
の値が含まれていることを示すように指示ビットをセッ
トするステップをさらに含む、上記（４）に記載の方
法。 （６）ステップ（ｂ）が、前記浮動小数点レジスタに最
新の値が含まれていることを示すように指示ビットをリ
セットするステップをさらに含む、上記（５）に記載の
方法。 （７）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト保管を行うときに、前記指示ビットがセットされて
いれば前記特殊目的レジスタの内容を保管し、前記指示
ビットがリセットされていれば前記浮動小数点レジスタ
の内容を保管するステップをさらに含む、上記（６）に
記載の方法。 （８）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト復元を実行するときに、前記浮動小数点レジスタお
よび前記特殊目的レジスタをロードするステップと、前
記指示ビットをリセットするステップとを含む、上記
（７）に記載の方法。 （９）１対の特殊目的レジスタを浮動小数点レジスタに
名前変更する、上記（８）に記載の方法。 （１０）ホスト・アプリケーションを実行し、ゲスト・
アプリケーションをエミュレートするプロセッサであっ
て、オペレーティング・システムと、ホスト・アプリケ
ーション・コンテキスト切換え中に前記オペレーティン
グ・システムによって保管および復元される第１のレジ
スタと、特殊目的レジスタと、前記ゲスト・アプリケー
ションをエミュレートするときに前記特殊目的レジスタ
を前記第１のレジスタに名前変更する手段と、前記オペ
レーティング・システムを変更せずに前記第１のレジス
タを介して前記特殊目的レジスタのエミュレーション・
コンテキスト保管および復元を実行する手段とを含むプ
ロセッサ。 （１１）前記特殊目的レジスタのエミュレーション・コ
ンテキスト保管および復元を実行する手段がユーザ・レ
ベル命令である、上記（１０）に記載のプロセッサ。 （１２）前記第１のレジスタが浮動小数点レジスタであ
る、上記（１１）に記載のプロセッサ。 （１３）前記オペレーティング・システムがエミュレー
ション・コンテキスト保管および復元を浮動小数点アプ
リケーションとして実行する、上記（１２）に記載のプ
ロセッサ。 （１４）前記特殊目的レジスタおよび前記浮動小数点レ
ジスタのいずれに最新の値が含まれているかを示す、前
記特殊目的レジスタおよび前記浮動小数点レジスタに関
連づけられた指示ビットをさらに含む、上記（１３）に
記載のプロセッサ。 （１５）前記特殊目的レジスタに最新の値が含まれてい
ることを示すように前記指示ビットがセットされる、上
記（１４）に記載のプロセッサ。 （１６）前記浮動小数点レジスタに最新の値が含まれて
いることを示すように前記指示ビットがリセットされ
る、上記（１５）に記載のプロセッサ。 （１７）エミュレーション・コンテキスト保管を行うと
きに、前記指示ビットがセットされていれば前記オペレ
ーティング・システムが前記特殊目的レジスタの内容を
保管し、前記指示ビットがリセットされていれば前記オ
ペレーティング・システムが前記浮動小数点レジスタの
内容を保管する、上記（１６）に記載のプロセッサ。 （１８）エミュレーション・コンテキスト復元を行うと
きに、前記オペレーティング・システムが前記浮動小数
点レジスタおよび前記特殊目的レジスタをロードし、前
記指示ビットをリセットする、上記（１７）に記載のプ
ロセッサ。 （１９）１対の特殊目的レジスタが浮動小数点レジスタ
に名前変更される、上記（１８）に記載のプロセッサ。 （２０）ホスト・アプリケーションを実行し、ゲスト命
令を含むゲスト・アプリケーションをエミュレートする
プロセッサであって、ゲスト命令の機能をエミュレート
するためにセマンティック・ルーチンを特定のアドレス
に格納するメモリと、ゲスト命令に関連する複数の項目
を格納するための複数の特殊目的レジスタを含み、ゲス
ト命令をデコードし、対応するセマンティック・ルーチ
ンをディスパッチするエミュレーション援助ユニット
と、複数の浮動小数点レジスタを含み、特殊目的レジス
タの各対が特定の浮動小数点レジスタに名前変更され
る、ホスト・アプリケーションの浮動小数点命令を処理
する浮動小数点ユニットと、特殊目的レジスタの対およ
び該対に対応する浮動小数点レジスタのいずれに最新の
値が含まれているかを示すように、特殊目的レジスタの
各対と浮動小数点レジスタとに関連づけられた指示ビッ
トとを含み、オペレーティング・システムが指示ビット
に応答してエミュレーション・コンテキスト切換えを浮
動小数点アプリケーションとして実行し、特殊目的レジ
スタのコンテキスト保管および復元がオペレーティング
・システムを変更することなく浮動小数点レジスタを使
用して実行されることを特徴とするプロセッサ。
スト・アプリケーション・コンテキスト切換え中に前記
オペレーティング・システムによって保管および復元さ
れる第１のレジスタとを含み、ホスト・アプリケーショ
ンを実行し、ゲスト・アプリケーションをエミュレート
するプロセッサにおいて、エミュレーション・コンテキ
スト切換え保管および復元を行う方法であって、（ａ）
ゲスト・アプリケーションをエミュレートする際に特殊
目的レジスタを前記第１のレジスタに名前変更するステ
ップと、（ｂ）前記特殊目的レジスタのコンテキスト保
管および復元が前記オペレーティング・システムを変更
することなく前記第１のレジスタを介して実行される、
エミュレーション・コンテキスト切換えを実行するステ
ップとを含む方法。 （２）前記第１のレジスタが浮動小数点レジスタであ
る、上記（１）に記載の方法。 （３）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト切換えを浮動小数点アプリケーションとして実行す
るステップをさらに含む、上記（２）に記載の方法。 （４）ステップ（ａ）が、前記特殊目的レジスタおよび
前記浮動小数点レジスタのいずれに最新の値が含まれて
いるかを示すように前記特殊目的レジスタおよび前記浮
動小数点レジスタに指示ビットを関連づけるステップを
さらに含む、上記（３）に記載の方法。 （５）ステップ（ｂ）が、前記特殊目的レジスタに最新
の値が含まれていることを示すように指示ビットをセッ
トするステップをさらに含む、上記（４）に記載の方
法。 （６）ステップ（ｂ）が、前記浮動小数点レジスタに最
新の値が含まれていることを示すように指示ビットをリ
セットするステップをさらに含む、上記（５）に記載の
方法。 （７）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト保管を行うときに、前記指示ビットがセットされて
いれば前記特殊目的レジスタの内容を保管し、前記指示
ビットがリセットされていれば前記浮動小数点レジスタ
の内容を保管するステップをさらに含む、上記（６）に
記載の方法。 （８）ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コンテキ
スト復元を実行するときに、前記浮動小数点レジスタお
よび前記特殊目的レジスタをロードするステップと、前
記指示ビットをリセットするステップとを含む、上記
（７）に記載の方法。 （９）１対の特殊目的レジスタを浮動小数点レジスタに
名前変更する、上記（８）に記載の方法。 （１０）ホスト・アプリケーションを実行し、ゲスト・
アプリケーションをエミュレートするプロセッサであっ
て、オペレーティング・システムと、ホスト・アプリケ
ーション・コンテキスト切換え中に前記オペレーティン
グ・システムによって保管および復元される第１のレジ
スタと、特殊目的レジスタと、前記ゲスト・アプリケー
ションをエミュレートするときに前記特殊目的レジスタ
を前記第１のレジスタに名前変更する手段と、前記オペ
レーティング・システムを変更せずに前記第１のレジス
タを介して前記特殊目的レジスタのエミュレーション・
コンテキスト保管および復元を実行する手段とを含むプ
ロセッサ。 （１１）前記特殊目的レジスタのエミュレーション・コ
ンテキスト保管および復元を実行する手段がユーザ・レ
ベル命令である、上記（１０）に記載のプロセッサ。 （１２）前記第１のレジスタが浮動小数点レジスタであ
る、上記（１１）に記載のプロセッサ。 （１３）前記オペレーティング・システムがエミュレー
ション・コンテキスト保管および復元を浮動小数点アプ
リケーションとして実行する、上記（１２）に記載のプ
ロセッサ。 （１４）前記特殊目的レジスタおよび前記浮動小数点レ
ジスタのいずれに最新の値が含まれているかを示す、前
記特殊目的レジスタおよび前記浮動小数点レジスタに関
連づけられた指示ビットをさらに含む、上記（１３）に
記載のプロセッサ。 （１５）前記特殊目的レジスタに最新の値が含まれてい
ることを示すように前記指示ビットがセットされる、上
記（１４）に記載のプロセッサ。 （１６）前記浮動小数点レジスタに最新の値が含まれて
いることを示すように前記指示ビットがリセットされ
る、上記（１５）に記載のプロセッサ。 （１７）エミュレーション・コンテキスト保管を行うと
きに、前記指示ビットがセットされていれば前記オペレ
ーティング・システムが前記特殊目的レジスタの内容を
保管し、前記指示ビットがリセットされていれば前記オ
ペレーティング・システムが前記浮動小数点レジスタの
内容を保管する、上記（１６）に記載のプロセッサ。 （１８）エミュレーション・コンテキスト復元を行うと
きに、前記オペレーティング・システムが前記浮動小数
点レジスタおよび前記特殊目的レジスタをロードし、前
記指示ビットをリセットする、上記（１７）に記載のプ
ロセッサ。 （１９）１対の特殊目的レジスタが浮動小数点レジスタ
に名前変更される、上記（１８）に記載のプロセッサ。 （２０）ホスト・アプリケーションを実行し、ゲスト命
令を含むゲスト・アプリケーションをエミュレートする
プロセッサであって、ゲスト命令の機能をエミュレート
するためにセマンティック・ルーチンを特定のアドレス
に格納するメモリと、ゲスト命令に関連する複数の項目
を格納するための複数の特殊目的レジスタを含み、ゲス
ト命令をデコードし、対応するセマンティック・ルーチ
ンをディスパッチするエミュレーション援助ユニット
と、複数の浮動小数点レジスタを含み、特殊目的レジス
タの各対が特定の浮動小数点レジスタに名前変更され
る、ホスト・アプリケーションの浮動小数点命令を処理
する浮動小数点ユニットと、特殊目的レジスタの対およ
び該対に対応する浮動小数点レジスタのいずれに最新の
値が含まれているかを示すように、特殊目的レジスタの
各対と浮動小数点レジスタとに関連づけられた指示ビッ
トとを含み、オペレーティング・システムが指示ビット
に応答してエミュレーション・コンテキスト切換えを浮
動小数点アプリケーションとして実行し、特殊目的レジ
スタのコンテキスト保管および復元がオペレーティング
・システムを変更することなく浮動小数点レジスタを使
用して実行されることを特徴とするプロセッサ。
【図１】ホスト・プロセッサの高水準アーキテクチャを
図示するブロック図である。
図示するブロック図である。
【図２】エミュレーション援助ユニットを図示するブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】浮動小数点ユニット２を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明によるＳＰＲからＦＰＲへの名前変更を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
【図５】本発明の一般動作規則を示すフロー・チャート
である。
である。
１２ メモリ １４ Ｌ２キャッシュ １６ データ・キャッシュ １８ 命令キャッシュ ２０ 命令キュー ２２ 分岐予測ユニット ３４ 完了ユニット ３６ エミュレーション援助ユニット ４０ セマンティック・ルーチン ５０ 命令バッファ ５２ 命令プリフェッチ・ユニット ５４ 特殊目的レジスタ ５６ 命令デコード・ユニット ５８ 分岐履歴テーブル ６０ ゲスト・キャッシュ・タグ生成ユニット ６２ ゲスト・キャッシュ ６４ ８キャッシュ命令キュー ７０ 現行命令ポインタ ７２ 次命令ポインタ １００ 乗算加算配列 １０２ 浮動小数点レジスタ １０４ オペレーティング・システム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ソウンミャ・マリック アメリカ合衆国78729 テキサス州オース チン パートリッジ・ベンド・ドライブ 13032 (72)発明者 アルトゥーロ・マルティン＝デ＝ニコラス アメリカ合衆国78730 テキサス州オース チン ベル・マウンテン・ドライブ 8104
Claims (20)
- 【請求項１】オペレーティング・システムと、ホスト・
アプリケーション・コンテキスト切換え中に前記オペレ
ーティング・システムによって保管および復元される第
１のレジスタとを含み、ホスト・アプリケーションを実
行し、ゲスト・アプリケーションをエミュレートするプ
ロセッサにおいて、エミュレーション・コンテキスト切
換え保管および復元を行う方法であって、 （ａ）ゲスト・アプリケーションをエミュレートする際
に特殊目的レジスタを前記第１のレジスタに名前変更す
るステップと、 （ｂ）前記特殊目的レジスタのコンテキスト保管および
復元が前記オペレーティング・システムを変更すること
なく前記第１のレジスタを介して実行される、エミュレ
ーション・コンテキスト切換えを実行するステップとを
含む方法。 - 【請求項２】前記第１のレジスタが浮動小数点レジスタ
である、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コ
ンテキスト切換えを浮動小数点アプリケーションとして
実行するステップをさらに含む、請求項２に記載の方
法。 - 【請求項４】ステップ（ａ）が、前記特殊目的レジスタ
および前記浮動小数点レジスタのいずれに最新の値が含
まれているかを示すように前記特殊目的レジスタおよび
前記浮動小数点レジスタに指示ビットを関連づけるステ
ップをさらに含む、請求項３に記載の方法。 - 【請求項５】ステップ（ｂ）が、前記特殊目的レジスタ
に最新の値が含まれていることを示すように指示ビット
をセットするステップをさらに含む、請求項４に記載の
方法。 - 【請求項６】ステップ（ｂ）が、前記浮動小数点レジス
タに最新の値が含まれていることを示すように指示ビッ
トをリセットするステップをさらに含む、請求項５に記
載の方法。 - 【請求項７】ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コ
ンテキスト保管を行うときに、前記指示ビットがセット
されていれば前記特殊目的レジスタの内容を保管し、前
記指示ビットがリセットされていれば前記浮動小数点レ
ジスタの内容を保管するステップをさらに含む、請求項
６に記載の方法。 - 【請求項８】ステップ（ｂ）が、エミュレーション・コ
ンテキスト復元を実行するときに、前記浮動小数点レジ
スタおよび前記特殊目的レジスタをロードするステップ
と、 前記指示ビットをリセットするステップとを含む、請求
項７に記載の方法。 - 【請求項９】１対の特殊目的レジスタを浮動小数点レジ
スタに名前変更する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】ホスト・アプリケーションを実行し、ゲ
スト・アプリケーションをエミュレートするプロセッサ
であって、 オペレーティング・システムと、 ホスト・アプリケーション・コンテキスト切換え中に前
記オペレーティング・システムによって保管および復元
される第１のレジスタと、 特殊目的レジスタと、 前記ゲスト・アプリケーションをエミュレートするとき
に前記特殊目的レジスタを前記第１のレジスタに名前変
更する手段と、 前記オペレーティング・システムを変更せずに前記第１
のレジスタを介して前記特殊目的レジスタのエミュレー
ション・コンテキスト保管および復元を実行する手段と
を含むプロセッサ。 - 【請求項１１】前記特殊目的レジスタのエミュレーショ
ン・コンテキスト保管および復元を実行する手段がユー
ザ・レベル命令である、請求項１０に記載のプロセッ
サ。 - 【請求項１２】前記第１のレジスタが浮動小数点レジス
タである、請求項１１に記載のプロセッサ。 - 【請求項１３】前記オペレーティング・システムがエミ
ュレーション・コンテキスト保管および復元を浮動小数
点アプリケーションとして実行する、請求項１２に記載
のプロセッサ。 - 【請求項１４】前記特殊目的レジスタおよび前記浮動小
数点レジスタのいずれに最新の値が含まれているかを示
す、前記特殊目的レジスタおよび前記浮動小数点レジス
タに関連づけられた指示ビットをさらに含む、請求項１
３に記載のプロセッサ。 - 【請求項１５】前記特殊目的レジスタに最新の値が含ま
れていることを示すように前記指示ビットがセットされ
る、請求項１４に記載のプロセッサ。 - 【請求項１６】前記浮動小数点レジスタに最新の値が含
まれていることを示すように前記指示ビットがリセット
される、請求項１５に記載のプロセッサ。 - 【請求項１７】エミュレーション・コンテキスト保管を
行うときに、前記指示ビットがセットされていれば前記
オペレーティング・システムが前記特殊目的レジスタの
内容を保管し、前記指示ビットがリセットされていれば
前記オペレーティング・システムが前記浮動小数点レジ
スタの内容を保管する、請求項１６に記載のプロセッ
サ。 - 【請求項１８】エミュレーション・コンテキスト復元を
行うときに、前記オペレーティング・システムが前記浮
動小数点レジスタおよび前記特殊目的レジスタをロード
し、前記指示ビットをリセットする、請求項１７に記載
のプロセッサ。 - 【請求項１９】１対の特殊目的レジスタが浮動小数点レ
ジスタに名前変更される、請求項１８に記載のプロセッ
サ。 - 【請求項２０】ホスト・アプリケーションを実行し、ゲ
スト命令を含むゲスト・アプリケーションをエミュレー
トするプロセッサであって、 ゲスト命令の機能をエミュレートするためにセマンティ
ック・ルーチンを特定のアドレスに格納するメモリと、 ゲスト命令に関連する複数の項目を格納するための複数
の特殊目的レジスタを含み、ゲスト命令をデコードし、
対応するセマンティック・ルーチンをディスパッチする
エミュレーション援助ユニットと、 複数の浮動小数点レジスタを含み、特殊目的レジスタの
各対が特定の浮動小数点レジスタに名前変更される、ホ
スト・アプリケーションの浮動小数点命令を処理する浮
動小数点ユニットと、 特殊目的レジスタの対および該対に対応する浮動小数点
レジスタのいずれに最新の値が含まれているかを示すよ
うに、特殊目的レジスタの各対と浮動小数点レジスタと
に関連づけられた指示ビットとを含み、 オペレーティング・システムが指示ビットに応答してエ
ミュレーション・コンテキスト切換えを浮動小数点アプ
リケーションとして実行し、特殊目的レジスタのコンテ
キスト保管および復元がオペレーティング・システムを
変更することなく浮動小数点レジスタを使用して実行さ
れることを特徴とするプロセッサ。
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