JPS60179844A - 命令再読出し制御方式 - Google Patents

命令再読出し制御方式

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JPS60179844A
JPS60179844A JP3580384A JP3580384A JPS60179844A JP S60179844 A JPS60179844 A JP S60179844A JP 3580384 A JP3580384 A JP 3580384A JP 3580384 A JP3580384 A JP 3580384A JP S60179844 A JPS60179844 A JP S60179844A
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JP3580384A
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Kouhei Ootsuyama
大津山 公平
Yuji Oinaga
勇次 追永
Katsumi Onishi
大西 克已
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (A)発明の技術分野 本発明は命令再読出し制御方式、特にパイプライン制御
を行うデータ処理装置において、次の命令の開始アドレ
ス計算を、先行読出し用アドレス計算とは別の回路によ
り常時行い、後続命令の再読出しを必要とする命令につ
いて、命令再読出しを早く開始できるようにした命令再
読出し制御方式に関するものである。
(B)従来技術と問題点 パイプライン制御により命令を実行するデータ処理装置
においては、いわゆるロードPSW(LPSW)命令や
主記憶キー設定(S S K)命令等のCPUの状態を
変更する命令を実行したときには、先取りしていた後続
命令をすべて捨てて、あらためて命令をフェッチする必
要がある。この動作は、「命令再読出し」と呼ばれる。
この命令再読出し動作は、プログラム特にオペレーティ
ング・システム(O3)中でしばしば引き起こされるの
で、この動作を高速に行い、ロスを少なくすることが、
処理装置の性能上、極めて重要である。
第1図および第2図は従来方式による問題点を説明する
ための図を示す。
第1図は、命令フェッチに3ステージ、命令実行に6ス
テージかかるパイプライン構成の計算機における従来の
命令再読出しの例を示している。
命令のフェッチ制御は、例えば命令をフェッチするアド
レスを決定するlステージと、命令アドレスを実アドレ
スに変換するITステージと、命令をバッファから読み
出すIBステージとからなり、実行制御は、命令フェッ
チ後に、命令をデコードするDステージと、オペランド
・アドレスを計算するΔステージと、オペランド・アド
レスを実アドレスに変換するTステ7ジと、記憶制御部
が管理するバッファから読み出しを行うBステージと、
演算処理するEステージと、結果をチz7りして書き込
むWステージの各制御ステージからなう。
これらの各ステージは、一般に独立であって、先行制御
が可能であり、高速な計算機では、パイプライン処理が
行われている。以下、上記制御ステージをもつ場合を例
にして説明するが、本発明は、これに限られるわけでは
ない。
命令再読出しを起こす命令は、通常マルチフローであり
、DステージないしWステージが複数組でもって1命令
を構成する。そして、第1図図示の如く、命令再読出し
が決定されるフローflの後にも、数フローf2〜f4
あるのが普通である。従来の方式では、途中のフローf
1で検出された命令再読出し情報をもとにして、命令の
最終フローf4の最終Wステージの後、命令を再読出し
するアドレスを算出して、命令再読出しを行っている。
即ち、命令を再読出しするアドレスを算出する従来の回
路は、例えば第2図図示の如くになっている。第2図に
おいて、1は命令アドレスレジスタ、2は半語カウンタ
、3はPFKレジスタ、4は命令の実効アドレスを生成
する加算器、5は命令実効アドレスレジスタ、6はバッ
ファ、7は命令語レジスタを表す。
従来の回路では、命令アドレスレジスタ1は、pswの
命令アドレス部(PSWI AR)を兼用し、PSWの
一部と同じレジスタになっている。
通常の命令フェッチ時には、命令アドレスレジスタ1と
PFKレジスク3の内容(通常の場合8)とを加え合わ
せることにより、フェッチすべき命令アドレスをめる。
命令再読出しの時に後続命令の)′ドレスをめる際や、
割り込みが起こり、実行中であった命令アドレス(OL
DPSW)が必要であるときには、フェッチアドレスと
半語カウンタ2の内容である命令アドレスとの変位を、
命令アドレスレジスタ1から減じることにより、そのア
ドレスをめるようにされる。
このような方式の場合、後続命令のフェッチは、前の命
令が終了してからでないと、実行できない。
即ち命令アドレスレジスタ1をPSWの一部に兼用して
いるため、命令実行の途中で命令アドレスレジスタ1を
変えることができないからである。。
従って、命令再読出しのためのアドレスは、命令の最終
フローの終了後でないと作成されず、命令を再読出しし
て、後続命令の実行を開始するまでに、多くのロスが生
じるという問題があった。また、例えば分岐命令では、
命令アドレスレジスタ1を変えてしまうことがあるが、
分岐命令の前の命令で割込みなどが発生すると、0LD
PSW情報として、その命令のアドレスが必要となる。
従って、命令アドレスレジスタ1を変える命令は、前の
命令を終了するまで実行できないという問題もある。
(C)発明の目的と構成 本発明は上記問題点の解決を図り、pswの命令アドレ
ス部である現在実行中のアドレスを示す命令アドレスレ
ジスタと先行読出し用の命令アドレスレジスタとを分離
し、命令の実行途中でも後者の命令アドレスレジスタを
変更可能にし、命令再読出し時の命令フェッチを早いタ
イミングで開始できるようにすることを目的としている
。また、前の命令で割込みが起こっても、PSWIAR
によって0LDPSWを得ることができるようにし、命
令アドレスレジスタ1を書きかえてしまう命令について
も、パイプラインに入れることを可能にして、処理を高
速化することを目的としている。
そのため、本発明の命令再読出し制御方式は、パイプラ
インにより命令を実行制御する情報処理装置におりる命
令再読出し制御方式において、命令を先行読出しするア
ドレスが格納される第1の命令アドレスレジスタと、現
在実行中である命令の命令アドレスを示す第2の命令ア
ドレスレジスタと、命令の長さを示す命令長レジスタと
、上記第2の命令アドレスレジスタの内容と上記命令長
レジスタの内容とを加算し次に位置する命令のアlζレ
スを演算する加算器とを備え、命令再りat出しの事象
検出時に上記加算器の出力を上記第1の命令アドレスレ
ジスタにセットし、命令再読出しを実行するよう構成し
たことを特徴としている。以下、図面を参照しつつ、実
施例に従って説明する。
(D)発明の実施例 第3図は本発明による制御概要を説明するためのタイム
チャート、第4図は本発明の一実施例要部構成、第5図
は本発明を用いた命令処理回路の例を示す。
本発明の場合、各フローの終り(“各命令の終り”では
ない)毎に命令再読出し用のアドレスを作成する。そし
て、第3図図示の如く、命令再読出しが決定されたフロ
ー11の最後で作成されたアドレスをもとにして、命令
再読出しが開始される。
このように最終フローf4の終了を待たずに途中のフロ
ーから命令再読出しを行うことによって、従来例におけ
る時間的なロスを減少させることができる。
そのため、命令再読出し用のアドレスを作成する回路は
、例えば第4図図示の如くになっている。
第4図中、符号3ないし7は第2図に対応し、10は実
行中の命令アドレスを保持する命令アドレスレジスタ、
11は実行中の命令の命令長を保持する命令長レジスタ
、12は次の命令アドレスを演算する加算器、13は先
行読出し用の命令アドレスレジスタを表す。
命令アドレスレジスタ10は、PSWの命令アドレス部
(PSWIAR)と兼用されており、現在実行中である
命令の先頭アドレスを保持する。
また、命令長レジスタ11は、実行中である命令の命令
長を保持する。加算器12は、これら2つのレジスタの
内容を、毎サイクル加算し、命令再読出しが必要になっ
たときの命令再読出しすべき命令アドレス、即ち次の命
令アドレスを演算する。
この命令アドレスレジスタ10とは別に、命令アドレス
レジスタ13が設けられ、これは、例えば8ハイド単位
に命令を先行読出しするためのアドレスを保持する。
PFKレジスタ3は、初期値“0”であって、その後に
は“8°の値を保持する。加算器4は、命令アドレスレ
ジスタ13の値とPFKレジスタ3の値とを加算し、実
効アドレスをレジスタ5にセントする。このアドレスに
よって、ハ・ノファ6が検索され、命令がフェッチされ
て、命令語レジスタ7に読み出されることになる。以降
は、命令アドレスに“8゛加算されて、順次フエ・ノチ
が行われる。なお、命令アドレスレジスタ13や命令語
レジスタ7等が、命令分岐時のために、複数個設けられ
る構成をとってもよい。
命令再読出しが必要となったとき、命令の途中であって
も、それを検出したフローの最後に、命令アドレスレジ
スタ10と命令長レジスタ11とを加算した値を、命令
アドレスレジスタ13にセントするよう制御する。 こ
れによって、直ちに命令再読出しが開始され、前命令の
最終フロー終了を待つことなく、命令を再読出しするこ
とが可能になる。
第5図は本発明を用いた命令処理回路の例を示しており
、図中の符号3〜7.10〜13は第4図に対応し、1
4は命令ポインタであって、現在実行している命令が命
令アドレスレジスタ13の示すアドレスから何ハーフ・
ワード(I(alf Word)目かを示すポインタ、
15は先取りした命令のアドレスを計算する加算器、1
6ないし18はそれぞれ各ステージに対応する命令アド
レスレジスタ、20はデコードした命令の命令長レジス
タ、21ないし24はそれぞれ各ステージに対応する命
令長レジスタ、25は選択したステージに対応する命令
アドレスレジスタ16〜18の1つと、命令長レジスタ
21〜23の対応するものとを加算する加算器、30は
ディスプレイスメント・レジスタ、31はベース・レジ
スタ、32はインデックス・レジスタ、33はオペラン
ド・アドレス生成回路、34および35はオペランド・
アドレス・レジスタ、36はオペランド語レジスタ、3
7は実行回路、38は結果レジスタを表す。
最初、命令アドレスレジスタ10のPSW命令アドレス
部に、実行すべき命令アドレスが格納されると、命令ア
ドレスレジスタ13にも同じアドレスが供給される。そ
して前述したように、加算器4によって計算されたアド
レスに従って、8ハイド単位で、順次命令がフェッチさ
れる。命令ポインタ14は、実行される各命令が、8バ
イト単位でフェッチされた命令のどこに位置するかにつ
いての相対ポインタを保持する。加算器15の出力は、
パイプラインで流れる命令のアドレスであり、各ステー
ジ毎に設けられた複数段のシフトレジスタで構成される
命令アドレスレジスタ16〜18に、順次送り出される
。一方、これに対応して、命令長を保持する命令長レジ
スタ20の内容が、複数段に設けられた命令長レジスタ
21〜24に送り出される。
オペランド・アドレス生成回路33は、レジスタ30〜
32等の内容から、オペランドの実効アドレスを計算し
、オペランド・アドレス・レジスタ34にセントする。
これによって、バッファ6がアクセスされて、オペラン
ド語が用意され、演算ユニット部である実行回路37に
よって、演算が行われる。その結果は、結果レジスタ3
8に書き込まれる。
本発明の場合、第4図によって説明したように、PSW
と兼用する命令アドレスレジスタ10と命令長レジスタ
11とに基づいて、加算器12が次の命令アドレスを計
算するので、命令再読出しのシーケンスが早く開始され
るようになっている。
さらに本実施例では、各ステージに対応して命令アドレ
スを保持する命令アドレスレジスタ16〜18の内容と
、各命令長レジスタ21〜23の内容とを加算する加算
器25が設けられており、この出力が、先取り命令アド
レスレジスタ13に導かれるようになっているため、A
ステージ、TステージまたはBステージからの命令再読
出しも、可能になっている。
(E)発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、早いタイミングで命令
再読出しのアドレスを作成し、最終フローの終了を待つ
ことなく、早期に命令再塾出しを開始できるので、処理
性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は従来方式による問題点を説明する
ための図、第3図は本発明による制御概要を説明するた
めのタイムチャー1−1第4図は本発明の一実施例要部
構成、第5図は本発明を用いた命令処理回路の例を示す
。 図中、1は命令アドレスレジスタ、2は半語カウンタ、
3ばPFKレジスク、4は命令の実効アドレスを生成す
る加算器、5は命令実効アドレスレジスタ、6はバッフ
ァ、7は命令語レジスタ、10は命令アドレスレジスタ
、11は命令長レジスタ、12は加算器、13は先行読
出し用の命令アドレスレジスタを表す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 森1)寛ぐ外1名) 第 3(2] 窮 4 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. パイプラインにより命令を実行制御する情報処理装置に
    おける命令再読出し制御方式において、命令を先行読出
    しするアドレスが格納される第1の命令アドレスレジス
    タと、現在実行中である命令の命令アドレスを示す第2
    の命令アドレスレジスタと、命令の長さを示す命令長レ
    ジスタと、上記第2の命令アドレスレジスタの内容と上
    記命令長レジスタの内容とを加算し次に位置する命令の
    アドレスを演算する加算器とを備え、命令再読出しの事
    象検出時に上記加算器の出力を上記第1の命令アドレス
    レジスタにセソドし、命令再読出しを実行するよう構成
    したことを特徴とする命令再読出し制御方式。
JP3580384A 1984-02-27 1984-02-27 命令再読出し制御方式 Granted JPS60179844A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3580384A JPS60179844A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 命令再読出し制御方式

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JP3580384A JPS60179844A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 命令再読出し制御方式

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JPS60179844A true JPS60179844A (ja) 1985-09-13
JPH0235330B2 JPH0235330B2 (ja) 1990-08-09

Family

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60142742A (ja) * 1983-12-29 1985-07-27 Hitachi Ltd デ−タ処理装置
JPS638492A (ja) * 1986-06-27 1988-01-14 花王株式会社 衣料用液体洗剤組成物

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS638492A (ja) * 1986-06-27 1988-01-14 花王株式会社 衣料用液体洗剤組成物

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