JPS608939A - 特殊機能セツト・アツプ制御方式 - Google Patents

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】 囚　発明の技術分野 本発明は特殊機能セット・アップ制御方式、特に、デー
タ処理システムにおける新機能サポートに関するハード
ウェアとソフトウェアとのハンドシェイクの制御方式に
係り、新機能サポートのための環境作成を、該新機能を
実際に使用する処理単位についてだけ行うよう制御する
特殊機能セット・アップ制御方式に関するものである。

（ロ）　技術の背景と問題点 データ処理システムにおける処理機能の多様化に伴い、
ハードウェアの新機能１例えば新しい命令の追加等が、
よく行われる。このような、新機能の中には、環境設定
を必要とせず直ちに使用できるものもあるが９例えば制
御テーブルの作成。

制御レジスタの設定管、予め使用するための環境を用意
しておかなければならないものもある。従来。

このような場合、新機能が追加されると、どの処理単位
がその新機能を利用するか不明であるので。

すべての処理単位について、その使用環境をセット・ア
ップすることが行われていた。そのため。

新機能を利用しない処理単位に対するオーバーヘッドが
増大するという問題があった。

例えば、いわゆる多重仮想空間の構造をとるシステムで
は、一般に各空間は独立しているので。

異なる空間の間でのデータの引渡しを９例えばシステム
共通域を介さずに直接行うことはできない。

これに対し、異なる空間の間のデータやプログラム制御
の流れを高速で処理できるようにするために、いわゆる
ＣＭＳ　（Ｃｒｏｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ　５ｅｒｖｉｃｅ
　）の機能の提供が考えられている。このＣＭＳによれ
ば、タスクやアクティビティのもとで動作する処理単位
（以下ワークユニットという）は、別学間を直接アクセ
スしたり、別学間のプログラムに制御を渡したりできる
ようになる。そのためのハードウェアの命令としては、
いくつかのＤＡ８（Ｄｕａｌ　−ｋｄｒＬｒｔｓｓ　−
８ｐａｃｅ　）の命令が用意されている。これらのＤＡ
Ｓ命令の使用にあたっては。

複数空間についての情報１例えばセグメント・テーブル
のアドレス情報を予め所定の制御レジスタに設定するな
どの前準備が必要となる。このような環境設定は、各ワ
ークユニットについて、空間切換えが起るたびに必要と
なることになる。すなわち、ＣＭＳの機能を使用するワ
ークユニットは。

一般には、あまり多くはなく、ユーザによっては。

全く使用しない場合がある。しかしながら、ワークユニ
ットの制御部であるディスパッチャは、予めＤＡＳ命令
が発行されるかどうか認知できないので、各ワークユニ
ットについて、ＣＭＳ環境のセット・アップをしなけれ
ばならない。そのため。

従来の考え方によれば、不要なＣＭＳ　環境のセット・
アップのためにオーバーヘッドが増大するという問題が
あった。

（Ｑ　発明の目的と構成 本発明は上記問題点の解決を図り、ハードウェアの新機
能サポートのための環境作成を、該新機能が実際に使用
されるときまで延期し、真に必要なワークユニットにつ
いてのみ環境作成が行われルヨうにして、システム効率
を向上させるようにした特殊機能セット・アップ制御方
式を提供することを目的としている。そのため９本発明
は、システム初期化のときには、特殊機能をハードウェ
アで無効化しておき、無効化状態で該特殊機能が使用さ
れた場合に、ハードウェアは９例えばプログラム・チェ
ックの割込み等により、制御部に通知し、その通知を契
機にして、環境を作成して。

その後上記特殊機能を使用できるようにしたちのである
。すなわち９本発明の特殊機能セット・アップ制御方式
は、メモリと、該メモリに格納された命令をフェッチし
て実行する命令処理ユニットとをそなえるととも、に、
上記命令処理ユニットにより実行される命令群によって
構成される複数のワークユニ久トと、該ワークユニット
を制御するワークユニット制御部とをそなえ、上記ワー
クユニットによりデータを処理するデータ処理装置にお
いて、ハードウェア固定領域に上記命令処理ユニットが
提供する特殊機能についての有効または無効を示す特殊
機能有効／無効指示部を設けるとともに、該特殊機能有
効／無効指示部は無効を指示するよう初期設定されて構
成され、上記命令部ｍユニットは、上記ワークユニット
の上記特殊機能使用時に上記有効／無効指示部の有効／
無効を判定する手段と、該判定結果が無効を示すときに
上記ワークユニット制御部に通知する手段とを少なくと
もそなえ、上記ワークユニット制御部は。

上記命令処理ユニットからの上記通知時に上記有効／無
効指示部を有効に設定する手段と、上記通知時に当該ワ
ークユニットが上記特殊機能を使用する環境を設定する
セット・アップ手段とをそなえていることを特徴として
いる。以下図面を参照しつつ実施例に従って説明する。

の　発明の実施例 第１図は本発明の一実施例構成、第２図は第１図図示実
施例（＝よる制御を説明するための図、第３図は本発明
の一実施例処理説明図を示す。

図中、１は中央処理装置（ＣＰＵ）、２はメモリ。

３は外部記憶装置、４はプログラム状態語（ｐｓｗ）。

５は各種制御レジスタ、６は命令処理ユニット。

７は特殊機能部、８は有効／無効判定部、９は通知部、
１０は特殊機能有効／無効指示部、１１はワークユニッ
ト制御部、１２は有効設定部、１３は環境セット・アッ
プ部、１４はワークユニットを表わす。

中央処理装置１は、メモリ２上の命令をＰＳＷ４の内容
に従ってフェッチし、実行する装置である。外部記憶装
置３は１例えば磁気ディスク装置などであって、メモリ
２の補助として用いられ。

プログラムの内容である命令コードやデータ等を保存す
る記憶装置である。命令処理ユニット６は。

Ｐ８Ｗ４や各種制御レジスタ５を参照し、命令の取出し
、解読、実行を処理するものである。特殊機能部７は９
例えば新しく追加された命令を処理するものであって、
制御レジスタ５やメモリ２上の制御テーブル（図示省略
）等の、ある特定の環境のもとでのみ動作が可能となっ
ているものである。有効／無効判定部８は、制御レジス
タまたはメモリ２のハードウェア固定領域に設けられた
特殊機能有効／無効指示部１０を参照し、特殊機能部７
の使用が許可されているかどうかを判定するものである
。もし、無効で許可されていない場合（二は９通知部９
を動作させる。通知部９は１例えば特殊機能無効の割込
みコードをＰＳＷ４またはメモリ２の固定領域に設定し
て、プログラム割込みを生じさせる回路である。

本発明の場合、特殊機能有効／無効指示部１０は、シス
テムのイニシャライズ時に、必ず無効を示すように初期
設定される。従って、最初の特殊機能の使用にあたって
は、必ず通知部９による割込み通知がなされることにな
る。特殊機能有効／無効指示部１０は、ハードウェア的
には、１つである。しかし９例えばソフトウェアの処理
単位であるいわゆるタスクやアクティビイのディスバッ
チにあたって、Ｐ８Ｗ４の内容を退避／復元するのと同
様に、その内容を各処理単位ごと（二別個に管理するこ
とができる。

ワークユニット制御部１１は、いわゆるオペレーティン
グ・システムであって、空間等の資源割当て、入出力処
理機能９割込み処理機能等を有するものである。本発明
の場合１％に、有効設定部１２と環境セット・アップ部
１３を有する。有効設定部１２は１通知部９からの割込
みによって制御を得て、特殊機能有効／無効指示部１０
を有効にセットするものである。環境セット−アップ部
１３は、有効設定部１２が上記指示部１０を有効にセッ
トしたことに対応して、特殊機能部７が動作可能になる
ための環境を設定するものである。

ワークユニット１４は９例えば利用者の応用プロダラム
等に対応するものであって、データを処理する命令群で
構成される。一般にワークユニット１４には、特殊機能
部７が提供する機能を使用するものもあるし、使用しな
いものもある。

次に第２図を参照して、第１図図示実施例による制御の
流れを説明する。図中、符号６．８ないし１４は第１図
に対応し、２０は初期設定部。

２１は実行部、２２は割込みハンドラ、２３はディスパ
ッチャ、２４は旧環境情報退避部、２５は特殊命令を表
わす。

システムのイニシャライズ時に、初期設定部２０は、第
２図図示処理のによって、特殊機能有効／無効指示普１
０が無効を示すように初期設定する。この設定は、ワー
クユニット１４が特殊機能を使用するかしないかに無関
係に、無条件で行われる。例えば、この状態で、あるワ
ークユニット１４が、処理■（二より、特殊命命２５を
発行したとする。処理■Ｃ二より、命令処理ユニット６
が命令コードを解読し、特殊命令２５であることが認知
されると、有効／無効判定部８が動作する。

有効／無効判定部８は、特殊機能有効／無効指示部１０
を参照し、有効になっているか無効になっているかを判
定する。最初は無効になっているので、処理■によって
１通知部９に制御が移行される。通知部９は、特殊命令
２５が無効である旨の割込みコードを設定して９割込み
■を起こす。

この割込みによって、ワークユニット制御部１１の割込
みハンドラ２２が起動される。割込ミハンドラ２２は１
割込みコードによって９割込み原因を調べ、特殊命令２
５の発行によるものであることを認知すると、有効設定
部１２を起動する。

有効設定部１２は、特殊機能有効／無効指示部１０を、
無効から有効を示すように変更し、処理■により、環境
セット・アップ部１３に制御を移行する。環境セット・
アップ部１３は、特殊命令２５の実行に必要な環境のセ
ット・アップを行う。

特殊命令２５を全く発行しないワークユニットについて
は、このセット・アップはなされることはない。セット
・アップが終了すると、処理■により９割込み元へ制御
が戻され、再度特殊命令２５の実行がなされる。

命令２５の再実行■により、有効／無効判定部８が起動
されるが、有効／無効判定部８は、有効設定部１２によ
り指示部１０が有効状態となっているので、今度は有効
と判定し、特殊命令の実行部２１へ制御移行■を行う。

実行部２１は、環境セット・アップ部１３が設定した状
態のもとで。

特殊命令を実行する。実行が終了したならば１次の処理
命令［株］の実行がなされる。

ワークユニット１４の処理が終了するか、または入出力
待ち等の状態になると、ワークユニットのスケジューリ
ングを行うディスパッチャ２３が動作する。ディスパッ
チャ２３は、処理◎により。

旧環境情報退避部２４を起動する。旧環境退避部２４は
、必要に応じて特殊機能有効／無効指示部１０の内容や
制御レジスタ等の内容を、待ち状態になったワークユニ
ットの個別の制御テーブルに退避する。特殊機能有効／
無効指示部】０が無効を示している場合には、該指示部
１０以外の特殊環境情報は退避する必要はない。次に処
理０により、新しくスケジュールされるワークユニット
の環境を設定する環境セット・アップ部１３が呼び出さ
れる。該環境セット・アップ部１３は、新しいワークユ
ニットの個別制御テーブルを参照し。

特殊命令２５が当該ワークユニットですでに使用されて
いる場合、すなわち、退避した特殊機能有効／無効指示
部の内容が当該ワークユニットについて有効となってい
る場合にのみ、前に退避された環境情報の復元を行う。

以上のように、環境の・セット・アップは、特殊命令を
必要とするワークユニットについてだけな厖れることに
なる。

第３図は、０Ｍ８機能についての１本発明の一実施例処
理説明図である。ＣＭ　Ｓ　（Ｃｒｏｐｓ　Ｍｅｍｏτ
ｙ８　ａｒｖｉｃｔ　）の実現のために、いくつかのＤ
ＡＳ命令が提供される。この命令には１例えば８ＳＡＲ
（Ｓｅｔ　５ｔｃｏｎ’ｃｌａｒｙ　ＡＳＮ　）命令、
　Ｐ　Ｃ（ＰｒｏｇｒａｍＣａｌｌ　）命令等の地学間
への切換えを行う命令や。

空間の間におけるデータ転送を行う命令等がある。

８ＳＡＲ命令は、指定された空間識別番号ＡＳＮをセカ
ンダリ空間とする命令であり、ＰＣ命令は、他のプログ
ラムに空間を越えて制御を移行することができる命令で
ある。これらのＤＡＳ命令は、一般に特定のごく少数の
ワークユニットだけが使用する。また、これらの命令の
使用にあたっては、所定の環境が予め整っていることが
必要である。例えば、第３図に示す如く、複数の空間を
同時に使用する場合、２つのセグメント・テーブル３３
．３４が必要となる。従って、アドレス変換機構３５に
セグメント・テーブル３３および３４のアドレスを通知
するために、第１制御レジスタ３１にセグメント・テー
ブル３３のアドレス、第７制御レジスタ３２にセカンダ
リ空間のセグメント・テーブル３４のアドレスが、予め
格納されていなければならない。なお、アドレス変換機
構３５が、仮想アドレスを実アドレスに変換するにあた
って、第１制御レジスタ３１側を使用するか。

第７制御レジスタ３２側を使用するかは１例えばＰ８Ｗ
４の第１６ビツト目に設けられた空間制御ビット３０が
参照される。このビット３０がオンのとき、オペランド
・アドレスは、第７制御レジスタ３２が示すセカンダリ
空間のものが使用される。

ＤＡ８命令の実行にあたって必要となる環境は。

この制御レジスタ３２に限らず、他にも資格チェックの
ための認定情報、プログラム制御移行のためのリンケー
ジ情報等を他の制御レジスタに設定しておくことが必要
とされる。

例えば第３図に示す如く、空間Ａで動作するワークユニ
ットが、一般の割込みや入出力待ち、または実行終了等
になったとする。これ（二上って。

ディスパッチャ２３（−制御が渡り、ディスパッチャ２
３は１次に実行すべきワークユニットのスケジュールを
行う。このとき、ディスパッチャ２３は、まず必要に応
じて、空間Ａで動作していたワークユニットの環境情報
をワークユニット対応の制御テーブルに退避する。次に
どの空間に制御を与えるかを決定し、その新しくスケジ
ュールされるワークユニットの制御テーブルを参照して
、そのワークユニットが０Ｍ８機能を使用しているかど
うかを判定する。この判定は、第２図で説明した特殊機
能有効／無効指示部１０についての退避情報が、有効と
なっているかどうかを判定することに対応する。まだ、
１度も０Ｍ８機能を使用していない場合には、無効とな
っているので、ＣＭ８環境のセット・アップを行うこと
なく、空間Ｂのワークユニットがスケジュールされる。

空間Ｂのワークユニットが動作を開始して１例えば５Ｓ
ＡＲ命令等のＤＡＳの命令を発行したとする。最初のＤ
Ａ８命令の発行であれば９％殊機能無効状態になってい
るので、プログラム・チェックの割込みが起こり９割込
みハンドラ２２が起動される。割込みハンドラ２２は１
割込み原因がＤＡ８命令によるものかどうかを調べ、違
う場合（二は通常の割込み処理を行う。割込みコードが
ＤＡＳ命令によるものであることを示していれば。

例えばメモリの低位番地に設けられたハードウェアの固
定領域または制御レジスタのＤＡＳ　使用フラグをオン
にする。このＩ）Ａ８使用フラグは。

ＤＡＳ命令の実行にあたって、ハードウェアが参照する
ものであって、オンの場合に、特殊機能であるＤＡＳ命
令が有効であることになる。該フラグをオンにしたなら
ば、そのときの空間、すなわち空間Ｂについての０Ｍ８
　環境のセット・アップを行う。具体的には１例えば第
３制御レジスタ（図示省略）の前半に、プロプレム状態
のときキーおよび入口点が認定されているかどうかを制
御するＰＳＷキーマスク（ＰＫＭ）情報をセットし。

第３制御レジスタの後半にセカンダリ空間の識別番号（
ＳＡＳＮ）をセットする。この場合、セカンダリ空間は
まだ宣言されていな１、いので、空間ＢのＡＳＮがとり
あえずセットされる。第４制御レジスタの前半には、特
定空間にアクセス可能かどうかを示す資格チェックのた
めの認定インデックスをセットする。認定インデックス
は、照合用の暗誦番号のようなものと考えてよい。第４
制御レジスタの後半には、自学間すなわち空間Ｂの空間
識別番号（ＡＳＮ）を格納する。また、第５制御レジス
タに、ＰＣ命令等のプログラム・リンケージ制御に用い
るリンケージ・テーブル（ＬＴ）のアドレスな設定する
。第７制御レジスタ３２には、セカンダリ空間のセグメ
ント・テーブルを格納するが。

セカンダリ空間はまだ決まっていないので、空間Ｂのセ
グメント・テーブルのアドレスを格納しておく。以上の
ような０Ｍ８　環境のセット・アップが終了したならば
、先はどプログラム・チェックを生じさせたＤＡＳ命令
を再実行させる。今度は。

ＤＡ８使用フラグがオンになっており、ＣＭ、環境のセ
ット・アップもなされているので、正常にＤＡＳ命令が
実行されることとなる。ＤＡ８命令が１例えば５８ＡＲ
命令であれば、資格チェック後、第３制御レジスタに、
指定された８Ａ８Ｎのセット等を行う。第７制御レジス
タ３２は、セカンダリ空間のセグメント・テーブルをポ
イントするよう変更される。

ＤＡＳ使用フラグがオンのワークユニットが。

例えば入出力待ち状態になり、他のワークユニットがス
ケジュールされる場合、ディスパッチャ２３は、ＣＭ、
環境を個別の制御テーブルに退避し、入出力動作が完了
して再スケジュールするときに、ＣＭＳｉ境を復元する
。従って、以後、該ワークユニットは、プログラム・チ
ェックを生じさせることなく：、ＤＡ８命令を使用でき
ることとなる。

以上、特殊機能として、ＣＭＳについて説明したが、こ
れに限られるわけではなく、新機能サポート等に関する
ハードウェアとソフトウェアとのハンドシェイク機構と
して広く適用できるものである。

■　発明の詳細 な説明した如く本発明によれば、予め使用されるかどう
かわからないような、環境のセット・アップを特徴とす
る特殊機能をサポートするシステムにおいて、該特殊機
能を実際に使用する処理単位についてだけ１％殊機能利
用環境の設定を行うことができ、制御部の不要なオーバ
ーヘッドを減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例構成、第２図は第１図図示実
施例による制御を説明するための図、第３図は本発明の
一実施例処理説明図を示す。 図中、１は中央処理装置（ＣＰＵ）、２はメモリ。 ３は外部記憶装置、４はプログラム状態語（ｐｓｗ）。 ５は各種制御レジスタ、６は命令処理ユニット。 ７は特殊機能部、８は有効／無効判定部、９は通知部、
１０は特殊機能有効／無効指示部、】１はワークユニッ
ト制御部、１２は有効設定部、１３は環境セット・アッ
プ部、１４はワークユニットを表わす。 特許出願人　富士通株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　メモリと、該メモリに格納された命令をフェッ
   チして実行する命令処理ユニットとをそなえるとともに
   、上記命令処理ユニットにより実行される命令群によっ
   て構成される複数のワークユニットと、該ワークユニッ
   トを制御す、るワークユニット制御部とをそなえ、上記
   ワークユニットによりデータを処理するデータ処理装置
   において、ハードウェア固定領域に上記命令処理ユニッ
   トが提供する特殊機能についての有効または無効を示す
   特殊機能有効／無効指示部を設けるととも（二、該特殊
   機能有効／無効指示部は無効を指示するよう初期設定さ
   れて構成され、上記命令処理ユニットは、上記ワークユ
   ニットの上記特殊機能使用時に上記有効／無効指示部の
   有効／無効を判定する手段と。 該判定結果が無効を示すときに上記ワークユニット制御
   部に通知する手段とを少なくともそなえ。 上記ワークユニット制御部は、上記命令処理ユニットか
   らの上記通知時に上記有効／無効指示部を有効に設定す
   る手段と、上記通知時（二当該ワークユニットが上記特
   殊機能を使用する環境を設定するセット・アップ手段と
   をそなえていることを特徴とする特殊機能セット・アッ
   プ制御方式。
2. （２）　上記命令処理ユニットの上記特殊機能は、多重
   仮想空間における複数の異なる空間を処理対象とする命
   令であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記
   載の特殊機能セット・アップ制御方式。