JPS61260334A - 記憶装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、リスプ言語やプロローグ言語等で作動する計
算機の記憶装置に関し、％にプロセッサ部で保持してい
るレジスタの内容を効率よく格納する環境退避機能があ
る記憶装置に関する。

（従来技術とその問題点） 卵子続き型のプログラミング言語であるリスプ、プロロ
ーグ言語などにおいては、現在の処理状態から次の処理
状態に移るときに必要な環境の退避操作の一環として、
プロセッサ部で利用しているレジスタ群を記憶装置に格
納する退避処理がある。

こノ退避作業はプロセス、タスクの切替え時にも行われ
るものである。特にリスプ、プロローグでは環境の退避
は頻繁に行われ、これらの言語の処理性能に大きな影響
を及ぼす。環響を退避する例としては、Ｄ、　Ｅ［、Ｄ
、ウオーレン著「アン・アブストラクト彎フロローグ・
インストラクション・セット」テクニカルノート３０９
１アーテイフイシヤル舎インテリジエンスｅセンター、
ニスアールアイ・インターナショナル、１９８３（Ｄ、
Ｈ。

Ｄ、　Ｗａｒｒｅｎ　”Ａｎ　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｐｒ
ｏｌｏｇ工ｎ５ｔｒｕｃ−ｔｉｏｎ　Ｓｅｔ”　Ｔｅｃ
ｈｎｉｃａｌ　Ｎｏｔ６３０９ｅムｒｔｉｆｉ−ｃｉａ
ｌ　Ｉｎｔｅｌｌｉｇ＠ｎｃ＠Ｃ５ｎｔ＠ｒ、　ＳＲエ
　エｎｔｓｒ　−ｎａｔｉｏｎａｌ、　１９８３　）の
３ページに記されている環境（・ｎマｉｒｏｎｍ＠ｎｔ
ｌｌ　）および選択点（ｃｈｏｉｃｅｐｏｉｎｔｓ　）
の退避を挙げることができる。

従来の計算機において、前記の退避操作はプロセッサ部
がレジスタの内容と格納先アドレスとを記憶装置に出力
することＫよって１つのレジスタの内容が記憶装置に格
納され、この操作を繰り返すことＫよって行われる０即
ち、プロセッサ部においてはレジスタ群を退避する際に
は、単にレジスタの内容を記憶装置に転送する操作のみ
行うことＫなシ、プロセッサ部での主要処理である演算
、データ操作、命令の解釈などの処理用に備えられたハ
ードウェアを有効に利用せず、高速な処理ができないと
いう問題点があった。

そこで、本発明の目的は、こＯような従来の問題点を除
去せしめて、環境を退避する際にプロセッサ部のレジス
タの内容を高速に記憶部に退避できる記憶装置の提供に
ある。

（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本発明が提供する記憶装
置は、データ及びプログラムを格納する記憶部と、デー
タの処理を行うプロセッサ部にある各種レジスタと同じ
内容をそれぞれ保持する複数のコピーレジスタからなる
コピーレジスタファイルト、前記コピーレジスタの数に
等しいビット数を有しこれらビットは前記コピーレジス
タにそれぞれ対応している退避フラグと、前記記憶部に
転送する必要がある前記コピーレジスタに対応する前記
退避フラグのビットをセットする手段と、前記記憶部へ
転送することが必要な前記コピーレジスタの内容を前記
記憶部に順次書き込み、書き込みを終えた前記コピーレ
ジスタに対応する前記退避フラグのビットをリセットす
る記憶制御部と、前記プロセッサ部が内部の前記レジス
タに書き込みを行うときに対応する前記コピーレジスタ
に対応する退避フラグのビットがセットされている場合
には前記プロセッサ部が前記コピーレジスタファイルへ
書き込むのを禁止して前記プロセッサ部の処理を止める
手段と、前記プロセッサ部が前記記憶部にアクセス要求
を出すときに、前記コピーレジスタファイルの内容の転
送を中断して前記プロセッサ部のアクセス要求を優先す
る手段とを備えることを特徴とする。

（作用・原理） 本発明は上述の手段によシ、従来技術の問題点を解決し
た。まず、プロセッサ部が保持しているレジスタ群の中
で環境を退避するために必要なレジスタ群を記憶装置側
でも備え、プロセッサ部の対応するレジスタと同一の内
容を保持する。プロセッサ部で環境の退避を行う際には
プロセッサ部のレジスタ群からではなく、記憶装置のレ
ジスタ群のデータを記憶部に格納する。これにより記憶
装置で環境の退避を行っている間に、プロセッサ部では
命令の解釈、演算処理が可能になる他、記憶装置へのア
クセスをも可能にすることによりシステム全体の処理性
能が向上する。

（実施例） 以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の詳細な説明するだめの一実施例のブロ
ック図である。第１図で１１はデータの転送の制御を可
能にした記憶装置、１２はデータの処理を行うプロセッ
サ部、１３はデータおよびプログラムを格納する記憶部
、１４はプロセッサ部１２でのデータ処理時に状態およ
びデータを一時保持するために備えるレジスタ群をまと
めたしジスタフアイル、１５は記憶装置１１の中にあシ
プロセッサ部１２が保持しているレジスタファイル１４
の中から環境の退避時に利用するレジスタ（前述のコピ
ーレジスタに相当）群を保持する゛コピーレジスタファ
イル、１６はコピーレジスタファイル１５の数に等しい
ビット数を有し、これらビットが前記コピーレジスタ１
５の各レジスタにそれぞれ対応している退避フラグ、１
７は記憶装置１１でのデータ転送処理をマイクロプログ
ラムで制御する記憶制御部、１８は環境を記憶部１３に
退避するときにプロセッサ部１２から送られる記憶部１
３の退避領域アドレスを保持し、歩進する機能を持つア
ドレスレジスタ、１９はプロセッサ部１２でのデータ処
理を制御するプロセッサ制御部、２０は環境を退避する
ときに退避対象レジスタ群を指定して退避を指示するレ
ジスタコピーコマンド線である。２１は、プロセッサ部
１２がレジスタファイル１４の中のレジスタに書き込み
を行うときレジスタアドレス線３５を介して前記レジス
タに対応する退避フラグ１６のビットがセットされてい
ると、退避未完了信号３６がＯＮになシ、レジスタライ
ト信号３４とのＡＮＤ処理を行うことＫよってプロセッ
サ１２での処理を禁止するゲートである。２２は、アド
レス線３２あるいはアドレスレジスタ１８のいずれを記
憶部１３のアドレスとするかを選択するセレクタである
。

また、２３は、プロセッサ部１２からデータ線３７を介
して送られるデータあるいはコピーレジスタファイル１
５からデータ線３８を介して送られるデータのいずれか
をプロセッサ部１２からの記憶部アクセス要求３９によ
って選択するセレクタである。前記２つのセレクタ２２
．２３により、コピーレジスタファイル１５から記憶部
１３ヘレジスタ内容を転送する環境退避中にプロセッサ
部１２から記憶部１３へのアクセス要求があったときに
、環境退避処理を一時中断してプロセッサ部１２のため
の続出し、書込み処理を行うことが可能になる。データ
線４０は、レジスタコピーコマンド線２０で送られるレ
ジスタコピーコマンドを記憶制御装置１７が受けたとき
にコピーレジスタファイル１５の退避対象レジスタ群に
対応したビットパターンを退避フラグ１６に格納するた
めに使用される。

第２図（荀及び（ｂ）は第１図実施例の動作を説明する
ための図である。第２図（１１）は環境退避直前の状態
を示し、同図（ｂ）はプロセッサ部１２の環境を退避す
る途中の状態を示す。以下に第２図（ａ）、　（ｔ））
をも参照しながら第１図実施例の動作を説明する。

環境を退避する以前の処理として、プロセッサ部１２で
はデータ処理を行う。データ処理において、レジスタフ
ァイル１４には、一時的なデータあるいは状態が書き込
まれる。このレジスタファイル１４に書き込むと同時に
、レジスタアドレス線３５で指示される記憶装置１１の
コピーレジスタファイル１５の対応するレジスタ位置に
、レジスタファイル１４に書き込まれる内容と同一の内
容をデータ線３１を介して書き込む。この状態を第２図
（＆）、　（１））のレジスタファイル１４とコピーレ
ジスタファイル１５の例で示す。この例では対応するレ
ジスタ位置に同一の値ａ、　　ｂ、　　ｃが格納される
。

プロセッサ部１２で一連のデータ処理を終了した後、環
境を退避する操作を開始する。レジスタファイル１４の
中で第２図（唱（１））に示す３個のレジスタＲ，，Ｒ
，、Ｒ，＋、の内容を退避するために、プロセッサ部１
２では、レジスタコピーコマンド線２０を介して前記の
３個のレジスタの内容を記憶部１３へ転送することを命
令するレジスタコピーコマンドを記憶制御部１７へ送る
。退避するレジスタの順番、およびコピーレジスタファ
イルｘｓｏ退避対象レジスタのアドレスは記憶制御部１
７０マイクロプログラムによって制御される。

実施例における退避順は第２図のＲ１＊　Ｒ１＋　”ｌ
＋１の順である。アドレス線３２を介してプロセッサ部
１２からアドレスレジスタ１８に記憶部１３の格納先ア
ドレス”ｎ“を送シ、アドレスレジスタ１８にｎ″が格
納される。

記［制御部１７は、プロセッサ部１２から送られたレジ
スタコピーコマンドを受けた後、データ線４０を介して
退避フラグ１６にコピーレジスタ７フイル１５のレジス
タの中で退避対象となっているレジスタを示すビットパ
ターンを退避フラグ１６に格納する。第２図（ａ）の例
では“００１０・・・０１１″が退避フラグ１６に格納
される。これらのビットパターンはレジスタコピーコマ
ンド線２０を介して送られるコピーコマンドの種類によ
って異なり、ビットパターンは記憶制御部１７０マイク
ロ命令で与えられる即値によって決定される。この後、
Ｒ１”ｌ＊　Ｒｊ＋１の３個のレジスタの内容を記憶部
１３に退避する処理を開始する。転送対象データは、コ
ピーレジスタファイル１５からデータ線３８を介して記
憶部１３へ転送する。

転送先のアドレスはアドレスレジスタ１８で示され、最
初の転送では第２図（ａ）の記憶部１３の“ｎ″番地に
コピーレジスタファイル１５のＲ，レジスタの内容″ａ
”が格納される。このときにＲ１に対応する退避フラグ
１６のビットを“１”から“０′″に変え、Ｒ２の退避
を完了したことを示す。

次に、アドレスレジスタ１８の内容が“区”から歩進さ
れｎ＋１”となる。このアドレスで示される記憶部１３
の′ｎ＋１”番地にＲ，レジスタの内容“ｂ″が格納さ
れる。同時にＲｔ　Ｋ対応する退避フラグ１６のビット
を“１″から“Ｏｎに変エル。続いてアドレスレジスタ
１８の内容が歩進され“ｎ＋２”となる。この結果、第
２図（ｂ）に示す記憶部１３および退避フラグ１６の状
態になる。

この状態で、プロセッサ部１２から記憶部アクセス要求
３９によシ記憶部１３への書き込み要求があると、環境
退避は中断し、プロセッサ部１２の書き込み処理を優先
する。セレクタ２２によりプロセッサ部１２からアドレ
ス線３２を介して送られる書き込みアドレスを記憶部１
３へのアドレスとして選択すると共に１データ線３７を
介して送られる書き込みデータをセレクタ２３の出力と
して選択することによってプロセッサ部１２からの書き
込み処理を行う。このプロセッサ部１２からの書き込み
処理後、セレクタ２２は再びアドレスレジスタ１８の出
力“ｎ＋２”を選択し、セレクタ２３はデータ）ｉ１３
８を選択することによって、コピーレジスタファイル１
５の出力を選択する。

この結果、環境退避操作が続行され、記憶部１３の′ｎ
＋２”番地に“Ｃ″が格納されることにより一連の環境
退避操作が終了する。

第２図（ｂ）の状態のときにプロセッサ部１２がレジス
タファイル１４のＲ，＋、　　レジスタへの書き込み処
理を行う場合について以下に示す。プロセッサ部１２が
レジスタファイル１４へ書き込むと同時にコピーレジス
タファイル１５のＲ，＋、　　レジスタへの書き込みを
行い、記憶部１３へ退避を完了する前Ｋ　Ｒ１＋　１　
　レジスタの内容′Ｃ”が書き替えられたのでは、退避
処理が正常に終了しないことになる。したがって、本実
施例においては退避フラグ１６を備え、ＲＪ＋１のレジ
スタに対応するビットが“１″である場合には、退避未
完了信号３６に“１′″を出力し、ゲート２１に入力し
、インヒビット信号４１を発生することによってプロセ
ッサ部１２でのレジスタ書込み処理を中断させる。

この結果コピーレジスタファイル１５のＲｊ＋ｌ　レジ
スタに対応するレジスタの値としてＣ″が保存され、記
憶部１２の“ｎ＋２′″番地にはＲ，＋。

レジスタの退避内容として“Ｃ”を格納できる。

本実施例は本発明の詳細な説明するために示したもので
あシ、本発明の特許請求の範凹を制限するものではない
。即ち、本実施例では、３個のレジスタを退避するレジ
スタコピーコマンドヲ例トして示したが、この他に異な
るレジスタ、あるいは異なる個数のレジスタを退避する
コマンドも備えることができる。特に環境を退避する場
合に常に同一のレジスタ群を退避するものではなく、個
数、順序が異なるので、これらの退避の型に対応して複
数種類のコマンドを備えることも可能である０ またプロセッサ部でのレジスタファイルは、１個のみを
示したが、複数のレジスタファイル、複数の各種レジス
タを備えることができ、これらのレジスタファイル、レ
ジスタが、環境退避処理に必要であれば、コピーレジス
タファイルと同様、記憶装置内に備えることができる。

記憶装置に備えるレジスタ、レジスタファイルはプロセ
ッサ部で備えているもの全てを備える必要はなく、環境
の退避に必要なレジスタ、レジスタファイルに対応して
備えれば、十分である。

退避フラグ１６に格納するビットパター７は記憶制御部
１７のマイクロプログラムで指定できる即値によル生成
したが、レジスタコピーコマンドに対応したビットパタ
ーンテーブルを備えることＫより、ビット幅の大きいビ
ットパターンを扱りことができる。さらにテーブルを介
することＫよるビットパターン発生、修正処理をより柔
軟に実現することができる。

（発明の効果） 本発明によれば記憶装置中にプロセッサ部に備えている
レジスタ群と同一内容のレジスタ群を備える仁とＫよシ
、プロセッサ部の環境を退避する処理ではプロセッサ部
のレジスタ群から記憶装置にデータを転送することなく
、記憶装置中の前記レジスタから記憶部に書き込むこと
ができる。この結果プロセッサ部では環境を退避するた
めのデータ転送を行う必要がなく環境を退避した後に必
要な命令の解釈、演算などの処理を行うととができ、プ
ロセッサ部での処理性能を向上させることができる。

さらに記憶装置中で環境退避している時にプロセッサ部
からのアクセス要求に従って読出し、書き込み処理を可
能にするととくよってプロセッサ部での処理を環境退避
処理と並行して実現できる。

この結果プロセッサ部での処理性能をやはり向上させる
ことができる。

このように、本発明によれば、環境を退避する際にプロ
セッサ部のレジスタの内容を高速に配憶部に退避できる
とともに、プロセッサ部の処理性能を大幅に向上できる
記憶装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ＩＬ）、　（ｂ）はその実施例の動作を説明するための
記憶装置、プロセッサ部の記憶内容例を示す図である。 図において、１１は記憶装置、１２はプロセッサ部、１
３は記憶部、１４はプロセッサ部１２で一時的な内部デ
ータ、状態を保持するレジスタファイル、１５は環境退
避時にプロセッサ部１２でのレジスタファイル１４に替
えて環境情報を供給するコピーレジスタファイル、１６
はコピーレジスタファイル１５の各レジスタが退避済で
あるか否かを示す退避フラグ、１７は記憶装置での操作
を制御する記憶制御部、１８は記憶装置１１での環境退
避先アドレスを示すために歩進機能を備えるアドレスレ
ジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. データ及びプログラムを格納する記憶部と、データの処
   理を行うプロセッサ部にある各種レジスタと同じ内容を
   それぞれ保持する複数のコピーレジスタからなるコピー
   レジスタファイルと、前記コピーレジスタの数に等しい
   ビット数を有しこれらビットは前記コピーレジスタにそ
   れぞれ対応している退避フラグと、前記記憶部に転送す
   る必要がある前記コピーレジスタに対応する前記退避フ
   ラグのビットをセットする手段と、前記記憶部へ転送す
   ることが必要な前記コピーレジスタの内容を前記記憶部
   に順次書き込み、書き込みを終えた前記コピーレジスタ
   に対応する前記退避フラグのビットをリセットする記憶
   制御部と、前記プロセッサ部が内部の前記レジスタに書
   き込みを行うときに対応する前記コピーレジスタに対応
   する退避フラグのビットがセットされている場合には前
   記プロセッサ部が前記コピーレジスタファイルへ書き込
   むのを禁止して前記プロセッサ部の処理を止める手段と
   、前記プロセッサ部が前記記憶部にアクセス要求を出す
   ときに、前記コピーレジスタファイルの内容の転送を中
   断して前記プロセッサ部のアクセス要求を優先する手段
   とを備えることを特徴とする記憶装置。