JPS6126091B2

JPS6126091B2 -

Info

Publication number: JPS6126091B2
Application number: JP1424478A
Authority: JP
Inventors: Sada Watanabe
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-02-10
Filing date: 1978-02-10
Publication date: 1986-06-19
Also published as: JPS54107234A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は情報処理装置に関し、特に割出しによ
らずにスレーブモードから特権モードに移行する
ようにした情報処理装置に関する。

一般に演算処理装置には、演算処理装置が有す
るすべての命令を実行可能とする特権モード（あ
るいはスーパバイザモードと称する）と、一部の
命令の実行が制限されるスレーブモード（あるい
はユーザモードと称する）の少なくとも二つの動
作モードがある。いわゆるオペレテイングシステ
ムと呼ばれる演算処理装置の制御プログラムは、
特権モードで動作し、資源の管理、入出力の処
理、ジヨブのスケジユーリングなどを行う。ま
た、通常のユーザプログラムは、スレーブモード
で動作し、このユーザプログラムは情報処理装置
の資源の制限を自由に行うことはできず、さらに
主記憶のユーザプログラムに割当てられている領
域しかアクセスできないようにハードウエア上制
限されている。

このような演算処理装置においては、ユーザプ
ログラムは、上記のようにその動作に制限が加え
られているので、オペーレーテイングシステムに
対して、特別な処理な要求を必要とする場合が出
てくる。このように、オペーレーテイングシステ
ムに対して、処理を要求する場合は、スレーブモ
ードから特権モードへの動作モードの移行が必要
となる。このスレーブモードから特権モードへの
移行は、通常は演算処理装置の外部で発生する事
象の検出に基づいて起動させる割込みあるいは演
算処理装置の内部で発生する事象の発生に基づい
て起動させる割出しによつて行われる。

一般にユーザプログラムがオペレーテイングシ
ステムに処理を要求する場合は、スーパバイザコ
ール命令あるいはモニタコール命令と呼ばれる命
令を実行することにより行われる。このようなス
ーパバイザコール命令あるいはモニタコール命令
の実行は、演算処理装置内部では内部で発生した
事象すなわち割出しとして認識される。このよう
な割出しが発生すると、レジスタあるいは主記憶
の固定番地に格納されている番地で示される命令
すなわち割出し処理プログラムに制御が移り、こ
れと同時に特権モードに動作モードが移行する。
このようにして動作モードが移行した後に前記割
出し処理プログラムは、割出し時の状態を主記憶
などに退避してから、割出しの原因を調べてその
割出し原因に基づいて適当な処理プログラムを呼
出して実行する。この場合に、割出し原因がユー
ザプログラムからの処理要求であれば、その処理
要求に対応したオペレーテイングシステムのプロ
グラムが実行される。このようにユーザプログラ
ムの要求処理が終了すると、先に割出し時に退避
した演算処理装置の状態を元に戻してユーザプロ
グラムの指定された命令に制御を移す。このとき
は、スーパバイザコール命令あるいはモニタコー
ル命令と逆の機能を持つ復帰命令を実行する。こ
の命令の実行により動作モードは特権モードから
スレーブモードに移行する。

このようにして、オペレーテイングシステムに
対するユーザプログラムからの処理要求が処理さ
れるが、従来のシステムではユーザプログラムで
のスーパバイザコール命令あるいはあるいはモニ
タコール命令の実行により割出しが発生し、その
割出しの原因を調べて、ユーザプログラムの処理
要求内容を解読し、適当な処理プログラムを起動
するまでの処理にオーバヘツドを必要としてい
た。

本発明の目的は、上記従来の問題を解決するた
めに割出しによらずにスレーブモードから特権モ
ードへ移行するようにした情報処理装置を提供す
ることにある。

本発明は、すべての命令の実行が許される特権
モードと一部の命令の実行が制限されるスレーブ
モードの二つの動作モードを有する情報処理装置
において、前記動作モードを示す特権フラグがオ
ンである特権モードにあるときのみ特権制御フラ
グをオンまたはオフにセツトせしめる手段と、前
記特権フラグがオフであるスレーブモードの場合
には前記特権制御フラグがオンであれば該特権フ
ラグをオンにセツトせしめる手段とを有している
ことを特徴とする情報処理装置を提供することに
ある。

次に本発明の実施例について図面を参照して説
明する。

図面は回路図を示し、図面において、主記憶か
らの命令取出し、命令の実行および実行結果の格
納などを行う命令実行部１は、信号線L₁により
アンドゲート２および信号線L₂によりオアゲー
ト３に接続されていて、前記アンドゲート２の出
力端は前記オアゲート３の入力端に接続されてい
る。このオアゲート３の出力端は、装置の動作モ
ードを示す特権フラグフリツプフロツプ４に接続
されている。この特権フラグフリツプフロツプ４
は、インバータ５を介して前記アンドゲート２の
入力端に接続しているとともに信号線L₃により
前記命令実行部１に接続されている。

前記信号線L₁は、特権フラグフリツプフロツ
プ４のセツトを要求する機能を有している信号の
信号線で、また前記信号線L₂，L₃は、前記特権
フラグフリツプフロツプ４のセツトおよびリセツ
トをそれぞれ要求する機能を有し命令実行部１か
らの信号の信号線である。また前記命令実行部１
は、信号線L₄によりアンドゲート６および信号
線L₅Eによりアンドゲート７に接続されていて、
これらのアンドゲート６，７の一方は前記命令実
行部１および前記特権フラグフリツプフロツプ４
に接続されている。さらに前記アンドゲート６，
７は、前記特権フラグフリツプフロツプ４のセツ
トを制御する特権制御フラグフリツプフロツプ８
に接続され、この特権制御フラグフリツプフロツ
プ８は前記命令実行部１および信号線L₇により
前記アンドゲート２に接続されている。この場合
前記信号線L₄は、前記特権制御フラグフリツプ
フロツプ８のリセツトを要求する機能を有してい
る信号の信号線、前記信号線L₅は、前記特権制
御フラグフリツプフロツプ８のセツトを要求する
機能を有している信号の信号線、前記信号線L₆
は、前記特権フラグフリツプフロツプ４の出力で
動作モードを示す機能を有する信号の信号線、前
記信号線L₇は、前記特権制御フラグフリツプフ
ロツプ８の出力で該特権制御フラグフリツプフロ
ツプ８の状態を示す機能を有する信号の信号線で
ある。

上記構成の本発明に係る情報処理装置において
は、装置の動作モードを示す特権フラグフリツプ
フロツプ４がオンにあるときは、演算処理装置は
特権モードにあり、演算処理装置が有するすべて
の命令を実行可能であり、主記憶、周辺装置など
のいかなる資源へも自由にアクセスすることがで
きる。また、特権フラグフリツプフロツプ４がオ
フにあるときは、演算処理装置は、スレーブモー
ドにあり、演算処理装置が有する一部の命令（以
下「特権命令」と称する）を実行することはでき
ず、主記憶もこのスレーブモードにあるプログラ
ムに割付けられている一部の領域しかアクセスで
きず（通常はベースとバウントレジスタあるいは
ページテーブルなどで割付けられている）、また
入出力命令も実行できない。このようなことは、
スレーブモードにあるプログラムの動作に制限を
加えることによつて、情報の漏洩，破壊を防ぐと
いう機密保護を第１の目的としているのである。
このとき、スレーブモードで動作するユーザプロ
グラムが自由に前記特権フラグフリツプフロツプ
４をオンにすることを可能ならしめるとすると、
たとえばユーザプログラムが特権命令を実行しよ
うとした場合、単に特権フラグフリツプフロツプ
４をオンにして、特権モードに移行して特権命令
を実行することが可能となる。しかし、このよう
な事態が発生すると、スレーブモードの実行を制
限することによつて可能となつていた機密保護が
全く無意味になる。このような事態を避けるため
に特権制御フラグフリツプフロツプ８を設けて、
この特権制御フラグフリツプフロツプ８のオン・
オフは特権フラグフリツプフロツプ４がオンのと
きすなわち特権モードでのみ可能とする。このよ
うに特権制御フラグフリツプフロツプ８をセツト
する命令を新たに設けて、この命令は特権命令と
する。次にユーザプログラムがスレーブモードか
ら特権モードへ移行する命令を実行したときに
は、演算処理装置は特権制御フラグフリツプフロ
ツプ８を調べこの特権制御フラグフリツプフロツ
プ８がオンであれば特権フラグフリツプフロツプ
４をオンにセツトする。このとき、特権制御フラ
グフリツプフロツプ８がオフであれば、不正実行
として割出しを発生してもよいし、あるいはノー
オペレーシヨンとして何も実行しないようにして
もよい。このようなことが意味することは、オペ
レーテイングシステムが許可したユーザプログラ
ムだけすなわち特権制御フラグフリツプフロツプ
８がオンで動作するプログラムだけが、スレーブ
モードから特権モードへ直接移行を可能とするこ
とによつて、割出しによらないモードの移行に際
しても、機密保護を保持することを意図してい
る。なお、オペレーテイングシステムが許可しな
いユーザプログラムの場合は、通常のスーパバイ
ザコール命令あるいはモニタコール命令によつて
特権モードへ移行する。

また、モードの移行と同時に、オペレーテイン
グシステムのどこから次の命令を実行するかの指
定が必要となる。このような指定の方法について
は、スレーブモードから特権モードへ移行するた
めの命令のオペランドアドレスとして指定させて
もよいし、あるいは特定のレジスタ中に飛び先の
アドレスをあらかじめ格納しておき、そのレジス
タで指定されるアドレスに分岐するようにしても
よい。さらにオペレーテイングシステムによる処
理が終了した後、ユーザプログラムのどこに制御
を戻すかを指定する機能も必要である。このため
には、前記モードの移行命令の実行に際して、そ
の命令があるアドレスの次のアドレスを特定のレ
ジスタに格納したり、あるいは戻り先のアドレス
を特定のレジスタにあらかじめ格納しておき、処
理が終了したときに、そのレジスタで指定される
アドレスに分岐するようにする方法などがある。

次に上記のような情報処理装置の動作を具体的
に説明すれば、命令実行部１において解読した命
令がスーパバイザコール命令あるいはモニタコー
ル命令のような割出し要求命令であれば、割出し
モードに移るとともに、信号線L₂をオンにする
ことにより特権フラグフリツプフロツプ４がオン
になつて特権モードになるが、割出しによらない
特権モードへの移行命令の場合は信号線L₁をオ
ンにする。この信号線L₁は、特権フラグフリツ
プフロツプ４の出力をインバータ５を通して信号
と、特権制御フラグフリツプフロツプ８の出力の
信号線L₇と、アンドゲート２により論理積がと
られているので、スレーブモードにあつて特権制
御フラグフリツプフロツプ８がオンのときすなわ
ち特権制御フラグフリツプフロツプ８がオンのと
きにのみ、特権フラグフリツプフロツプ４がオン
すなわち特権モードに移行する。また、命令実行
部１において解読した命令が特権制御フラグフリ
ツプフロツプ８をセツトまたはリセツトする命令
の場合は、信号線L₄，L₅をそれぞれオンにす
る。このような信号線L₄，L₅は、特権フラグフ
リツプフロツプ４からの出力と、アンドゲート
６，７と論理積がとられているので、特権フラグ
フリツプフロツプ４がオンすなわち特権モードの
ときのみ特権制御フラグフリツプフロツプ８がオ
ンまたはオフとなる。

本発明は以上説明したように、オペレーテイン
グシステムが許したユーザプログラムだけにスレ
ーブモードから特権モードへ移行するようにし
て、機密保護を保持しながら割出しによらずにス
レーブモードから特権モードへ移行することを可
能にしているので、オペレーテイングシステムの
割出し処理によるオーバヘツドを削減できて処理
時間の短縮により機能を向上させるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る情報処理装置の一実施例を
示す回路図である。１……命令実行部、２……アンドゲート、３…
…オアゲート、４……特権フラグフリツプフロツ
プ、８……特権制御フラグフリツプフロツプ。

Claims

【特許請求の範囲】

１すべての命令の実行が許される特権モードと
一部の命令の実行が制限されるスレーブモードの
二つの動作モードを有する情報処理装置におい
て、前記動作モードを示す特権フラグがオンであ
る特権モードにあるときのみ特権制御フラグをオ
ンまたはオフにセツトせしめる手段と、前記特権
フラグがオフであるスレーブモードの場合には前
記特権制御フラグがオンであれば該特権フラグを
オンにセツトせしめる手段とを有していることを
特徴とする情報処理装置。