JPS6236576B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はプログラム呼出し制御方式、特にサブ
ルーチンまたは外部プログラムを呼び出す呼出し
命令（CALL命令）を有するシステムにおけるレ
ジスタの退避を無駄なく必要なレジスタに限つて
行うようにしたプログラム呼出し制御方式に関す
るものである。

電子計算機システムにおけるプログラムの実行
処理においては、プログラムは問題の一部を処理
または計算するためのそれ自身でまとまつた命令
の系列であるサブルーチンまたは外部プログラム
等を呼び出して処理することがよく行われる。呼
び出されたプログラムであるサブルーチン等は、
また他のサブルーチン等を呼び出すこともある。
呼び出されたサブルーチン等は要求された処理を
行い呼び出し元のプログラムに復帰する。サブル
ーチン等の呼び出しのために例えば呼出し命令が
準備され用いられるが、レジスタの退避・復元が
問題となる。プログラムがレジスタにある値を設
定して処理し、サブルーチンを呼び出して該サブ
ルーチンから制御が戻つた後に、サブルーチン呼
び出し前のレジスタの値を参照するような場合、
該レジスタの値がサブルーチンの呼び出しによつ
て破壊されないことを保証しなければならないか
らである。

従来、上記のレジスタの内容を保証する手段と
して、全レジスタ退避の方式と選択的レジスタ退
避の方式とが用いられている。全レジスタ退避の
方式は、レジスタに設定された値がサブルーチン
を呼び出した後に必要とされるか否かに係わりな
く、すべてのレジスタを退避し、サブルーチンに
おける処理が終了した時点ですべてのレジスタを
復元する方式である。この方式によれば、必ずし
も退避の必要がないレジスタをも無条件に退避す
るためオーバヘツドが増大する。また、レジスタ
の退避は通常被呼出しプログラム中で行われるの
で、被呼出しプログラムを複雑化させ、必要とす
るメモリ容量を増大させ、また処理速度の低下を
招く等の欠点がある。

選択的レジスタ退避の方式は、上記の欠点を改
善する方式で、例えば次のような方式が公知であ
る。被呼出しプログラムの入口点にレジスタ指定
子設定域を設け、この被呼出しプログラムが使用
するレジスタを指示するレジスタ指定子を予め設
定しておく。呼出しプログラムが呼出し命令を発
行すると、上記被呼出しプログラムの入口点にあ
る設定域が参照され、レジスタ指定子が指示する
レジスタだけを選択的に退避する。この方式によ
れば、上記の全レジスタ退避の方式に比べて、被
呼出しプログラムが使用しないレジスタの退避が
省略され、その分だけ処理が改善される。

しかしながら、この選択的レジスタ退避の方式
では、呼出しプログラムでのレジスタの使用状況
に無関係に、被呼出しプログラムが使用するレジ
スタをすべて無条件に退避するため、被呼出しプ
ログラムから制御が返された後まで値を保証する
必要のないレジスタに対しても退避・復元操作を
行うのが欠点である。被呼出しプログラムが使用
するレジスタであつても、後に呼出しプログラム
が有効データを保持するものとして扱わないレジ
スタは退避する必要はない。

本発明は上記問題点を解決し、プログラム呼出
し時のオーバヘツドをさらに減少させ、処理の高
速化を図ることを目的としている。そのため本発
明のプログラム呼出し制御方式は、命令をフエツ
チして実行する電子計算機におけるサブルーチン
または外部プログラムを呼び出す呼出し命令を有
するシステムにおいて、上記呼出し命令の発動に
際して該呼出し命令により明示的にまたは暗示的
に指定されるレジスタに、退避すべきレジスタを
指定する第１のレジスタ指定子を収容せしめ、か
つ被呼出しプログラムの入口点に設けられた設定
域に、退避すべきレジスタを指定する第２のレジ
スタ指定子を予め設定せしめて、上記呼出し命令
の実行処理において上記第１のレジスタ指定子お
よび上記第２のレジスタ指定子の双方によつて指
定されるレジスタのみを所定の領域に退避するこ
とを特徴としている。以下図面を参照しつつ説明
する。

第１図は本発明の一実施例構成を示す。また、
第２図はレジスタ指定子の一例を示す。図中、１
は中央処理装置、２はメモリ、３は汎用レジス
タ、４は内部レジスタであるＡレジスタ、５は内
部レジスタであるＢレジスタ、６は論理演算回
路、７はメモリデータレジスタ、８は呼出しプロ
グラム、９は第１のレジスタ指定子を所定のレジ
スタに設定する命令、１０は呼出し命令、１１は
入口名が「PGMX」である被呼出しプログラム、
１２は第２レジスタ指定子の設定域、１３はレジ
スタ退避域、１４は第１レジスタ指定子、１５は
第２レジスタ指定子、１６はレジスタ退避時にお
けるＡレジスタの内容、１７はプログラムのマシ
ン命令コードをそれぞれ表わす。

第１図に示す実施例においては、システムは32
ビツトの退避・復元の対象となる汎用レジスタ３
を16個持つものとする。退避・復元の対象となる
レジスタが16個以外の例えば８個または32個等の
場合も制御は同様である。第１レジスタ指定子１
４は、呼出しプログラム８から見て退避すべきレ
ジスタを指定するデータであり、プログラム中の
呼出し命令対応に１個づつメモリ２上に存在させ
る。第１レジスタ指定子１４は16ビツト長のサイ
ズを持ち、各ビツトは各汎用レジスタ３と対応し
て、退避の必要性の有無を、それぞれビツト他
“１”，“０”で示す。退避の必要性の有無は次の
ように定める。

(1) 第１レジスタ指定子１４において、ビツト値
“１”（退避必要）とするレジスタ。

当該呼出し命令１０に対応する被呼出しプ
ログラム１１から制御が返された後で、値を
設定するより前に値を参照するレジスタ。

呼出しプログラム８で使用しないレジス
タ。なお「使用」とは値の「参照」または
「設定」を意味する。以下同様である。

(2) 第１レジスタ指定子１４において、ビツト値
“０”（退避不要）とするレジスタ。

該呼出しプログラム８で使用するが、当該
呼出し命令１０に対応する被呼出しプログラ
ム１１から制御を返された後で使用しないレ
ジスタ。

該呼出しプログラム８で使用するが、当該
呼出し命令１０に対応する被呼出しプログラ
ム１１から制御を返された後で、値を参照す
るより前に値を設定するレジスタ。

上記の第１レジスタ指定子１４は、呼出し命令
１０の実行に先立ち、例えば設定命令９によつて
第２図Ａ図示の如く所定の汎用レジスタ３、例え
ばレジスタ「R0」の下位部分にセツトされる。
セツトの対象となる汎用レジスタ３は、例えば呼
出し命令１０のオペランドで明示的に指定される
ようにしてもよい。

一方、第２レジスタ指定子１５は、被呼出しプ
ログラム１１から見て退避すべきレジスタを指定
するデータであり、被呼出しプログラム１１の入
口点ごとに１個づつ、入口点の先頭に設けられた
第２レジスタ指定子設定域１２に設定される。第
２レジスタ指定子１５も16ビツト長のサイズを持
ち、各ビツトは各汎用レジスタ３と対応して退避
の必要性の有無を、それぞれビツト値“１”，
“０”で示す。退避の必要性の有無は次のように
定める。

(1) 第２レジスタ指定子１５において、ビツト値
“１”（退避必要）とするレジスタ。

当該被呼出しプログラムで使用するレジス
タ。

(2) 第２レジスタ指定子１５において、ビツト値
“０”（退避不要）とするレジスタ。

当該被呼出しプログラムで使用しないレジス
タ。

呼出し命令１０の実行においては、第２レジス
タ指定子設定域１２にある第２レジスタ指定子１
５を中央処理装置１の内部レジスタであるＢレジ
スタ５の下位へ読み込む。

第１図において呼出しプログラム８は上記の条
件によつて定められる第１レジスタ指定子１４を
レジスタ「R0」に設定する。第２図Ａ図示の第
１レジスタ指定子１４は、16個ある汎用レジスタ
３のうちレジスタ「R1」，「R5」，「R6」，「R8」，
「R9」，「R13」，「R15」が退避すべき対象となつ
ていることを示している。第２図Ｂ図示の第２レ
ジスタ指定子１５は、被呼出しプログラム１１で
退避の対象となる汎用レジスタ３がレジスタ
「R1」，「R6」ないし「R10」，「R12」，「R13」，
「R15」であることを示している。上記の環境に
おいて呼出し命令１０が発動されると、レジスタ
「R0」に格納されている第１レジスタ指定子１４
はＡレジスタ４に移され、第２レジスタ指定子１
５はＢレジスタ５に移される。次に論理演算回路
６によつて、Ａレジスタ４とＢレジスタ５との内
容の論理積演算がなされ、結果がＡレジスタ４に
格納される。この結果が第２図Ｃに示されている
Ａレジスタ４の内容１６であり、真に退避すべき
汎用レジスタ３を示している。即ち、実際に退避
される汎用レジスタ３は、第１レジスタ指定子１
４と第２レジスタ指定子１５との双方で指定され
たレジスタ「R1」，「R6」，「R8」，「R9」，
「R13」，「R15」であり、これらはメモリデータレ
ジスタ７を経由して所定のレジスタ退避域１３に
退避される。併せてＡレジスタ４の下位16ビツト
も退避される。このＡレジスタ４の情報は、レジ
スタ復元時に復元すべきレジスタの情報として使
用される。その後、被呼出しプログラム１１の第
２レジスタ指定子設定域１２に後続する命令の実
行に移る。

なお、第１レジスタ指定子１４において、呼出
しプログラム８が使用しないレジスタについても
ビツト値“１”として退避必要と表示するのは、
プログラム呼出しのネステイング時の問題を巧み
に解決するためである。例えば、プログラム
「Ｘ」プログラム「Ｙ」を呼び出し、プログラム
「Ｙ」が他のプログラム「Ｚ」を呼び出すような
場合、プログラム「Ｘ」が設定・参照するレジス
タは、プログラム「Ｙ」が使用していなくても、
プログラム「Ｚ」が使用するならば退避・復元さ
れなければならない。このような場合には、上記
レジスタはプログラム「Ｙ」がプログラム「Ｚ」
を呼び出すときに退避される。もしプログラム
「Ｚ」でも使用されないならば退避されることは
ない。

以上により、退避されるレジスタ数は、被呼出
しプログラムの入口点のレジスタ指定子で指定さ
れるレジスタ数を上回ることはなく、従来の選択
的レジスタ退避の方式よりも更にレジスタの退
避・復元が削減される。なお、第１または第２の
レジスタ指定子によつて指定する退避すべきレジ
スタの選択は、例えばコンパイラやアセンブラ等
によつてソース・プログラムをマシン命令コード
へ翻訳／変換するときに自動的に行い、また適当
にマシン命令コード中に組み込むように処理する
ことも可能であるから、特にプログラム作成者に
負担になることはない。

以上説明した如く本発明によれば、サブルーチ
ンや外部プログラムを呼び出すときのレジスタの
退避・復元を完全に必要最少限にすることがで
き、処理の高速化を図ることができると共にレジ
スタ退避域等のメモリの節減を図ることができ
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図は本発
明のレジスタ指定子の一実施例態様を示す。 図中、１は中央処理装置、２はメモリ、３は汎
用レジスタ、４はＡレジスタ、５はＢレジスタ、
６は論理演算回路、７はメモリデータレジスタ、
８は呼出しプログラム、９は設定命令、１０は呼
出し命令、１１は被呼出しプログラム、１２は第
２レジスタ指定子設定域、１３はレジスタ退避
域、１４は第１レジスタ指定子、１５は第２レジ
スタ指定子、１６はＡレジスタの内容、１７はマ
シン命令コードを表わす。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 命令をフエツチして実行する電子計算機にお
   けるサブルーチンまたは外部プログラムを呼び出
   す呼出し命令を有するシステムにおいて、上記呼
   出し命令の発動に際して該呼出し命令により明示
   的にまたは暗示的に指定されるレジスタに、退避
   すべきレジスタを指定する第１のレジスタ指定子
   を収容せしめ、かつ被呼出しプログラムの入口点
   に設けられた設定域に、退避すべきレジスタを指
   定する第２のレジスタ指定子を予め設定せしめ
   て、上記呼出し命令の実行処理において上記第１
   のレジスタ指定子および上記第２のレジスタ指定
   子の双方によつて指定されるレジスタのみを所定
   の領域に退避することを特徴とするプログラム呼
   出し制御方式。