JPH01217635A - レジスタ退避方式 - 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】 〔発明の概要〕 コンピュータでタスク切替えが行なわれ、または割込み
が入り、あるいは手続（サブルーチン）を呼び出したと
きのレジスタの退避方式に関し、切替えを迅速に行なう
ことができ、プログラム作成誤まりによりレジスタ内容
を喪失したりすることがないレジスタ退避方式を提供す
ることを目的とし、 タスク切替え、割込み、または手続き呼び出し時の中央
処理装置のレジスタのデータ退避、復元方式において各
レジスタにタグビットを設け、また呼び出し側退避域ア
ドレスレジスタと呼ばれ側退避域アドレスレジスタを設
け、これらのタグビット及び退避域アドレスレジスタを
用いてレジスタ退避、復元を、切換ねったタスクまたは
手続きの実行中にバス空き時間を利用して、またレジス
タ参照、更新命令が出たときにその都度、行なう構成と
する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、コンピュータでタスク切替えが行なわれ、ま
たは割込みが入り、あるいは手続（サブルーチン）を呼
び出したときのレジスタの退避方式に関する。

タスク切替え、割込み、または手続き呼出し時には、前
に動作していたタスクまたは呼出し元手続きの環境を保
存するため、従来方式ではＯ８または呼ばれた手続きに
おいて、プログラムの責任で、機械語命令によって、全
レジスタの退！／復元をしなければならない。

〔従来の技術〕

第５図〜第７図にレジスタの退避、復元の要領を示す。

第５図はタスク切替時のそれで、タスクＡ実行中にタス
クＢへの切替え事象が発生するとＯＳ　（Ｏｐｅｒａｔ
ｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）は、ＣＰＵの全レジスタの内容
を読出して退避域Ａへ格納し、次いで退避域Ｂより、退
避させてあったタスクＢ処理時のレジスタの内容を読出
してこれを該当レジスタへセットし、こうしてタスクＢ
実行環境を整えた後、タスクＢに実行を措示する。

第６図は割込み時のそれで、タスクＡ実行中に割込みが
入るとＯ８は全レジスタの内容を退避域Ａへ退避させ、
割込み処理終了後、全レジスタを復元し、タスクＡに再
起動をかける。

第７図は手続き呼び出し時のそれで、実行中の手続き八
が手続きＢを呼び出すと、手続Ｂは全レジスタの内容を
退避域Ａへ退避させ、然る後手続Ｂの実行に入り、その
実行完了で、退避域Ａを読出して全レジスタの復元を行
ない、手続きＡの実行継続へ復帰させる。

しかしこの従来方式には次のような問題がある。

即ち、■レジスタの退避、復元に時間がかかる。

これはレジスタの数の多いＣＰＵはど著しい。レジスタ
の退避、復元に要する時間は、特に割込み処理において
は応答時間に影響するため極めて重大である。また■レ
ジスタの退避、復元がプログラムの責任でなされるため
、プログラムに誤りがあると（プログラマが退避、復元
の命令群を書き加えるのを忘れたりすると）レジスタの
内容が保証されず、自タスクまたは自手続きばかりでな
く他タスクまたは他年続きの動作まで妨害することにも
なる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明はか−る点を改善し、切替えを迅速に行なうこと
ができ、プログラム作成誤まりによりレジスタ内容を喪
失したりすることがないレジスタ退避方式を提供するこ
とを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１図に示すように本発明ではＣＰＵ　（中央処理装置
）のレジスタ１１．１２．・・・・・・にタグピッ）１
１ａ、１２ａ、・・・・・・を付加し、また呼び出し側
退避域アドレスレジスタ２１および呼ばれ側退避域アド
レスレジスタ２２を設け、これらによりレジスタの退避
、復元をＣＰＵが自動的に行なうようにする。

〔作用〕

ＣＰＵはタグビットＩｌａ、１２ａ、・・・・・・およ
び退避域アドレスレジスタ２１．２２を用いて、次のよ
うな動作でレジスタ退避を行なう。

■タスク切替え時に全レジスタのタグビットを０にクリ
アする。また退避域アドレスレジスタを更新する。即ち
、呼ばれ側退避域アドレスレジスタ２２の内容を呼び出
し側退避域アドレスレジスタ２１に移し、前者〈レジス
タ２２）には今呼び出そうとしているタスクの退避域ア
ドレスを格納する。

■呼び出されたタスクが起動した後、レジスタを参照／
更新する命令を実行するとき、そのレジスタのタグビッ
トを見てそれが０　（レジスタの内容は無効、未退避で
内容は呼び出し側のときのま＼）ならば現在のレジスタ
内容をレジスタ２１の指す退避域に退避し、更にレジス
タ２２の指す退避域からデータを読出してきてレジスタ
を復元する（この復元処理は、手続き呼び出しの場合は
不要）。復元したら、レジスタのタグビットを１（レジ
スタの内容は有効、即ち更新済みでありレジスタ内容は
呼ばれ側のそれ）にセットする。

■上記■以前にも、呼び出されたタスクが起動したその
命令の実行と並行して、バスの空き時間を利用して自動
的に■の操作即ちタグがＯのレジスタについての退避、
復元を行なう。

このように本発明ではタスク切替え時にレジスタ退避、
復元を行なうのではなく、先ずタスク切替を行ない、切
替ったタスクが走行中にバスの空きを利用してまた該タ
スク実行でレジスタ参照、更新があればその時点でレジ
スタ退避、復元を行なうので、タスク切替えを迅速に行
なうことができる。バス空き時間を利用してレジスタ退
避、復元が済んでしまえば、これに要する時間は表面に
現われなくなり、無いのと同じになる。

また退避、復元はＣＰＵが自動的に行なうので、プログ
ラム作成誤まりによってレジスタの退避、復元ができず
動作に支障を与えることはない。

〔実施例〕

第２図にタスク切替（または割込み、または手続き呼び
出し、を含むが、これらは適宜省略する）命令実行時の
レジスタ退避、復元に関する処理を示す。この処理では
■全レジスタのタグをＯにクリアし、■呼び出し側退避
域レジスタＸの内容を呼ばれ倒退避域レジスタＹの内容
に切替える。タスクＡをタスクＢに切替える場合を例に
すると、タスクへの退避域アドレスはレジスタＹに入っ
ており、上記■の処理でそれがレジスタＸに移される。

次に■レジスタＹヘタスクＢの退避域アドレスをセット
し、これでタスク切替時の処理は終りである。

第３図は切替ったタスクが実行中にレジスタ参照、更新
命令が出たときの、レジスタ退避、復元に関する処理を
示す。■実行対象の命令があるレジスタに対する使用（
参照／更新）命令か否がチエツクし、使用命令であれば
■そのタグは０が否かチエツクし、０なら■レジスタＸ
が示すアドレスへ当該レジスタの内容を退避させ、代っ
て■該しジスタへレジスタＹが示すアドレスのメモリ内
容をセットし、■該しジスタのタグを１にセ・ノドする
。これでレジスタの退避、復元が完了し、当該命令の実
行に移る。

この第３図の処理はレジスタ参照／更新命令が出る毎に
、従って各レジスタ毎に行なわれる。図示しないが、バ
スに空き時間があればその時も（レジスタ退避／更新命
令が出ていなくても）各レジスタにつき逐次、退避／復
元が行なわれ、タグビットを０から１に切替える。レジ
スタ退Ｍ／更新命令でまたはバス空きを利用してが＼る
処理が行なわれ、それが全レジスタに及んだとき、レジ
スタ退ａ／復元処理は終了である。退避、復元用アドレ
スはレジスタＸ、Ｙ（第１図の２１．２２）にある。こ
れはレジスタ群に対する共通のものであるが、その中の
個々のレジスタに対するアドレスは、第２レジスタ、第
２レジスタ、・・・・・・などの順番を用いることで固
定的に決定される。

第４図はレジスタ退避／復元例を示す。レジスタは１つ
（１１）のみ示すが、他のレジスタ１２゜・・・・・・
１ｎについても同様である。（ａ）タスク切替前にレジ
スタ１１の内容が１１１１、タグビットは１、レジスタ
２１の内容は２２２２、レジスタ２２の内容は２２２２
であったとし、タスクＡが実行中でこれがタスクＢに切
替わるとする。レジスタ２２の内容３３３３はタスクＡ
の退避域アドレスで、メモリ３０のこのアドレスに本例
では９９９９なるデータが入っている。

（ｂｌタスク切替命令実行で、レジスタ１１のタグビッ
トはＯにクリヤし、レジスタ２１にレジスタ２２の内容
−３３３３をセント、そしてレジスタ２２にタスクＢの
退避域アドレス５５５５をセットする。

（Ｃ）レジスタ使用命令実行で、レジスタ１１の内容１
１１１はレジスタ２１が示すメモリアドレス３３３３ヘ
スドアされ、レジスタ１１へはタスクＢの退避域アドレ
ス５５５５のメモリデータ６６６６がセットされ、レジ
スタ１１のタグビットは１にセットされる。

図示しないが、タスクＢから更にタスクＣに切替わると
きは第４図（Ｃ）を同（ａ）にした状態となり、次のス
テップでレジスタ１１のタグビットをＯにクリア、レジ
スタ２１にレジスタ２２の内容５５５５をセット、レジ
スタ２２にタスクＣの退避域のアドレスをセットし、レ
ジスタ使用命令実行でレジスタ１１の内容６６６６をレ
ジスタ２１が示すアドレス５５５５へ退避、レジスタ１
１へはレジスタ２２が示すアドレスのデータをセットす
る。

手続き呼び出しではレジスタ退避はするが、復元（呼び
出された手続のレジスタデータのレジスタへのセラ日は
しないから、第２図のステップ３および第３図のステッ
プ■は不要である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明では、タスク切替え時にはレ
ジスタの退避、復元は行なわないので、切替え時間を短
縮することができる。バスの空き時間を利用してレジス
タの退避、復元をするため、最高では従来の退避、復元
命令の実行時間だけタスク切替えが速くなる。バスが空
かず、レジスタ参照／更新命令でのみレジスタ退避／復
元を行なった場合が最悪であるが、この場合でも所要時
間は従来と同じである。

また本発明では退避、復元はＣＰＵが自動的に行なうた
め、プログラムの誤りによって他タスク（信子続き）に
影響を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、 第２図はタスク切替時の処理を示す流れ図、第３図はレ
ジスタ退避、復元動作を示す流れ図、第４図はレジスタ
退！／復元処理例の説明図、第５図〜第７図は従来のレ
ジスタ退避、復元の説明図で第５図はタスク切替時、第
６図は割込み時、そして第７図は手続き呼び出し時であ
る。 第１図で１１．１２．・・・・・・はＣＰＵのレジスタ
、１１ａ、１２ａ、・・・・・・はそのタグビット、２
１は呼び出し側退避域アドレスレジスタ、２２は呼ばれ
側退避域アドレスレジスタである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、タスク切替え、割込み、または手続き呼び出し時の
   中央処理装置のレジスタのデータ退避、復元方式におい
   て 各レジスタ（１１、１２、……）にタグビット（１１ａ
   、１２ａ、……）を設け、また呼び出し側退避域アドレ
   スレジスタ（２１）と呼ばれ側退避域アドレスレジスタ
   （２２）を設け、 これらのタグビット及び退避域アドレスレジスタを用い
   てレジスタ退避、復元を、切換わったタスクまたは手続
   きの実行中にバス空き時間を利用して、またレジスタ参
   照、更新命令が出たときにその都度、行なうことを特徴
   とするレジスタ退避方式。 ２、タスク切替え時に全レジスタのタグビットを０にク
   リアし、また呼ばれ側退避域アドレスレジスタ（２２）
   の内容を呼び出し側退避域アドレスレジスタ（２１）へ
   移し、呼ばれ側退避域アドレスレジスタへは呼ばれ側の
   タスクの退避域アドレスをセットし、 呼ばれ側のタスクを実行中にレジスタ参照、更新命令が
   出たとき、当該レジスタのタグビットを見てそれが０な
   らば、当該レジスタの内容を呼び出し側退避域アドレス
   レジスタが示すメモリアドレスへ退避し、該レジスタへ
   呼ばれ側退避域レジスタが示すメモリアドレスのデータ
   をセットし、該レジスタのタグビットを１にセットする
   ことを特徴とする請求項１記載のレジスタ退避方式。