JPH10505444A - 処理システム、プロセッサ、命令ストリーム格納用メモリ及びコンパイラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 レジスタをグローバルループとローカルループとに分割する。プロセッサで使用するコードは決定トリ一間でライブである値に対しグローバルプールからのレジスタを割り当て、ローカル値に対しローカルループからのレジスタを割り当てる。プロセッサは成功決定トリー間ジャンプ中のみ割込み及び例外を受け付ける。コードは特別の割込み可能ジャンプオペレーションを有するこのようなジャンプを信号する。割込み可能ジャンプ間のクロックサイクルの最高値を与えるには、各ループは少なくとも一つの成功割込み可能ジャンプを有する必要があり、且つ／又逆方向ジャンプを割り込み可能にする必要がある。割込み又は例外ハンドラはローカルループからのレジスタのみを使用する。コンテクストスイッチ中、グローバルプールの内容のみをタスクレコードに保管する。

Description

【発明の詳細な説明】 処理システム、プロセッサ、命令ストリーム格納用メモリ及びコンパイラ 発明の背景１．発明の分野 本発明はコンピュータ処理の分野、特にこのような処理におけるコンテクスト スイッチング（プロセス切換え）の実行に関するものである。２．従来技術 処理システムの設計においては多数の費用／性能トレードオフがある。高性能 はしばしば割込みオーバヘッド、割込み待ち時間、及びコンテクストスイッチの 劣化を犠牲にして得られる。 図１は伝統的な処理システムを示す。ＣＰＵ（中央処理装置）１０１はバス１ ０３を経てメモリ１０４と対話してタスクを実行する。メモリ１０４は命令スト リームをＣＰＵ１０１に供給する。バス１０３には周辺装置、例えば１０２も接 続される。ＣＰＵ１０１がライン１０５に割込みを受信すると、ＣＰＵはバス１ ０３を経て周辺装置、例えば１０２とコミュニケートすることができる。周辺装 置は代表的にはＩ／Ｏ（入出力）装置である。割込みは非同期であり、アプリケ ーションの性質に応じて５００Hzから１００ｋHzの周波数で発生する。ビデオ圧 縮及び圧縮解除のようなリアルタイムアプリケーションはこの周波数範囲の上端 近くの割込みレートを必要とする。マルチメディア処理も頻繁な割込みを必要と するとともにビデオ及びオーディオのような異なるタイプのメディア処理間のコ ンテクストスイッチングを必要とする。各割込みごとに割込みオーバヘッドとし て既知の若干の性能低下が生ずる。このようなリアルタイムアプリケーションを サポートするために、プロセッサはアサーションと割込み処理との間にほぼ最大 の時間、即ち最大の割込み待ち時間を保証する必要がある。 現代の処理システムはマルチタスクを実行するのが代表的である。図２はマル チタスク環境のタイミング図を示す。この環境では、タスク１がある時間インタ ーバル後にスワップアウトされ、タスク２がスワップインされる。次にタスク２ がある時間インターバル後にスワップアウトされ、タスク３がスワップインされ る。次にタスク３がある時間インターバル後にスワップアウトされ、タスク１が 再びスワップインされる。各スワップごとに、処理システムはコンテクストスイ ッチを実行する必要がある。上述したように、スワッピングが起こる主な原因は 、現タスクに割り当てられた時間スライスの満了；現タスクが自発的にブロック され、例えばＩ／Ｏ（入出力装置）をシークすること；或いは割込みが高い優先 順位のタスクを開放すること（これについては後に詳述する）にある。 コンテクストスイッチ中、処理システムはメモリ１０４内に図３に示すような データ構造を格納する。このデータ構造は”タスクハンドル”又は”タスクＩ． Ｄ．”として既知のポインタ３０１を含む。このポインタはタスクレコード３０ ２の位置を指示する。このタスクレコード３０２はプロセッサ１０１内の全レジ スタの内容格納用のフィールド３０３、スタックポインタ３０４、フレームポイ ンタ３０５及びプログラム制御及び状態ワードＰＣＳＷ３０６を含む。 プロセッサ性能を向上させるために、設計者はレジスタを付加したり、キャッ シュサイズを増大することができる。伝統的なＩＮＴＥＬチップは８個のレジス タを有していた。新型のＲＩＳＣチップは３２個のレジスタを有する。レジスタ の数を更に増大させると理論的には性能が向上するが、実際にはコンテクストス イッチ中に一層多量のデータを格納する必要が生ずるために性能低下も生ずる。 また、この結果としてコンテクストスイッチに長時間を必要とする。マルチメデ ィア処理の場合のように頻繁なコンテクストスイッチが存在する場合には、性能 が大きく低下する。 長時間を要するコンテクストスイッチの問題を解決する従来の一つの方法はい わゆる”ライトウェイトコンテクストスイッチ”である。このアイディアは、現 タスクがブロックされる場合（自発ブロックとも称されている）にのみ有効で、 部分的解決法である。自発ブロックの場合には、タスクが自ら中断する。従って 、タスクは当該タスクが使用中のレジスタを知っており、当該タスクが実際に使 用しているこれらのレジスタのみの内容をタスクレコードに格納せしめる。ライ トウェイトコンテクストスイッチは、他の２つのタイプのコンテクストスイッチ 、即ちタイムスライス満了及び高優先準位タスク開放によるコンテクストスイッ チの場合には何の利点も提供しない。 この方法にはすべてのタイプのコンテクストスイッチの場合に全般的に有効な 追加の改善を得る余地がない。 発明の概要 本発明の目的は、レジスタの数を増加するに際し性能を維持することができるよ うにコンテクストスイッチ時間を更に減少させることにある。本発明の他の目的 は割込みオーバヘッドを低減することにある。 本発明は、 命令ストリームを処理する手段と、 前記処理手段が命令ストリームからの割込み可能ジャンプ命令を成功のうちに 処理するか否かを検出する手段と、 前記検出手段が割込み可能ジャンプオペレーションの成功処理を検出する場合 にのみ、割込み又は例外のようなコンテクストスイッチに応答して、処理の制御 を割込みハンドラ又は例外ハンドラに移す手段と、を具えることを特徴とする処 理システムを提供する。 このシステムによれば、プログラマは、割込み又は例外を明確に定義された命 令においてのみ許すように命令ストリームに対しコードを発生させ、レジスタ群 の一部分のみの内容をこの割込み又は例外の処理後の実行の再開のために保管す るだけですむようにすることができる。成功ジャンプ命令はこの目的のために特 に好適であることが確かめられた。その理由は、これらのジャンプ命令は決定ト リー間のジャンプに使用でき、一つの決定トリーからのローカルレジスタ値を別 の決定トリーでの使用のために保存する必要がないためである。ここでは、無条 件ジャンプである場合又は条件が満足される条件付きジャンプである場合、その ジャンプを成功ジャンプという。 本発明の処理システムの一実施例では、前記処理手段は少なくとも一つの割込 み不能ジャンプ命令タイプ及び少なくとも一つの割込み可能ジャンプ命令タイプ を含む命令セットを有し、前記検出手段は命令ストリームからの割込み可能ジャ ンプ命令が前記少なくとも一つの割込み可能ジャンプ命令タイプのものであるか 否かを識別する。命令セットは、割込み不能ジャンプとしてｊｍｐｆ（jump on false;偽のときジャンプ）、ｊｍｐｔ（jump on true;真のときジャンプ）及び ｊｍｐ（無条件ジャンプ）を含み、割込み可能ジャンプとしてｉｊｍｐｆ（inte rruptable jump on false;偽のとき割込み可能ジャンプ）、ｉｊｍｐｔ（interr uptable jump on true;真のとき割込み可能ジャンプ）及びｉｊｍｐ（interrupt able unconditlonal jump;割込み可能無条件ジャンプ）を含む。ジャンプ命令の タイプから、前記検出手段はジャンプ命令が割込み可能か否か決定することがで きる。コンパイラ又はプログラマは、割込み可能ジャンプ命令又は割込み不能ジ ャンプ命令を適宜選択することによりジャンプを割り込ませるか否かを制御する ことができる。 本発明の処理システムの一実施例は、ローカルプールのレジスタと、グローバ ルプールのレジスタとを具え、コンテクストスイッチが割込みハンドラ又は例外 ハンドラにより実行される場合には、これらのレジスタのうちグローバルプール のみを保管する。割込みハンドラ又は例外ハンドラは、例えば割り込まれたタス クに使用されたレジスタであって当該ハンドラでも使用する必要のあるレジスタ の内容を保管するソフトウエアルーチンである。割込み可能ジャンプ命令の使用 は、ローカルプール内のレジスタの内容はもは必要ないことを信号する。これが ため、グローバルプールからの内容のみを保管するだけでよい。 本発明の処理システムの他の実施例は命令ストリームによりプログラムされる 。この実施例では、命令ストリームは命令ストリーム内のジャンプ目標へのジャ ンプを指定する割込み可能命令を含み、このジャンプ目標の後には、命令ストリ ーム内のこの割込み可能ジャンプ命令の前の命令により格納されたローカルプー ルからのレジスタの内容を使用する命令が存在しないようにする。このようにす ると、ローカルループからのレジスタの内容が割込みハンドラ又は例外ハンドラ により変更されても、命令ストリームを割込み可能ジャンプ命令時の割込み後に 続けることができる。 本発明の処理システムの他の実施例は、ローカルプールのレジスタとグローバ ルプールのレジスタとを具えるとともに、命令ストリームによりプログラムされ る。この実施例では、命令ストリームは命令ストリーム内のジャンプ目標へのジ ャンプを指定する割込み可能命令を含み、このジャンプ目標の後に、命令ストリ ーム内のこの割込み可能ジャンプ命令の前の命令により格納されたローカルプー ルからのレジスタの内容を使用する命令が存在せず、割込みハンドラ又は例外ハ ンドラはローカルプールからのレジスタのみに書き込むようにする。このように すると、割込みハンドラ又は例外ハンドラは如何なるレジスタも保管する必要が なく、割込み又は例外の処理を特に簡単にすることができる。 本発明の処理システムの他の実施例では、命令ストリーム内のループが繰返し ごとに前記少なくとも一つの割込み可能ジャンプ命令タイプの１以上の命令を含 むようにする。このようにすると、ループが実行されるごとに割込み又は例外を 少なくとも１回処理することができる。従って、ループがどんなに頻繁に実行さ れようとも割込み又は例外を処理しうる瞬時間の時間インターバルの最大値が保 証される。各ループは割込み可能ジャンプ命令を含むのが好ましい。 本発明の処理システムの他の実施例では、割込み可能命令は命令ストリーム内 の逆方向ジャンプとする。このようにすると、命令ストリームが常に準方向に進 まない場合でも割込み又は例外を処理しうる瞬時間の時間インターバルの最大値 が保証される。 本発明処理システムはプロセッサに実現することができる。このプロセッサは 例えば半導体基板に集積することができる。 本発明はジャンプ命令を含む命令ストリームを発生するコンパイラにも関する のであり、本発明のコンパイラは、ジャンプ命令を、このジャンプ命令のジャン プ目標の後の任意の命令がこのジャンプ命令の前の任意の命令により格納された ローカルプールのレジスタからの任意の値を使用するか否に応じて、割込み可能 ジャンプ命令タイプか割込み不能ジャンプ命令タイプの何れかに選択する。この コンパイラは任意のコンピュータで実行することができる。このコンパイラは例 えば、グローバルプールのレジスタの内容のみを他の決定トリーに転送する必要 がある”決定トリー”からの出力点に割込み可能ジャンプを出力する。このコン パイラは、命令ストリーム内に割込み可能ジャンプを十分な頻度で挿入すること により割込み可能ジャンプ間のクロックサイクルの最高値が保証される。 本発明のコンパイラの一実施例では、命令ストリーム内の不確定サイズループ ごとに１以上の割込み可能ジャンプを発生させる。不確定サイズループとは、複 数回実行されるがその回数は命令ストリームが実際に処理されるときにのみ決定 されるループを意味する。 図面の簡単な説明 本発明を図面を参照して非限定実施例につき説明する。図面において、 図１は従来のコンピュータプロセッサを示し、 図２は従来のマルチタスク環境におけるタスクスワッピングのタイミングを示 し、 図３は従来のタスクレコード及びタスクハンドラを示し、 図４は本発明のレジスタファイルを示し、 図５は従来の判断ツリーを示し、 図６は従来のジャンプ命令の状態図を示し、 図７は本発明の割込み可能ジャンプ命令の状態図を示し、 図８は従来の割込みハンドラのフローチャートを示し、 図９は本発明の割込みハンドラのフローチャートを示し、 図１０は本発明のジャンプ処理を実行するプロセッサのブロック図を示す。 好適実施例の詳細な説明 上述したように、性能はレジスタの数を多くするにつれて増大する。１２８個 のような多数のレジスタは理論的に性能の大きな増大をもたらすはずである。し かし、各コンテクストスイッチ（プロセス切換え）が全レジスタの格納を必要と する場合には、マルチタスク環境では性能が低下する。各コンテクストスイッチ において全レジスタの格納を避けるために、幾つかのハードウエア及びソフトウ エア規則を採用する。 最初に、図４に示すように、レジスタファイル４０３を複数のプール又はサブ セットに分割する。第１プールはグローバルプール４０１であり、第２プールは ローカルプール４０２である。 命令ストリーム内のコードは拡張基本ブロックとしても知られている”決定ト リー”に構成されるものとする。決定トリーは単一入力点及び１以上の出力点を 有するコードセグメントである。図５はメモリ内の３つの決定トリー５０２、５ ０３及び５０４を示す。これらの決定トリーへの入力点はＬ１，Ｌ２及びＬ３で 示す。これらの決定トリーからの出力点５０１はジャンプ命令により影響される 。決定トリーはグローバル変数及びローカル変数を発生する。グローバル変数は ”決定トリー横断ライブ”であり、即ち２以上の決定トリーに使用することがで きる。ローカル変数は単一の決定トリー内にのみ存在する。 本発明では、プログラム実行中に、コードは規則に従う必要がある。即ち、グ ローバル変数はグローバルレジスタプールに格納する必要があるとともに、ロー カル値はローカルレジスタプールに格納するのが好ましい。人間のプログラマ又 は自動コンパイラがコードをこの規則に従うように発生させることができる。 更に、ハードウエアは、割込みは成功決定トリー間ジャンプ中にのみ行われる という規則に従う。 割込みは、ライトウェイトコンテクストスイッチにより現在のところ処理でき ない２種類のコンテクストスイッチをトリガする。これらの２種類はタイムスラ イス満了により生ずるものと、高優先順位タスクを開放する割込みにより生ずる ものとである。成功決定トリー間ジャンプ中に、ローカル値は失われる。本発明 では、割込みを成功決定トリー間ジャンプ中にのみ発生可能とする。従って、本 発明によれば、割込みによりトリガされたこれらのコンテクストスイッチに対し て、グローバル値を保管するだけでよくなる。これがため、ハードウエアは成功 決定トリー間ジャンプ中にのみ割込みを行うことができるという本発明の規則は 、ライトウェイトコンテクストスイッチをあらゆるタイプのコンテクストスイッ チに拡張可能にすることを意味する。 本発明においては、決定トリー間ジャンプを特別の割込み可能ジャンプオペレ ーションによりコード内で信号する。本発明によるオペレーションセットは割込 み可能ジャンプ及び割込み不能ジャンプの両方を含むべきである。例えば、オペ レーションセットは割込み不能ジャンプとしてｊｍｐｆ（jump on false;偽のと きジャンプ）、ｊｍｐｔ（jump on true;真のときジャンプ）及びｊｍｐ（無条 件ジャンプ）を含み、割込み可能ジャンプとしてｉｊｍｐｆ（interruptable ju mp on false;偽のとき割込み可能ジャンプ）、ｉｊｍｐｔ（interruptable jump on true;真のとき割込み可能ジャンプ）及びｉｊｍｐ（interruptable uncondi tional jump;割込み可能無条件ジャンプ）を含むことができる。このようなオ ペレーションセット内の条件付きジャンプは２つのオペランドを必要とするが、 無条件ジャンプは一つのオペランドを必要とするのみである。これらのオペレー ションにより実行されるステップを以下にリストアップする。 以下において、オペランドをレジスタ名としてリストアップする。Ｒ１３及び Ｒ１４は選択した名前である。Ｒ１３は試験すべき条件を格納するレジスタであ る。Ｒ１４はジャンプ宛先アドレスを格納するレジスタである。これらは一例に すぎない。これらのジャンプオペレーションのどのオペレーションも任意のレジ スタを任意のオペランドとして使用することができる。或いは、Ｒ１４がリスト アップされる場合には、ジャンプ宛先アドレスをレジスタから取り出さずにジャ ンプ宛先アドレスを直接使用することができるかもしれない。ここでは略号ＰＣ は”プログラムカウンタ”を意味する。略号ＤＰＣは”宛先プログラムカウンタ ”を意味する。 実際にはおそらく一つの割込み不能条件付きジャンプ命令がプロセッサの成功 プログラミングに必要とされるのみであるものと思われる。 ここでは通常ジャンプ命令は慣例のものである。割込み可能命令は新しいもの である。すべての割込み可能ジャンプ命令は割込み可能無条件ジャンプのステッ プを共通に有する。 ここでは無条件ジャンプである場合、又はその条件が満足される条件付きジャ ンプである場合にそのジャンプを成功ジャンプという。上述したように、割込み は成功決定トリー間ジャンプ中にのみ行われる。 図６は従来のジャンプオペレーション、例えばｊｍｐ，ｊｍｐｔ及びｊｍｐｆ を処理する状態マシンを示す。このマシンの通常状態６０１はプログラムカウン タ（ＰＣ）が一定時間ごとに１カウント増加する状態である。マシンがリセット を受信すると、マシンはプログラムカウンタを零にリセットする（状態６０２） 。リセットを受信しない場合には、他の状態６０３、６０４及び６０５が可能で ある。例えば、割込みを受信するが、例外及びリセットを受信しない場合には、 プログラムカウンタは割込みベクトル（ＩＮＴＶＥＣ）にセットされる（状態６ ０３）。リセットを受信せず、例外を受信する場合には、プログラムカウンタは 例外ベクトル（ＥＸＣＶＥＣ）にセットされる（状態６０５）。リセット、割込 み又は例外を受信しない場合には、ジャンプを、これが無条件ジャンプ又は満足 される条件を有する条件付きジャンプである場合には状態６０４で処理すること ができる。図中において、”ｃｊｍｐ”は任意の種類の条件付きジャンプ、即ち 偽のときジャンプ又は真のときジャンプを意味する。また、図中の"condition" は条件付きジャンプの条件が満足されることを意味する。状態６０４は成功ジャ ンプを記号で表したものであり、この状態ではプログラムカウンタがジャンプの 宛先アドレスにセットされる。各状態６０２、６０３、６０４及び６０５の終了 時に、制御は無条件で状態６０１に戻る。 図７は本発明に従って割込み可能ジャンプオペレーションを処理する状態マシ ンを示す。このマシンのノーマル状態７０１は、ここでもプログラムカウンタが 一定時間ごとに１カウント増加する状態である。リセットを受信する場合には、 ここでも状態７０２が選択される。リセットを受信しないが、例外を受信する場 合には、例外ベクトル（ＥＸＣＶＥＣ）が状態７０３においてプログラムカウン タにロードされる。 マシンを、例外は割込み可能ジャンプ命令中にのみ処理する必要があるという 規則に従わせることが随意にできる。このオプションは、割込み時に、各例外に 対し少数のレジスタを保管すればよい利点を有する。例外ハンドラは割込みハン ドラと本質的に同一であるため、ここには割込みハンドラを示してない。 割込みを受信し、例外又はリセットを受信しない場合には、成功割込み可能ジ ャンプがある場合にのみマシンは状態７０４に進む。図中の"icjmt"はijmpt又は ijmpfを意味する。図中の"condition"はここでも割込み可能条件付きジャンプ のそれぞれの条件が満足されることを意味する。無条件ジャンプはここでも常に 成功であるが、条件付きジャンプはそれぞれの条件が満足される場合にのみ成 功である。リセット、例外、割込みを受信せず、無条件ジャンプ又は条件が満足 される条件付きジャンプの何れかを受信する場合には、マシンは状態７０５にお いて割込み可能ジャンプの宛先アドレスに進む。ここでも、状態７０２、７０３ 、７０４及び７０５の終了後に制御は無条件に状態７０１に戻る。 図６及び図７の状態マシンのジャンプ命令を実行する特定の回路は、慣例の状 態マシン設計技術に従って状態図から設計の選択事項として取り出すことができ る。特定の回路をプロセッサの種々の部分に、プロセッサの全回路が最適になる ように、例えばカルノー図技術に従って割り当てることができる。 コンパイラ又はプログラマが、割込み可能ジャンプを使用するか、慣例のジャ ンプを使用するかを決定する。ジャンプが決定トリー間ジャンプであるか否かを 知るのはコンパイラ又はプログラマのみである。 コンテクストスイッチは割込み可能ジャンプ中のみ発生しうるという本発明の 規則によれば、上述したように種々のコンテクストスイッチをライトウェイトコ ンテクストスイッチにすることができる。しかし、この規則は割込みオーバヘッ ドを低減する追加の利点も有する。すべてのローカル変数は決定トリー間ジャン プ中に失われるため、割込みプロセッサは自分の処理のためにローカルレジスタ を自動的に使用することができる。これにより割込み処理中レジスタ内容を保管 することが避けられる。 従来の割込みハンドラのフローチャートを図８に示す。割込みハンドラは割込 みコントローラによりトリガされるソフトウエアルーチンである。８０１におい て、割込みに応答して、割込みハンドラは割り込まれたタスクに使用されたレジ スタであるが割込みハンドラも使用する必要のあるレジスタの内容を保管する必 要がある。８０２において、割込みハンドラは割込み装置を検査し、取るべきい かなるアクションＡも処理する。次に、８０３において、割込みハンドラはアク ションＡの結果としてコンテクストスイッチが必要か否か決定する。コンテクス トスイッチが必要ない場合には、８０１において保管されたレジスタを８０４に おいて復元する。コンテクストスイッチが必要である場合には、割り込まれたタ スクのコンテクストを８０５において保管する必要がある。次に、８０６におい て、割込みハンドラは最高優先順位の実行可能タスクを決定する必要があり、８ ０７において、割込みハンドラはこのタスクを復元する。割込みハンドラルーチ ンの終了時に、制御がこの最高優先順位の実行可能タスクに進む。 本発明を利用する割込みハンドラのフローチャートを図９に示す。本発明では 割込みハンドラがローカルレジスタを自動的に使用することができるため、図８ のステップ８０１及び８０４は除去される。また、保管コンテクストは上述した ようにグローバルレジスタのみを使用するため、グローバルレジスタのみを復元 すればよい。タスクレコードからタスク及びフレームポインタも復元する必要が あるが、これらもグローバルレジスタに格納することができる。 従って、本発明によればグローバル値のみがタスクレコードに格納されるだけ であるため、本発明は有利なコンテクストスイッチをもたらす。また、割込み中 に何のレジスタも格納する必要がないため、所定の割込みレートと関連するＣＰ Ｕオーバヘッドも低下する。 本発明では割込み待ち時間が僅かに増大する。この欠点を避けるには、コンパ イラ又はプログラマが割込み可能ジャンプ間の最高クロックサイクルを保証るす 要かある。また、各ループが少なくとも一つの割込み可能ジャンプを有する必要 があり、且つ／又すべての逆方向ジャンプは割込み可能にする必要があるものと 思われる。割込み可能ジャンプ命令は、不確定サイズの任意のループ、即ち複数 回実行することができ、その回数は命令ストリームの実際の処理時にのみ知るこ とができるループに特に望ましい。 図１０は本発明のジャンプオペレーションを取り入れたプロセッサを示す。 命令はデコーダ及び命令レジスタブロック１００１でデコードされる。このブ ロックは、演算コードを演算コードデコーダ１００２に、評価すべき条件を条件 評価器１００３に、宛て先アドレス又は宛て先アドレスレジスタをマルチプレク サ１００７に送出する。演算コードデコーダ１００２は、デコードされると下表 に従ってジャンプのタイプを示す２ビットを論理回路１００５に送出する。 条件評価器１００３は、任意の条件付きジャンプの条件が満足されるか決定し 、論回路１００５に真又は偽結果を出力する。 割込みコントローラ１００４は割込みを要求する周辺装置からの入力を受信す る。このとき割込みコントローラは割込みベクトルＩＮＴＶＥＣを生成し、これ をマルチプレクサ１００７に供給するとともに割込み信号ＩＮＴを論理回路１０ ０５に供給する。 例外コントローラ１０１０は例外信号ＥＸＥを論理回路１００５に供給すると ともに、例外ベクトルＥＸＥＶＥＣをマルチプレクサ１００７に供給する。 論理回路１００５は図６及び図７の状態マシンに従うプログラマブル論理アレ ー又は他の論理回路とすることができる。 マルチプレクサ１００７は論理回路１００５から受信される制御信号に基づい てプログラムカウンタ１００６の内容を選択する。マルチプレクサ１００７は、 デコーダ１００１からの宛先アドレス又は宛先アドレスレジスタ、割込みコント ローラ１００４からの割込みベクトル、例外コントローラ１０１０からの例外ベ クトル、リセットベクトル、又は１００８においてプログラムカウンタ１００６ の現在値に１を加えた値を選択することができる。プログラムカウンタの現在値 もメモリ又はキャッシュＩ＄に格納される。 プロセッサの設計者は、種々のブロックの種々のゲートを最も都合のよい位置 に置くことによりプロセッサを最適にすることができる。一例として、図中の破 線はＣＰＵとキャッシュＩ＄との間のブロックの分割を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．命令ストリームを処理する手段と、 前記処理手段が命令ストリームからの割込み可能ジャンプ命令を成功のうち に処理するか否かを検出する手段と、 前記検出手段が割込み可能ジャンプオペレーションの成功処理を検出する場 合にのみ、割込み又は例外のようなコンテクストスイッチに応答して、処理の制 御を割込みハンドラ又は例外ハンドラに移す手段と、 を具えることを特徴とする処理システム。 ２．前記処理手段は少なくとも一つの割込み不能ジャンプ命令タイプ及び少なく とも一つの割込み可能ジャンプ命令タイプを含む命令セットを有し、前記検出手 段は命令ストリームからの割込み可能ジャンプ命令が前記少なくとも一つの割込 み可能ジャンプ命令タイプのものであるか否かを識別することを特徴とする請求 項１記載の処理システム。 ３．レジスタのローカルプールと、レジスタのグローバルプールとを具え、コン テクストスイッチが割込みハンドラ又は例外ハンドラにより実行される場合には 、グローバルプールのみのレジスタを保管することを特徴とする請求項１又は２ 記載の処理システム。 ４．命令ストリームでプログラムされた請求項３記載の処理システムであって、 該命令ストリームが命令ストリーム内のジャンプ目標へのジャンプを指定する割 込み可能命令を含み、このジャンプ目標の後に、命令ストリーム内のこの割込み 可能ジャンプ命令の前の命令により格納されたローカルプールからのレジスタの 内容を使用する命令が続かないことを特徴とする処理システム。 ５．ローカルプールのレジスタとグローバルプールのレジスタとを具えるととも に、命令ストリームによりプログラムされた請求項１、２、３又は４記載の処理 システムであって、該命令ストリームが命令ストリーム内のジャンプ目標へのジ ャンプを指定する割込み可能命令を含み、このジャンプ目標の後に、命令ストリ ーム内のこの割込み可能ジャンプ命令の前の命令により格納されたローカルプー ルからのレジスタの内容を使用する命令が続かず、割込みハンドラ又 は例外ハンドラはローカルプールからのレジスタに書き込むだけであることを特 徴とする処理システム。 ６．命令ストリーム内のループが、繰返しごとに前記少なくとも一つの割込み可 能ジャンプ命令タイプの１以上の命令を含むことを特徴とする請求項４又は５記 載の処理システム。 ７．割込み可能命令が命令ストリーム内の逆方向ジャンプであることを特徴とす る請求項４、５又は６記載の処理システム。 ８．命令ストリームを処理する手段と、 前記処理手段が命令ストリームからの割込み可能ジャンプ命令を成功のうち に処理するか否かを検出する手段と、 割込み又は例外を受信する手段と、 前記検出手段が割込み可能ジャンプオペレーションの成功処理を検出する場 合にのみ、割込み又は例外に応答して、処理の制御を割込みハンドラ又は例外ハ ンドラに移す手段と、 を具えることを特徴とするプロセッサ。 ９．前記処理手段は少なくとも一つの割込み不能ジャンプ命令タイプ及び少なく とも一つの割込み可能ジャンプ命令タイプを含む命令セットを有し、前記検出手 段は命令ストリームからの割込み可能ジャンプ命令が前記少なくとも一つの割込 み可能ジャンプ命令タイプのものか否かを識別することを特徴とする請求項１記 載の処理システム。 10．割込み可能ジャンプ命令タイプの命令を含む命令ストリームであって、該命 令が命令ストリーム内のジャンプ目標へのジャンプを指定し、このジャンプ目標 の後に、命令ストリーム内のこの割込み可能ジャンプ命令の前の命令により格納 されたローカルプールからのレジスタの内容を使用する命令を含まない命令スト リームを格納することを特徴とするコンピュータ読出し可能メモリ。 11．命令ストリーム内のループが、繰返しごとに前記少なくとも一つの割込み可 能ジャンプタイプの１以上の命令を含むことを特徴とする請求項１０記載のコン ピュータ読出し可能メモリ。 12．ジャンプ命令を含む命令ストリームを発生するコンパイラであって、該コン パイラは、ジャンプ命令のジャンプ目標の後の任意の命令がこのジャンプ命令の 前の任意の命令により格納されたローカルプールのレジスタからの任意の値を使 用するか否に応じて、ジャンプ命令を割込み可能ジャンプ命令タイプのもの又は 割込み不能ジャンプ命令タイプのものに選択することを特徴とするコンパイラ。 13．命令ストリーム内の各不確定サイズループごとに少なくとも一つの割込み可 能ジャンプを発生することを特徴とする請求項１２記載のコンパイラ。