[发明专利]在非微码数据处理系统上提供扩展的处理环境的装置和方法

说明书

本发明一般涉及数据处理系统，更准确地说，涉及需要执行多个指令从而执行单一宏指令的数据处理系统。

本发明一般涉及数据处理系统，更准确地说，涉及要求实现指令的多重性，以执行单一宏指令的数据处理系统。

在复杂的数据处理系统中，经常使用的执行工具是应用编制微码的中央处理机。在此种实施方案中，数据处理系统指令在一种一般叫做微定序器的专门处理装置中开始工作。根据一种机器指令，该微定序器检索专用的微指令序列，该微指令具有一种与数据处理系统指令的格式完全不相关的格式。这些微指令一般存储在一种叫做“控制存储器”的专用存储器里。在复杂的、高性能数据处理系统中，微指令的应用也比数据处理指令普遍得多。

编制微码的技术提供一种用于执行复杂的机器指令的装置，这些指令就象不可分割的原子单元那样在没有程序中断的情况下完成大量操作。另一方面，编制微码的技术具有需要特殊的快速控制存储器和硬件逻辑以便对微指令排序的缺点。在一般称为“简化的指令系统计算机”（RISC）的另外的数据处理系统中，不用编制微码技术。从而，该数据处理系统被限于能直接在硬件中实施而不需要编制微码技术的系统指令。这种限制给软件程序增添额外的负担，使它必须适应一种缺乏必要的基本操作的数据操作系统。

在1985年5月21日公布的美国专利US-4519032中描述了一种数据处理系统，该系统具有两种基本操作方式，即用户方式和核心态方式。其中该用户方式总是必需服务于中断请求;该核心态方式能执行不可间断的指令序列，但是在某些时候将服务于中断请求。而且该数据处理系统仅仅允许通过运行在核心态方式下的一个程序中断禁止。它不可能允许用户访问中断禁止，因为在该系统中这样的访问仅仅可在用户方式下获得，而这样的访问会排除任何其他用户得到对计算机的访问。

为此，已经意识到需要一种技术，该技术使不包含微码的数据处理系统能够提供可以进行复杂操作的数据处理系统功能。这种复杂操作应当象原子的运转那样，以保证硬件不出现异常情况，而且能不间断操作为条件。

本发明的一个目的是提供一种改进的数据处理装置。

其特征在于提供一种技术，它允许一种软件程序在若干类型的数据处理系统上运行。

本发明的另一个特征是提供一种技术，通过它，一种软件程序能够在微码数据处理系统和非微码数据处理系统上运行。

本发明的再一个特征是在通常的非特权方式和特权方式之外提供一种数据处理系统执行指令的操作方式。

本发明的另一个特征是允许以无中断的原子的方式执行预选的指令组。

本发明的再另一个特征是提供一种用户操作方式、一种操作系统操作的方式、以及用于执行预先制定指令序列的第三种操作方式。

本发明的再另一个特征是在数据处理系统中前后有关的环境下对转移进行同步。

根据本发明，通过提供一种具有三种执行指令方式的数据处理系统，前面所说的和其他的特征都已达到。用户方式和核心态方式是数据处理系统的通常方式，在用户方式中，一般执行应用程序，在核心态方式中，一般执行特权指令。这些方式之外，本发明增加了第三种方式，下文称之为EPICODE（扩充处理机指令代码）方式。该EPICODE方式由特殊的EPICODE指令或通过预选的事件来启动。在EPICODE操作方式中，禁止那些会中断正常指令序列执行的事件，而允许某些在EPICODE方式中推进指令执行的指令和装置。在适当场合，对于那些由分指令序列执行的、并且其中不希望有中断的指令，该EPICODE方式使数据处理系统能够具有指令原子性。

本发明的这些和其他的特征，在结合附图阅读以下说明后将可充分理解。

图1A和图1B是能够应用本发明的数据处理系统的实施例。

图2是能够应用本发明的数据处理装置的中央处理机的实施例。

图3是虚拟存储数据处理系统结构的图解说明。

图4是数据处理系统各操作方式间的关系的原则性图解说明。

图5举例说明从用户方式或核心态方式转换到EPICODE方式的各步骤。

图6举例说明EPICODE指令序列被存储在主存储器的保留区内。