對數據引起的狀態發出信號的設備和方法技術

在數據處理系統中采用一個指令，當一個預定的寄存器位置（例如低位或最低有效位位置）具有一個預定的邏輯信號（例如一個邏輯“０”信號）時，它產生一個故障信號。這個指令提供一種機構以確定什么時侯布爾值表明存在一個故障狀態，并提供一種當存在故障狀態時產生故障信號的機構。例如，對于可由程序編址其存貯器位置的數組，此指令可對處于數組規定的界限外的數組地址（或訪問）的存在作出響應。（*該技術在2008年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一般地有關數據處理系統，更具體地說，有關在數據處理系統中根據在指定的寄存器位置上的預定信號有效地調用一個控制程序的技術。隨著數據處理系統的程序變得越來越大和越來越復雜，程序中的錯誤也變得越來越難以發現。無效的存貯器訪問不管是讀出或寫入一個無效的地址仍然是最常見的編程錯誤之一。例如，一個數組A(i，j)可以要求0≤i，j≤99。但是，可能會試圖使用此范圍之外的一個下標(地址)。當被訪問的地址是數組域的一部分時，最容易出現這種無效地址訪問。因此，在程序執行過程中對數組的地址進行測試以確保這些地址處在數組界限之內是很重要的。過去，所提供的程序帶有附加的代碼用來測試數組的地址。當發現錯誤時就調用一個相應的子程序作處理。這種用于測試數組地址的附加代碼使得程序的規模激增，因而執行速度下降。對數組地址進行測試的問題，是測試一個布爾值并當結果為假時產生一個異常信號這樣一個更一般化問題的一部分。除測試數組的地址外，其它的用途還有程序斷言、測試過程的成功/失敗的返回狀態，以及其它采用目前的過程會引起程序(代碼)規模大得無法接受和/或引起程序執行效率降低的布爾測試。因此，需要有一種能加快程序(如，要求測試數組地址的程序)執行和減少程序代碼(規模)的技術，它能測試布爾值，而當布爾值為假時產生一個異常信號。本專利技術的目的是提供一種性能改進的數據處理單元。本專利技術的一個特點是提供一種根據在指定的寄存器位置上的預定信號有效地調用一個控制程序的改進的方法。本專利技術的另一個目的是提供一個低位故障(FaultonlowBit)指令，一個寄存器的低位字段上存在的一個信號用來表明檢測到一個假布爾值。本專利技術的另一個特點是通過確定在一個寄存器位置上一個特定位的存在來測試一個布爾條件。根據本專利技術，上述的和其它的特點是通過為數據處理系統提供一個低位清零故障(FaultonbowBitClear(FLBC))指令來實現的。在執行此指令前，先執行一項比較，以產生一個布爾值。此比較操作使一個指定的標量寄存器的低位置位或清零，這要由比較操作的有效性決定。執行FLBC(即低位置零故障)指令時，對選定的寄存器進行測試，如果發現貯存的布爾值為假，則向一個故障控制程序發出存在故障狀態的信號。這個指令避免了對程序序列進行轉移以便去調用一個能說明導致假布爾值條件的查錯子程序。在優選實施例中，這樣來選用FLBC指令，使指令的一個字段用于向故障控制程序傳送信息。這個指令使執行速度較快(不用子程序調用的轉移)，所需的程序規模也較小。這條指令對程序執行時間的影響也是很小的，例如，可允許更廣泛地使用對數組地址的檢查。對數據處理系統的指令發送單元提供了一種具有該寄存器位的攷貝的設備，這樣可不用執行單元而檢查寄存器位位置。通過閱讀下述說明和有關附圖就能對本專利技術的上述和其它特點有更好的了解。附圖說明圖1A和圖1B為能使用本專利技術的數據處理系統配置的二個例子。圖2為能使用本專利技術的數據處理系統的中央處理單元的一個例子。圖3為按照先有技術測試數組的地址訪問的技術的例子。圖4示出按照本專利技術測試數組的地址訪問的流程圖。圖5A示出響應一個異常狀態而存放在數據處理系統堆棧內的信息，用以識別產生異常的條件。圖5B示出FLBC指令的一種說明性的格式。圖6示出用于判定這種狀態信號的設備。1.附圖的詳細說明圖1A和圖1B示出的是二個典型的能使用本專利技術的數據處理系統配置。在圖1A中，中央處理單元(＃1)11連接至系統總線19。其它的中央處理單元(如＃N)也可連接至系統。中央處理單元11(至12)按照中央處理單元的結構結合中央處理單元控制程序而處理數據。控制程序包括駐留在主存單元15中的指令。非駐留的數據和指令一般地貯存在海量存貯器單元中，通過系統總線19與主存單元15間來回傳送。輸入/輸出單元〔＃1〕16(至〔＃M〕17)通過系統總線19把諸如海量存貯器單元、用戶終端設備和通信設備連接至數據處理系統。海量存貯器單元存放為數據處理系統所需的數據和指令。數據和/或指令組，一般用數據和/或指令的頁面來表示，是中央處理單元11至12的工作所要求的，它們是從具有相對較低的存取速度的海量存貯單元向中央處理單元能快速存取的主存單元傳送。面向總線的系統的一個優點是系統重新配置方便，但其缺點是每個系統組成部分都需要控制設備來提供與系統總線間的接口。在圖1B所示的數據處理系統中，中央處理單元11(至12)和輸入/輸出單元16(至17)都通過一個存貯器控制單元14連接至主存單元15，存貯器控制單元14代替了在圖1A中所示的面向總線的數據處理系統配置中的系統總線19和由數據處理系統各個部件所完成的控制功能。存貯器控制單元14提供對數據和指令傳輸的集中控制和監控，它比圖1A的面向總線的配置更為有效，但損失了靈活性。參見圖2，它示出一種能有效地使用本專利技術的典型的中央處理單元的原理方柜圖。指令發送單元22負責向各種專用的執行單元(包括標量運算地址產生單元24、至少一個執行單元(＃1)25(至執行單元(＃Q)26)和一個向量運算單元28提供(解碼的)指令，向量運算單元28包括向量運算處理單元28A、向量運算地址產生單元28B和向量運算寄存器28C。由執行單元處理過的數據一般從標量寄存器23或向量寄存器28C取出。執行單元得出的結果數據貯存在標量寄存器23、向量寄存器28C或數據高速緩存單元27中。數據高速緩存單元27可看作是在主存單元15和中央處理單元11之間提供一個接口的高速緩存單元。(在圖2中，數據高速緩存單元27示出為直接連接至主存單元，如圖1A和圖1B所示，實際的連接可包括中間的數據處理設備)。指令發送單元22包括用于確定哪個執行單元將處理選定的數據和確定何時該選定的執行單元能用于數據處理的設備。后一個特性還包括斷定目標存貯位置將可以用于存放處理過的數據。指令高速緩存單元21貯存指令，指令經過解碼后由指令發送單元送往有關的執行單元。指令發送單元22含有使執行單元的處理操作最優化的設備，因此，指令發送單元含有確保相應的指令(包括任何轉移指令)在需要時能為指令發送單元22所用的指令預取設備和算法程序。各種執行單元，如所示的標量運算地址產生單元24和向量運算單元28，都是用于某種類型處理運算的專用的處理設備。例如，一個執行單元可配置成執行浮點運算或整數算術運算等。指令發送單元22具有相應的標量寄存器23，它可貯存供程序執行用的數據或提供數據處理運算的一個記錄，例如，一個寄存器是程序計數寄存器，它貯存有在正在執行中的程序指令序列中下一個待處理的(虛擬)地址。標量運算地址產生單元24用于把虛擬地址轉換為主存單元15中的物理地址。當各個執行單元以不同的速率處理指令時，指令發送單元還負責以正確的順序重新排列從執行單元來的數據。圖3所示的是根據先有技術，就一個無效的數組下標(地址)來說，用于測試和響應一個布爾條件的過程。在步驟301，對數組的下標進行計算。在步驟302，將計算的數組下標與所有的數組下標的界限作比較，如果此下標不在允許的界限內，則一個指定的寄存器的低位位置被置零(即在其中貯存一個邏輯“0”信號)。在步驟303，測試指定寄存器的低位位置，以確定在該位置上是否貯存一個邏輯“1”信號。當其上沒有貯存一個邏輯“1”信號本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對數據處理系統中故障狀態作出響應的方法包括下述步驟：產生一個表明一項操作有效性的布爾值；把上述的布爾值裝入一個選定的標量寄存器的選定的位置；當上述的布爾值存放在上述的選定的寄存器的上述選定的位置時，執行一個產生一個故障狀態信 號的指令。

【技術特征摘要】
...

【專利技術屬性】
技術研發人員：戴維N卡特勒，戴維A奧必斯，迪利普班達卡，韋恩卡爾多薩，理查德T咸特克，
申請(專利權)人：數字設備公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]