IBM370

5.8.Форматы динамической переадресации

В табл. 5.3 приведены возможные сочетания полей адреса страницы и индекса байтов при формировании реального адреса.

Таблица 5.3

Восьмибитовое поле длины в управляющем регистре 1 позволяет записать максимальный код длины 255 и задать таблицу сегментов длиной 16 384 байта, что составляет 4096 строк.

Это больше, чем можно указать в целях динамической переадресации с помощью логического адреса. При 1 Мб сегментах можно адресовать только 16 сегментов, для чего требуется табли-

ца сегментов размером 64 байта. Код длины для таблицы такого размера принимается равным

0, и это соответствует минимальной таблице, которая может быть задана. При 64 Кб сегментах можно адресовать до 256 сегментов, для чего требуется таблица сегментов самое большее длиной 1024 байта и код длины 15. Эти соотношения приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.4

В таблице 5.5 перечислены максимальные размеры таблицы страниц и приращения, в ко-

торых может быть выражен объем таблицы страниц.

111

Таблица 5.5

112

Глава 6. Прерывания

Система прерываний позволяет изменять состояние процессора при возникновении опре-

деленных условий в самом процессоре, в системе или вне ее. Для немедленного распознава-

ния условий, имеющих высокий приоритет, и обеспечения быстрой реакции на них условия прерываний делятся на шесть классов: прерывания ввода-вывода, внешние прерывания, про-

граммные прерывания, прерывания при обращении к супервизору, прерывания от схем кон-

троля машины и прерывания повторного пуска.

6.1.Действия при прерываниях

Прерывание сводится к сохранению текущего PSW в качестве старого PSW, к последующей записи более подробной информации о причине прерывания и к выборке нового PSW. Работа продолжается в соответствии с управляющей информацией, заданной новым PSW.

Старое PSW, записанное при прерывании, обычно содержит адрес команды, которая вы-

полнялась бы следующей, если бы прерывания не произошло, благодаря чему обеспечивается продолжение выполнения прерванной программы. При программных прерываниях и прерыва-

ниях при обращении к супервизору записывается также код, определяющий длину последней выполненной команды, что позволяет программе реагировать на причину прерывания. В слу-

чае некоторых программных прерываний, после которых обычно возобновляется выполнение команды, вызвавшей прерывание, адрес команды непосредственно указывает на последнюю выполненную команду.

Прерывание, за исключением прерываний повторного пуска, может происходить только то-

гда, когда процессор находится в состоянии “работа”. Прерывания повторного пуска могут про-

исходить как в состоянии “работа”, так и в состоянии “стоп”.

Приведенные в последующих разделах сведения об идентификации источников и моментов прерываний, а также и о том, как заканчивается выполнение команд в случае прерываний, све-

дены в табл. 6.1.

Замечания по программированию

Проверка формата нового PSW при прерываниях рассмотрена в разделе 4.3.

113

Таблица 6.1

Действия при прерываниях

114

азрядный код прерывания от схем контроля записывается в область с адресами 232–239.

полнительно следующие биты управляющего регистра.

код прерывания свидетельствует о программном событии, то в память записывается нулевой код длины только е, когда не все биты 12–15 кода прерывания установлены в нуль.

жиме BC регистрация программных событий не обеспечивается.

одновременно возникший особый случай в программе не вызывает аннулирования, подавления или прекращени ния элемента операции.

жиме EC адрес ввода-вывода записывается в ячейки 186–187.

жиме BC маска каналов в управляющем регистре 2 не влияет на каналы 0–5.

16–31 старого PSW в режиме BC устанавливаются в нуль; в режиме EC код прерывания не предусматривается.

ачения:

ты адреса канала;

ты адреса устройства;

зможный ненулевой код, указывающий другое условие программного прерывания;

иты кода, зависящего от модели;

зможная индикация единичными битами других одновременных условий прерывания;

ты поля 1 команды ОБРАЩЕНИЕ К СУПЕРВИЗОРУ;

режиме BC код не предсказуем, а в режиме EC не записывается.

116

Идентификация источника прерывания

Деление прерываний на шесть классов (прерывания ввода-вывода, внешние прерывания,

программные прерывания, прерывания при обращении к супервизору, прерывания от схем кон-

троля машины и прерывания повторного пуска) основано на том, что за каждым классом за-

креплены свои области памяти, в которых запоминается старое PSW и из которых производит-

ся выборка нового PSW. Для большинства классов прерываний причины прерываний уточня-

ются кодом прерывания, а для некоторых классов – на основе дополнительной информации,

заносимой в основную память в процессе прерывания. Для прерываний ввода-вывода, внеш-

них прерываний, прерываний при обращении к супервизору и программных прерываний код прерывания состоит из 16 битов. Он заносится в старое PSW, если задан режим BC, и в от-

дельную область основной памяти, если задан режим EC.

При прерываниях ввода-вывода в область памяти с адресом 64 заносится дополнительная информация – слово состояния канала (CSW); более подробную информацию может дать ограниченная регистрация состояния канала в области с адресом 176 и расширенная реги-

страция ввода-вывода.

При программных прерываниях могут дополнительно сообщаться номер класса монитора и код обращения к монитору, адрес, если имеет место особый случай переадресации, а также код PER и адрес PER, которые заносятся в области памяти с адресами 144–159.

При прерываниях от схем контроля код прерывания состоит из 64 битов и заносится в об-

ласть основной памяти с адресом 232. Более подробная информация, определяющая причину прерывания и служащая для восстановления состояния процессора, может содержаться в об-

ластях регистрации и сохранения.

Распределение и формат постоянно распределенных областей памяти показаны в табл. 6.8

и 6.9.

Запрещенные и разрешенные прерывания

В процессоре все прерывания ввода-вывода, внешние прерывания и прерывания от схем контроля машины, а также некоторые программные прерывания могут быть разрешены (раз-

маскированы) или запрещены (замаскированы). Если прерывания некоторого класса разреше-

ны, то они могут произойти. Когда в процессоре прерывания замаскированы, условия, вызыва-

ющие прерывания ввода-вывода, остаются в ожидании обработки, а условия неразрешенного программного прерывания игнорируются, если не считать, что на некоторые из причин этого прерывания указывает также и состояние признака результата. Условия внешних прерываний и прерываний от схем контроля в зависимости от их типа остаются в ожидании обработки или игнорируются.

Программные прерывания, для которых маска не предусмотрена, а также прерывания при обращении к супервизору и прерывания повторного пуска происходят независимо от состояния процессора. Прерывание выполняется процессором в зависимости от маски в текущем PSW и

в управляющих регистрах. Установкой маски можно запретить все прерывания внутри класса

117

или избирательно разрешить прерывания, вызываемые определенными причинами. Каждый бит маски в PSW закреплен за некоторой конкретной причиной, как, например, в случае четы-

рех маскируемых прерываний, или же имеет место иерархия масок, при которой маска в PSW

управляет всеми прерываниями заданного вида, а маски в управляющих регистрах осуществ-

ляют избирательный контроль за источником прерываний.

Если бит маски установлен в единицу, соответствующее прерывание в процессоре разре-

шено. Если бит маски установлен в нуль, прерывания замаскированы, т. е. не разрешаются.

Прерывания, которыми управляет иерархия масок, разрешены только тогда, когда все биты масок в иерархии установлены в единицы.

Замечания по программированию

Маски в PSW – это средство запрещения всех маскируемых прерываний; например, новое

PSW, которое становится текущим в результате некоторого прерывания, может запретить по-

следующие прерывания. Более того, маски позволяют установить иерархию приоритетов пре-

рываний, при введении который условие, относящееся к одному классу иерархии, может вызы-

вать прерывание программы, обрабатывающей прерывание другого класса, но не наоборот.

Чтобы предотвратить прерывание программы, обрабатывающей прерывание другого класса,

до того как будут выполнены все необходимые действия, новое PSW должно запретить про-

цессору дальнейшие прерывания этого класса или класса, имеющего более низкий приоритет.

Так как биты маски в управляющих регистрах в ходе прерывания не изменяются, эти маски нельзя использовать для предотвращения последующих прерываний, если они относятся к од-

ному и тому же классу. Маски в управляющих регистрах – это средство, позволяющее выбо-

рочно разрешить прерывания от одного источника и запретить прерывания того же класса от других источников.

Код длины команды

Код длины команды (ILC) занимает 2 бита и определяет длину последней выполнявшейся команды. Он позволяет определить, какая команда вызывала прерывание при условии, что в старом PSW указан адрес следующей по порядку команды. Код длины команды устанавлива-

ется также при выполнении команд перехода с возвратом.

В старом PSW, указывающем режим BC, код длины команды запоминается в битах 32 и 33.

Он имеет смысл только после программных прерываний или прерываний при обращений к су-

первизору. Код не указывает длину последней выполнявшейся команды и является непредска-

зуемым для прерываний ввода-вывода, внешних прерываний, прерываний от схем контроля машины и прерываний повторного пуска. Точно так же код длины команды непредсказуем, ко-

гда PSW заносится в память в ходе записи состояния и когда производится индикация PSW на панели оператора.

Когда старое PSW задает режим EC, код длины команды для прерываний при обращении к супервизору и для программных прерываний записывается в биты 5 и 6 байтов с адресами 137

и 141 соответственно. Для прерываний ввода-вывода, внешних прерываний, прерываний от

118

схем контроля машины и прерываний повторного пуска код не записывается. При прерываний при обращении к супервизору и программных прерываниях код длины команды, не равный ну-

лю, определяет длину в полусловах последней выполнявшейся команды. При выполнении не-

которой команды с помощью команды ВЫПОЛНИТЬ устанавливается код длины команды 2,

определяющий длину команды ВЫПОЛНИТЬ, а не подчиненной команды, которая ею иниции-

руется.

Если код длины команды не равен нулю, его величина определяется двумя левыми битами кода команды. Эта величина не зависит от того, закреплен ли код операций за какой-либо ко-

мандой и предусмотрена ли эта команда на данном процессоре. В табл. 6.2 приведены значе-

ния кода длины команды.

Таблица 6.2. Значения кода длины команды

Нулевой код длины команды

Если после программного прерывания обнаруживается, что код длины команды равен нулю,

это означает, что программе не сообщается о том, где находится команда, вызвавшая преры-

вание. Код длины команды устанавливается в нуль только в следующих случаях.

1. Распознается особый случай спецификации, причиной которого является некорректность формата PSW, вызванная прерыванием или выполнением команды ЗАГРУЗКА PSW. Этот осо-

бый случай не может быть вызван нечетностью адреса команды в новом PSW. При выполне-

нии команды ЗАГРУЗКА PSW адрес команды заменяется содержанием нового PSW. Когда не-

корректное PSW вводится в результате прерывания, ошибки в формате нельзя связать ни с одной из команд.

2. На некоторых моделях, когда в процессе обращения для записи распознается особый случай адресации (за исключением особых случаев, выявляемых при неявных обращениях к строкам таблиц динамической переадресации) или особый случай защиты. В этой ситуации

119

прерывание, вызванное особым случаем, задерживается, причем время задержки или количе-

ство команд, выполняемых до прерывания, непредсказуемо. Программа не может определить ни адрес команды, вызвавшей прерывание, ни длину команды, выполнявшейся последней.

Если команда ЗАГРУЗКА PSW или ОБРАЩЕНИЕ К СУПЕРВИЗОРУ делает текущим PSW с

некорректным форматом, причем адрес команды в этом PSW четный, и одновременно команда ЗАГРУЗКА PSW или ОБРАЩЕНИЕ К СУПЕРВИЗОРУ воспринимается процессором как событие в программе, то код длины команды устанавливается в нуль, как это и требуется при особых случаях спецификации.

Код длины команды в особых случаях при выборке команды

Если программное прерывание происходит вследствие особого случая, препятствующего доступу к команде, то код длины команды не может быть установлен на основе первых двух би-

тов команды. Что касается установки кода длины команды, то различаются две ситуации.

1. Когда распознается особый случай спецификации вследствие нечетного адреса команды либо при выборке команды встречается особый случай защиты, адресации или спецификации переадресации, то устанавливается код длины команды 1, 2 или 3, что указывает на количе-

ство полуслов, на которое увеличен адрес команды. Если адрес команды в PSW уменьшить на величину, соответствующую числу полуслов, указанному кодом длины команды, то получится первоначально заданное в PSW значение адреса команды. Будет ли код равен 1, 2 или 3,

предсказать невозможно.

2. Когда при доступе к команде распознается особый случай использования сегмента или страницы, значение кода длины команды равно 1, 2 или 3. Будет ли код равен 1, 2 или 3, пред-

сказать невозможно. Операция в этом случае аннулируется, а адрес команды не увеличивает-

ся.

Если может произойти выборка первого полуслова команды, но при выборке второго или третьего полуслова распознается особый случай при обращении, то код длины команды необя-

зательно соответствует первым двум битам команды.

Если встречаются какие-либо особые случаи при выборке подчиненной команды, которая инициируется командой ВЫПОЛНИТЬ, код длины команды устанавливается равным 2.

Замечания по программированию

Код длины при программном прерывании, не равный нулю, определяет количество полу-

слов, на которое необходимо уменьшить адрес команды в старом PSW, чтобы получить адрес последней выполнявшейся команды. Однако существуют ситуации, в которых ненулевой код длины не позволяет получать адрес последней выполнявшейся команды:

1.) прерывание вызвано особым случаем использования сегмента или страницы; 2.) прерывание, вызываемое событием в программе, происходит до завершения выполне-

ния прерываемой команды;

3.) прерывание вызвано событием в программе, возникшим в результате выполнения ко-

манды перехода, команды ЗАГРУЗКА PSW или ОБРАЩЕНИЕ К СУПЕРВИЗОРУ;

120