JPH0512123A - アドレス変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 アドレス変換装置に登録されるページがコン
テキストに依存しないページであるかどうかを登録時に
アクセス保護ビットから判定し、判定結果をTLBに登録
してアドレス変換時に使用することにより、アドレス変
換装置の回路構成を簡素化する。 【構成】 アドレス変換装置に登録されるページが全て
のコンテキストに共通のページであるかどうかを登録時
にアクセス保護ビットから判定する判定回路９と、判定
回路９の判定結果格納部１６、論理ページアドレス格納
部１４、物理ページアドレス格納部１７、コンテキスト
番号格納部１５、アクセス保護ビット格納部１８を各々
のエントリとするTLB２４とを備え、TLB２４のヒット検
出時に、判定結果格納部１６の内容に従ってコンテキス
ト番号格納部１５の内容と現在のコンテキスト番号との
比較を行なうかどうかを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、論理ページアドレス、
コンテキスト番号、物理ページアドレス及びアクセス保
護ビットをTLBに登録して使用する方式のアドレス変換
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に仮想記憶システムにおいては、論
理アドレスから物理アドレスへの変換を高速に行なうた
め、一度アドレス変換した論理アドレスと物理アドレス
の対をTLB（Translation Lookaside Buffer）に登録し
ておき、それ以降TLBに登録されたアドレスのアドレス
変換を高速に行なうようにしている。TLBでアドレス変
換ができなかった場合（TLBミス）には、主記憶にある
アドレス変換テーブルを参照してアドレス変換を行な
い、変換した論理アドレスと物理アドレスの対をTLBに
登録する。データ処理装置において、実行中のプログラ
ムが主記憶上の他のプログラム領域やオペレーティング
システム領域などを誤ってアクセスした場合などに記憶
領域を保護するために、一般には記憶保護機構が設けら
れている。その一つに、主記憶をページなどの適当な大
きさに分割し、それぞれにアクセス保護ビットを設けて
おく方法がある。アクセス保護ビットは、例えば、日経
データプロ・マイクロプロセッサ1989.4 MC1-813 P.583
に示されているように、スーパバイザあるいはユーザに
対して、そのページに対するアクセス許可レベルを示し
ている。その中の１つに、スーパバイザのみアクセスが
許されるページが存在する。そして、スーパバイザのみ
アクセスが許されるページ（例えばオペレーティングシ
ステム領域）は、全てのコンテキストに共通なページに
なる。このアクセス保護ビットをフル・アソシアティブ
方式のTLBの各エントリに登録して使用する場合、TLBの
エントリは例えば図３のように論理ページアドレス、コ
ンテキスト番号、アクセス保護ビット、物理ページアド
レスから構成される。

【０００３】以下、図３を用いて従来のTLBでのヒット
／ミスについて説明する。図３において、１はTLBに格
納されている論理ページアドレス、２はTLBに格納され
ているコンテキスト番号、３はTLBに格納されているア
クセス保護ビット、４はTLBに格納されている物理ペー
ジアドレス、５は入力論理ページアドレス、６は入力コ
ンテキスト番号、７は論理ページアドレス比較器、８は
コンテキスト番号比較器、９はアクセス保護ビット３か
らページがコンテキストに依存するかどうかを判定する
判定回路、１０は論理ページアドレス一致信号、１１は
コンテキスト番号一致信号、１２は判定回路９の判定結
果、１３はTLBヒット信号である。入力論理アドレス５
とTLBに格納されている論理アドレス１が一致し、かつ
入力コンテキスト番号６とTLBに格納されているコンテ
キスト番号２が一致するか又は判定回路９によってペー
ジがコンテキストに依存しないページであると判定され
れば、TLBヒットとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、TLBの各エントリごとにアクセス保護ビ
ットの判定回路を要するため、TLBの回路構成が複雑か
つ大規模なものになるという問題点を有していた。

【０００５】本発明は上記問題点に鑑み、アドレス変換
装置の回路構成を簡単にする手段を提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のアドレス変換装置は、アドレス変換装置に
登録されるページがコンテキスト番号に依存しないペー
ジであるかどうかをアクセス保護ビットから判定する判
定回路と、前記判定回路の判定結果格納部、論理ページ
アドレス格納部、コンテキスト番号格納部、物理ページ
アドレス格納部、アクセス保護ビット格納部を各々のエ
ントリとするTLBを備え、アドレス変換装置に登録され
るページがコンテキスト番号に依存しないページである
かどうかを前記判定回路により登録時にアクセス保護ビ
ットから判定することを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】本発明は、上記の構成によって登録されるペー
ジが全てのコンテキストに共通のページであるかどうか
の判定はTLB登録時に行なうため、各エントリには判定
回が不要となり、アドレス変換装置の回路構成を簡単に
することとなる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の一実施例のについて、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の一実施例であるア
ドレス変換装置の構成図である。

【０００９】図１において、９はコンテキストに依存し
ないページであるかどうかをアクセス保護ビットから判
定する判定回路を示し、１２は判定回路９の判定結果
で、対応するページがコンテキスト番号に依存しないと
きにはHレベルを、そうでないときはLレベルを出力する
ものとする。また２４はフル・アソシアティブ方式のTL
Bであり、TLB２４は、論理ページアドレス格納部１４、
コンテキスト番号格納部１５、判定結果格納部１６、物
理ページアドレス格納部１７、アクセス保護ビット格納
部１８を備えている。また１は論理ページアドレス、２
はコンテキスト番号、３はアクセス保護ビット、４は物
理ページアドレス、１９は書き込みエントリ選択信号、
２０はデコーダ、２１はデコーダ２０の出力、２２はTL
B書き込み信号、２３はエントリ書き込み信号である。

【００１０】また図２はTLB２４の1エントリの構成例で
ある。図２において、１は論理ページアドレス格納部１
４に格納されている論理ページアドレス、２はコンテキ
スト番号格納部１５に格納されているコンテキスト番
号、３はアクセス保護ビット格納部１８に格納されてい
るアクセス保護ビット、４は物理ページアドレス格納部
１７に格納されている物理ページアドレス、５は入力論
理ページアドレス、６は入力コンテキスト番号、７は論
理ページアドレス比較器、８はコンテキスト番号比較
器、１０は論理ページアドレス一致信号、１１はコンテ
キスト番号一致信号、１２は判定回路９の判定結果、１
３はTLBヒット信号である。以下その動作について説明
する。

【００１１】主記憶装置にあるアドレス変換テーブルか
らTLBに登録する場合には、書き込みエントリ選択信号
１９をデコーダ２０でデコードした出力２１とTLB書き
込み信号２２によって、エントリ書き込み信号２３が生
成される。エントリ書き込み信号２３によって指定され
るエントリに対して、主記憶装置のアドレス変換テーブ
ルから読み出された論理ページアドレス１がTLB内の論
理ページアドレス格納部１４に、コンテキスト番号２が
コンテキスト番号格納部１５に、アクセス保護ビット３
がアクセス保護ビット格納部１８に、物理ページアドレ
ス４が物理ページアドレス格納部１７に、それぞれ格納
される。このとき、アクセス保護ビット３は判定回路９
へも送られ、そこでコンテキストに依存しないページで
あるかどうかが判定され、その判定結果１２がTLB内の
判定結果格納部１６に格納される。判定結果格納部１６
は各エントリに１ビットあれば十分である。

【００１２】次にTLBでのアドレス変換動作を図１、図
２を用いて説明する。変換する入力論理アドレス５がTL
Bに入力されると、各エントリで同時に比較動作が行な
われる。TLBに入力された入力論理ページアドレス５とT
LB中の論理ページアドレス１が論理ページアドレス比較
器７で比較されて論理ページアドレス一致信号１０が出
力され、TLBに入力された入力コンテキスト番号６とTLB
中のコンテキスト番号２がコンテキスト番号比較器８で
比較されてコンテキスト番号一致信号１１が出力され、
また判定結果格納部１６から判定結果１２が出力され
る。そしてこのとき、入力論理アドレス５とTLBに格納
されている論理アドレス１が一致し、かつ入力コンテキ
スト番号６とTLBに格納されているコンテキスト番号２
が一致するか又は判定結果１２がHレベルを出力してい
るならば、TLBヒットとなり、対応する物理ページアド
レス４とアクセス保護ビット３が読み出される。

【００１３】以上のように本実施例によれば、従来例と
比較して各エントリに判定結果格納部が必要になるが、
各エントリにあった判定回路が不要となる。従来例のよ
うに各エントリに判定結果格納部を持つ構成では、アク
セス保護ビットを読み出して判定回路に入力するための
配線領域及び判定回路自身の面積が必要なのに対して、
本実施例では各エントリにメモリセルを１ビット追加す
るだけで済むため、回路構成が簡単になり、回路の面積
が大幅に削減される。本実施例によればTLBのエントリ
数が大きいほど、アドレス変換装置の回路規模縮小の効
果は大きくなる。 なお上記実施例には示していない
が、TLBのエントリに他の種類の情報を含むビットが含
まれていてもよい。また上記実施例では、アクセス保護
ビットは対応するページがコンテキスト番号に依存する
かどうかについての情報以外に、アクセスの許可（読み
出しのみ可／読み出しおよび書き込み可／読み出し・書
き込み・実行可、など。詳しくは、日経データプロ・マ
イクロプロセッサ1989.4MC1-813 P.583を参照）に関す
る情報も含んでいるため、TLBヒットのときにアクセス
保護ビット３も読み出すようにし、後でアクセスの許可
に関する例外処理を行なうようになっている。

【００１４】

【発明の効果】以上のように本発明では、アドレス変換
装置に登録されるページがコンテキストに依存しないペ
ージであるかどうかを登録時にアクセス保護ビットから
判定する判定回路と、前記判定回路の判定結果格納部、
論理ページアドレス格納部、物理ページアドレス格納
部、コンテキスト番号格納部、アクセス保護ビット格納
部を各々のエントリとするTLBを備え、前記TLBのヒット
検出時に、前記判定結果格納部の内容に従ってページが
コンテキスト番号に依存しないページであるかどうかを
判定するので、従来例と比較して各エントリに判定結果
格納部が必要になるが、各エントリにあった判定回路が
不要となる。今後、集積回路の集積度が向上するにつれ
てTLBのエントリ数も増大するので、本発明の効果はま
すます大きくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における動作説明のためのアド
レス変換装置の構成図である。

【図２】本発明の実施例における動作説明のためのTLB
１エントリの構成図である。

【図３】従来における動作説明のためのTLB１エントリ
の構成図である。

【符号の説明】

９ 判定回路 １２ 判定結果 １４ 論理ページアドレス格納部 １５ コンテキスト番号格納部 １６ 判定結果格納部 １７ 物理ページアドレス格納部 １８ アドレス保護ビット格納部 ２４ TLB

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】アドレス変換装置に登録されるページが全
   てのコンテキストに共通のページであるかどうかを登録
   時にアクセス保護ビットから判定する判定回路と、前記
   判定回路の判定結果格納部、論理ページアドレス格納
   部、物理ページアドレス格納部、コンテキスト番号格納
   部、アクセス保護ビット格納部を各々のエントリとする
   TLBとを備え、前記TLBのヒット検出時に、前記判定結果
   格納部の内容に従って前記コンテキスト番号格納部の内
   容と現在のコンテキスト番号との比較を行なうかどうか
   を決定することを特徴とするアドレス変換装置。