JPS60122444A - 仮想計算機システム - Google Patents

仮想計算機システム

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JPS60122444A
JPS60122444A JP59173269A JP17326984A JPS60122444A JP S60122444 A JPS60122444 A JP S60122444A JP 59173269 A JP59173269 A JP 59173269A JP 17326984 A JP17326984 A JP 17326984A JP S60122444 A JPS60122444 A JP S60122444A
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computer system
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JP59173269A
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Hidenori Umeno
梅野 英典
Toshiaki Ikeda
俊明 池田
Kazuhisa Genma
和寿 源馬
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Hitachi Ltd
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    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems
    • G06F12/10Address translation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、仮想記憶方式の計算機において、プログラム
で使用する論理アドレスと、実際に記憶装置の参照を行
なう実アドレスとの間のアドレス変換装置に関するもの
である。
〔発明の背景〕
第1図(A)に中央処理装置(以後BPUと略す)にお
ける従来のアドレス変換方式を示す。プログラムで使用
されるアドレスは、論理アドレスとして、論理アドレス
・レジスタ(L A Rと略す)4に設定される。BP
Uの動作状態を示すレジスタ2 (PSWと略す)のあ
る1ビツトの値1または0によりアドレス変換モード(
Tモードと略す)または非アドレス変換モード(Tモー
ドと略す)が示される。仮想記憶装置、実記憶装置はペ
ージと呼ばれる領域に分割されている。さらに、連続す
る仮想ページのいくつかを集めて、セグメントと呼んで
いる。Tモードのときは、論理アドレスは、アドレス変
換機構1により実アドレスに変換される。Tモードのと
きは、論理アドレスは、変換を受けず、そのまま実アド
レスとして使用される。
以下にTモードのときの変換を第1図にしたがって、説
明する。5.はアドレス変換早見表で、論理ページ番号
と、実ページ番号の対応を記憶する連想記憶装置で°あ
る。LAR4の値で示される論理ページ番号は、まず、
5.に送られ、7.の比較器により比較され、一致した
ら実ページ番号P′が、ページ・アドレス・レジスタ(
PARと略す)8.に設定される。5.に登録されてい
ないときは、論理ページ番号は、実メモリ上の変換テー
ブルを使用するアドレス変換機構(DATと略す)9.
による変換を受け、実アドレスに変換される。その変換
後アドレスは、データ・バス16、を経由して、次の参
照のときのために早見表5.に書き込まれる。
T、Tモードに関係なく、実アドレスは、ストレジ・ア
ドレス・レジスタ(SARと略す)10゜に送られ、指
定された実アドレスのデータがストレジ・データ・レジ
スタ(SDRと略す)I2゜に設定される。11.は主
記憶装置である。
第2図は、従来の入出力を制御するチャネル装置28の
機能を示す。すなわち、BPUにより、チャネル28.
六入出力の起動がかかると、チャネルは、レジスタ21
に示される固定実番地βよリチャネル・アドレス・ワー
ドを読み出し、指令・アドレス・レジスタ(CARと略
す)22に設定する。チャネル・アドレス・ワードには
、主記憶装置J1に用意されたチャネル動作を指示する
指令群の先頭実アドレスと、保護キーとが記憶されてお
り、これらが、CAR・22に設定される訳である。C
AR・22により指し示された主記憶装置11上のチャ
ネル指令は、チャネル指令記憶レジスタ(CCRと略す
)23に取り込まれ、そこで解釈されて、入出力制御装
置26へ送られる。また、その指令がチャネル内でのブ
ランチを表わす場合は、そのブランチ先の実アドレスを
データ線34を介してCA、 R・22に送り、次に取
り出すべき指令のアドレスを変更する。そうでないとき
は、CAR・22の値は、次の指令アドレスを指すよう
に一定値だけ増加される。以上が、従来のアドレス変換
方法、およびチャネル動作の概要である。
以下に、従来方式の問題点をのべる。
仮想計算機(以下VMと略す)システムにおいては、ひ
とつの実計算機の下に、いくつかの論理4− 的な計算機(すなわちVM)を定義することができる。
各VMの記憶装置は、主記憶装置への写像により実現さ
れる仮想記憶装置である。各VMには、そのVM用のオ
ペレーティング・システム(以下O8と略す)がロード
され、そのO8の下でアプリケーション・プログラムが
動作する。
O8が、さらに自分自身の仮想記憶装置をサポートする
場合は、記憶装置の階層は、第5図に示すように3段階
になる。レベル1は、すなわち主記憶装置である。レベ
ル1のCPは、仮想計算機システム全体を制御するプロ
グラムである。レベル2はVM自身の記憶装置(実は仮
想記憶)、レベル3はVM上のO8の生成する仮想記憶
装置である。
さて、このようなシステムの中の、いくつかのVMを高
速化したい場合は、そのVMの記憶装置(すなわちレベ
ル2メモリ)全体をレベル1メモリへ常駐化することに
なる。常駐化の方法としては、従来から行なわれている
レベル2アドレスニレベル1アドレスとする方法がある
が、この方法は唯ひとつのVMに対してのみ有効である
。他のVMについては、そのレベル2メモリ全体をレベ
ル1メモリ上に固定する方法があるが、アドレス対応関
係が任意だと、レベル2メモリ」二のチャネル指令群(
論理指令群)をレベル1メモリ上のチャネル指令群(実
指令群)に変換するための処理が必要となり高速化が望
めない。そこで、第5図に示すように、レベル1上に位
置をずらして常駐化するようにすれば、 レベル2アドレス+α=レベル1アドレスという関係が
成立するので、チャネル指令群の変換処理が簡単となり
、それに要する時間が減るので性能をあげることができ
る。しかし、変換処理をプログラムで行なうので、その
処理時間をへらすには限度がある。その上、チャネル指
令群の動的変更をサポートするには、O8との特殊な提
携機能が必要となる。さらにアドレス対応関係が簡単で
あるにもかかわらず、レベル2からレベル1への写像テ
ーブル(実ST/PTと略す。ST:セグメント・テー
ブル、PT:ページ・テーブル)を省くことができない
。一般的なストレジ対応関係では、レベレ3からレベル
】へのアドレス対応関係を表わすシャドウ・テーブルが
CPにより作られる。シャドウ・テーブルは、仮想ST
/PT(レベル3からレベル2へのアドレス変換テーブ
ル)と実ST/PT (レベル2からレベル1へのアド
レス変換テーブル)とを併合して作られる。
レベル3上で、プログラムが動作する場合は、ハードウ
ェアのアドレス変換機構は、このシャドウ・テーブルを
用いて、レベル3からレベル1へのアドレス変換を行な
う。レベル2」二の場合は、実ST/PTを用いる。
第1図(B)の9は従来のアドレス変換機構を示す。論
理アドレス・レジスタLAR4のセグメント番号フィー
ルドの値Sは、セグメント・テーブルSTのシステム先
頭実アドレスを含むレジスタ40の値と、加算器41に
より加算され、その結果STの対応するエントリの実ア
ドレスが得られる。そのアドレスは、主記憶装置のスト
レジ・アドレス・レジスタSARに送られ、主記憶装置
上7− のSTの対応エントリの値が読み出され、ストレジ・デ
ータ・レジスタSDRにセットされる。第1図(B)で
は、簡単のために、このSA、R,SDRは省略し、直
接STの対応エントリから読み出すような形式で結線し
である。主記憶装置上のページ・テーブルPTのエント
リの読み出しに対しても同様の結線を用いた。さて、読
み出されたSTの対応エントリの値は、対応するPTの
先頭実アドレスに等しく、データ線44を経由して、1
、、 A R4のPフィールドの値Pとともに、加算器
42へ送られる。その出力信号45は、対応するPTの
エントリの実アドレスに等しく、このアドレス信号によ
りPTの対応エントリが読み出され、データ線46に出
力される。以上の説明かられかるとおり、従来のST/
PTのテーブル検索は、すべて実アドレスで行なわれて
おり、論理アドレスによる検索を行なうことはできない
〔発明の目的〕
本発明は、従来技術のところで述べた問題点を解決し、
複数個の高速VMを実現することを目的−8= とする。
〔発明の概要〕
本願の第1の発明は、論理レベル、仮想物理レベル、実
レベル等の多階層のレベル変換を各オペレーティングシ
ステムに与えられた定数により修飾することにより行な
うことを特徴とするBPU内のアドレス変換装置。
本願の第2の発明は、チャネル内部にチャネル指令で示
されるデータ・アドレスを一定値だけ増加する論理を持
たせることにより、仮想計算機の記憶装置(すなわちレ
ベル2メモリ)上の論理指令群を、BPUで一旦変換す
ることなく、チャネル内で直接実行できるようにし、高
速VMの実現をチャネルでサポートしようとするもので
ある。
〔発明の実施例〕
以下の実施例では、複数個の高速VMを実現するのに効
果をもつ場合の実施例を示す。すなわち、アドレス変換
機構として2種類考え、計算機の動作状態により、その
中の、どちらかひとつの変換を実施する場合と、全く変
換を行なわない場合とを振り分ける論理を持つアドレス
変換装置と、チャネル内でのアドレス変換装置とを示す
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。第1
の発明の実施例を第3図A、Rに、第2の発明の実施例
を第4図に示す。
第3図を以下に説明する。
1は従来のアドレス変換機構であり、15は、新たに追
加したアドレス変換機構である。従来技術の所で説明し
たように、プロゲラ11で使用する論理アドレスは、L
AR4に設定され、削初機がアドレス変換モードのとき
は、1によりアドレス変換を受けて、実アドレスとなり
データ線17に出力される。非アドレス変換モードのと
きは、論理アドレスは、そのまま、実アドレスとして、
論理回路3へ送られる。3へはp s w 2のP、〒
信号が送られており、P=1のときは、論理アドレスは
、データ線18に出力され、P=0のときは、19へ出
力される。I8に出力された信号は15の加算器14へ
入力される。レジスタ13には一定値αが設定されてお
り、これも加算器14へ入力される。レジスタ13はプ
ログラムにより自由に値を設定できるものであり各O8
ごとに夫々設定することができる。加算器14の出力は
SAR・10に送られ、これにより主記憶装置11への
参照が行なわれる。データ線19.17に出たアドレス
は、そのまま主記憶装置への参照アドレスとして使用さ
れる。
さて、第3図(A)の中のアドレス変換機構9′の詳細
図を第3(B)に示す。第1図の9との違いは、セグメ
ント・テーブルSTの対応エントリの値44に、L A
 R4のページ・フィールドPの値の外に、さらにレジ
スタ13の値αを加算器42′により加算した値を対応
ページ・テーブルPTのエントリ・アドレス信号45と
して用いること、および、対応PTエントリの値に、さ
らに、レジスタ13の値αを加算器43により加算して
、出力データ線46に出力するところだけである。
この実施例でα=0と設定すれば、従来のハードウェア
との互換性も保たれる。
第4図の説明を以下に行なう。従来のチャネル11− 装[28に加算回路33を設ける。図には省略しである
が、BPUから起動信号を受け取ると、レジスタ13の
値αが、チャネル28′内のレジスタ13′に送られる
。従来技術のところで説明したとおり、主記憶装置11
」二のチャネル指令群は、次々に取り出され、CCR2
3に設定される。
CCRに設定されたチャネル指令の中のデータ・アドレ
ス部24をデータ線29を介して、加算器31へ送り、
レジスタ13′で示されるαだけ増加して、再びCCR
23のデータ・アドレス部へ戻す。この操作により最初
CCR23へ設定された論理指令は実指令へ変換される
。以後は、従来と同様に、チャネル内でのブランチのと
きは、ブランチ先の実アドレスをCAR22に設定する
指令の動作内容は入出力制御装置26へ送られる。
第5図に、本装置を採用したときの高速VMの実現方式
を図示する。これを従来の方式と比較すると、次の点が
改善されている。
(1) レベル2メモリ上のチャネル指令群を、プログ
ラムによりレベル1メモリーヒの指令群に12− 変換する必要はなく、直接実行させることができる。
(2)シたがって、指令群の動的変更(指令群をチャネ
ルが実行している間に、BPU側で、その指令を変更す
ること)を、レベル2上で行なっても正しく実行される
。従来の方式で、動的変更をサポートするには、O8と
の特別な提携機能が必要であるが、本方式では不要とな
る。
(3) レベル2からレベル1への写像テーブルを省く
ことができる。その写像は、レジスタ13に示される値
によりBPUで行なわれる。
〔発明の効果〕 以上説明したごとく本発明によれば、仮想計算機システ
ムにおける、高速仮想計算機を複数個実現することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、第1図(B)は、従来のアドレス変換機
構の説明図、第2図は、従来のチャネル装置の機能説明
図、第3図(A)、第3図(B)、第4図はそれぞれ本
発明の一実施例、第5図は本発明の詳細な説明する図で
ある。 =15− 87 図 (A) 第 7 回 (21?う 第 2 図 第 、3 図 (A) ■3図 CEj) 葛 4 旧 第 5 図 郊刊ΣφT 松!告i勺1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 複数のオペレーティングシステムを同時に走行さ
    せることができ該オペレーティングシステムのアドレス
    を最上位のレベルのアドレスとし、実メモリに付された
    物理的アドレスを最下位のレベルのアドレスとする多階
    層アドレスをもつ仮想計算機システムにおいて、あるオ
    ペレーティングシステムのある所定のレベルのアドレス
    をそのオペレーティングシステムに与えられた定数によ
    り修飾することにより下位のレベルのアドレスに変換す
    る手段を具備したことを特徴とする仮想計算機システム
    。 2、 あるオペレーティングシステムのある所定のレベ
    ルのアドレスの1部をそのオペレーティングシステムに
    与えられた定数により修飾することにより下位のレベル
    のアドレスに変換する手段を有する第1項記載の仮想計
    算機システム。 3、上記複数のオペレーティングシステムに夫々与えら
    れた定数により夫々修飾することにより下位のレベルの
    アドレスに変換する手段を有する第1項記載の仮想計算
    機システム。 4、 」二記変換手段をチャンネル装置内に有する第1
    項記載の仮想計算機システム。 5、 」二記定数により修飾することが該定数を上記あ
    る所定のレベルのアドレスに加算することである第1項
    記載の仮想計算機システム。 6、 上記多階層が3階層である第1項記載の仮想計算
    機システム。 7、 」二記定数により修飾して変換を行なうアドレス
    以外のアドレスの変換を行う変換テーブルを有する第1
    項記載の仮想計算機システム。
JP59173269A 1984-08-22 1984-08-22 仮想計算機システム Granted JPS60122444A (ja)

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JPS60122444A true JPS60122444A (ja) 1985-06-29
JPS6126099B2 JPS6126099B2 (ja) 1986-06-19

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