JPS6073759A - アドレス変換バッファ - Google Patents

アドレス変換バッファ

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JPS6073759A
JPS6073759A JP58180135A JP18013583A JPS6073759A JP S6073759 A JPS6073759 A JP S6073759A JP 58180135 A JP58180135 A JP 58180135A JP 18013583 A JP18013583 A JP 18013583A JP S6073759 A JPS6073759 A JP S6073759A
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JP
Japan
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address
page
interrupt
signal
gate
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JP58180135A
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JPH0550019B2 (ja
Inventor
Keizo Aoyanagi
恵三 青柳
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS6073759A publication Critical patent/JPS6073759A/ja
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    • GPHYSICS
    • 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)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、仮想記憶方式を採る計算機システムにおける
アドレス変換バッファに関する。
〔発明の技術的背景〕
一般に、仮想記憶方式を採る計算機システムでは、メモ
リをある大きさく例えばIKバイト)のページに区切シ
、このページに番号を付け、更にこれらページの集合を
セグメントと呼び、このセグメントにも番号を付けてい
る。これらセグメント番号、ページ番号及びページ内の
アドレスを組合わせたものを仮想アドレスと呼んでいる
。なお、セグメント番号及びページ番号はハードウェア
処理上ではページ番号の総称として処理されるため、以
下ページ番号とページ内アドレスの組み合せを仮想アド
レスとして説明する。
仮想アドレスは実際のメモリのアドレス(これを実アド
レスと呼ぶ)と1対1に対応するわけではなく、仮想ア
ドレスをアドレス変換テーブルによって実アドレスに変
換しなければならない。このアドレス変換テーブルはメ
モリ上に存在するため、通常、これらのアドレス変換を
高速で行なうためにアドレス変換バッファ(以下TLB
と称す)が使用される。このTLBKは使用頻度の高い
仮想アドレスに対するアドレス変換テーブルだけを登録
しているため、TLBに登録されていない(この場合I
TLBミスヒツトと呼ぶ)仮想アドレスに対しては、フ
ァームウェア等によって改めてTLBに登録する等の処
理が必要となる。
ところで、第1図に示す如く、4バイト幅のメモリMの
n番地から下位2バイトのデータを読出し、n+1番地
から上位2バイトのデータを読み出すような場合、2バ
イトずつ2回(n番地、n+1番地)のメモリアクセス
が必要となる。前後2バイトずつのデータが同一ページ
内にある時は単にページ内アドレスが“2″増えるだけ
で、ページ番号とそれ【対応する実アドレスの部分は変
化しないためアドレス変換をする必要はない。しかし、
第1図のページ境界すで示す如く、上記4バイトのデー
タが2つの異ったページにまたがってメモリMからデー
タを読み出すような場合、2バイトずつ2回のメモリア
クセスにおいて、それぞれアドレス変換をしなければな
らないことになる。しかも、この2回のメモリアクセス
に際して、それぞれTLB ミスヒラトラ引き起こす可
能性がある。
第2図は上記のようなTLBミスヒツトを引き起こした
場合を処理する従来のアドレス変換バッファ(TLB)
の構成例を示したブロック図である。仮想アドレスレジ
スタ1から出力される仮想アドレス100はアドレス変
換回路2にて実アドレス200に変換され、このアドレ
ス変換回路2は図示されない主メモリに実アドレス20
0ヲ出力してメモリアクセスを行う。仮想アドレスレジ
スタ1が出力する仮想アドレス100はページ渡シ判別
回路3に入力されておシ、このページ渡シ判別回路3で
ページ渡シがあることが判別されると、このページ渡シ
判別回路3はページ渡シがあることを示す信号300ヲ
アンドゲート4を通して割込み制御回路5に送出して割
込みを発生させる。アンドゲート4の他方にはフリップ
フロップ(FF)63− の内容が印加され、アンドゲート4の開閉が行なわれる
。また、割込み制御回路5にはアドレス変換回路2がT
LBミスヒットヲ検出した時のTLBミスヒツト検出信
号400が入力されている。なオ、ページ渡シ判別回路
3は4バイトアクセスを示す信号500ヲ入力し、これ
に基づいてページ渡シの有無を検出している。
第1図に示す如く2つの異ったページにまたがってメモ
リMからデータを読み出すような場合、2回のメモリア
クセスの内1回目でTLBミスヒツトを起こした時は、
アドレス変換回路2はTLBミスヒツト信号400を割
込制御回路5に送シ、この割込制御回路5の制御によっ
て、アドレス変換回路2に新しいアドレス登録600を
行なうファームウェアへの切換が行なわれる。一方、1
回目でTLBミスヒツトを起こさなければ、アドレス変
換回路2は1回目の仮想アドレスに対応した実アドレス
200を出力すると同時に、ページ渡シ判別回路3はペ
ージ渡シがあることを判別してページ渡り検出信号30
0 ’iiアンドゲート4を通して割4− 込制御回路5に出力し、この割込制御回路5によって割
込みを発生させる。なお、この時フリップフロップ6は
セットされておりアンドゲート4は開放されている。
その後はファームウェアに制御が移シ、2回目の仮想ア
ドレスが登録されているかいないかを調べ、未登録であ
れば登録の処理を行なった後、割込許可フリップフロッ
プ6eリセツトしてアンドゲート4を遮断した後、再度
上記メモリアクセス動作を最初から行々う。この時、前
回と同様、ベージ渡シ判別回路3はページ渡シ検出信号
300を出力する(実際はこの信号が“1”となる)が
、アンドゲート4が遮断されているため、信号300は
割込制御回路5に伝達されず、再度の割込は発生しない
。2回目のアドレス変換が終了すると、フリップフロッ
プ6はリセレトされてアンドゲート4を開放し、次の新
たなメモリアクセスに備える。
〔背景技術の問題点〕
このような従来のTLBの構成では、2ページにまたが
ったメモリアクセスを行なう毎に割込が入ってその都度
ファームウェア処理を必要とするだめ、オーバーヘッド
が長くなシ、アドレス変換処理性能が著しく低下する恐
れがあった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、上記の欠点に雌み、ページ渡りを伴な
うメモリアクセスをオーバーヘッドなしで高度に行ない
得るアドレス変換バッファを提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、仮想アドレスを実アドレスに変換するアドレ
ス変換回路の変換テーブルに、与えられた仮想アドレス
に対応する次のページの実アドレスの少なくとも一部が
上記アドレス変換回路に登録されているかいないかを示
す情報を格納し、2ページに渡るメモリアクセスを行な
った際に、ページ渡シ判別回路によシベージ渡シを検出
し、且つ前記アドレス変換回路によシ次ページ未登録を
検出した場合のみ、前記アドレス変換回路に新しいアド
レス登録を行なうファームウェア制御を起によシ、上記
目的を達成する。
〔発明の実施例〕
以下本発明のアドレス変換バッファの一実施例を従来例
と同一部は同符号を付して図面に従って説明する。第3
図は本発明のアドレス変換バッファの一実施例を示すブ
ロック図である。仮想アドレスレジスタ1が出力する仮
想アドレス100はアドレス変換回路2とページ渡シ判
別回路3に入力されている。アドレス変換回路2は実ア
ドレス200を出力し、また、割込制御回路5にTLB
ミスヒツト検出割込信号400 f、出力し、更にアン
ドゲート4に次のページが未登録であることを示す信号
(次ページ未登録信号) 700を出力する。ページ渡
シ判別回路3はページ渡シ検出信号300をアンドゲー
ト4を通して割込制御回路5に出力する。
第4図は第3図で示したアドレス変換回路2の構成例を
示したものである。このアドレス変換回路2はメモリ部
(アドレス変更テーブルTLB)7− 7と比較器8から成シ、メモリ部7は3つの領域71.
72.73、から成っている。メモリ7の領域71には
仮想アドレス100に対応するセグメント番号及びペー
ジ番号の一部が登録されている。従って、仮想アドレス
レジスタ1から入力される仮想アドレス100のセグメ
ント番号によシメモリ7がアドレス登録され、またセグ
メント番号、ページ番号の一部は比較器8の一方に入力
される。そして、メモリ7から読み出される領域71内
のセグメント番号及びページ番号の一部が比較器8の他
方に入力されて、とこで仮想アドレス100に対応する
実アドレスがメモリ7に格納されているかどうかチェッ
クされ、実アドレスがないとなると比較器8はTLBミ
スヒットヲ示す割込信号400ヲ出力する。メモリ内の
領域72には、仮想アドレス100に対応する実アドレ
スのページ番号が格納されている。主メモリに出力され
る実アドレス200は、このメモリ7の領域72から読
み出されるページ番号と仮想アドレス100のページ内
アドレスとを合わせたものから構成されている。メモリ
7の領!738− には、仮想アドレスに対し次のページが領域72に登録
されているかいないかを示す情報を格納しておシ、領域
73の出カフ00は次のページが登録されていない時“
1”のハイレベルとなる。なお、メモリ7の領域71〜
73の内容の更新はファームウェア制御によシ行なわれ
る。
第5図は第3図に示したページ渡シ判別回路3の構成例
を示したものである。ページ渡シ判別回路3はアンドゲ
ート9、アンドゲート10から成っている。今、ページ
の大きさをIKバイト(1024バイト)とし、主メモ
リのアドレスはバイト単位で番地を割付け、またメモリ
の読み出しデータ幅を4バイトとする。更に、2バイト
単位及び4バイト単位のメモリアクセスにおいては偶数
番地のみを指定できるものとする。仮想アドレスレジス
タ1のビット22〜30のデータ800が全て論理“1
”の時、例えば4バイトアクセスであれば第1図に示し
たようなページ渡シとなシ、アンドゲート9の出力が論
理“1″となシ、更にビット30の出力が論理“1”で
且つ4バイトアクセスを示す信号500が論理“1”と
なっていればアンドゲート10の出力(ページ渡シ検出
信号)300が論理゛1”となって割込がアンドゲート
4に発生される。
次に本実施例の動作について説明する。
第1図に示したように2つの異ったページにまたがって
主メモリからデータを読み出す場合、まず、n番地のア
クセスにおいて、TLBミスヒツトとなるがページ未登
録信号700が出力される。次にn+1番地の仮想アド
レスを受けたページ渡シ判別回路3は第5図で示したペ
ージ渡シ検出信号300ヲ発生しアンドゲート4に出力
する。しかし、アドレス変換回路2からはn番地のアク
セスにおいて仮想アドレス100に対応する次のページ
が登録されていないことが検出されており、ページ未登
録信号700がアンドゲート4に出力される。これによ
シアンドゲート4から割込制御回路5に割込信号が発生
する。割込発生後はファームウェアに制御が移シ新規ア
ドレスの登録処理が行なわれる。従って、n+1番地に
ついては比較器8の比較結果に応じることなく、ただち
に割込信号が発生され実アドレスの登録オペレーション
を実行されるようになる。
〔発明の効果〕
以上記述した如く本発明のアドレス変換バッフ1によれ
ば、ページ渡りを伴なうメモリアクセスをオーバーヘッ
ドなしで高速に行なう効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はメモリ内のページ渡りを示す図、第2図は従来
のアドレス変換バッファの構成例を示すブロック図、第
3図は本発明のアドレス変換ノ(ソファの一実施例を示
すブロック図、第4図は第2図に示したアドレス変換回
路の詳細例を示したブロック図、第5図は第3図のペー
ジ渡シ判別回路の詳細例を示したブロック図である。 1・・・仮想アドレスレジスタ 2・・・アドレス変換回路 3・・・ページ渡り判別回路 4.9.10・・・アンドゲート 5・・・割込制御回
路7・・・メモリ部 8・・・比較器 代理人弁理士 則 近 憲 佑(ほか1名)区 C− 十 口 転 第3図 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 仮想アドレスから実アドレスへのアドレス変換を高速に
    行なうアドレス変換バッファにおいて、仮想アドレス【
    対応する実アドレスの少なくとも一部および上記仮想ア
    ドレスの次のページに相当する仮想アドレスに対する上
    記一部が登録されているか否かを示す情報が格納される
    アドレス変換テーブルと、アクセスしようとするデータ
    が主メモリ上で2つのページに渡っているかいないかを
    判別するページ渡シ判別回路と、このページ渡シ判別回
    路がページ渡シを判別し、且つ上記情報によシ次のペー
    ジがアドレス変換回路に未登録であった場合のみ割込み
    を発生させる手段を具備し、上記割込条件が成立すると
    命令の実行を開始する前に割込みを発生させることを特
    徴とするアドレス変換バッフ1゜
JP58180135A 1983-09-30 1983-09-30 アドレス変換バッファ Granted JPS6073759A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58180135A JPS6073759A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 アドレス変換バッファ

Applications Claiming Priority (1)

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JP58180135A JPS6073759A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 アドレス変換バッファ

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Publication Number Publication Date
JPS6073759A true JPS6073759A (ja) 1985-04-25
JPH0550019B2 JPH0550019B2 (ja) 1993-07-27

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ID=16078018

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JP58180135A Granted JPS6073759A (ja) 1983-09-30 1983-09-30 アドレス変換バッファ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63197254A (ja) * 1987-02-12 1988-08-16 Hitachi Ltd 仮想記憶制御装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56137572A (en) * 1980-03-28 1981-10-27 Fujitsu Ltd Data processor

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56137572A (en) * 1980-03-28 1981-10-27 Fujitsu Ltd Data processor

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63197254A (ja) * 1987-02-12 1988-08-16 Hitachi Ltd 仮想記憶制御装置

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JPH0550019B2 (ja) 1993-07-27

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