JPS63292255A - 論理キャッシュ - Google Patents

論理キャッシュ

Info

Publication number
JPS63292255A
JPS63292255A JP62127519A JP12751987A JPS63292255A JP S63292255 A JPS63292255 A JP S63292255A JP 62127519 A JP62127519 A JP 62127519A JP 12751987 A JP12751987 A JP 12751987A JP S63292255 A JPS63292255 A JP S63292255A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache
logical
privilege level
data
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62127519A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Watabe
隆弘 渡部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62127519A priority Critical patent/JPS63292255A/ja
Publication of JPS63292255A publication Critical patent/JPS63292255A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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】 産業上の利用分野 本発明は、論理アドレスよシ物理アドレスへアドレスへ
の変換を行ないデータ・アクセスを行なう情報処理装置
におけるデータ・アクセスを高速化するキャッシュにお
いに、論理アドレスてよりキャッシュの検索が行なわれ
る論理キャッシュに関するものである。
従来の技術 従来の論理キャッシュとしては、例えば、日経エレクト
ロニクス1974 、9 、24  P、P、 189
〜215に示されている。
第3図はこの従来の論理キャッシュの構成図を示すもの
でちゃ、100は検索する論理アドレスを保持する論理
アドレス・レジスタ(LAR)、101はLARloo
より読み出されるタグ、102はインデックス、103
はワード選択信号である。120はキャッシュ・タグで
、アドレス内のタグ部およびエントリの有効性を示すバ
リッド・フラグから構成される。121は、キャッシュ
・タグ部121よシ読み出されるタグ、122はバリッ
ド信号、130はキヤツシユ・データ部で2ワード構成
となっている。131はキャッシュ・データ部130よ
p読み出さ九る出力データ、132はキャッシュやデー
タ部130の更新を行なうための更新データ、140は
LARlooから出力されるタグ101とキャッシュ・
タグ部121よシ出力されるタグ121とを入力し比較
を行ない、一致/不一致信号141を出力する。
15oはトランスファーゲートで、バリッド信号122
によって制御され、ヒツト信号151を出力する。16
0はトランスファーゲートで、ワード部130の出力す
る出力データ131をデータ161へ出力し、ヒツト信
号161によって制御される。
110は、キャッシュ制御レジスタ(CACR)で、キ
ャッシュ・タグ部120の制御情報がセットされ、制御
信号111を出力し、キャッジ−・タグ部120を制御
する。CACRl 10内にはキャッシュ俸タグ120
内の全エントリのバリッド・フラグの無効化処理を行な
うクリア・フラグ(Cフラグ)および個々のエントリ毎
に無効化処理を行なうクリア・エントリフラグ(CEフ
ラグ)があシ、それぞれの7ラグをセットすることによ
り無効化処理は実行される。なお、116は、キャッシ
ュ中アドレス・レジスタであっに、CEフラグがセフ)
された際にタグ部120の無効化を行なうためのアドレ
スがセットされる、キヤツシユ・アドレス・レジスタ(
CAR)である。
以上のように構成された従来の論理キャッシュにおいて
は、検索を行なう論理アドレスがLARlooにセット
され、タグ101、インデクス102、およびワード選
択信号103として出力され、インデクス102はタグ
部120へ入力され対応するエントリのタグ情報が読み
出される、読みだされた情報の中で、タグ121はLA
Rl。
の出力であるタグ101とともに比較器140へ入力さ
れ、比較が行なわれ、結果がトランスフ1−ゲート16
0へ入力される。トランスフ1−ゲ−)150はタグ部
120の出力するバリッド信号122が有効な場合にの
み一致信号141をヒツト/ミスヒツト情報としてヒツ
ト信号151を出力する。また、タグ部120内のエン
トリに対応するワード部130内のエントリがアクセス
され、2ワードの内で、ワード選択信号103により選
択された側のワードが出力データ131に出力され、ト
ランスファーゲート16oへ入力され、ヒツト信号16
1が出力されていれば、データ161へ出力する。
タグ部120においてミスヒツトした場合は、タグ10
1がタグ部120内へ格納されるとともに、データ部1
30内のタグ部130内の同一エントリにデータが更新
データ132を通じて格納され、タグ部120内のバリ
ッドフラグがセットされ、エントリ内の対応データの有
効性を示す。
また、コンテキスト・スイッチによって論理空間が変更
される場合は、CACR11o内のCピッ)fセット、
タグ部120内のエントリのバリッドフラグをクリアし
、無効を行なう。また、個々の二ン) l)毎に無効化
を行なう場合は、無効化する論理アドレスをCAR11
5へ格納し、CACR110内のCEビットをセットす
ることにより、CACR110内に格納された論理アド
レスに対応するエントリがタグ部120内にあれば、パ
リ′ソドフラグをクリアし、無効化を行なう。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成においては、特権レベル
による保護(例えば、リング保護)を行なう場合、論理
キャッシュであるためキャッシュがヒツトする間はTL
Bアドレス変換バック7を引く必要はない。従っに、保
護チヱソクが行なわれない。また、特権レベルが変化し
ても自動的にキャノン−のパージは行なわれない。その
ため高位の特権レベルから低位の特権レベルへ移行する
場合に、高位特権レベルにおいてのみアクセスが許され
るデータがキャッシュ内に残っていることがある。この
場合、低位の特権レベルからキャッシュ内に残ったデー
タに対してアクセスが可能となシ、完全な保護のメカニ
ズムが働かないという問題点を有していた。
本発明はかかる点に鑑み、特権レベルによる保護を行な
う場合に、特権レベルの移行においても、不正なアクセ
スが行なわれることを防ぎ、完全な保護機構の働く論理
キャッジ−を提供することを目的とする4、 問題点を解決するための手段 本発明は、論理アドレスと、論理アドレスに対応する物
理アドレスによって示されるメモリ上のデータとを一対
として保持し、前記論理アドレスとデータ対の有効/無
効を示すノ<9・ノド・フラグにより構成され、論理ア
ドレスを入力し、対応するデータを出力する論理キャッ
シュ基本部と、前記キャッシュ基本部をアクセスする命
令の特権レベルの変更の有無を確認し、特権レベルの変
更が生じた場合に、前記バリッド・フラグのリセットを
行ない、前記論理キャッシュ基本部内の論理アドレスと
データ対を無効化するフラグ制御部とを備えた論理キャ
ッシュである。
作  用 本発明は前記した構成により、特権レベルの変更の有無
を確認踵バリッド・フラグをリセットし、論理アドレス
とデータ対を無効化することにより、特権レベルの移行
に際しに、不要なデータの論理キャッシュ内への保持を
禁止することにより、許されない特権レベルからの論理
キャノン−内のデータへのアクセスを不可能となシメモ
リ保護が完全に行なわれる。
実施例 第1図は本発明の第1の実施例における論理キャッシュ
構成図を示すものである。第1図においに、10は検索
を行なう論理アドレスを保持する論理アドレス・レジス
タ(LAR)、11はLARloより出力されるアドレ
ス・タグ部、12はLARloより出力されるインデッ
クス部、20は、バリッド・フラグ、インデックス、デ
ータより構成されるキャッジ−基本部、21はノ(リッ
ド信号、22はタグ情報、23はデータであり、24は
更新データ、30は特権レベルを保持するリング番号バ
ッファ、31は旧特権レベルを保持する旧すング番号パ
ンフ7.32および33はそれぞれリング番号、および
旧リング番号、34はレベル・チェック部、35はバリ
ッド・フラグ無効化要求信号、40はバリッド・フラグ
制御部、41はバリッド・フラグ無効化信号、6oは論
理アドレスのタグ部比較器、61は一致/不一致信号、
60は空間変更信号、了0はアンド回路、71はヒツト
/ミスヒツト信号、8oはアドレス変換−くソファ(T
LB)である。
以上のように構成された本実施例の論理キャッシュにつ
いて以下その動作を説明する。
検索を行なう論理アドレスがLAR10ヘセットされ、
アドレス・タグ部11およびインデックス部12に分離
し読み出され、インデックス部12はキャッシュ基本部
20内のエントリの決定に使用される。インデックス部
12により指定されたエントリより、それぞれバリッド
信号21、タグ情報22、データ23がそれぞれ読み出
される、アドレス・タグ11およびタグ情報22は比較
器60へ入力され、一致/不一致判定が行なわれ、一致
した場合は一致信号51が出力される。一致信号61は
バリッド信号21とともにアンドゲート70によp論理
績がとられ、有の場合は、ヒツト信号71が出力され、
キャノン二基本部20より読み出されたデータ23の有
効性を示す。また、ヒツト信号71が出力されない場合
は、出力されたデータ23が無効であることを示してい
る。
検索の結果ミスヒツトした場合は、TLB80へ論理ア
ドレスが送られ、アドレス変換され、物理アドレスを得
、その物理アドレスによジメモリをアクセスし、入力し
た論理アドレスにより与えられた位置のデータが更新デ
ータ24により格納される。
論理キャッシュがミスヒツトした場合はTLB8oが常
に検索されるため、保護のメカニズムは完全に働く。
LARloへ格納される論理ナトレスの属する論理空間
が変更されると、論理アドレスとデータとの対応関係が
無効になるため、キャッシュ基本部内のエントリを無効
化する必要が生じる。そのために空間変更信号6oがバ
リッド・フラグ制御部40へ入力される。バリッド・フ
ラグ制御部40では、空間変更信号60を入力すると、
キャッシュ基本部20内の全バリッド・フラグをリセッ
トし無効化するために、バリッド・フラグ無効化信号4
1を出力しキヤノンユ基本部20内のバリッド・フラグ
をリセットする。
特権レベルはリング番号バッファ30内に保持される、
新たなキャッシュ・アクセスが行なわれる場合は、リン
グ番号バッフ730内の特権レベル情報が旧リング番号
バッファ31ヘコピーされ、その後、新たな特権レベル
がリング番号バッファ3oへ格納される。2つの特権レ
ベルがリング番号バッフ730および旧リング番号バッ
ファ31より読み出され、レベルチェック部34へ入力
される。レベル・チェック部34では入力した2つの9
mレベルをもとに、キャッジ−の無効化の必要の有効を
確認する。
例えば、第2図において保持のメカニズムとして一般的
に用いられているリング採掘について説明する。
プログラムはリング○〜リング3のいずれかの特権レベ
ルに属する、リング番号の大きい特権レベルからリング
番号の小さい特権レベルに対して処理を依頼することが
可能である。逆に番号の小さい特権レベルから大きい特
権レベルに対しての処理の依頼は許されない。処理依頼
に対するリターンが許されるだけである。
第2図においに、リング3からリング1に対して処理の
依頼を行ない、処理の完了後リターンされる。その際論
理キャッシュ内には空間が変更されていないために、リ
ング1の命令/データが格納されている。論理キャッシ
ュでは、キャッシュがヒツトすれば、TLBあるいはM
MLが起動されない。従って無条件に低特権レベルから
キャッジ−をアクセスすることにより高特権レベルの命
令/データへのアクセスが可能となる。従っに、第1図
におけるレベル・チx、yり部36は、特権レベルが高
位のレベルから低位のレベルへ遷移した事を確認すると
、バリッド・フラグ無効化要求信号36を出力し、キャ
ッシュ基本部20内のバリッド・フラグの無効化を要求
する。バリッド・フラグ制御部40は、バリッド・フラ
グ無効化要求信号36を受は付けると、空間が変更され
た場合と同様にバリッド・フラグ無効化信号41f!:
出力し、キャッジ−基本部20内のバリッド・フラグの
りセントを行なう。
以上のように本実施例によれば、特権レベルを保持する
リング番号バッフ1と、旧リング番号バッフ1とを設け
るとともに、特権レベルが変更された場合にキャッシュ
基本部内のバリッド・フラグをリセットし、エントリの
無効化を行なうバリッド・フラグ制御部とを設け、特権
レベルが変更された場合に、バリッド・フラグをリセッ
トすることにより、論理キャッシュにおいに、特権レベ
ルが変更されたにもかかわらず、アクセスの許されない
特権レベルから論理キャソノユ内のデータが行なわれる
ことによる保護のぬけ道をなくすることができる。
なお第1の実施例においてリングが変更された場合に無
条件にエントリヲ無効化しているが、キャッシュ基本部
内に各エントリ内に特権レベルを持たせ、必要なレベル
に対するエントリの無効化を行なってもよい。
発明の詳細 な説明したように1本発明によれば、特権レベルによる
保護を行なうシステムにおいて論理キャッシュを用いる
際に、特権レベルの移行においてアクセスの許されない
データをキヤノンユ内に保持する事を禁止するために特
権レベルの移行時にキャッシュ内のエントリを無効化す
ることてよっに、完全な保護が実現でき、その実用的効
果は大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明における一実施例の論理キャッシュの構
成図、第2図は保護動作を説明するリング保護概要図、
第3図は従来の論理キヤツシユの構成図である。 10・・・・・・論理アドレス・レジスタ、2o・・・
・・キャッシュ基本部、3o・・・・−・リング番号バ
ッファ、31・・・・・・旧リング番号バッファ、34
・・・・・・リング・チェック部、40・・・・・・バ
リッド・フラグ制御部、6o・・・・・・比較器、8o
・・・・・・アドレス変換バッファ、100・・・・・
・論理アドレス・レジスタ、110・・・・・キャッシ
ュ制御レジスタ、115・・・・・・キヤツシユ・アド
レス・レジスタ、120・・・・・・キャッシュ・タグ
部、13o・・・・・・キャッシュ・ワード部、14゜
・・・・・・比較器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 論理アドレスと、論理アドレスに対応する物理アドレス
    によって示されるメモリ上のデータとを一対として保持
    し、前記論理アドレスとデータ対の有効/無効を示すバ
    リッド・フラグにより構成され、論理アドレスを入力し
    、対応するデータを出力する論理キャッシュ基本部と、
    前記キャッシュ基本部をアクセスする命令の特権レベル
    の変更の有無を確認し、特権レベルの変更が生じた場合
    に、前記バリッド・フラグのリセットを行ない、前記論
    理キャッシュ基本部内の論理アドレスとデータ対を無効
    化するフラグ制御部とを備えたことを特徴とする論理キ
    ャッシュ。
JP62127519A 1987-05-25 1987-05-25 論理キャッシュ Pending JPS63292255A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62127519A JPS63292255A (ja) 1987-05-25 1987-05-25 論理キャッシュ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62127519A JPS63292255A (ja) 1987-05-25 1987-05-25 論理キャッシュ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63292255A true JPS63292255A (ja) 1988-11-29

Family

ID=14962021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62127519A Pending JPS63292255A (ja) 1987-05-25 1987-05-25 論理キャッシュ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63292255A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6012129A (en) * 1997-03-31 2000-01-04 International Business Machines Corporation Apparatus and method allocating virtual memory upon demand
JP2021510434A (ja) * 2018-01-10 2021-04-22 エイアールエム リミテッド 投機的キャッシュ記憶領域

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6012129A (en) * 1997-03-31 2000-01-04 International Business Machines Corporation Apparatus and method allocating virtual memory upon demand
JP2021510434A (ja) * 2018-01-10 2021-04-22 エイアールエム リミテッド 投機的キャッシュ記憶領域
US11461243B2 (en) 2018-01-10 2022-10-04 Arm Limited Speculative cache storage region

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4400770A (en) Cache synonym detection and handling means
US4394731A (en) Cache storage line shareability control for a multiprocessor system
US4481573A (en) Shared virtual address translation unit for a multiprocessor system
US8909871B2 (en) Data processing system and method for reducing cache pollution by write stream memory access patterns
US6023747A (en) Method and system for handling conflicts between cache operation requests in a data processing system
CN101727405B (zh) 虚拟地址高速缓冲存储器和方法以及处理器
EP0062165A2 (en) Multiprocessors including private and shared caches
JPH04227552A (ja) ストアスルーキャッシュ管理システム
JPH10133950A (ja) ページテーブル更新方法および装置
US5263144A (en) Method and apparatus for sharing data between processors in a computer system
US20100138615A1 (en) Handling direct memory accesses
US5539892A (en) Address translation lookaside buffer replacement apparatus and method with user override
JP2788836B2 (ja) ディジタルコンピュータシステム
EP0051745B1 (en) Cache storage hierarchy for a multiprocessor system
EP0220451B1 (en) A cache coherence mechanism based on locking
US6574698B1 (en) Method and system for accessing a cache memory within a data processing system
JPS63292255A (ja) 論理キャッシュ
JPH03211643A (ja) 並行例外検査及び更新バイパスを有する変換索引バッファ
JPH055137B2 (ja)
EP0224168A2 (en) Buffer storage control system
JPH0383150A (ja) アドレス変換機構付キャッシュ装置の制御方式
JP3030037B2 (ja) 主記憶装置
JP3213758B2 (ja) 記憶一致制御方法およびそれを用いたマルチプロセッサシステム
JPS5922315B2 (ja) バツフア記憶制御方式
JPS6324337A (ja) キャッシュ・メモリ管理方式