JP2000112821A - 多重なアドレス変換機構を有する情報処理装置 - Google Patents

多重なアドレス変換機構を有する情報処理装置

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JP2000112821A
JP2000112821A JP10300423A JP30042398A JP2000112821A JP 2000112821 A JP2000112821 A JP 2000112821A JP 10300423 A JP10300423 A JP 10300423A JP 30042398 A JP30042398 A JP 30042398A JP 2000112821 A JP2000112821 A JP 2000112821A
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processor
address
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dat
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JP10300423A
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Osamu Onodera
修 小野寺
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 命令アーキテクチャの異なる複数のプロセッ
サが記憶制御を介して主記憶を共用する際、各アーキテ
クチャに基づくアドレス変換実現する。 【解決手段】 プロセッサaとbは命令アーキテクチャ
の異なるプロセッサであり、主記憶210〜213の夫々には
DATプロセッサとDAT用制御記憶とソフトウェアTLBが設
けられている。例えば、プロセッサaから主記憶アクセ
ス要求があると、TLBaを索引し論理アドレスが存在し
ない時はDATaを起動し、同時にIP番号、論理アドレ
ス、アーキテクチャIDを伴うアドレス変換要求をシステ
ム制御部SCを介してDATプロセッサに転送し、DATプロセ
ッサは変換要求に対応するソフトウェアTLBを索引し、
論理アドレスが存在する時は変換結果をソフトウェアTL
Bに登録し、TLBaにも登録し、DATaの動作を停止す
る。存在しなければDAT用制御記憶内の対応するDATプロ
グラムを起動し変換結果をソフトウェアTLBに登録す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理装置に係
り、特に異なる命令アーキテクチャのアドレス変換を行
う多重なアドレス変換機構を有する情報処理装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来の共用記憶を有する情報処理装置の
構成図を図1に示す。図1に示す様にプロセッサと、ア
ドレス変換バッファ(以下、TLBともいう)と動的ア
ドレス変換機構(以下、DATともいう)を有するアド
レス変換機構とがプロセッサシステムを構成し、同様の
構成のプロセッサシステムを加え2台のプロセッサシス
テムが1つの共用主記憶(以下、MSともいう)をアク
セスする例である。図1に示すように、プロセッサが主
記憶(以下、記憶装置又はMSともいう)をアクセスす
る場合、各プロセッサが同一の命令アーキテクチャで構
成されているためにプロセッサ内に持つアドレス変換機
構も同一で、異なるアドレス変換過程を通して異なる命
令アーキテクチャを持つか否かを認識する必要がなくア
クセス要求信号とアクセスアドレスを記憶制御に送出す
る事で、複数のプロセッサが記憶制御を介して主記憶を
共用していた。この従来の技術は、プロセッサが同一の
命令アーキテクチャのアドレス変換機構を持ち且つプロ
セッサの数が比較的少ない場合は有効な技術であった
が、異なる命令アーキテクチャを持つプロセッサが主記
憶を共用する場合、アドレス変換過程の仕様が異なる部
分を吸収する機能が存在しなかったので、命令アーキテ
クチャの異なる複数のプロセッサが記憶制御を介して主
記憶を共用する事は出来なかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、命
令アーキテクチャの異なる複数のプロセッサが記憶制御
を介して主記憶を共用する際、異なる命令アーキテクチ
ャに基づいた効率の良いアドレス変換過程を実現するこ
とにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、共用主記憶とアドレス変換機能を有する
情報処理装置において、プロセッサが有する第1のアド
レス変換機構に加えて、主記憶側に第2のアドレス変換
機構を備え、該第2のアドレス変換機構は、複数の命令
アーキテクチャのアドレス変換を行うための複数の命令
アーキテクチャのアドレス変換過程の実行情報を保持し
たアドレス変換制御用メモリを有し、前記プロセッサが
有する第1のアドレス変換機構の動作と連係しながら第
2のアドレス変換機構を動作させるようにしている。
【0005】前記第2のアドレス変換機構は、サポート
する複数の命令アーキテクチャに見合った数のアドレス
変換バッファを複数組有し、複数の命令アーキテクチャ
のアドレス変換の結果である第2のアドレス変換対を保
持するようにしている。
【0006】前記第2のアドレス変換機構は、プロセッ
サからのアドレス変換要求がない場合でも、現在プロセ
ッサが使用しているアドレス領域の近傍を先行してアド
レス変換し、その結果の第2のアドレス変換対をアドレ
ス変換バッファに事前に登録しておくようにしている。
【0007】前記第2のアドレス変換機構は、プロセッ
サからのアドレス変換要求があった場合、現在プロセッ
サが要求しているアドレスが、アドレス変換バッファの
第2のアドレス変換対として事前に登録しているか否か
を調べ、登録している場合には、該第2のアドレス変換
対を取り出してプロセッサに送り、前記第1のアドレス
変換機構のアドレス変換バッファに第1のアドレス変換
対として登録し、該登録に同期して前記第1のアドレス
変換機構のアドレス変換動作を停止させるようにしてい
る。
【0008】前記第2のアドレス変換機構と主記憶を同
一のLSIチップ内に構成させるようにしている。
【0009】
【発明の実施の形態】以下本発明の多重なアドレス変換
機構を有する情報処理装置の実施の形態を図面を用いて
詳細に説明する。図2は、本発明である多重なアドレス
変換機構を有する情報処理装置の構成を示すブロック図
である。図2において、本発明に関わるプロセッサA2
01は、命令アーキテクチャ(以下、プラットホームと
もいう)「A」からなる中央処理装置a(以下、IPa
ともいう)と、TLBa及びDATaを有するアドレス
変換機構から成る。同様に、発明に関わるプロセッサB
202は、命令アーキテクチャ「B」からなる中央処理
装置b(以下、IPbともいう)と、TLBb及びDA
Tbを有するアドレス変換機構から成る。ここで、DA
Ta、DATbはハードウェアアドレス変換を行う動的
アドレス変換機構である。システム制御部(以下、SC
ともいう)203は、プラットホーム「A」で動作する
プロセッサA201から発行される主記憶アクセス要求
を主記憶(以下、MSともいう)群に伝達すると共にプ
ラットホーム「B」で動作するプロセッサB202から
発行される主記憶アクセス要求を主記憶(以下、MSと
もいう)群に伝達する主記憶アクセスの制御を行う装置
である。従って、SCには、SCとプロセッサ間の信号
のやり取りをする際にプロセッサ側のプラットホームの
インタフェースの違いを認識した上で変換し吸収するイ
ンタフェースアダプタが定義されている。主記憶210
から主記憶213は、主記憶群である。主記憶210か
ら主記憶213のSCとの接続部には、それぞれの主記
憶毎に第2の動的アドレス変換機構と第2のアドレス変
換バッファと主記憶の3つの部分から構成される。第2
の動的アドレス変換機構と第2のアドレス変換バッファ
は第2のアドレス変換機構を構成する。ここで、第2の
動的アドレス変換機構はソフトウェアアドレス変換を行
うものである。つまり、MS210を例にとってみると
MS210は、DAT220、TLB221及びMS0
240から成る。他の主記憶も同じ構成を持ちそれぞれ
がSC203に接続されている。
【0010】次に、図3を用いて第2のアドレス変換機
構の構成を説明する。図3は、本発明を構成するMS2
10から213で構成されるMSのうちMS210を例
として示したブロック図である。MS211からMS2
13もMS210と同様の構成を持つ。図3において、
DAT用プロセッサ310は、DAT用制御プログラム
群を格納するDAT用制御記憶320の指示に従ってア
ドレス変換を実行するプロセッサである。このプロセッ
サは信号線351を介してSC203に接続されてお
り、信号線356を介して主記憶340に、信号線35
3を介してDAT用制御記憶320に、及び信号線35
4を介して第2のアドレス変換バッファ(以下、ソフト
ウェアTLBともいう)330に接続されている。信号
線352はSCから主記憶340にアクセスするための
信号線である。又、DAT用制御記憶320、はDAT
用プロセッサの動作を制御する制御プログラムを格納し
ておく記憶ユニットであり、制御記憶は1つ以上のプラ
ットホ−ムに対応した1つ以上の制御プログラムを格納
する。このDAT用制御記憶320は、信号線353を
介してDAT用プロセッサ310に接続されている。ソ
フトウェアTLB330は、設置されているプラットホ
−ムに対応した数だけのアドレス変換の結果であるアド
レス変換対を保持している記憶装置である。ソフトウェ
アTLB330は、信号線354と信号線355を介し
てそれぞれDAT用プロセッサ310とMS340に接
続されている。MS340は、プロセッサが主記憶とし
て扱う記憶装置である。MS340は、信号線352を
介してSC203に、信号線356を介してDAT用プ
ロセッサ310に、及び信号線355を介してソフトウ
ェアTLB330に接続されている。
【0011】次に、複数のプラットホームに基づいて第
2のDATを行う際のDAT用プロセッサと制御プログ
ラムの格納の実態及びソフトウェアTLBの実態を説明
する。図4は、DAT用プロセッサと制御プログラム格
納域びソフトウェアTLBの実態を示す図である。図4
において、DAT用プロセッサ410は、信号線451
を介してSCから変換すべき論理アドレス受け取り、
又、信号線452を介してSCからアドレス変換要求を
出したIPのID(IP番号)とプラットホームID
(命令アーキテクチャのID)を受け取る。DAT用プ
ロセッサの動作を制御する制御プログラム格納域420
は、変換すべきプラットホームIDの種類に見合う数の
制御プログラム格納域、即ちDATプログラム0からD
ATプログラムn迄の異なるプラットホームのアドレス
変換処理手順が格納され図4に示す如くに区分されてい
る。図4においてソフトウェアTLB格納域は、変換す
べきプラットホームIDのタイプとIP番号に見合う数
のTLB格納域、即ちTLB0からTLBn迄の異なる
プラットホーム毎のアドレス変換対に図4に示す如くに
区分されている。
【0012】次に主記憶アクセスに伴う動作を図5と図
2〜図4を用いて説明する。図5は主記憶アクセス処理
のフローチャートを示す。 ステップ510:構成内のあるプロセッサから主記憶ア
クセスの要求が出される。 ステップ520:前記構成内のあるプロセッサが自プロ
セッサ内のTLBを索引する第1のアドレス変換を行
う。 ステップ530:前記第1のアドレス変換の結果、前記
主記憶アクセスの要求が出された際に指定された論理ア
ドレスが前記自プロセッサ内のTLBに存在する場合、
ステップ540に行く。前記自プロセッサ内のTLBに
存在しない場合、ステップ550に行く。 ステップ540:このステップは、前記主記憶アクセス
の要求が出された際に指定された論理アドレスが前記自
プロセッサ内のTLBに存在する場合に実行され、TL
Bの索引で得られた実アドレスを用いて前記プロセッサ
が自プロセッサ内のキャッシュ記憶やMSにデータアク
セス要求を出す。この時点でアドレス変換過程が終了す
る。 ステップ550:このステップは、前記主記憶アクセス
の要求が出された際に指定された論理アドレスが前記自
プロセッサ内のTLBに存在しない場合に実行され、プ
ロセッサに内蔵されている第1のDAT動作を起動す
る。
【0013】ステップ560:前記第1のDAT動作の
起動と同期してプロセッサは、論理アドレスと変換すべ
きプラットホームIDとIP番号をSCを介してDAT
用プロセッサ310に送付する。 ステップ570:DAT用プロセッサ310は、SCか
ら送付されたプラットホームIDとIP番号を用いて索
引すべきソフトウェアTLBを特定し、要求された論理
アドレスに対応したTLBエントリを索引する。 ステップ580:前記第2のアドレス変換の結果、前記
主記憶アクセスの要求が出された際に指定された論理ア
ドレスが前記ソフトウェアTLBに存在する場合、ステ
ップ630に行く。前記ソフトウェアTLBに存在しな
い場合、ステップ600に行く。
【0014】ステップ600:本ステップは、ステップ
580でのソフトウェアTLBを用いた第2のアドレス
変換の結果、前記論理アドレスが前記ソフトウェアTL
Bに存在しない場合にアドレス変換テーブルを用いた前
記第2のアドレス変換である第2のDAT動作を起動す
る。 ステップ610:DAT用プロセッサ310は、SCか
ら受け取った変換すべき論理アドレスとIP番号及びプ
ラットホームIDを用いてDAT用プロセッサの動作を
制御する制御プログラムの1つを選択し、該制御プログ
ラムの制御によってアドレス変換テーブルを用いたアド
レス変換を行う。アドレス変換を終了するとステップ6
20に行く。 ステップ620:DAT用プロセッサ310は、アドレ
ス変換テーブルを用いたアドレス変換の結果の実アドレ
スを、SCから受け取ったIP番号及びプラットホーム
IDを用いて前記ソフトウェアTLB群の中から1つの
ソフトウェアTLBを選択して、前記ソフトウェアTL
Bにアドレス変換の結果の実アドレスを書き込むことで
新しいソフトウェアTLBエントリを作成する。その
後、ステップ630に行く。 ステップ630:前記までのアドレス変換プロセスによ
って得られたソフトウェアTLBエントリの内容を要求
元の第1のアドレス変換の結果を保持しているTLBに
登録する。同時にアドレス変換の結果で得られた実アド
レスを用いて主記憶アクセスを行う。また、ステップ5
50で起動された第1のDATの動作を停止する。
【0015】以上のステップ530からステップ630
に行く過程では、ソフトウェアTLBを索引するだけで
要求の出された論理アドレスから実アドレスへの変換処
理が迅速に行えることで、即ちアドレス変換テーブルの
索引無しでアドレス変換過程を終了することが出来、ア
ドレス変換の性能を向上させることが出来る。
【0016】更に、DAT用プロセッサ310の制御の
もとに、SCを経由したアドレス変換要求の処理を行っ
た後、以後のSCを経由したアドレス変換要求がない場
合でも、DAT用プロセッサ310はアドレス変換要求
時の論理アドレスに基づき今後使われるであろう論理ア
ドレスを事前に生成し、事前にステップ600からステ
ップ620迄の処理を行い、求まった実アドレスから所
定のソフトウェアTLBエントリを生成し、この内容を
要求元プロセッサに対応するソフトウェアTLBエント
リに登録して先行アドレス変換をしておくことで、実際
にプロセッサが前記論理アドレスを用いて主記憶アクセ
スを行う際に、その時点ではアドレス変換テーブルの索
引無しでアドレス変換過程を高速に終了することが出
来、アドレス変換の性能を向上させることが可能とな
る。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、プロセッサが有する第
1のアドレス変換機構に加えて、主記憶の近くに第2の
アドレス変換機構を持ちプロセッサが有する第1のアド
レス変換機構の動作と連係しながら第2のアドレス変換
機構を並行して動作させることで、従来の方法に対し、
アドレス変換の性能を向上させことが可能となる情報処
理装置を提供できる。更に、異なった命令アーキテクチ
ャを持つプロセッサが共用主記憶を使用する従来の方法
に対し、アドレス変換の性能を向上させことが可能とな
る情報処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の共用記憶を有するプロセッサとTLBと
DATを備えるプロセッサシステムの構成の例を示した
システム構成図を示す。
【図2】本発明のシステム構成例であり、多重なアドレ
ス変換機構を有する情報処理装置の構成を示すブロック
図である。
【図3】本発明における複数のMSで構成されるMSの
うち、1つのMS内部を例示したブロック図である。
【図4】本発明に於けるDAT用プロセッサと制御プロ
グラム格納域びソフトウェアTLBの構成をさらに詳細
に示す図である。
【図5】本発明におけるアドレス変換処理のフローチャ
ートを示す図である。
【符号の説明】
201,202 プロセッサ 203 システム制御部 210,211,212,213 主記憶 310 DAT用プロセッサ 320 DAT用制御記憶 330 ソフトウェアTLB群 340 主記憶(MS)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共用主記憶とアドレス変換機能を有する
    情報処理装置において、 プロセッサが有する第1のアドレス変換機構に加えて、
    主記憶側に第2のアドレス変換機構を備え、該第2のア
    ドレス変換機構は、複数の命令アーキテクチャのアドレ
    ス変換を行うための複数の命令アーキテクチャのアドレ
    ス変換過程の実行情報を保持したアドレス変換制御用メ
    モリを有し、 前記プロセッサが有する第1のアドレス変換機構の動作
    と連係しながら第2のアドレス変換機構を動作させるこ
    とを特徴とする多重なアドレス変換機構を有する情報処
    理装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の多重なアドレス変換機構
    を有する情報処理装置において、 前記第2のアドレス変換機構は、サポートする複数の命
    令アーキテクチャに見合った数のアドレス変換バッファ
    を複数組有し、複数の命令アーキテクチャのアドレス変
    換の結果である第2のアドレス変換対を保持することを
    特徴とする多重なアドレス変換機構を有する情報処理装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の多重なアドレス変換機構
    を有する情報処理装置において、 前記第2のアドレス変換機構は、プロセッサからのアド
    レス変換要求がない場合でも、現在プロセッサが使用し
    ているアドレス領域の近傍を先行してアドレス変換し、
    その結果の第2のアドレス変換対をアドレス変換バッフ
    ァに事前に登録しておくことを特徴とする多重なアドレ
    ス変換機構を有する情報処理装置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の多重なアドレス変換機構
    を有する情報処理装置において、 前記第2のアドレス変換機構は、プロセッサからのアド
    レス変換要求があった場合、現在プロセッサが要求して
    いるアドレスが、アドレス変換バッファの第2のアドレ
    ス変換対として事前に登録しているか否かを調べ、登録
    している場合には、該第2のアドレス変換対を取り出し
    てプロセッサに送り、前記第1のアドレス変換機構のア
    ドレス変換バッファに第1のアドレス変換対として登録
    し、該登録に同期して前記第1のアドレス変換機構のア
    ドレス変換動作を停止させることを特徴とする多重なア
    ドレス変換機構を有する情報処理装置。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の多重なアドレス変換機構
    を有する情報処理装置において、 前記第2のアドレス変換機構と主記憶を同一のLSIチ
    ップ内に構成させたことを特徴とする多重なアドレス変
    換機構を有する情報処理装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007052369A1 (ja) 2005-10-31 2007-05-10 Fujitsu Limited 演算処理装置,情報処理装置,及び演算処理装置のメモリアクセス方法
JP2008217591A (ja) * 2007-03-06 2008-09-18 Fuji Xerox Co Ltd 情報処理装置、画像処理装置、画像形成装置、画像形成システム、アドレス変換処理プログラム

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