JPH06124238A - 書換え対象エントリ選択方法および装置 - Google Patents
書換え対象エントリ選択方法および装置Info
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- JPH06124238A JPH06124238A JP4274185A JP27418592A JPH06124238A JP H06124238 A JPH06124238 A JP H06124238A JP 4274185 A JP4274185 A JP 4274185A JP 27418592 A JP27418592 A JP 27418592A JP H06124238 A JPH06124238 A JP H06124238A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】少量のハードウェア量でありながら、ヒット率
を低下させることなく効率よく書換え対象エントリが選
択できるようにする。 【構成】２分木を構成するように関連付けされたフリッ
プフロップＦＦ1 〜ＦＦ15の値に応じて、その２分木の
最上段から最下段までたどる経路を決定する候補エント
リ決定部４２を設け、その経路上の４つのフリップフロ
ップの値を順に並べた４ビット値の示す番号を書換え対
象エントリの候補のエントリ番号（候補エントリｉｄ）
とする。また選択部４４を設け、ＴＬＢチェック回路２
によりミスヒットが検出された場合には、その時点で候
補エントリ決定部４２により決定されている候補エント
リｉｄの示すＴＬＢエントリを書換え対象エントリとし
て選択し、その候補の決定に用いられた経路上の４個の
フリップフロップの保持値を反転する。
を低下させることなく効率よく書換え対象エントリが選
択できるようにする。 【構成】２分木を構成するように関連付けされたフリッ
プフロップＦＦ1 〜ＦＦ15の値に応じて、その２分木の
最上段から最下段までたどる経路を決定する候補エント
リ決定部４２を設け、その経路上の４つのフリップフロ
ップの値を順に並べた４ビット値の示す番号を書換え対
象エントリの候補のエントリ番号（候補エントリｉｄ）
とする。また選択部４４を設け、ＴＬＢチェック回路２
によりミスヒットが検出された場合には、その時点で候
補エントリ決定部４２により決定されている候補エント
リｉｄの示すＴＬＢエントリを書換え対象エントリとし
て選択し、その候補の決定に用いられた経路上の４個の
フリップフロップの保持値を反転する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】仮想アドレスから実アドレスへの
変換情報を保持するＴＬＢ（Translation Look-aside B
uffer ）エントリの群の中から、書換えの対象となるエ
ントリを選択する場合など、複数エントリから１つを選
択するのに好適な書換え対象エントリ選択方法および装
置に関する。
変換情報を保持するＴＬＢ（Translation Look-aside B
uffer ）エントリの群の中から、書換えの対象となるエ
ントリを選択する場合など、複数エントリから１つを選
択するのに好適な書換え対象エントリ選択方法および装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】仮想記憶制御方式を適用する情報処理装
置では、仮想アドレスから実アドレスへの変換情報を主
記憶にテーブル形式で保持しておき、そのうち最近参照
された幾つかの変換情報をＴＬＢ（Translation Look-a
side Buffer ）と称される特別のバッファメモリ（一種
のキャッシュメモリ）のエントリ（ＴＬＢエントリ）に
コピー（登録）して、このＴＬＢに目的の変換情報があ
る場合には、それを利用して仮想アドレスを物理アドレ
スに変換することにより、アドレス変換に要する時間を
短縮するのが一般的である。
置では、仮想アドレスから実アドレスへの変換情報を主
記憶にテーブル形式で保持しておき、そのうち最近参照
された幾つかの変換情報をＴＬＢ（Translation Look-a
side Buffer ）と称される特別のバッファメモリ（一種
のキャッシュメモリ）のエントリ（ＴＬＢエントリ）に
コピー（登録）して、このＴＬＢに目的の変換情報があ
る場合には、それを利用して仮想アドレスを物理アドレ
スに変換することにより、アドレス変換に要する時間を
短縮するのが一般的である。
【０００３】さて、全てのＴＬＢエントリを使用中に
（即ち全てのＴＬＢエントリに変換情報が有効登録され
ている状態で）、更に新たな主記憶上の変換情報が参照
されたときには、使用中ＴＬＢエントリのいずれか１つ
を選択（決定）して新たな変換情報に書換えねばならな
い。この、書換えるべきＴＬＢエントリを選択する方式
は、従来から各種知られている。この選択方式の代表的
なものに、ＬＲＵ（Least Recently Used ）方式とラン
ダム方式がある。
（即ち全てのＴＬＢエントリに変換情報が有効登録され
ている状態で）、更に新たな主記憶上の変換情報が参照
されたときには、使用中ＴＬＢエントリのいずれか１つ
を選択（決定）して新たな変換情報に書換えねばならな
い。この、書換えるべきＴＬＢエントリを選択する方式
は、従来から各種知られている。この選択方式の代表的
なものに、ＬＲＵ（Least Recently Used ）方式とラン
ダム方式がある。
【０００４】ＬＲＵ方式は、ＴＬＢエントリの参照状況
を管理して、最も以前に参照されたＴＬＢエントリ、即
ちあまり参照されないＴＬＢエントリを書換え対象とし
て選択するものである。このＬＲＵ方式では、ＴＬＢの
ヒット率を大きく保つことができるものの、その実現の
ためには大量のハードウェア量を必要とする欠点があっ
た。
を管理して、最も以前に参照されたＴＬＢエントリ、即
ちあまり参照されないＴＬＢエントリを書換え対象とし
て選択するものである。このＬＲＵ方式では、ＴＬＢの
ヒット率を大きく保つことができるものの、その実現の
ためには大量のハードウェア量を必要とする欠点があっ
た。
【０００５】次にランダム方式は、ＴＬＢエントリ群の
中から、ＴＬＢエントリの参照状況に無関係に、ランダ
ムに書換え対象エントリを選択するものである。このラ
ンダム方式では、ハードウェア構成が極めて単純でハー
ドウェア量も少なくて済むものの、よく参照される変換
情報が失われてヒット率が低下する欠点があった。
中から、ＴＬＢエントリの参照状況に無関係に、ランダ
ムに書換え対象エントリを選択するものである。このラ
ンダム方式では、ハードウェア構成が極めて単純でハー
ドウェア量も少なくて済むものの、よく参照される変換
情報が失われてヒット率が低下する欠点があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
書換え対象ＴＬＢエントリの選択方式では、ＬＲＵ方式
のようにＴＬＢのヒット率を大きく保つ方式は、大量の
ハードウェア量を必要とし、ランダム方式のように単純
なハードウェア構成を可能とする方式では、よく参照さ
れる変換情報が失われる虞があるという問題があった。
この問題は、主記憶上のデータあるいは命令のコピーが
置かれるキャッシュメモリにおける、書換え対象（置換
対象）キャッシュエントリ（キャッシュタグエントリ）
を選択する場合にも同様であった。
書換え対象ＴＬＢエントリの選択方式では、ＬＲＵ方式
のようにＴＬＢのヒット率を大きく保つ方式は、大量の
ハードウェア量を必要とし、ランダム方式のように単純
なハードウェア構成を可能とする方式では、よく参照さ
れる変換情報が失われる虞があるという問題があった。
この問題は、主記憶上のデータあるいは命令のコピーが
置かれるキャッシュメモリにおける、書換え対象（置換
対象）キャッシュエントリ（キャッシュタグエントリ）
を選択する場合にも同様であった。
【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたもの
でその目的は、少量のハードウェア量でありながら、ヒ
ット率を低下させることなく効率よく書換え対象エント
リが選択できる書換え対象エントリ選択方式を提供する
ことにある。
でその目的は、少量のハードウェア量でありながら、ヒ
ット率を低下させることなく効率よく書換え対象エント
リが選択できる書換え対象エントリ選択方式を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、主記憶上の
情報の写しを含む情報を登録するための２n 個のエント
リの中から書換え対象エントリを指定するために、２分
木を構成するように関連付けされた２n −１個の状態保
持手段（フリップフロップ）を用い、この２n −１個の
状態保持手段の値に応じて２分木の最上段から最下段ま
でたどる経路を決定し、その経路上のｎ個の状態保持手
段の保持値を順に並べて定まるエントリ番号のエントリ
を書換え対象エントリとして選択すると共に、上記ｎ個
の状態保持手段の保持値を反転することを特徴とするも
のである。
情報の写しを含む情報を登録するための２n 個のエント
リの中から書換え対象エントリを指定するために、２分
木を構成するように関連付けされた２n −１個の状態保
持手段（フリップフロップ）を用い、この２n −１個の
状態保持手段の値に応じて２分木の最上段から最下段ま
でたどる経路を決定し、その経路上のｎ個の状態保持手
段の保持値を順に並べて定まるエントリ番号のエントリ
を書換え対象エントリとして選択すると共に、上記ｎ個
の状態保持手段の保持値を反転することを特徴とするも
のである。
【０００９】また、この発明は、２n 個のエントリの中
の１つが参照された場合に、その参照エントリのエント
リ番号をキーとして上記２分木の最上段から最下段まで
たどる経路を決定し、その経路上の各状態保持手段に、
同エントリ番号を構成する各ビットの反転値をセットす
ることをも特徴とする。
の１つが参照された場合に、その参照エントリのエント
リ番号をキーとして上記２分木の最上段から最下段まで
たどる経路を決定し、その経路上の各状態保持手段に、
同エントリ番号を構成する各ビットの反転値をセットす
ることをも特徴とする。
【００１０】
【作用】上記の構成では、２n 個のエントリの中から書
換え対象エントリを選択する必要があるミスヒット時
に、２分木状に関連付けされた２n −１個のフリップフ
ロップのその時点の値に注目して、２分木の最上段から
最下段までたどる経路を決定する。即ち、最上段のフリ
ップフロップの値に応じて（そのフリップフロップに論
理的につながる）次の段の２つのフリップフロップへの
各経路のいずれか一方を選び、その先のフリップフロッ
プの値に従って同様に経路を選択することを最下段のフ
リップフロップに至るまで順次実行することにより、２
分木の最上段から最下段までの１本の経路を決定する。
次に、この経路上のｎ個のフリップフロップの値を順に
並べたときのｎビット値と同じエントリ番号のエントリ
を書換え対象エントリとして選択し、同エントリの書換
えと同時に、この経路上のｎ個のフリップフロップの値
を全て反転する。このような反転操作により、少なくと
もｎ回の書換え対象エントリの選択が行われるまでは、
同じエントリが選択されないようにすることができる。
換え対象エントリを選択する必要があるミスヒット時
に、２分木状に関連付けされた２n −１個のフリップフ
ロップのその時点の値に注目して、２分木の最上段から
最下段までたどる経路を決定する。即ち、最上段のフリ
ップフロップの値に応じて（そのフリップフロップに論
理的につながる）次の段の２つのフリップフロップへの
各経路のいずれか一方を選び、その先のフリップフロッ
プの値に従って同様に経路を選択することを最下段のフ
リップフロップに至るまで順次実行することにより、２
分木の最上段から最下段までの１本の経路を決定する。
次に、この経路上のｎ個のフリップフロップの値を順に
並べたときのｎビット値と同じエントリ番号のエントリ
を書換え対象エントリとして選択し、同エントリの書換
えと同時に、この経路上のｎ個のフリップフロップの値
を全て反転する。このような反転操作により、少なくと
もｎ回の書換え対象エントリの選択が行われるまでは、
同じエントリが選択されないようにすることができる。
【００１１】また、２n 個のエントリの中の１つが参照
されるヒット時には、その参照エントリのエントリ番号
をキーとして、その最上位ビットから最下位ビットの１
つ前のビットまでの各ビット（ｎ−１ビット）の値によ
り決まる、上記２分木の最上段から最下段までたどる経
路を決定する。即ち、まず参照エントリのエントリ番号
の最上位ビットの値により、最上段のフリップフロップ
から（そのフリップフロップに論理的につながる）次の
段の２つのフリップフロップへの各経路のいずれか一方
を選び、続いて同エントリ番号の次のビットの値に従っ
て同様に経路を選ぶことを、最下段のフリップフロップ
に至るまで順次実行することにより、２分木の最上段か
ら最下段までの１本の経路を決定する。次に、この経路
上のｎ個のフリップフロップの値を、最上段のフリップ
フロップは、参照エントリのエントリ番号の最上位ビッ
トの反転値に、次の段のフリップフロップは、同エント
リ番号の２番目のビットの反転値にセットし直し、以下
同様にして、最下段のフリップフロップは同エントリ番
号の最下位ビットの反転値にセットし直す。このエント
リ参照時の動作により、一度参照されたエントリは、少
なくともｎ回の書換えが行われるまでは、再び書換えら
れないで済む。
されるヒット時には、その参照エントリのエントリ番号
をキーとして、その最上位ビットから最下位ビットの１
つ前のビットまでの各ビット（ｎ−１ビット）の値によ
り決まる、上記２分木の最上段から最下段までたどる経
路を決定する。即ち、まず参照エントリのエントリ番号
の最上位ビットの値により、最上段のフリップフロップ
から（そのフリップフロップに論理的につながる）次の
段の２つのフリップフロップへの各経路のいずれか一方
を選び、続いて同エントリ番号の次のビットの値に従っ
て同様に経路を選ぶことを、最下段のフリップフロップ
に至るまで順次実行することにより、２分木の最上段か
ら最下段までの１本の経路を決定する。次に、この経路
上のｎ個のフリップフロップの値を、最上段のフリップ
フロップは、参照エントリのエントリ番号の最上位ビッ
トの反転値に、次の段のフリップフロップは、同エント
リ番号の２番目のビットの反転値にセットし直し、以下
同様にして、最下段のフリップフロップは同エントリ番
号の最下位ビットの反転値にセットし直す。このエント
リ参照時の動作により、一度参照されたエントリは、少
なくともｎ回の書換えが行われるまでは、再び書換えら
れないで済む。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係る書換え対象エ
ントリ選択装置を備えた仮想記憶管理機構の構成を示す
ブロック図である。
ントリ選択装置を備えた仮想記憶管理機構の構成を示す
ブロック図である。
【００１３】図１において、１は仮想アドレスから実ア
ドレスへの変換情報を保持するための２n 個、例えば２
4 （＝１６）個（ｎ＝４）のＴＬＢエントリからなるＴ
ＬＢである。ＴＬＢ１内の２4 個のＴＬＢエントリに
は、４ビットで表現される番号０（“００００”），１
（“０００１”），２（“００１０”），…，２4 −１
（“１１１１”）が、そのエントリに固有のエントリ番
号（識別番号）ｉｄとして割当てられている。このエン
トリ番号は、ＴＬＢエントリ中の所定のフィールドに保
持されている。
ドレスへの変換情報を保持するための２n 個、例えば２
4 （＝１６）個（ｎ＝４）のＴＬＢエントリからなるＴ
ＬＢである。ＴＬＢ１内の２4 個のＴＬＢエントリに
は、４ビットで表現される番号０（“００００”），１
（“０００１”），２（“００１０”），…，２4 −１
（“１１１１”）が、そのエントリに固有のエントリ番
号（識別番号）ｉｄとして割当てられている。このエン
トリ番号は、ＴＬＢエントリ中の所定のフィールドに保
持されている。
【００１４】２はＴＬＢチェック回路である。ＴＬＢチ
ェック回路２は、実アドレスへの変換対象となる仮想ア
ドレスがＣＰＵ（図示せず）等から与えられた場合に、
その仮想アドレスに対応する変換情報を保持しているＴ
ＬＢエントリがＴＬＢ１内に存在するか否かのチェック
（ヒット／ミスヒットチェック）を行い、そのチェック
結果を示すヒット／ミスヒット信号２１を出力する。
ェック回路２は、実アドレスへの変換対象となる仮想ア
ドレスがＣＰＵ（図示せず）等から与えられた場合に、
その仮想アドレスに対応する変換情報を保持しているＴ
ＬＢエントリがＴＬＢ１内に存在するか否かのチェック
（ヒット／ミスヒットチェック）を行い、そのチェック
結果を示すヒット／ミスヒット信号２１を出力する。
【００１５】３は書換え部である。書換え部３は、ＴＬ
Ｂチェック回路２によってミスヒットが検出された場合
に、後述する書換え対象エントリ選択装置４内の候補エ
ントリ決定部４２によって検出されているエントリ番号
ｉｄ（候補エントリｉｄ）の示す（ＴＬＢ１内の）ＴＬ
Ｂエントリの書換えを行う。
Ｂチェック回路２によってミスヒットが検出された場合
に、後述する書換え対象エントリ選択装置４内の候補エ
ントリ決定部４２によって検出されているエントリ番号
ｉｄ（候補エントリｉｄ）の示す（ＴＬＢ１内の）ＴＬ
Ｂエントリの書換えを行う。
【００１６】４は本発明に直接関係する書換え対象エン
トリ選択装置である。書換え対象エントリ選択装置４
は、エントリ使用状況管理部４１と、候補エントリ決定
部４２と、セレクタ４３と、選択部４４とから構成され
る。
トリ選択装置である。書換え対象エントリ選択装置４
は、エントリ使用状況管理部４１と、候補エントリ決定
部４２と、セレクタ４３と、選択部４４とから構成され
る。
【００１７】エントリ使用状況管理部４１は、ＴＬＢ１
内のＴＬＢエントリの数−１、即ち２4 −１（＝１５）
個のフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ15から構成されてい
る。これらフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ15は、図２に
示すように、２分木状に関連付けされている。
内のＴＬＢエントリの数−１、即ち２4 −１（＝１５）
個のフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ15から構成されてい
る。これらフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ15は、図２に
示すように、２分木状に関連付けされている。
【００１８】即ちフリップフロップＦＦ1 は、２分木の
最上段のノード（ルートノード）をなし、フリップフロ
ップＦＦ2 ，ＦＦ3 は、フリップフロップＦＦ1 につな
がる２段目の左側，右側ノードをなす。またフリップフ
ロップＦＦ4 ，ＦＦ5 は、フリップフロップＦＦ2 につ
ながる３段目の左側，右側ノードをなし、フリップフロ
ップＦＦ6 ，ＦＦ7 は、フリップフロップＦＦ3 につな
がる３段目の左側，右側ノードをなす。
最上段のノード（ルートノード）をなし、フリップフロ
ップＦＦ2 ，ＦＦ3 は、フリップフロップＦＦ1 につな
がる２段目の左側，右側ノードをなす。またフリップフ
ロップＦＦ4 ，ＦＦ5 は、フリップフロップＦＦ2 につ
ながる３段目の左側，右側ノードをなし、フリップフロ
ップＦＦ6 ，ＦＦ7 は、フリップフロップＦＦ3 につな
がる３段目の左側，右側ノードをなす。
【００１９】また、フリップフロップＦＦ8 ，ＦＦ9
は、フリップフロップＦＦ4 につながる４段目（最下
段）の左側，右側ノードをなし、フリップフロップＦＦ
10，ＦＦ11は、フリップフロップＦＦ5 につながる４段
目（最下段）の左側，右側ノードをなす。同様に、フリ
ップフロップＦＦ12，ＦＦ13は、フリップフロップＦＦ
6につながる４段目（最下段）の左側，右側ノードをな
し、フリップフロップＦＦ14，ＦＦ15は、フリップフロ
ップＦＦ7 につながる４段目（最下段）の左側，右側ノ
ードをなす。
は、フリップフロップＦＦ4 につながる４段目（最下
段）の左側，右側ノードをなし、フリップフロップＦＦ
10，ＦＦ11は、フリップフロップＦＦ5 につながる４段
目（最下段）の左側，右側ノードをなす。同様に、フリ
ップフロップＦＦ12，ＦＦ13は、フリップフロップＦＦ
6につながる４段目（最下段）の左側，右側ノードをな
し、フリップフロップＦＦ14，ＦＦ15は、フリップフロ
ップＦＦ7 につながる４段目（最下段）の左側，右側ノ
ードをなす。
【００２０】候補エントリ決定部４２は、エントリ使用
状況管理部４１内の１５個のフリップフロップＦＦ1 〜
ＦＦ15の値に応じて上記２分木の最上段から最下段まで
たどる経路を決定し、その経路上の４個のフリップフロ
ップの保持値を順に並べて定まるエントリ番号ｉｄのエ
ントリを、書換え対象エントリの候補（候補エントリ）
として決定する。
状況管理部４１内の１５個のフリップフロップＦＦ1 〜
ＦＦ15の値に応じて上記２分木の最上段から最下段まで
たどる経路を決定し、その経路上の４個のフリップフロ
ップの保持値を順に並べて定まるエントリ番号ｉｄのエ
ントリを、書換え対象エントリの候補（候補エントリ）
として決定する。
【００２１】セレクタ４３は、ＴＬＢチェック回路２か
らのヒット／ミスヒット信号２１に応じて、同チェック
回路２により検出されたヒットエントリのエントリ番号
（ヒットエントリｉｄ）または候補エントリ決定部４２
により決定された候補エントリのエントリ番号（候補エ
ントリｉｄ）のいずれか一方を選択する。
らのヒット／ミスヒット信号２１に応じて、同チェック
回路２により検出されたヒットエントリのエントリ番号
（ヒットエントリｉｄ）または候補エントリ決定部４２
により決定された候補エントリのエントリ番号（候補エ
ントリｉｄ）のいずれか一方を選択する。
【００２２】選択部４４は、ＴＬＢチェック回路２によ
りミスヒットが検出された場合には、候補エントリ決定
部４２によって決定されている候補エントリｉｄの示す
ＴＬＢエントリを書換え対象エントリとして選択し、そ
の候補の決定に用いられた経路上の４個のフリップフロ
ップの保持値を反転する。選択部４４はまた、ＴＬＢチ
ェック回路２によりヒットが検出された場合には、その
ヒットエントリのエントリ番号（ヒットエントリｉｄ）
をキーとして上記の２分木の最上段から最下段までたど
る経路を決定し、その経路上の４つのフリップフロップ
に、ヒットエントリｉｄを構成する各ビットの反転値を
セットする。次に、図１の構成の動作を、図２乃至図４
を参照して説明する。
りミスヒットが検出された場合には、候補エントリ決定
部４２によって決定されている候補エントリｉｄの示す
ＴＬＢエントリを書換え対象エントリとして選択し、そ
の候補の決定に用いられた経路上の４個のフリップフロ
ップの保持値を反転する。選択部４４はまた、ＴＬＢチ
ェック回路２によりヒットが検出された場合には、その
ヒットエントリのエントリ番号（ヒットエントリｉｄ）
をキーとして上記の２分木の最上段から最下段までたど
る経路を決定し、その経路上の４つのフリップフロップ
に、ヒットエントリｉｄを構成する各ビットの反転値を
セットする。次に、図１の構成の動作を、図２乃至図４
を参照して説明する。
【００２３】候補エントリ決定部４２は、例えばシステ
ムクロックに同期して、書換え対象エントリの候補（候
補エントリ）のエントリ番号（候補エントリｉｄ）を次
のように決定する。
ムクロックに同期して、書換え対象エントリの候補（候
補エントリ）のエントリ番号（候補エントリｉｄ）を次
のように決定する。
【００２４】候補エントリ決定部４２は、エントリ使用
状況管理部４１内の２4 −１（＝１５）個のフリップフ
ロップＦＦ1 〜ＦＦ15が図２に示すように２分木を構成
するように関連付けされている場合、まず最上段のフリ
ップフロップＦＦ1 の値を参照し、“０”のときは左
側、“１”のときは右側の経路を選ぶ。次に候補エント
リ決定部４２は、その先の（２段目の）フリップフロッ
プ（ＦＦ2 またはＦＦ3）の値に従って同様に次の経路
を選択する。候補エントリ決定部４２は、以下同様の経
路選択動作を最下段のフリップフロップに至るまで順次
実行することにより、２分木の最上段から最下段までた
どる１本の経路を決定する。なお、フリップフロップの
値と選択すべき経路（左側の経路または右側の経路のい
ずれを選択するか）との関係を、上記と逆にしても構わ
ない。
状況管理部４１内の２4 −１（＝１５）個のフリップフ
ロップＦＦ1 〜ＦＦ15が図２に示すように２分木を構成
するように関連付けされている場合、まず最上段のフリ
ップフロップＦＦ1 の値を参照し、“０”のときは左
側、“１”のときは右側の経路を選ぶ。次に候補エント
リ決定部４２は、その先の（２段目の）フリップフロッ
プ（ＦＦ2 またはＦＦ3）の値に従って同様に次の経路
を選択する。候補エントリ決定部４２は、以下同様の経
路選択動作を最下段のフリップフロップに至るまで順次
実行することにより、２分木の最上段から最下段までた
どる１本の経路を決定する。なお、フリップフロップの
値と選択すべき経路（左側の経路または右側の経路のい
ずれを選択するか）との関係を、上記と逆にしても構わ
ない。
【００２５】次に、候補エントリ決定部４２は、この経
路上の最上段から最下段に至るｎ個のフリップフロップ
の値を、順にＭＳＢ（最上位ビット）からＬＳＢ（最下
位ビット）に並べたときの４ビット値と同じエントリ番
号を、書換え対象エントリ候補（候補エントリ）のエン
トリ番号（候補エントリｉｄ）として決定し、セレクタ
４３および書換え部３に出力する。
路上の最上段から最下段に至るｎ個のフリップフロップ
の値を、順にＭＳＢ（最上位ビット）からＬＳＢ（最下
位ビット）に並べたときの４ビット値と同じエントリ番
号を、書換え対象エントリ候補（候補エントリ）のエン
トリ番号（候補エントリｉｄ）として決定し、セレクタ
４３および書換え部３に出力する。
【００２６】このとき、ＴＬＢチェック回路２によりミ
スヒット（ＴＬＢミスヒット）が検出されると、目的と
する変換情報を、ＴＬＢ１からでなく、主記憶（上のア
ドレス変換テーブル）から求める周知の処理が行われ
る。すると書換え部３は、その時点において候補エント
リ決定部４２から出力されている候補エントリｉｄの指
定するＴＬＢ１内ＴＬＢエントリを書換え対象エントリ
として、同エントリの内容を、この主記憶参照により求
められた変換情報に書換える。
スヒット（ＴＬＢミスヒット）が検出されると、目的と
する変換情報を、ＴＬＢ１からでなく、主記憶（上のア
ドレス変換テーブル）から求める周知の処理が行われ
る。すると書換え部３は、その時点において候補エント
リ決定部４２から出力されている候補エントリｉｄの指
定するＴＬＢ１内ＴＬＢエントリを書換え対象エントリ
として、同エントリの内容を、この主記憶参照により求
められた変換情報に書換える。
【００２７】また、ＴＬＢチェック回路２によるミスヒ
ット検出時には、候補エントリ決定部４２から出力され
ている候補エントリｉｄがセレクタ４３により選択され
て、選択部４４に供給される。選択部４４は、ＴＬＢチ
ェック回路２によりミスヒットが検出されると、セレク
タ４３から選択出力されている候補エントリｉｄを、書
換え部３による書換えが行われる書換え対象エントリの
エントリ番号であるとして選択する、そして選択部４４
は、選択したｉｄ（エントリ番号）を構成する４ビット
に対応するエントリ使用状況管理部４１内の４個のフリ
ップフロップ、即ちこの候補エントリｉｄの決定に用い
られた上記２分木の経路上の４個のフリップフロップの
値を反転する。
ット検出時には、候補エントリ決定部４２から出力され
ている候補エントリｉｄがセレクタ４３により選択され
て、選択部４４に供給される。選択部４４は、ＴＬＢチ
ェック回路２によりミスヒットが検出されると、セレク
タ４３から選択出力されている候補エントリｉｄを、書
換え部３による書換えが行われる書換え対象エントリの
エントリ番号であるとして選択する、そして選択部４４
は、選択したｉｄ（エントリ番号）を構成する４ビット
に対応するエントリ使用状況管理部４１内の４個のフリ
ップフロップ、即ちこの候補エントリｉｄの決定に用い
られた上記２分木の経路上の４個のフリップフロップの
値を反転する。
【００２８】さて、２分木を構成するフリップフロップ
ＦＦ1 〜ＦＦ15は、初期状態では、図３に示すように、
全て“０”に初期化されている。したがって、このとき
２分木を最上段から最下段までたどる経路（初期状態の
経路）は、図３において符号Ｐ１で示すように、ＦＦ1
→ＦＦ2 →ＦＦ4 →ＦＦ8 の経路であり、この経路Ｐ１
上の４個のフリップフロップＦＦ1 ，ＦＦ2 ，ＦＦ4 ，
Ｆ8 の指定するエントリ番号、即ち候補エントリ決定部
４２によって決定される候補エントリｉｄは番号０
（“００００”）である。
ＦＦ1 〜ＦＦ15は、初期状態では、図３に示すように、
全て“０”に初期化されている。したがって、このとき
２分木を最上段から最下段までたどる経路（初期状態の
経路）は、図３において符号Ｐ１で示すように、ＦＦ1
→ＦＦ2 →ＦＦ4 →ＦＦ8 の経路であり、この経路Ｐ１
上の４個のフリップフロップＦＦ1 ，ＦＦ2 ，ＦＦ4 ，
Ｆ8 の指定するエントリ番号、即ち候補エントリ決定部
４２によって決定される候補エントリｉｄは番号０
（“００００”）である。
【００２９】この番号０の候補エントリｉｄの示すＴＬ
Ｂエントリが書換え対象エントリとして使用されると、
“０”をたどる図３に示す経路Ｐ１上の４個のフリップ
フロップＦＦ1 ，ＦＦ2 ，ＦＦ4 ，Ｆ8 は、図４に示す
ように全て“１”になる。すると、２分木を最上段から
最下段までたどる次の経路（２番目の経路）は、図４に
おいて符号Ｐ２で示すように、ＦＦ1 （値“１”）→Ｆ
Ｆ3 （値“０”）→ＦＦ6 （値“０”）→ＦＦ12（値
“０”）の経路であり、この経路Ｐ２上の４個のフリッ
プフロップＦＦ1 ，ＦＦ3 ，ＦＦ6 ，Ｆ12の指定するエ
ントリ番号、即ち候補エントリ決定部４２によって決定
される候補エントリｉｄは番号８（“１０００”）とな
る。
Ｂエントリが書換え対象エントリとして使用されると、
“０”をたどる図３に示す経路Ｐ１上の４個のフリップ
フロップＦＦ1 ，ＦＦ2 ，ＦＦ4 ，Ｆ8 は、図４に示す
ように全て“１”になる。すると、２分木を最上段から
最下段までたどる次の経路（２番目の経路）は、図４に
おいて符号Ｐ２で示すように、ＦＦ1 （値“１”）→Ｆ
Ｆ3 （値“０”）→ＦＦ6 （値“０”）→ＦＦ12（値
“０”）の経路であり、この経路Ｐ２上の４個のフリッ
プフロップＦＦ1 ，ＦＦ3 ，ＦＦ6 ，Ｆ12の指定するエ
ントリ番号、即ち候補エントリ決定部４２によって決定
される候補エントリｉｄは番号８（“１０００”）とな
る。
【００３０】このようにして書換えの対象とするＴＬＢ
エントリの選択が進められる。この途中で、既に選択さ
れて書換えられたＴＬＢエントリの中に、参照すべき変
換情報が存在する場合、即ちＴＬＢチェック回路２によ
りヒットが検出されて、その旨を示すヒット／ミスヒッ
ト信号２１が出力された場合には、次の動作が行われ
る。
エントリの選択が進められる。この途中で、既に選択さ
れて書換えられたＴＬＢエントリの中に、参照すべき変
換情報が存在する場合、即ちＴＬＢチェック回路２によ
りヒットが検出されて、その旨を示すヒット／ミスヒッ
ト信号２１が出力された場合には、次の動作が行われ
る。
【００３１】まずＴＬＢチェック回路２により検出され
たヒットエントリ中の所定フィールドに保持されていた
エントリ番号、即ちヒットエントリｉｄが、セレクタ４
３によって選択されて選択部４４に供給される。
たヒットエントリ中の所定フィールドに保持されていた
エントリ番号、即ちヒットエントリｉｄが、セレクタ４
３によって選択されて選択部４４に供給される。
【００３２】選択部４４は、ＴＬＢチェック回路２によ
りヒットが検出された場合には、セレクタ４３から選択
出力されるヒットエントリｉｄをキーとして、エントリ
使用状況管理部４１内のフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ
15で構成される２分木上の経路を決定する。即ち選択部
４４は、２分木の最上段のフリップフロップＦＦ1 はヒ
ットエントリｉｄのＭＳＢの値と同じにセットされてい
るとして、そのＭＳＢ値が“０”なら左の経路を、
“１”なら右の経路を選択する。次に選択部４４は、そ
の経路をたどった先のフリップフロップはヒットエント
リｉｄの２番目のビットの値と同じにセットされている
ものとして、更に次の経路を選択する。選択部４４は、
以下同様の処理を繰り返し、最下段まで経路が決まった
なら、最上段から最下段までの経路上の全ての（４つ
の）フリップフロップを、最上段はヒットエントリｉｄ
のＭＳＢの値を反転した値に、第２段は２番目のビット
の値を反転した値にというように、それぞれヒットエン
トリｉｄの対応するビットの反転値にセットし直す。
りヒットが検出された場合には、セレクタ４３から選択
出力されるヒットエントリｉｄをキーとして、エントリ
使用状況管理部４１内のフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ
15で構成される２分木上の経路を決定する。即ち選択部
４４は、２分木の最上段のフリップフロップＦＦ1 はヒ
ットエントリｉｄのＭＳＢの値と同じにセットされてい
るとして、そのＭＳＢ値が“０”なら左の経路を、
“１”なら右の経路を選択する。次に選択部４４は、そ
の経路をたどった先のフリップフロップはヒットエント
リｉｄの２番目のビットの値と同じにセットされている
ものとして、更に次の経路を選択する。選択部４４は、
以下同様の処理を繰り返し、最下段まで経路が決まった
なら、最上段から最下段までの経路上の全ての（４つ
の）フリップフロップを、最上段はヒットエントリｉｄ
のＭＳＢの値を反転した値に、第２段は２番目のビット
の値を反転した値にというように、それぞれヒットエン
トリｉｄの対応するビットの反転値にセットし直す。
【００３３】これにより、例えば、フリップフロップＦ
Ｆ1 〜ＦＦ15が図４に示すような状態において、ＴＬＢ
チェック回路２によりｉｄ（エントリ番号）が“１００
０”のＴＬＢエントリにヒットしたことが検出されたな
らば、そのｉｄ値からＦＦ1→ＦＦ3 →ＦＦ6 →ＦＦ12
の経路Ｐ２が決定され、その経路Ｐ２上のフリップフロ
ップＦＦ1 ，ＦＦ3 ，ＦＦ6 ，ＦＦ12が、それぞれ
“０”，“１”，“１”，“１”にセットし直される。
Ｆ1 〜ＦＦ15が図４に示すような状態において、ＴＬＢ
チェック回路２によりｉｄ（エントリ番号）が“１００
０”のＴＬＢエントリにヒットしたことが検出されたな
らば、そのｉｄ値からＦＦ1→ＦＦ3 →ＦＦ6 →ＦＦ12
の経路Ｐ２が決定され、その経路Ｐ２上のフリップフロ
ップＦＦ1 ，ＦＦ3 ，ＦＦ6 ，ＦＦ12が、それぞれ
“０”，“１”，“１”，“１”にセットし直される。
【００３４】以上は、ＴＬＢエントリの数が２4 （＝１
６）個である場合について説明したが、２n 個のＴＬＢ
エントリから書換え対象エントリを選択する場合にも同
様に適用できる。但し、この場合には、２分木を構成す
るように関連付けされるフリップフロップは２n −１個
必要となり、その段数はｎ段となる。
６）個である場合について説明したが、２n 個のＴＬＢ
エントリから書換え対象エントリを選択する場合にも同
様に適用できる。但し、この場合には、２分木を構成す
るように関連付けされるフリップフロップは２n −１個
必要となり、その段数はｎ段となる。
【００３５】なお、前記実施例では、本発明を仮想記憶
管理機構に適用して、ＴＬＢ内のエントリ群の中から書
換えの対象となるエントリを選択する場合について説明
したが、本発明は、キャッシュ機構に適用して、キャッ
シュエントリ（キャッシュタグエントリ）群の中から書
換えの対象となるエントリを選択する場合にも同様に実
施可能である。
管理機構に適用して、ＴＬＢ内のエントリ群の中から書
換えの対象となるエントリを選択する場合について説明
したが、本発明は、キャッシュ機構に適用して、キャッ
シュエントリ（キャッシュタグエントリ）群の中から書
換えの対象となるエントリを選択する場合にも同様に実
施可能である。
【００３６】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
２n 個のエントリの中から書換え対象エントリを指定す
るために、２分木を構成するように関連付けされた２n
−１個の状態保持手段を用い、この２n −１個の状態保
持手段の値に応じて２分木の最上段から最下段までたど
る経路を決定し、その経路上のｎ個の状態保持手段の保
持値を順に並べて定まるエントリ番号のエントリを書換
え対象エントリとして選択すると共に、上記ｎ個の状態
保持手段の保持値を反転する構成とすることにより、少
なくともｎ回の書換え（書換え対象エントリの選択）が
行われるまでは、同じエントリが選択されないで済み、
少量のハードウェア量でありながら、ヒット率を低下さ
せることなく効率よく書換え対象エントリを選択するこ
とができる。
２n 個のエントリの中から書換え対象エントリを指定す
るために、２分木を構成するように関連付けされた２n
−１個の状態保持手段を用い、この２n −１個の状態保
持手段の値に応じて２分木の最上段から最下段までたど
る経路を決定し、その経路上のｎ個の状態保持手段の保
持値を順に並べて定まるエントリ番号のエントリを書換
え対象エントリとして選択すると共に、上記ｎ個の状態
保持手段の保持値を反転する構成とすることにより、少
なくともｎ回の書換え（書換え対象エントリの選択）が
行われるまでは、同じエントリが選択されないで済み、
少量のハードウェア量でありながら、ヒット率を低下さ
せることなく効率よく書換え対象エントリを選択するこ
とができる。
【００３７】また、この発明によれば、２n 個のエント
リの中の１つが参照された場合に、その参照エントリの
エントリ番号をキーとして上記２分木の最上段から最下
段までたどる経路を決定し、その経路上の各状態保持手
段に、同エントリ番号を構成する各ビットの反転値をセ
ットする構成とすることにより、一度参照されたエント
リは、少なくともｎ回の書換え（書換え対象エントリの
選択）が行われるまでは再び選択される（書換えられ
る）ことがなく、少量のハードウェア量でありながら、
ヒット率を大きく保つことができる。
リの中の１つが参照された場合に、その参照エントリの
エントリ番号をキーとして上記２分木の最上段から最下
段までたどる経路を決定し、その経路上の各状態保持手
段に、同エントリ番号を構成する各ビットの反転値をセ
ットする構成とすることにより、一度参照されたエント
リは、少なくともｎ回の書換え（書換え対象エントリの
選択）が行われるまでは再び選択される（書換えられ
る）ことがなく、少量のハードウェア量でありながら、
ヒット率を大きく保つことができる。
【図１】本発明の一実施例に係る書換え対象エントリ選
択装置を備えた仮想記憶管理機構の構成を示すブロック
図。
択装置を備えた仮想記憶管理機構の構成を示すブロック
図。
【図２】図１中のフリップフロップＦＦ1 〜ＦＦ15によ
り構成される２分木と、その２分木に従う経路選択を説
明するための図。
り構成される２分木と、その２分木に従う経路選択を説
明するための図。
【図３】図２に示す構造の２分木に従う経路選択による
書換え対象エントリ候補の決定を説明するための図。
書換え対象エントリ候補の決定を説明するための図。
【図４】図２に示す構造の２分木に従う経路選択による
書換え対象エントリ候補の決定を説明するための図。
書換え対象エントリ候補の決定を説明するための図。
【符号の説明】 １…ＴＬＢ、２…ＴＬＢチェック回路、３…書換え部、
４…書換え対象エントリ選択装置、４２…候補エントリ
決定部、４３…セレクタ、４４…選択部、ＦＦ1 〜ＦＦ
15…フリップフロップ（状態保持手段）。
４…書換え対象エントリ選択装置、４２…候補エントリ
決定部、４３…セレクタ、４４…選択部、ＦＦ1 〜ＦＦ
15…フリップフロップ（状態保持手段）。
Claims (4)
- 【請求項１】 主記憶上の情報の写しを含む情報を登録
するための、ｎビットのエントリ番号が割当てられた２
n 個のエントリの中から、書換え対象エントリを選択す
る書換え対象エントリ選択方法において、 ２分木を構成するように関連付けされた２n −１個の状
態保持手段を用い、この２n −１個の状態保持手段の値
に応じて前記２分木の最上段から最下段までたどる経路
を決定し、その経路上のｎ個の前記状態保持手段の保持
値を順に並べて定まるエントリ番号のエントリを、前記
２n 個のエントリの中から書換え対象エントリとして選
択すると共に、前記ｎ個の状態保持手段の保持値を反転
することを特徴とする書換え対象エントリ選択方法。 - 【請求項２】 前記２n 個のエントリの中の１つが参照
された場合には、その参照エントリのエントリ番号をキ
ーとして前記２分木の最上段から最下段までたどる経路
を決定し、その経路上の前記各状態保持手段に、同エン
トリ番号を構成する各ビットの反転値をセットすること
を特徴とする請求項１記載の書換え対象エントリ選択方
法。 - 【請求項３】 主記憶上の情報の写しを含む情報を登録
するための、ｎビットのエントリ番号が割当てられた２
n 個のエントリの中から、書換え対象エントリを選択す
る書換え対象エントリ選択装置において、 ２分木を構成するように関連付けされた２n −１個の状
態保持手段と、 この２n −１個の状態保持手段の値に応じて前記２分木
の最上段から最下段までたどる経路を決定し、その経路
上のｎ個の前記状態保持手段の保持値を順に並べて定ま
るエントリ番号のエントリを、書換え対象エントリ候補
とする候補決定手段と、 前記２n 個のエントリの中から書換え対象エントリを選
択すべき場合には、前記候補決定手段によって決定され
ている候補を書換え対象エントリとして選択し、その候
補の決定に用いられた前記経路上の前記ｎ個の状態保持
手段の保持値を反転する選択手段と、 を具備することを特徴とする書換え対象エントリ選択装
置。 - 【請求項４】 前記選択手段は、前記２n 個のエントリ
の中の１つが参照された場合には、その参照エントリの
エントリ番号をキーとして前記２分木の最上段から最下
段までたどる経路を決定し、その経路上の前記各状態保
持手段に、同エントリ番号を構成する各ビットの反転値
をセットすることを特徴とする請求項３記載の書換え対
象エントリ選択装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274185A JPH06124238A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 書換え対象エントリ選択方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4274185A JPH06124238A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 書換え対象エントリ選択方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06124238A true JPH06124238A (ja) | 1994-05-06 |
Family
ID=17538226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4274185A Pending JPH06124238A (ja) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | 書換え対象エントリ選択方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06124238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007293839A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ロックされたキャッシュ内のセットの置換を管理するための方法、コンピュータ・プログラム、キャッシング・システムおよびプロセッサ |
-
1992
- 1992-10-13 JP JP4274185A patent/JPH06124238A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007293839A (ja) * | 2006-04-25 | 2007-11-08 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ロックされたキャッシュ内のセットの置換を管理するための方法、コンピュータ・プログラム、キャッシング・システムおよびプロセッサ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |