JPH06309237A - 主記憶キー格納方式 - Google Patents

主記憶キー格納方式

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JPH06309237A
JPH06309237A JP9737793A JP9737793A JPH06309237A JP H06309237 A JPH06309237 A JP H06309237A JP 9737793 A JP9737793 A JP 9737793A JP 9737793 A JP9737793 A JP 9737793A JP H06309237 A JPH06309237 A JP H06309237A
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JP
Japan
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main memory
key
address
memory key
main storage
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Pending
Application number
JP9737793A
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English (en)
Inventor
Kazuichi Fukao
和一 深尾
Toshiaki Kawamura
俊明 河村
Shinya Watabe
真也 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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 主記憶キーを有する情報処理装置において、
キー記憶のためのハードウエア量を削減すること。 【構成】 主記憶キーのうちアクセスキー31を主記憶
装置(MS)3内のハードウェアシステム使用領域(H
SA)32に格納し、一方参照・更新テーブル(RC
T)22を記憶制御装置(SC)2内のキー記憶装置2
1に格納する。アクセスキー31を参照するアドレス
は、命令プロセッサ(IP)内のアドレス変換部15を
用いて、主記憶の絶対アドレスを当該キーを設けている
主記憶装置(MS)3内のハードウエアシステム使用領
域(HSA)32内のアドレスに変換することによって
得られる。なお、主記憶キー全てをHSAに格納しても
よい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置における
主記憶キー格納方式に関し、特にキー記憶のためのハー
ドウエア量を削減した主記憶キー格納方式に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の情報処理装置では、主記憶装置の
保護および参照・変更の記録を行うことを目的として、
主記憶装置を、例えば、仮想記憶方式におけるページ等
の特定の大きさの単位に分割し、その分割単位毎に主記
憶キーを設ける方法が広く採用されている。この方法に
おいて、前者の目的である主記憶装置の保護は、主記憶
キー内のアクセスキーをCPU(中央処理装置)あるい
はチャネルが持っている保護キーと比較し、両者が一致
した場合のみ主記憶装置へのアクセスを許可するという
方法により行っている。
【0003】一方、後者の目的である主記憶の参照・変
更の記録は、仮想記憶方式におけるページリプレース処
理において、リプレースされるページの選択優先順位を
決めるための、また補助記憶装置への書き戻しの必要性
を判断するための情報を保存するために行われるもので
あって、上記主記憶装置の対応する分割単位領域(ペー
ジ)毎に、その領域のデータが参照されたか否か、また
は変更されたか否かを記録しておくものであり、参照さ
れたり変更された場合に、主記憶キー内の参照・変更テ
ーブルのそれぞれの対応するビット位置に“1”をセッ
トすることにより行っている。
【0004】このような主記憶キーは、従来、主記憶装
置とは別個に設けた専用の記憶装置(以下、このような
専用の記憶装置をキー記憶装置という)に格納する方式
が採用されていた。また、その写しをTLB(Table
Lookaside Buffer:アドレス変換バッファ)等の高速な
バッファに格納しておき、必要な場合TLBにアクセス
するようにして高速化を図っていた。
【0005】しかしながら、主記憶キーを設ける分割単
位の大きさを一定にしたまま、上記のように、主記憶キ
ーを専用のキー記憶装置に格納する方法を採用した場合
には、主記憶装置の記憶容量を増加するにつれて、キー
記憶装置の記憶容量も比例して増加させなければならな
いため、大容量の主記憶装置を採用する場合にはキー記
憶装置自体のハードウエア量も増大してしまうという問
題が生じる。
【0006】この問題を解消するために、主記憶キーを
設ける主記憶装置の分割単位の大きさを、主記憶装置の
記憶容量によって変化させることによってキー記憶のた
めのハードウエア量を低減する方法が考えられた。この
ような方法について、例えば、特開昭63−20684
4号公報に開示されている。この方法は、例えば2ギガ
バイト(GB)以内の主記憶のアドレスについては4キ
ロバイト(KB)単位毎に、また2GBを超える主記憶
のアドレスでは64KB単位毎に主記憶キーを設けるよ
うにして、主記憶キーのエントリ数の増加を抑え、キー
記憶のためのハードウエア量を低減させるものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような、主記
憶キーを設ける主記憶装置の分割単位の大きさを、主記
憶装置の記憶容量によって変化させる方法は、主記憶キ
ーのハードウエア量の低減には効果があるが、分割単位
の大きさが変わるため、ページング動作に制約を与え、
制御が複雑になり、性能低下を招く可能性がある。ま
た、主記憶キーのエントリ数を変化させずにキー記憶の
ためのハードウエア量を低減させる方法についての公知
例は存在しなかった。本発明の目的は、主記憶キーのエ
ントリ数を変化させずにキー記憶のためのハードウエア
量を低減する主記憶キー格納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】上記目的を達成するため
に、本発明では、主記憶キーの全部あるいは一部を主記
憶装置内に格納するようにしている。また、主記憶装置
内の主記憶キーの読み出しあるいは書き込み時に、上記
主記憶キーを設けている主記憶装置の絶対アドレスを上
記主記憶キーの主記憶装置内アドレスに変換する手段を
有している。さらに、主記憶キーの一部を主記憶内のハ
ードウェアシステム使用領域(HSA)に格納するよう
にしている。
【0009】
【作用】本発明によれば、主記憶キーの全部あるいは一
部を主記憶装置内に格納することにより、専用のキー記
憶装置のハードウエア量が低減する。また、主記憶キー
へのアクセスは、上記主記憶キーを設けている主記憶装
置の絶対アドレスを上記主記憶キーの主記憶装置内アド
レスに変換する手段により行う。さらに、主記憶キーの
一部を主記憶装置内のハードウェアシステム使用領域
(HSA)に格納することにより、主記憶容量を増加さ
せることなく主記憶キーを格納することが可能となる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2を
用いて詳細に説明する。本発明は、主記憶装置に主記憶
キー全体を格納する場合と主記憶キーの一部だけを格納
する場合の両方を含むものであるが、ここでは、主記憶
装置に主記憶キーの一部であるアクセスキーを格納する
場合について説明する。また、主記憶装置のいずれの領
域に格納してもよいが、特にハードウエアシステム使用
領域(HSA)に格納する場合の実施例を説明する。
【0011】図1は本発明が対象としている情報処理装
置の一例のブロック図である。図1において、1は命令
プロセッサ(IP)、11は命令実行部、12はアドレ
ス変換バッファ(TLB)、13はアクセスキーの写
し、14は動的アドレス変換(DAT)部、15はアク
セスキーアドレス変換部、2は命令プロセッサ(IP)
1からのメモリ参照要求を処理する記憶制御装置(S
C)、21はキー記憶装置、22は参照・更新テーブル
(RCT)、3は記憶制御装置(SC)2からアクセス
される主記憶装置(MS)、31はアクセスキー、32
はハードウエアシステム使用領域(HSA)で、命令プ
ロセッサ(IP)と入出力プロセッサとの通信情報の格
納などに使用する領域、33はソフトウエア使用領域で
ある。主記憶キーの一部であるアクセスキーは、主記憶
装置中のハードウエアシステム使用領域(HSA)に格
納されている。
【0012】本発明の実施例では、主記憶装置の保護お
よび参照・変更の記録を行うために、主記憶装置を4キ
ロバイト(KB)のページ単位に分割し、それぞれのペ
ージに対して主記憶キーを設け、アクセス制御ビットお
よびフェッチ保護ビットから構成されるアクセスキー3
1を主記憶装置(MS)3内のハードウェアシステム使
用領域(HSA)32に格納し、一方、参照ビットおよ
び更新ビットから構成される参照・更新テーブル(RC
T)22を記憶制御装置(SC)2内のキー記憶装置2
1に格納する。
【0013】上記の本実施例において、参照・更新テー
ブル(RCT)22をアクセスキー31と分離してアク
セスキー31を格納している主記憶装置(MS)3とは
別個の記憶装置(キー記憶装置21)に格納するように
した理由は、参照・更新テーブル(RCT)22に対す
るアクセス頻度の方がアクセスキー31に対するアクセ
ス頻度より高いことによるものである。このように、ア
クセス頻度の高い参照・更新テーブル22を主記憶装置
(MS)3以外の記憶装置に格納しておくことにより、
主記憶装置(MS)3のビジー率を低減することができ
るとともに、参照・更新テーブル(RCT)22のアク
セスの高速化を図ることができる。また、本実施例で
は、アドレス変換バッファ(TLB)12内に登録され
ているページに対しては、当該ページのアクセスキー3
1の写し13をTLB内の対応するエントリ内に持つよ
うにしているので、さらに処理の高速化が可能である。
【0014】以下、命令プロセッサ(IP)1からの主
記憶キー読み出し要求を例にとり、まず最初にアクセス
キー31の読み出し処理を説明し、次に参照・更新テー
ブル(RCT)22の読み出し処理について順に説明す
る。アクセスキー31の読み出しにおいて、命令プロセ
ッサ(IP)1からアクセスされたページの論理アドレ
スがTLB12に登録されている場合には、TLB12
からその論理アドレスに対応する絶対アドレスとアクセ
スキーの写し13を読み出し、命令プロセッサ(IP)
1内の命令実行部11へ送出する。
【0015】一方、命令プロセッサ(IP)1からアク
セスされたページの論理アドレスがTLB12に登録さ
れていない場合には、上記論理アドレスは動的アドレス
変換(DAT)部14により絶対アドレスに変換され、
さらにその絶対アドレスはアクセスキーアドレス変換部
15によりハードウエアシステム使用領域(HSA)3
2内のアクセスキー格納アドレスに変換される。このよ
うにして得られたアドレスによって主記憶装置(MS)
3内のハードウエアシステム使用領域(HSA)32を
アクセスする。主記憶装置(MS)3内のハードウエア
システム使用領域(HSA)32から読み出されたアク
セスキー31は、命令実行部11へ送られるとともに、
TLB12にも送られ、対応するエントリに登録され
る。このように、一度アクセスされたアクセスキー31
はTLB12に格納されているので、それ以後のアクセ
スに対して高速化が図れる。以上のようにして命令実行
部11に送られたアクセスキー31は、命令プロセッサ
(IP)1内の保護キー(図示せず)と比較され、その
結果によって主記憶装置へのアクセス許可/禁止などが
制御され、記憶保護が達成される。
【0016】また、参照・更新テーブル(RCT)22
の読み出しにおいては、当該ページの絶対アドレスに基
づいて、記憶制御装置(SC)2内のキー記憶装置21
の参照・更新テーブル(RCT)22を読み出し、その
情報を命令実行部11へ送る。命令実行部11は、送ら
れてきた参照・更新情報に基づいてリプレースを実行す
る。以上は主記憶キーの読み出し処理の説明であるが、
書き込み処理の場合も書き込み対象のページがTLBに
登録されている場合に該TLBエントリをパージする処
理を行う以外は基本的には上記読み出し処理と同様の処
理である。
【0017】次に、上記の絶対アドレスをハードウエア
システム使用領域(HSA)内のアクセスキー格納アド
レスに変換するアクセスキーアドレス変換部15の動作
について説明する。図2は、図1のアクセスキーアドレ
ス変換部15におけるアドレス変換を説明するための図
である。図1のTLB12、または動的アドレス変換
(DAT)部14から送られる主記憶装置の絶対アドレ
ス50は、ビット#0〜ビット#30からなる31ビッ
トで構成され、最大2GBまでの主記憶装置のアドレッ
シングが可能である。この場合、#0〜ビット#18が
ページアドレスに対応し、ビット#19〜ビット#30
がページ内アドレスに対応している。
【0018】まず、主記憶装置の4KBのページ単位に
設けられるアクセスキーのアドレスを連続化するため
に、絶対アドレス50内のビット#0〜ビット#18を
シフトさせるとともに上位ビットに“0”を付加し、ペ
ージアドレス60を得る。次に、得られたページアドレ
ス60にあらかじめ定められたハードウエアシステム使
用領域(HSA)内のアクセスキーの先頭アドレス70
を加えることにより、所望のアクセスキーアドレス80
を得ることができる。
【0019】以上の実施例では、命令プロセッサ(I
P)が1台のユニプロセッサ構成における処理を説明し
たが、複数の命令プロセッサ(IP)が記憶制御装置
(SC)に接続されるマルチプロセッサ構成の場合にも
本発明を実施することができることは明らかである。
【0020】さらに、以上の実施例では、主記憶キーの
うちアクセスキー31を主記憶装置(MS)3のハード
ウエアシステム使用領域(HSA)32内に、参照・更
新テーブル(RCT)22を専用の記憶装置内に格納す
る場合について示したが、主記憶キー全体(アクセスキ
ー31および参照・更新テーブル(RCT)22)を主
記憶装置(MS)3のハードウエアシステム使用領域
(HSA)32内に格納しておくようにすれば、専用の
キー記憶装置を持たなくてもよく、また、主記憶装置の
ソフトウエア使用領域を使用しないのでハードウエア量
の削減が可能である。
【0021】さらに、アクセスキー31と参照・更新テ
ーブル(RCT)22を主記憶装置とは別途設けた記憶
手段に格納するようにしても本発明を実施することがで
きる。例えば、比較的低速のアクセスが許容されるアク
セスキー31を低速の記憶装置内に格納し、一方アクセ
ス頻度が高く高速のアクセスが要求される参照・更新テ
ーブル(RCT)22を高速の記憶装置内に格納すると
いうように、それぞれ速度の異なる記憶手段に格納する
ようにしても性能を確保しつつコストの低減を図ること
ができる。また、アクセスキー31の格納用に主記憶装
置以外の記憶装置を設け、絶対アドレス(ページアドレ
ス部)により直接アクセスできるようにしておくことに
より、絶対アドレスをハードウエアシステム使用領域
(HSA)内のアクセスキー格納アドレスに変換するア
クセスキーアドレス変換部15が不要になる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、主記憶キーの全部ある
いは一部を主記憶装置内に格納することにより、キー記
憶のためのハードウエア量を低減することができる。ま
た、主記憶キーを主記憶装置(MS)内のハードウエア
システム使用領域(HSA)に格納することにより、主
記憶装置(MS)の容量を増加させることなく主記憶キ
ーを格納することが可能となる。さらに、主記憶キーを
構成する2つの機能をそれぞれアクセス時間の異なる記
憶手段に格納することにより、性能を確保しつつコスト
の削減を図ることができる。本願発明は、以上の効果を
有しているため、大容量の主記憶装置を有する情報処理
装置に適用した場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した情報処理装置の一実施例のブ
ロック図である。
【図2】本発明の一実施例におけるアクセスキーアドレ
ス変換部の詳細図である。
【符号の説明】
1 命令プロセッサ(IP) 2 記憶制御装置(SC) 3 主記憶装置(MS) 11 命令実行部 12 アドレス変換バッファ(TLB) 13 アクセスキーの写し 14 動的アドレス変換(DAT)部 15 アクセスキーアドレス変換部 21 キー記憶装置 22 参照・更新テーブル(RCT) 31 アクセスキー 32 ハードウェアシステム使用領域(HSA) 50 絶対アドレス 60 ページアドレス 70 ハードウエアシステム使用領域(HSA)内アク
セスキー先頭アドレス 80 アクセスキーアドレス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 主記憶装置の保護および参照・変更の記
    録を行うために特定の主記憶単位毎に設けられる主記憶
    キーを有する情報処理装置において、上記主記憶キーの
    全部または一部を主記憶装置内に格納することを特徴と
    する主記憶キー格納方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の主記憶キー格納方式にお
    いて、上記主記憶装置内の主記憶キーにアクセスする際
    に、上記主記憶キーを設けている主記憶装置の絶対アド
    レスを、上記主記憶キーが格納されている主記憶装置内
    アドレスに変換する手段を有することを特徴とする主記
    憶キー格納方式。
  3. 【請求項3】 請求項1または2記載の主記憶キー格納
    方式において、上記主記憶装置はソフトウェアに割り当
    てられるソフトウェア使用領域とハードウェアシステム
    の情報を格納するハードウェアシステム使用領域とから
    構成されており、上記主記憶キーの全部または一部を上
    記主記憶装置内のハードウェアシステム使用領域に格納
    することを特徴とする主記憶キー格納方式。
  4. 【請求項4】 主記憶装置の保護および参照・変更の記
    録を行うために特定の主記憶単位毎に設けられる主記憶
    キーを有する情報処理装置において、主記憶キーのうち
    上記主記憶装置の保護を目的とした機能部と参照・変更
    の記録を目的とした機能部とをアクセス時間の異なる記
    憶手段に格納することを特徴とする主記憶キー格納方
    式。
JP9737793A 1993-04-23 1993-04-23 主記憶キー格納方式 Pending JPH06309237A (ja)

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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 20040106