JPS60122445A - 仮想計算機システム - Google Patents

仮想計算機システム

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JPS60122445A
JPS60122445A JP59173270A JP17327084A JPS60122445A JP S60122445 A JPS60122445 A JP S60122445A JP 59173270 A JP59173270 A JP 59173270A JP 17327084 A JP17327084 A JP 17327084A JP S60122445 A JPS60122445 A JP S60122445A
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JP
Japan
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address
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logical
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computer system
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JP59173270A
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Hidenori Umeno
梅野 英典
Toshiaki Ikeda
俊明 池田
Kazuhisa Genma
和寿 源馬
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR 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)
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  • 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、仮想記憶方式の計算機において、プログラム
で使用する論理アドレスと、実際に記憶装置の参照を行
なう実アドレスとの間のアドレス変換装置に関するもの
である。
〔発明の背景〕
第1図(A)に中央処理装置(以後BPUと略す)にお
ける従来のアドレス変換方式を示す。プログラムで使用
されるアドレスは、論理アドレスとして、論理アドレス
・レジスタ(LARと略す)4に設定される。BPtJ
の動作状態を示すレジスタ2 (PSWと略す)のある
1ビツトの値1または0によりアドレス変換モード(T
モードと略す)または非アドレス変換モード(〒モード
と略す)が示される。仮想記憶装置、実記憶装置はペー
ジと呼ばれる領域に分割されている。さらに、連続する
仮想ページのいくつかを集めて、セグメントと呼んでい
る。Tモードのときは、論理アドレスは、アドレス変換
機構1により実アドレスに変換される。〒モードのとき
は、論理アドレスは、変換を受けず、そのまま実アドレ
スとして使用される。
以下にTモードのときの変換を第1図にしたがって、説
明する。5.はアドレス変換早見表で、論理ページ番号
と、実ページ番号の対応を記憶する連想記憶装置である
。LAR4の値で示される論理ページ番号は、まず、5
.に送られ、7.の比較器により比較され、一致したら
実ページ番号P′が、ページ・アドレス・レジスタ(P
ARと略す)8.に設定される。5.に登録されてぃな
いときは、論理ページ番号は、実メモリドの変換テーブ
ルを使用するアドレス変換機構(D A Tと略す)9
.による変換を受け、実アドレスに変換される。その変
換後アドレスは、データ・バス16、を経由して、次の
参照のときのために早見表5.に書き込まれる。
T、Tモードに関係なく、実アドレスは、ストレジ・ア
ドレス・レジスタ(SARと略す)10゜に送られ、指
定された実アドレスのデータがストレジ・データ・レジ
スタ (SDRと略す)12゜に設定される。11.は
主記憶装置である。
第2図は、従来の入出力を制御するチャネル装置28の
機能を示す。すなわち、BPUにより、チャネル28.
六入出力の起動がかかると、チャネルは、レジスタ21
に示される固定実番地βよリチャネル・アドレス・ワー
ドを読み出し、指令・アドレス・レジスタ(CARと略
す)22に設定する。チャネル・アドレス・ワードには
、主記憶装置11に用意されたチャネル動作を指示する
指令群の先頭実アドレスと、保護キーとが記憶さ3− れており、これらが、CAR・22に設定される訳であ
る。CA、 R・22により指し示された主記憶袋W1
1−ヒのチャネル指令は、チャネル指令記憶レジスタ(
CCRと略す)23に取り込まれ、そこで解釈されて、
入出力制御装置26へ送られる。また、その指令がチャ
ネル内でのブランチを表わす場合は、そのブランチ先の
実アドレスをデータ線34を介してCAR・22に送り
、次に取り出すべき指令のアドレスを変更する。そうで
ないときは、CAR・22の値は、次の指令アドレスを
指すように一定値だけ増加される。以上が、従来のアド
レス変換方法、およびチャネル動作の概要である。
つぎに、従来方式の問題点をのべる。
仮想計算機(以下VMと略す)システムにおいては、ひ
とつの実計算機の下に、いくつかの論理的な計算機(す
なわちVM)を定義することかで°きる。8VMの記憶
装置は、主記憶装置への写像により実現される仮想記憶
装置である。各VMには、そのVM用のオペレーティン
グ・システム4− (以下O8と略す)がロードされ、そのO8の下でアプ
リケーション・プログラムが動作する。
O8が、さらに自分自身の仮想記憶装置をサポートする
場合は、記憶装置の階層は、第5図に示すように3段階
になる。レベル1は、すなわち主記憶装置である。レベ
ル1のCPは、仮想計算機システム全体を制御するプロ
グラムである。レベル2はVM自身の記憶装置(実は仮
想記憶)、レベル3はVM上のO8の生成する仮想記憶
装置である。
さて、このようなシステムの中の、いくつかのVMを高
速化したい場合は、そのVMの記憶装置(すなわちレベ
ル2メモリ)全体をレベル1メモリへ常駐化することに
なる。常駐化の方法としては、従来から行なわれている
レベル2アドレス=レベル1アドレスとする方法がある
が、この方法は唯ひとつのVMに対してのみ有効である
。他のVMについては、そのレベル2メモリ全体をレベ
ル1メモリ上に固定する方法があるが、アドレス対応関
係が任意だと、レベル2メモリ上のチャネル指令群(論
理指令群)をレベル1メモリ上のチャネル指令群(実指
令群)に変換するための処理が必要となり高速化が望め
ない。そこで、レベル1上に位置をずらして常駐化する
ようにすれば、レベル2アドレス+α=レベル1アドレ
スという関係が成立するので、チャネル指令群の変換処
理が簡単となり、それに要する時間が減るので性能をあ
げることができる。しかし、変換処理をプログラムで行
なうので、その処理時間をへらすには限度がある。さら
にアドレス対応関係が簡単であるにもかかわらず、レベ
ル2からレベル1への写像テーブル(実ST/PTと略
す。ST:セグメント・テーブル、PT:ページ・テー
ブル)を省くことができない。一般的なストレジ対応関
係では、レベレ3からレベル1へのアドレス対応関係を
表わすシャドウ・テーブルがCPにより作られる。シャ
ドウ・テーブルは、仮想ST/PT(レベル3からレベ
ル2へのアドレス変換テーブル)と実ST/PT (レ
ベル2からレベル1へのアドレス変換テーブル)とを併
合して作られる。
レベル3上で、プログラムが動作する場合は、ハードウ
ェアのアドレス変換機構は、このシャドウ・テーブルを
用いて、レベル3からレベル1へのアドレス変換を行な
う。
第1図(B)の9は従来のアドレス変換機構を示す。論
理アドレス・レジスタL A R4のセグメント番号フ
ィールドの値Sは、セグメント・テーブルSTのシステ
ム先頭実アドレスを含むレジスタ40の値と、加算器4
1により加算され、その結果STの対応するエントリの
実アドレスが得られる。そのアドレスは、主記憶装置の
ストレジ・アドレス・レジスタSARに送られ、主記憶
装置上のSTの対応エントリの値が読み出され、ストレ
ジ・データ・レジスタSDRにセラl〜される。第1図
(B)では、簡単のために、このSAR,SDRは省略
し、直接STの対応エントリから読み出すような形式で
結線しである。主記憶装置上のページ・テーブルPTの
エントリの読み出しに対しても同様の結線を用いた。さ
て、読み出されたSTの対応エントリの値は、対応する
PTの先頭実ア7− ドレスに等しく、データ線44を経由して、L A、 
R4のPフィールドの値Pとともに、加算器42へ送ら
れる。その出力信号45は、対応するPTのエントリの
実アドレスに等しく、このアドレス信号によりPTの対
応エントリが読み出され、データ線46に出力される。
以上の説明がられかるとおり、従来のST/PTのテー
ブル検索は、すべて実アドレスで行なわれており、論理
アドレスによる検索を行なうことはできない。
〔発明の目的〕
本発明は、従来技術のところで述べた問題点を解決し、
複数個の高速VMを実現することを目的とする。
〔発明の概要〕
」二記目的を達成するため本発明は論理レベル。
仮想物理レベル、実レベル等の多階12層のレベル変換
を行なう変換テーブルを有し、該変換テーブルのエント
リの内容を各オペレーティングシステムに与えられた定
数により修飾することにより該テーブルの下位のレベル
より更に下位のレベル8− のアドレスに変換する手段を有することを主な特徴とす
るものである。
〔発明の実施例〕
以下の実施例では、複数個の高速VMを実現するのに効
果をもつ場合の実施例を示す。すなわち、アドレス変換
機構として2種類考え、計算機の動作状態により、その
中の、どちらかひとつの変換を実施する場合を示す。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
先ず第3図について説明する。
1は従来のアドレス変換機構であり、15は、新たに追
加したアドレス変換機構である。従来技術の所で説明し
たように、プログラムで使用する論理アドレスは、LA
R4に設定され、計算機がアドレス変換モードのときは
、1によりアドレス変換を受けて、実アドレスとなりデ
ータ線17に出力される。非アドレス変換モードのとき
は、論理アドレスは、そのまま、実アドレスとして、論
理回路3へ送られる。3へは28w2のP、〒信号が送
られており、P=1のときは、論理アドレスは、データ
線18に出力され、P=Oのときは、J9へ出力される
。18に出力された信号は15の加算器14へ入力され
る。レジスタ13には一定値αが設定されており、これ
も加算器14へ入力される。レジスタ13はプログラム
により自由に値を設定できるものであり各O8ごとに夫
々設定することができる。加算器14の出力はSAR・
10に送られ、これにより主記憶装置11への参照が行
なわれる。データ線19.17に出たアドレスは、その
まま主記憶装置への参照アドレスとして使用される。
さて、第3図(A、)の中のアドレス変換機構9′の詳
細図を第3(B)に示す。第1′図の9との違いは、セ
グメント・テーブルSTの対応エントリの値44に、L
 A R4のページ・フィールドPの値の外に、さらに
レジスタ13の値αを加算器42′により加算した値を
対応ページ・テーブルPTのエントリ・アドレス信号4
5として用いること、および、対応PTエントリの値に
、さらに、レジスタ13の値αを加算器43により加算
して、出力データ線46に出力するところだけである。
この実施例でα=0と設定すれば、従来のハードウェア
との互換性も保たれる。
第4図の説明を以下に行なう。従来のチャネル装置28
に加算回路33を設ける。
さて、第5図は本発明の詳細な説明図であるが、従来の
プログラム技術により、上述のシャドウ・テーブルを省
略して、仮想ST/PTをシャドウ・テーブルとして用
いる方法である。このため、VMJ:のO8との提携機
能として、仮想ST/PTの各エントリに、本来のレベ
ル2アドレスにαを加算した値を入力する機能をもたせ
たものである。このため、ここでαを加算した仮想ST
/PTを、そのままシャドウ・テーブルとして使うこと
ができる。
〔発明の効果〕
本発明を従来の方式と比較すると、次の点が改善されて
いる。
(+) レベル2メモリーFのチャネル指令群を、プ1
1− ログラムによりレベル1メモリ上の指令群に変換する必
要はなく、直接実行させることができる。
(2)シたがって、指令群の動的変更(指令群をチャネ
ルが実行している間に、BPU側で、その指令を変更す
ること)を、レベル2上で行なっても正しく実行される
。従来の方式で、動的変更をサポートするには、O8と
の特別な提携機能が必要であるが、本方式では不要とな
る。
(3) レベル2からレベル1への写像テーブルを省く
ことができる。その写像は、レジスタ13に示される値
によりBPUで行なわれる。
(4) レベル3からレベル1への写像テーブル(すな
わちシャドウST/PT)を省き、仮想ST/PTで代
用するために、仮想ST/FTを、そのまま、シャドウ
ST/PTとして用いることができる。
(5)以上説明したごとく本発明によれば、仮想計算機
システムにおける、高速仮想計算機を12− 複数個実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)、第1図(B)は、従来のアドレス変換機
構の説明図、第2図は、従来のチャネル装置の機能説明
図、第3図(A)、第3図(B)、第4図はそれぞれ本
発明の一実施例、第5図は本発明の詳細な説明する図。 第 1 回 (A) 第 7 図 (B) 躬 2 図 名 、3 図 (21?ン 第 4 m

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 複数のオペレーティングシステムを同時に走行さ
    せることができ該オペレーティングシステムのアドレス
    を最」二部のレベルのアドレスとし、実メモリに付され
    た物理的アドレスを最下位のレベルのアドレスとする多
    階層アドレスをもつ仮想計算機システムにおいて、ある
    オペレーティングシステムのある所定のレベルのアドレ
    スを下位のレベルに変換する変換テーブルと該変換テー
    ブルのエントリの内容を上記オペレーティングシステム
    に与えられた定数により修飾することにより上記下位の
    レベルよりさらに下位のレベルのアドレスに変換する手
    段を有することを特徴とする仮想計算機システム。 2、 上記多階層が3階層である第1項記載の仮想計算
    機システム。 3、 上記変換する手段による以外のアドレス変換を所
    定のレベルのアドレスをそのオペレーティングシステム
    に与えられた定数により修飾することにより下位のレベ
    ルのアドレスに変換する第2の変換手段を有する第1項
    記載の仮想計算機システム。 4、 上記定数により修飾することが、該定数を上記変
    換テーブルのエントリの内容に加算することである第1
    項記載の仮想計算機システム。 5、 上記第2の変換手段をチャンネル装置内に有する
    第1項記載の仮想計算機システム。
JP59173270A 1984-08-22 1984-08-22 仮想計算機システム Granted JPS60122445A (ja)

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JP59173270A JPS60122445A (ja) 1984-08-22 1984-08-22 仮想計算機システム

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JP11905077A Division JPS5452929A (en) 1977-10-05 1977-10-05 Address converting device for information processor

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JPS60122445A true JPS60122445A (ja) 1985-06-29
JPS6126100B2 JPS6126100B2 (ja) 1986-06-19

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341484A (en) * 1988-11-02 1994-08-23 Hitachi, Ltd. Virtual machine system having an extended storage
US5499379A (en) * 1988-06-30 1996-03-12 Hitachi, Ltd. Input/output execution apparatus for a plural-OS run system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5499379A (en) * 1988-06-30 1996-03-12 Hitachi, Ltd. Input/output execution apparatus for a plural-OS run system
US5341484A (en) * 1988-11-02 1994-08-23 Hitachi, Ltd. Virtual machine system having an extended storage

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