JPS6047622B2 - 動的アドレス変換制御方式 - Google Patents

動的アドレス変換制御方式

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JPS6047622B2
JPS6047622B2 JP56155648A JP15564881A JPS6047622B2 JP S6047622 B2 JPS6047622 B2 JP S6047622B2 JP 56155648 A JP56155648 A JP 56155648A JP 15564881 A JP15564881 A JP 15564881A JP S6047622 B2 JPS6047622 B2 JP S6047622B2
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JP
Japan
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fault
tlb
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JP56155648A
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JPS5857688A (ja
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泰生 広田
秀幸 佐相
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • G06F12/1027Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]
    • G06F12/1036Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB] for multiple virtual address spaces, e.g. segmentation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、動的アドレス変換制御方式、特に仮想記憶方
式が採用されているデータ処理システムにおいて、TL
Bフオルトが発生し引続いて例えばページ・フオルトが
発生した場合についてのページ、フオルト゜リターン時
に、先のTLBフオルトが生じる原因となつた機械語命
令の実行先頭時点に戻るのではなく、当該機械語命令の
実行によつてTLBフオルト割込みが生じた時点以後の
状態に戻るよう配慮して、TLBフオルトに引続いて生
じたページ・フオルトなどからの復帰を高速化するよう
にした動的アドレス変換制御方式に関するものである。
従来から仮想記憶方式が採用されているデータA処理シ
ステムにおけるTLBフオルト発生時の処理は第1図に
示す如く行なわれる。即ち、(1) 論理アドレス1に
よつてTLB2アクセスされるとき、TLB2上に所望
の論理ページ・実ページ対応が存在すれば、TLB2か
ら読出された実ページ番号と論理アドレス1上のページ
内変位とによつて実アドレス3が得られる。
即ち通常の処理が行なわれる。(2)しかし、TLB2
上に所望の上記対応が存在しないか、存在していてもそ
の対応が無効なもの(図中1で示す)である場合には、
TLBフオルト2が生じる。
(3) この場合、図示3に示す如く、論理ページ番号
によつて、主記憶上に存在する変換テーブル4がアクセ
スされる。
(4)変換テーブル4上に所望の論理ページ・実ページ
対応が存在すれば、図示9の如く、当該対応がTLB2
上に転送されると共に、図示10,11,12,13の
如く実アドレス3が得られる。
(5)しかし、上記処理(3)のときに、変換テーブル
4上にも所望の論理ページ・実ページ対応が存在しない
か、あるいは存在していても無効なものである場合には
、図示4の如く、ページ・フオルトが発生する。
(6)ページ●フオルトが生じると、第1図において図
示を省略しているが、公知の如くページング処理が行な
われて、変換テーブル4上に図示5の如く実ページ番号
5が書込まれる。
そしてページ・フオルト・リターンが行なわれる。(7
)従来、ページ・フオルト・リターンが行なわれると、
上記処理(2)におけるTLBフオルト2を生じる原因
となつた機械語命令を最初から実行し直すようにされて
いる。即ち、論理アドレス1にもとづいて図示6の如く
TLB2を再度アクセスする。(8)このときTLB2
上には所望の論理ページ・実ページ対応が未だ存在して
いないことから、再び図示7の如くTLBフオルトが発
生する。
(9)これによつて、図示8の如く変換テーブル4がア
クセスされる。(10)このときには変換テーブル4上
に所望の論理ページ・実ページ対応が存在しており、図
示9の如く、当該対応がTLB2上に転送されると共に
、図示10,11,12,13の如く実アドレス3が得
られる。
第2図は、第1図を参照して説明した処理のうち、TL
Bフオルトに引続いてページ●フオルトが生じた場合の
処理をフローチャートの形で示し・た説明図を示してい
る。
なお図中の点線で囲つた処理は実行不可であつたことを
表わしている。そして、このときの処理は、上記処理(
2)、(3)、(5)、(6)、(7)、(8)、(9
)、(10)に対応している。第3図は、第2図図示の
処理が行なわれる間におけるデータ処理システムにおけ
る動作を、情報退避の面に重点をおいて表わした構成図
を示している。図中の符号2,4は第1図に対応し、6
は命令デコード部、7は主記憶アドレス生成・TLB制
御部、8は主記憶、9は主記憶上の所定領域、10はレ
ジスタなどのハードウェアであつて本発明にいうハード
情報をもつているもの、11はハード情報退避域、12
はハード情報退避処j理部、13は再退避処理部、14
,15,16はハード情報復元処理部を構成するものを
表わしている。上述の如くTLB2をアクセスしたとき
にTLBフオルトが発生すると、このときTLBフオル
ト・割込みが生じて図示の場合ハードウェア10上のハ
ード情報が処理部12を介してハード情報退避域11に
退避される。
この状態即ちTLBフオルトに引続いてページ・フオル
トが発生すると、ハード情報退避域11の内容は再退避
処理部13に”よつて主記憶8上の所定領域9に再退避
されてページ・フオルト・プログラム割込みが発生する
。これによつて公知のページング処理が行なわれ、所望
のページが主記憶8上に割付けられ、実ページ番号が変
換テーブル4にセットされるとページ・フオルトからの
復帰を指示するページ・フオルト・リターンによつて、
所定領域9に退避しておいたハード情報が八ードウエア
10上に復元される。そして上述のTLBフオルトを生
じる原因となつたマクロ命令がアクセスされることとな
る。しかし、この時点においては、TLB2上には所望
の論理ページ・実ページ対応が書込まれてなく、第2図
図示の如く、再びTLBフオルトが発生する。
そしてハード情報がハード情報退避処理部12をへてハ
ード情報退避域11に退避される。このときには、変換
テーブル4上に所望の論理ページ・実ページ対応が存在
しており、TLB2上に上記対応が書込まれ、かつTL
Bフオルト●リターンによつてハード情報退避域11の
内容がハードウェア10上に復元される。そして通常の
処理に入る。従来上記の如くTLBフオルトに引続いて
生じるページ・フオルトに関連した処理が行なわれてい
た。このために、上記ページ●フオルトが発生した場合
には、必らずTLBフオルト割込みが2回生じることと
なる。そして、TLBフオルトが生じると、ハードウェ
ア10上のハード情報の退避や解析が2回行なわれるこ
ととなつていた。本発明は、上記の如き問題点を改善す
ることを目的としており、ページ・フオルト・リターン
時などにおける主記憶上の所定領域のハード情報の復元
をハードウェア上に復元することなく、ハードウェア退
避域に戻すようにして、先のTLBフオルトによるTL
Bフオルト割込み発生時点以後Jの状態に戻るようにし
、処理を高速化することを目的としている。そしてその
ため、本発明の動的アドレス変換制御方式は、主記憶上
に存在しているページについての論理アドレス・実アド
レス対応情報を主記憶上の変換テーブルに格納しておく
と共に、所定個数の論理アドレス・実アドレス対応情報
を格納しプログラムからの論理アドレスによるアクセス
に対しては主記憶上の変換テーブルを参照せすに動的に
実アドレスを求める動的手段を有し、TLBに対するア
クセスに当つてTLBフーオルトが発生した際に上記変
換テーブルをアクセスし該変換テーブルの内容を用いて
上記TLB内容を更新し、上記変換テーブルに対するア
クセス時に変換例外フオルトが発生した際にページング
処理を行なつた上で上記変換テーブルの内容と上記TL
Bの内容とを更新する動的アドレス変換制御方式を採用
しているデータ処理システムにおいて、上記TLBフオ
ルト発生によるTLBフオルト割込み時点におけるハー
ドウェア上のハード情報をハード情報退避域上に退避す
るハード情報退避処理部、上記TLBフオルトに続いて
上記変換例外フオルトが発生した際に上記ハード情報退
避域の内容を上記主記憶上の所定領域に再退避を行なう
再退避処理部、上記変換例外フオルトに対応する処理の
終了に伴なつて行なわれる変換例外フオルト・リターン
時に上記所定領域の内容を上記ハード情報退避域上に復
帰させるハード情報復帰処理部、および上記ハード情報
退避域の内容をハードウェアに復元するハード情報復元
処理部をもうけ、上記変換例外フオルト・リターン時に
上記TLBフオルト割込み発生以後の状態から処理を実
行せしめるようにしたことを特徴としている。以下図面
を参照しつつ説明する。第4図は本発明の一実施例構成
を示す。第4図において、符号2,4,6,7,8,9
,10,11,12,13は第3図に対応し、17はオ
ア回路、18は本発明にいうハード情報復帰処理部、1
9は本発明にいうハード情報復元処理部を表わしている
本発明においては、ページ・フオルト・リターンに応じ
て、主記憶8上の所定領域9からのハード情報をハード
情報退避域11に戻すようにしている点において、第3
図図示の構成と異なつている。
上述の如くTLB2をアクセスした結果においてTLB
フオルトが生じると、ハードウェア10上のハード情報
はハード情報退避処理部12によつてハード情報退避域
11上に退避される。
この状態のもとで、上述の如くページ・フオルトが生じ
ると、ハード情報退避域11の内容は再退避処理部13
によつて主記憶8上の所定領域9に退避され、プログラ
ム割込みが発生する。これによつて上述と同様にページ
ング処理が行なわれてページ・フオルト・リターンが行
なわれる。
このとき、本発明においては、ハード情報復帰処理部1
8によつて、所定領域9上のハード情報がハード情報退
避域11上に戻される。即ち、先のTLBフオルト割込
みによつてハードウェア10上のハード情報がハード情
報退避域11上に退避された状態にされる。そして処理
は、変換テーブル4をアクセスしに行く段階から実行さ
れる。これによつて、変換テーブル4上に存在する論理
ページ・実ページ対応がTLB2に転送されノた状態で
、TLBフオルト リターンとなつてハード情報退避域
11の内容がハードウェア10上に復元される。上記の
説明においては、1つの論理アドレスに対して変換テー
ブルが1つのみ存在する場合につ夕いて説明してきた。
しかし、本発明の方式は、1つの論理アドレスに対して
複数の変換テーブルをもつ場合にも適用できる。即ち例
えば第5図に示すように、セグメント・テーブル20と
複数のページ・テーブル21とによつてアドレス変換が
行θなわれる動的アドレス変換機構においても適用でき
る。このような動的アドレス変換機構においては、セグ
メント◆フオルトとページ・フオルトとが発生する。
即ち、ページ・フオルト処理からのリターン時のみでな
く、セグメント・フオルト処理からのリターン時におい
ても、非所望にTLBフオルトが生じる形となることか
ら本発明が適用される。第6図はセグメント・フオルト
処理時からのリターン時にページ◆フオルトが生じる楊
合について本発明が適用された結果の処理フローを示す
。第6図から判る如く、本発明の場合には、第2図に示
した下方のTLBフオルトを発生させることなくTLB
エントリ作成を行なつて実行に入ることが可能となる。
そして、セグメント●フオルトが生じた場合には、従来
であれば第6図図示の中段に示すTLBエントリ作成と
下段に示すTLBエントリ作成とに先立つて夫々非所望
にTLBフオルトが生じ合計3回のTLBフオルトが生
じる形となつていたのに対し、第6図図示の如く1回の
TLBフオルトで足りることとなる。以上説明した如く
、本発明によれば、TLBフオルトに引続いて生じるペ
ージ●フオルトからの復帰時およびセグメント・フオル
トからの復帰時に、TLBフオルト割込みが一回で足り
ることとなり、処理が高速化される。
図面の簡単な説明第1図ないし第3図はTLBフオルト
に引続いてページ・フオルトが生じた場合の従来の処理
と構成例とを示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 主記憶上に存在しているページについての論理アド
    レス・実アドレス対応情報を主記憶上の変換テーブルに
    格納しておくと共に、所定個数の論理アドレス・実アド
    レス対応情報を格納しプログラムからの論理アドレスに
    よるアクセスに対しては主記憶上の変換テーブルを参照
    せずに動的に実アドレスを求める動的手段を有し、TL
    Bに対するアクセスに当つてTLBフオルトが発生した
    際に上記変換テーブルをアクセスし該変換テーブルの内
    容を用いて上記TLBの内容を更新し、上記変換テーブ
    ルに対するアクセス時に変換例外フオルトが発生した際
    にページング処理を行つた上で上記変換テーブルの内容
    と上記TLBの内容とを更新する動的アドレス変換制御
    方式を採用しているデータ処理システムにおいて、上記
    TLBフオルト発生によるTLBフオルト割込み時点に
    おけるハードウェア上のハード情報をハード情報退避域
    上に退避するハード情報退避処理部、上記TLBフオル
    トに続いて上記変換例外フオルトが発生した際に上記ハ
    ード情報退避域の内容を上記主記憶上の所定領域に再退
    避を行なう再退避処理部、上記変換例外フオルトに対応
    する処理の終了に伴なつて行なわれる変換例外フオルト
    ・リターン時に上記所定領域の内容を上記ハード情報退
    避域上に復帰させるハード情報復帰処理部、および上記
    TLBフオルトに対応する処理の終了に伴なつて上記ハ
    ード情報退避域の内容をハードウェアに復元するハード
    情報復元処理部をもうけ、上記変換例外フオルト・リタ
    ーン時に上記TLBフオルト割込み発生以後の状態から
    処理を実行せしめるようにしたことを特徴とする動的ア
    ドレス変換制御方式。
JP56155648A 1981-09-30 1981-09-30 動的アドレス変換制御方式 Expired JPS6047622B2 (ja)

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JPS5857688A JPS5857688A (ja) 1983-04-05
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JPH083805B2 (ja) * 1985-06-28 1996-01-17 ヒューレット・パッカード・カンパニー Tlb制御方法

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