JPS6074058A - デ−タ処理装置におけるバッファストレ−ジ制御方法 - Google Patents

デ−タ処理装置におけるバッファストレ−ジ制御方法

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JPS6074058A
JPS6074058A JP58181905A JP18190583A JPS6074058A JP S6074058 A JPS6074058 A JP S6074058A JP 58181905 A JP58181905 A JP 58181905A JP 18190583 A JP18190583 A JP 18190583A JP S6074058 A JPS6074058 A JP S6074058A
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栗山 正裕
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    • 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
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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】 (1) 発明の技術分野 本発明はデータ処理装置にお(プるバッファストレージ
制御方法、特に仮想アドレスから実アドレスへの動的ア
ドレス変換を行なうに際して、バッファストレージにお
りるヒツト率を維持しながら上記アドレス変換を行う技
術に関するものである。
(2) 技術の背景 データ処[!装置には、動作の遅い主記憶装置のために
、高速の内部処19!8置が待ち状態になるのを防ぐ目
的で、バッファストレージと呼ばれる緩衝用の記憶部を
設はデータの読出しの高速化を図る場合がある。また、
記憶装置の記憶容量を増大させるために仮想記憶方式を
採用してレベルの異なる記憶装置を複数備えたものがあ
る。このような、バッファストレージを有する一方で仮
想記憶方式を採用するデータ処理装置では、主記憶以外
の記憶装置からデータを読出り“ためのプログラムは論
理アドレス(仮想アドレスともいう)を使って行なわれ
る。主記憶以外の記憶装置(以下、非主記憶装置という
)からデータを読出すには、第1図に示すように当該非
主記憶装置1の必要なデータをページ2単位(512ワ
一ド程度の比較的大きな単位)で主記憶に移す一方で、
主記憶上にはページ2内に含まれたデータのアドレスを
索引するための。
ページデープル即ち変換デープル3を設けておく。変換
テーブル3は、第2図に示すように、論理アドレスと実
アドレス(主記憶内にお(〕る実際のアドレス)とを対
照させ、プログラム内の論理アドレスに対する主記憶M
S内の実アドレスがわかるようにしたものである。そし
て、実際の動作においては、プログラム実行時に論理ア
ドレスによる呼出しが行なわれた場合には、変換テーブ
ル3内のデータをフェッチ即ち読出し、論理アドレスか
ら実アドレスへの動的変換(D ynamic A d
drcss 丁 ranslation : Q A 
Tともいう)を行い、このアドレス変換を行った結果を
一種のレジスタ機1指を持ったTLB<Transla
tion 1ookaside Buyer )に登録
してd3ぎ、以後は同じ論理アドレスが呼出されたとき
は直ちにTLBから取出せるようにする一方、新たな論
理アドレスに苅する変換テーブルフェッチデータはバッ
ファストレージBSをアクセスし、当該バッフアメ1−
レージBSに登録されていない場合には主記憶M S内
の変換テーブル3をフェッチし、必要な変操テーブルフ
1ツヂデータを得る。このにうな動的アドレス変換を行
うには、通常のデータ処理にとって不都合にならない様
、このアドレス変換作業に要する時間の短縮を図り、ま
lC狛にバッファストレージに登録されたデータを追い
出すことのない様にする必要がある。
(3) 従来技術と問題点 バッファストレージBSを有づるデータ処理装置では、
動的アドレス変換を行うための変換テーブルフェッチ操
作にJ3いては、通常のオペランドフェッチにおけると
同様のアクセスを行っていた。即ち、第1図にiJ<ツ
ように先ずバッファストレージBSをアクセスし、この
バッフアメ1−レージBS内に請求める変換テーブルフ
ェッチデータ5即ちワード(以下、単にデータという)
が′D、録されているどうか見る■。上記データ5がバ
ッファストレージBSに登録されている場合は、当該バ
ッフ7ストレージBSからデータ5を得る■。ところが
、バッファスト。
レージBSにデータ5が登録されていない場合には上記
jQ M Sをアクセスし、主記憶MS内においてデー
タ5を含む変換テーブル3のブロック6をバッファスト
レージ88のブロック4ヘフエツチし、新たにバッファ
ストレージBSに登録すると共に必要なデータ5をワー
ド単位で1!lる■。即ち、動的アドレス変換を行う場
合、主記憶MSからバッファストレージ88へのデータ
5のフェッチは、当該データ5を含むブロック(ワード
n個分程瓜の複数のデータを内包する)単位で行い、最
終的に動的アドレス変換に必要なデータ5はワード単位
で取得されるのである。
しかし4^がら、このような従来におけるアドレス変換
方法にあっては、上にも述べたJ、うに、バッフアメ1
〜レージBSの1ブロツクは光通主記憶の1ワードのn
(fj(nは例えば8〜16)あり、この1ブロツク分
の変換デープル3へのフェッチを行うとなると、データ
5のみ即ら1ワ一ド分だ【ノフエツヂする場合の数倍の
時間を鼓するため、動的アドレス変換を行うに際しての
バッファストレージBSミスヒツト時には当該アドレス
変換作業が遅くなる恐れがあった。また、上記バッファ
ストレージBSミスヒッ1〜時、変換テーブル3からの
ブ[コツクツ1ツチを行なった後バッファストレージB
Sに登録を行なうと、そのブロック分だけ以前に登録さ
れていた命令、オペランド、データブロックかバッフア
メ1ヘレージBSから追い出される結果となり、動的ア
ドレス変換終了後再開されたブ[」グラム実行の性能を
低下させる恐れがある。他方、変換テーブルフェッチデ
ータ5についてみると、一般にT L Bのミスヒツト
率はかなり小さく、このためプログラム実行中に動的ア
ドレス変換が行なわれるインターバルは比較的太8い。
このため、成る時点で変換テーブル3がらデータ5をブ
[」ツクフェッチし、バッファストレージBSに登録し
た後、次に動的アドレス変換を行うべぎ論理アドレスの
アドレス変換用のデータ5が上記登録されたブロック6
内に含まれていたとしても、このブロック6は通常のΔ
ペランドフエッチににってバッファストレージ+38か
ら追い出されている可能性が大である。まIC1仮に上
記ブロック6がバッファストレージBSに登録肩f持δ
れていたとしても、同−或は近接した論理アドレスの変
換ばかりを続りて行なうわ【プではない。これらの点を
考えるど、動的アドレス変換を行う際に目的とするブロ
ック6(或はデータ5)がバッフ1ストレージBS内に
存在する確率は小ざく、このため変換テーブル3に対り
るフェッチ時に変換テーブル3内のブロックをバッファ
ストレージBSに登録することは無駄があるということ
になる。
(4)発明の目的 本発明は上記従来の問題JjAに首1′1シてなされた
もので、その目的は、高速バッフ1ストレージを有゛づ
−るデータ処理装置に83いて、動的アドレス変換の変
換デープルフェッチを行なうどさ、ブロック単位でのフ
ェッチを行なわず、目的とする1ワードのみ主ε己憶よ
りバッフン7ストレージをバイパスしてフ1ツチし、1
1つそのフェッチデータが非登録の状態で上記動的アド
レス変換を実行するJ、うにし、ハツノ7ストレージに
J3けるヒラ1〜率を向上さけると共に動的アドレス安
模作業に要づる時1fflの短縮を図ることにある。
(5) 発明の構成 本発明は、上記目的を近成り−るため、主記憶の池にバ
ッフ7ス[〜レージを有し、主記憶からのデータの読出
しをバッファストレージを通して行うようにする一方、
仮想記憶方式を採用してレベルの兄なる記に1装置を複
数備えているデータ処理装置にJ3いて、論理アドレス
から実)2ドレスへの動的アドレス変換をイー」−うた
めの変換テーブルフェッチデータがバッファストレージ
上に存在しないとき、この変換テーブルフェッチデータ
を1ワ一ド分のみ主記憶からバッファストレージをバイ
パスしてフェッチし、バッファストレージには非登録の
状態で上記動的アドレス変換を実行するにうにしたこと
を要旨とするものである。1 (6) 発明の実施例 第3図は、本発明のバッフ7ストレージ制御方法を実7
1i!!ヅるための制御回路の一実施例を示づ図である
。この制御回路は、主記憶MSからのデータに基づいて
演粋回路10と、動的アドレス変換操作を行うD A−
1−回路11ど、演綿処]Ip uiy又はDAT操作
時に、必要とするデータがバッフ1ストレージBS中に
登録されているか否かを検出するT A G回路12と
、演算回路10からの出力信号又はDAT回路11から
の出力(m号にJ、って作動し主記憶MSに対するフェ
ッチ操作を切凸えるオペランド・テーブルフェッチ切換
回路17とを石して成る。主記憶MSのアドレスレジス
タ13には第1のマルヂプレクリ−MUX2+を通して
演算回路10又はDAT回路11からのアドレス呼出し
命令が選択的に設定され、このアドレスレジスタ13か
らの出力はT A G回路12及び比較器15に入力し
、ここでめるアドレスがバッフ1ストレージBSに登録
されているか否かが検出され、アドレス一致が取られた
ときはBSヒツト(HIT)信号が出力される。
オペランド・デープルフェッチ切換回路17は、インバ
ータ1Gを通して比較器15の出力信号(+−IIT)
、主記憶MSのリード要求信号(MSRD)、それにイ
ンバータ18を通してDAT回路11の出力信号(D 
A T )のそれぞれか入力づるアンドゲート19と、
インバータ1Gを通して比やρ器15の出力信号(HI
T)、主記憶MSのリード要求信号(MSRD)、及び
D A T回路11の出力信号(DAT>(インバータ
を通さない)のそれぞれが入力するアントゲ−)−20
とから成る。アンドグー1−19は、演陣回路1()が
イ′1動、DAT回路11が不作動時において、比較器
15から[38ヒツト信i(+−11T)が出力されな
かったとぎ、変換テーブル以外の主記憶領域についてブ
ロック単位でのデータフェッチを行うべき指令を発する
。これに対して、アンドゲート20は、演算回路10が
不作動、DAT回路11が作動時にa3いて、比較器1
5からBSヒツト信号が出力されなかっ7jどき、主記
憶MSからのり一ドデータに基づいて変換テーブルにズ
J Lワード単位での変換テーブルフ」、ツヂを行うべ
き指令を光づ”る。
主記憶MSからのデータ信号線30は支線30a。
30bに分岐し、支線30aは第2のマルチプレクサリ
M U X 22を通してバッファ/ストレージBSに
店込データを送る一方、支線30bは第3のマルチプレ
クサMUX23を通してデータレジスタ14にリードデ
ータを送る。データレジスタ14へは第3のMUX23
を通して、バッファストレージBSからフェッチデータ
が送られ、また演算回路10から演Qデータが送られる
。そしてまた、このデータレジスタ14からの出力デー
タはデータ信号線31によって主2’+Q M S ・
\ゝ)バッファ・ストレージBSに送られ−C戊込まれ
たり、或(よ演Q回路10やDAT回路11に送られて
これらの回路の作動を制御1″tJるようになっている
かかる]14成を有゛す°る制御回路にJ、る制御操作
について説明ツる。成る演算プログラムの実行中ン7ド
レスレジスタ13にセラ1〜されるり7ドレスが実アド
レスである場合は、動的アドレス変換を行なう必要が4
1いから演算回路10へのデータ入力によって当該演算
回路10が作動し、DAT回路11は不作動どなる。演
筒回路10からのアドレス呼出データは、データイム帰
線28ににって送られ、負〕1のMUX21を通っC1
アドレスレジスタ13に実アドレスがセラ1〜される。
次いで、このレットされた実アドレスに対応するオペラ
ンドフェッチデータがバッファストレージBSに登録さ
゛れているか否かがT A G回路12及び比較器15
によって検知され、比較器15でアドレス一致が検出さ
れるとBSSヒラ−(に号(+−111−)が発せられ
るa口れに基づいて、バッフアズ1−レージBSからは
上記実アドレスに対応゛するオペランドフェッチデータ
が読出され、データレジスタ14にゼットされ、一連の
液算処理が進行する。
他方、比較器15で)lドレス一致が検出されないとき
はBSヒツト信号が光ぜられず、この情報はインバータ
16で反転されてアントゲ−1−19゜20に伝えられ
る。また、DAT回路11の不作動状EIS 4Jイン
バータ18で反転されてアンドゲート19に伝えられる
一方、インバータ18をバイパスして直接ノ′ンドグー
1〜20に伝えられるから、アンドグー1へ19はピッ
l一端子及びDAT端子のいずれもが1″となり開作動
し、アンドグー1〜20は閉作動づる。これによりアン
ドグー1〜19からは主記憶MSリードデータによって
ブロック単位でのオペランドフェッチ要求が出され、主
記憶MSに対して請求める実アドレスを内包するブロッ
クのげ出し即ちオペランドフェッチが行なわれる。そし
て呼出されたブロックはデータ信号線30の支線30a
を通って−HバツファストレージBSに登録され請求め
るアドレスのオペランドフェッチデータはバッフ7スト
レージBSからデータ信@線32を通して読出され、デ
ータレジスタ14にセットされて一連の演算処理が進行
する。
次に、演算プログラムの実行中、アドレス13にセラ1
〜されるアドレスが論理アドレスである樟回路10は不
作動となる。一般には、論理アドレスに対しては第1図
に示ずT L Bにおける検索が行なわれ、ここでミス
ヒツトになった場合に動的アドレス変換が行われる。D
AI−回路11からの論理アドレス呼出データは、デー
タ信号線29にJ:って送られ、第1のMUX21を通
ってアドレスレジスタ13に論理アドレスがセットされ
る。次いで、この論理)7ドレスに対応する変換テーブ
ルフェッチデータがバッフアメ1〜レージBSに登録さ
れているか否かがTAGA0回路12比較器15によつ
I検出され、比較器15でアドレス一致が検出されると
BSヒツト信号((」IT)が発せられる。これに基づ
いて、バッファストレージBSからは−F記論理アドレ
スに対応する変換テーブルフェッチデータ5が読出され
、データレジスタ14にセットされ、上記論理アドレス
に対する動的アドレス変換が行なわれる。
他方、比較器15で)7ドレス一致が検出されないとぎ
【まr3Sヒツト信gが発せられず、この情報はインバ
ータ16で反転されてアンドグー1〜19゜20にイバ
えられる。他方、D A T回路11の作動状態はイン
バータ18で反転されてアンドゲート19に伝えられる
一方、インバータ18をバイパスして直接アンドグー1
−20に伝えられるから、アンドグー1〜20はヒツト
端子及びD A T’端子のいずれもが” 1 ”どな
り、閉作動し、アンドゲート19は閉作動する。これに
より、アンドゲート20からはMSリードデータによっ
て1ワ一ド単位での変換テーブルフェッチ要求が出され
、上記IMSの変換テーブル3に対して1ワ一ド分の変
換テーブルフェッチデータ5の呼出し即ち変換テーブル
フエツヂが行なわれる。そして、フェッチされた変換テ
ーブルフェッヂデータ5はデータ信号線30の支線30
bを通って送られ、第3のM U X 23を通してデ
ータレジスタにレットされ、上記論理アドレスに対する
動的アドレス変換が行なわれる。なj3−ト記二通りの
論理アドレスに対づる動的アドレス変換にa3いてはい
ずれの場合−し、その変換の結果、論理アドレスと実ア
ドレスとの対照関係が明らかどなったから、これらの対
照関係は通1;3、次回の同−輪1!lす′ドレスの呼
出しに備えたTLBに登録される。
こうして論理アドレスに対するアドレス変換が終了する
と、次に演算回路10による演算処理が行われるが、こ
れについては実アドレス設定に関して先に説明したので
ここでは説明を省略づる。
(7)発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、データ1llX理
装置の動的アドレス変換に際し、主記憶に対して変換テ
ーブルフェッチを行う場合、目的とする変換テーブルフ
ェッチデータを1ワ一ド分のみ読出し、バッファストレ
ージをバイパスし且つ当該バッファストレージに非登録
の状態で動的アドレス変換するようにしたため、変1条
デープルフェッチによってバッファストレージに登録さ
れたAペランドフェッヂデータを追い出すことがなくな
り演算処理中にJ5けるBSSヒラ−率を向上させるこ
とが出来る。また、変換テーブルからのフェッチが1ワ
ードについて行われるだけであるからブロック単位でフ
ェッチする場合に比べて作動時間を短縮することができ
る等種々の効果が(!lられる。
【図面の簡単な説明】
第1図は主記憶と他の記憶装置との関係及びアドレス変
換操作の原理を簡単に示す図、第2図は変換テーブルの
構成を概略的に示づ′図、第3図は本発明のバッファス
トレージ制御方法を実施するための制御回路を示す図で
ある。 1:(主記憶以外の)記憶装置 2:ページ 3:変換テーブル 4:バッファストレージブロック 5二変換テーブルフェッチデータ 6;変換テーブルブロック 10:演算回路 11:DAT回路 12:TAG回路 13ニアドレスレジスタ14:デー
タレジスタ 15:比較器 1G、’ 18 :インバータ 17:オペランド・デーブルフ」−ツヂ切換回路19、
20:アンドゲート BS:バッファストレージ MS:主記憶 特 許 出願人 富士通株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主記憶の他にバッファストレージを有し、主記憶からの
    データの読出しをバッフアメ1〜レージを通して行うよ
    うにする一方、仮想記憶方式を採用してレベルの異なる
    記憶装置を複数備えているデータ処理装置uにおいて、
    論理アドレスから実アドレスへの動的アドレス変換を行
    うための変換゛アーブルノ1ツチデータがバッファスト
    レージ上に存在しないとき、この変換テーブルフエッヂ
    データをワード単位で主記憶からバッファストレージを
    バイパスしてフェッチし、バッフアメ1−レージには非
    登録の状態で上記動的アドレス変換を実行するにうにし
    たことを特徴とするデータ処理装置δにおけるバッファ
    ストレージ制御方法。
JP58181905A 1983-09-30 1983-09-30 デ−タ処理装置におけるバッファストレ−ジ制御方法 Granted JPS6074058A (ja)

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JPS6074058A true JPS6074058A (ja) 1985-04-26
JPH041373B2 JPH041373B2 (ja) 1992-01-10

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62151958A (ja) * 1985-12-25 1987-07-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd 仮想アドレス変換装置
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