JPS61246850A - バツフア記憶制御方式 - Google Patents

バツフア記憶制御方式

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Publication number
JPS61246850A
JPS61246850A JP60088382A JP8838285A JPS61246850A JP S61246850 A JPS61246850 A JP S61246850A JP 60088382 A JP60088382 A JP 60088382A JP 8838285 A JP8838285 A JP 8838285A JP S61246850 A JPS61246850 A JP S61246850A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
address
buffer storage
storage device
directory
bits
Prior art date
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Pending
Application number
JP60088382A
Other languages
English (en)
Inventor
Kanji Kubo
久保 完次
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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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Publication of JPS61246850A publication Critical patent/JPS61246850A/ja
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は計算機システムのバッファ記憶制御方式に係り
、特に論理アドレス及び実アドレスでバッフ記憶装置を
アクセスするバッファ記憶制御方式に関する。
〔発明の背景〕
従来、バッファ記憶装置を有する計算機システムでは、
バッファ記憶装置を実アドレスでアクセスする方式をと
っている。第3図にこの従来の構成例を示す。第3図に
おいて、1はアドレスレジスタ、2はアドレス変換バッ
ファ(TLB)を含むアドレス変換装置、3と5はそれ
ぞれバッファ記憶装置のデータ部とディレクトリ、4は
ロウ選択回路、8と9は比較回路、14はロウ決定回路
である。以下、アドレスは第4図に示す如くビット1〜
31で表わされるとし、バッファ記憶データ部3は8バ
イト単位でデータの読出しを行うとする。
アドレスレジスタ1には8バイト単位の論理アドレス又
は実アドレスのビット1〜28が入る。
ページサイズを4にバイトとすると、アドレスレジスタ
1のビット1〜19はページアドレス、ビット20〜2
8はページ内アドレス(ページ内8バイト単位アドレス
)となる、アドレスレジスタ1に論理アドレスが入ると
、そのビット1〜19のページアドレスはアドレス変換
装置2のTLBによって高速に実アドレスに変換され、
該実アドレスのビット1〜19はディレクトリ5と比較
回路8と9へ送られる。論理アドレスのページ内アドレ
ス部は実アドレスと等しい部分であり、そのビット20
〜28はディレクトリ5とバッファ記憶データ部3のア
クセスアドレスとして使われる。
ブロックのサイズを64バイトとすると、ディレクトリ
5はデータ部3に格納されているデータのブロック単位
の主記憶アドレスを保持するので、゛論理アドレスのビ
ット20−25の6ビツトがディレクトリ5のカラムア
ドレスとして使われることになる。バッファ記憶データ
部3は8バイト単位のデータ読出しを行う場合、ページ
内アドレスのビット20−25がカラムアドレス(ブロ
ックアドレス)、ビット26−28がブロック内アドレ
スとして使われる。ディレクトリ5とバッファ記憶デー
タ部3は第3図ではロウ数を2としているので、バッフ
ァ記憶装置の容量は8にバイトである。
アドレスレジスタlのビット20−25によってディレ
クトリ5から該当カラムの各ロウ(0)。
(1)のエントリが同時に読出される。各エントリは実
アドレスのビット1−19 (実ページアドレスRA)
と有効ビット1ビツト(V)を含む。
ディレクトリ5から読出された実アドレスはそれぞれ比
較回路8と9に入り、アドレス変換装置2から供給され
る実アドレスと比較される。この比較結果と上記各エン
トリの有効ビットをそれぞれロウ決定回路14に入力し
て一致のとれたロウが決定する。一致がとれる条件は、
比較が一致して有効ビットが“1”の時である。ロウ決
定回路14の出力はバッファ記憶データ部3から読出さ
れた各ロウの8バイトデータを選択するロウ選択回路4
へ送られ、上記比較で一致のとれたロウに対応するバッ
ファ記憶データ部3の読出しデータを選択して出力する
。ディレクトリ5の参照でいずれのロウでも一致しなか
った場合は、ブロック転送により主記憶袋W(図示せず
)から1ブロツクを読出し、データバス17よりバッフ
ァ記憶データ部3に書込む。同時にアドレス変換装置2
から供給される実アドレスをディレクトリ5の該当カラ
ムのいずれかのロウに書込み、有効ビットを′″1″に
する。
実アドレスによりバッファ記憶装置をアクセスする場合
は、アドレスレジスタ1に実アドレスが入り、アドレス
変換装置2によるアドレス変換を行わずに、アドレスレ
ジスタ1のビット20〜28をそのまシディレクトリ5
とバッファ記憶データ部3のアクセスアドレスとして使
用する点が異なり、他は上記論理アドレスの場合と同様
である。
第3図では、アドレス変換装置2のTLBとディレクト
リ5及びバッファ記憶データ部3を同時にアクセスし、
その後実アドレスの比較、ロウ決定、ロウ選択を行って
いるが、これはバッファ記憶データ部3から高速にデー
タを読出すためであり、最近はこのような構成が一般的
になってきている。
さて、バッファ記憶装置を有する計算機システムでは、
一般にバッファ記憶容量を大きくするほどバッファ記憶
のヒツト率が高くなり、システムの平均命令実行時間が
短縮される。
しかしながら、仮想記憶方式を採用した計算機システム
では、バッファ記憶装置で使用するアドレスのビット数
に制約を受ける0例えば、第4図に示した如くアドレス
がビット1〜31で表わされ、4にバイトが1ページで
ある仮想記憶方式では、論理アドレスのビット1〜19
はアドレス変    −換を受ける部分であり、ビット
20−31が実アドレスと等しい部分である。従来のバ
ッファ記憶装置は実アドレスでアクセスする方式なので
、アドレス変換バッファ(T、LB)とバッファ記憶装
置を同時に読出そうとすると、バッファ記憶装置で使え
るアドレスは論理アドレスのビット2〇−31の4にバ
イトとなる。これ以上、容量を増やすためにはロウ数を
増やさなければならないが。
これにより比較回路が増え、回路が複雑になり。
高価なものとなる。又、実装的な問題もあって。
ロウ数は極端に増やすわけにいかない。
上記の問題を解決する方式として、論理アドレスでバッ
ファ記憶を参照する方法が特開昭56−16982号と
特開昭56−140575号に提示されている。しかし
、前者はヒツトしなかった時、論理アドレスを変化させ
て再度バッファ記憶装置をアクセスしなければならず、
容量を大きますると、このアクセス回数が増え、性能上
望ましくない結果となる。又、後者はディレクトリ自体
は実アドレスでアクセスする方式なので、従来と同様に
比較回路が増加し、高価になるという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、バッファ記憶装置を有する計算機シス
テムにおいて、ロウ数を増やすことなくバッファ記憶容
量を大きくすることを可能にするバッファ記憶制御方式
を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、バッファ記憶データ部に格納されているデー
タの主記憶アドレスを保持するディレクトリを、論理ア
ドレス情報を保持する第1のディレクトリと実アドレス
情報及び論理アドレスの一部を保持する第2のディレク
トリとに分け、バッファ記憶データ部を論理アドレスで
アクセスする場合は第1のディレクトリを参照し、実ア
ドレスでアクセスする場合は第2のディレクトリを参照
することを特徴とする。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例のブロック図を示す。
第1図において、ページサイズ、ブロックサイズ、ロウ
数は第3図と同様とする。第3図と異なる点はバッファ
記憶データ部3に格納されているデータの主記憶アドレ
スを保持するディレクトリが第1のディレクトリ6と第
2のディレクトリ7の2つに分かれている点と、論理ア
ドレスのページアドレスの一部であるビット16−19
がディレクトリ6.7とバッファ記憶データ部3のカラ
ムアドレスに含まれている点である。即ち、第1図では
、論理アドレスのビット16−25を各ディレクトリ6
.7のカラムアドレスとして使い、ビット16−28を
バッファ記憶データ部3のカラムアドレス、ブロック内
アドレスとして使うことにより、ロウ数を増やすことな
く128にバイトの容量のバッファ記憶装置を構成して
いる。
第1のディレクトリ6の各エントリは論理アドレスのビ
ット1−15 (図中LAと表示)と有効ビットを1ビ
ツト(図中Vと表示)含み、第2のディレクトリ7の各
エントリは実アドレスのビット1−15(図中RAと表
示)と有効ビット(図中Vと表示)及び論理アドレスの
ビット16−19(図中りと表示、リンクビットと呼ぶ
)、及びリンクビットの有効ビット1ビツト(図中vL
と表示)を含む、10〜13は比較回路である。
15はロウ決定及びカラムアドレス生成回路であり、第
2図の如き構成をとる。第2図中、゛′第2のディレク
トリ参照”はディリフトリ6を参照するどき′0″、デ
ィレクトリ7を参照するとき“1”となるものである、
Nは反転回路、Aはアンド回路、0はオア回路である。
論理アドレスによりバッファ記憶装置をアクセスする場
合、アドレスレジスタ1に論理アドレスが置かれる。こ
のアドレスレジスタ1のビット16−25により、アド
レス選択回路19を介して第1のディレクトリ6の各ロ
ウのエントリの該当カラムを読出し、各エントリ内の論
理アドレスのビット1−15と、アドレスレジスタ1の
ビット1−15を比較回路10.11により比較する。
比較結果と各エントリの有効ビットはロウ決定及びカラ
ムアドレス生成回路15に入り、ロウ決定を行う。この
結果、比較が一致し、有効ビットがat I Itのエ
ントリを含むロウがロウ選択回路4に知らされる。デー
タ読出しの場合は、第1のディレクトリ6の読出しと並
行して、アドレスレジスタ1のビット16−28がバッ
ファ記憶データ部3に与えられ、ビット16−25でバ
ッファ記憶データ部3の該当カラムの各ロウが、ビット
26−28で各ロウの8バイトのデータが読出され、ロ
ウ選択回路4により有効な8バイトが取出される。
書込みの場合は、ロウ決定が完了した後にバッファ記憶
データ部3の該当カラム、該当ロウへの書込みが行われ
る。
比較回路10.11による比較の結果、いずれのロウも
不一致の場合は、アドレスレジスタ1のビット16−1
9をクラスレジスタ16に入力し、ビット1−15を論
理アドレスレジスタ18に入力した後、第2のディレク
トリ7を調べる。まず、アドレスレジスタlのビット1
−19をアドレス変換装置2により実アドレスに変換し
、求めた実アドレスのビット1−19をアドレスレジス
タ1のビット1−19の部分へ入力する0次にアドレス
レジスタ1のビット16−25により第2のディレクト
リ7の該当カラムの各ロウのエントリを読出し、各エン
トリ内の実アドレスのビット1−15とアドレスレジス
タ1のビット1−15を比較回路12.13により比較
する。比較結果と各エントリの有効ビットをロウ決定及
びカラムアドレス生成回路15に入力しロウを決定する
。この結果、比較が一致し、有効ビットが′″1′″の
エントリを含むロウがロウ選択回路4に知らされる。こ
の第2のディレクトリ7の読出しと並行して、アドレス
レジスタ1のビット16−28によってバッファ記憶デ
ータ部3の各該当カラムの8バイトデータを読出し、ロ
ウ選択回路4により有効な8バイトを得る。
上記第2のディレクトリ7の参照で比較が一致しなかっ
た場合は、周知のブロック転送により主記憶装置より1
ブロツクを読出し、データバスによりバッファ記憶デー
タ部3の該当カラムの該当ロウに書込むと共に、アドレ
ス選択回路19により、カラムアドレスのビット16−
19はクラスレジスタ16を、ビット20−25はアド
レスレジスタ1のビット20−25を選択して、第1の
ディレクトリ6のカラムアドレスを生成した後。
該第1のディレクトリ6の該当カラムのいずれかのロウ
に、論理アドレスのビット1−15が格納されている論
理アドレスレジスタ18の内容を登録し、有効ビットを
1”にする、この場合、主記憶装置へ送るアドレスは実
アドレスであるが、バッファ記憶データ部3と第1のデ
ィレクトリ6のカラムアト、レスは論理アドレスが使わ
れる。
次に、アドレスレジスタ1のビット16−25により第
2のディレクトリ7のエントリを指定し、実アドレス部
にアドレスレジスタ1のビット1−15を登録し有効ビ
ットをII 1 pHにする。同時にリンクビット部に
リンクレジスタ16に保持されている論理アドレスのビ
ット16−19を登録し。
リンクビットの有効ビットをta 1 nにする。この
第2のディレクトリ7への登録は論理アドレスで登録し
たバッファ記憶データ部゛3のデータを後で実アドレス
で参照可能とするためのものである。
次に、実アドレスによりバッファ記憶装置をアクセスす
る場合の動作について述べる。アドレスレジスタ1に実
アドレスが置かれた場合、アドレスレジスタ1のビット
16−25により第2のディレクトリ7の該当カラムの
各ロウのエントリを読出し、各エントリ内の実アドレス
のビット1−15とアドレスレジスタ1のビット1−1
5を比較する。比較結果と各エントリの有効ビットはロ
ウ決定及びカラムアドレス生成回路15に入すロウを決
定する。この結果、比較が一致し、有効ビットが1′″
のエントリを含むロウがロウ選択回路4に知らされる。
次に比較が一致したロウのエントリのリンクビット有効
ビットが調べられる。リンクビット有効ビットが′0”
の場合は、対応する論理アドレスによるバッファ記憶装
置へのブロックの登録が行われていないことを示す。即
ち、この場合は実アドレスにより登録されていることを
示すので、アドレスレジスタ1 (実アドレスが入って
いる)のビット16−28によって読出したバッファ記
憶データ部3の該当カラムの各ロウの8バイトデータを
ロウ選択回路4により選択する。
リンクビット有効ビットがIt 1 #jの場合は対応
する論理アドレスによるバッファ記憶装置へのブロック
の登録が行われていることを示すので、リンクビットを
使ってカラムアドレスを作成し、バッファ記憶データ部
3をアクセスする。即ち、ロウ決定及びカラムアドレス
生成回路15は比較が一致したロウのエントリ内のリン
クビットを取出し、アドレスレジスタ1のビット16−
19の部分へ入力する。次に、アドレスレジスタlのビ
ット16−28によりバッファ記憶データ部3をアクセ
スする。リンクビットは対応する論理アドレスのビット
16−19から成るので上記生成されたカラムアドレス
はバッファ記憶データ部3に登録した時のカラムアドレ
スと一致する。
比較回路12.13での比較結果、いずれのロウも不一
致の場合は、ブロック転送によりlブロックを主記憶装
置から読出してバッファ記憶データ部3へ書込み、第2
のディレクトリ7にアドレスレジスタ1のビット1−1
5を登録し、有効ビットをII 11Hにする。この場
合、主記憶装置へ送る dアドレス及びバッファ記憶デ
ータ部3と第2のディレクトリ7のカラムアドレスはと
もに実アドレスとなる。
なお、第1図は本発明の一実施例にすぎず1本発明はこ
れに限定されないことは云うまでもない。
例えば第1のディレクトリの論理アドレス情報としてセ
グメントテーブルオリジンアドレス(STO)又はST
Oスタック番号を含んでも良い、又。
更に大容量のバッファ記憶装置を実現する時は、リンク
ビットに論理アドレスの上位ビットを追加すれば良い。
〔発明の効果〕
本発明によれば、論理アドレス及び実アドレスでバッフ
ァ記憶装置をアクセスできるため、バッファ記憶装置で
使用するアドレスのビット数の制約が解消してバッファ
記憶装置の大容量化が可能になり、例えばディレクトリ
とバッファ記憶データ部に同一のRAM素子を使用して
安価で大容量のバッファ記憶装置を構成することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のブロック図、第2図は第1
図のロウ決定及びカラムアドレス生成回路の構成例を示
す図、第3図は従来のバッファ記1・・・アドレスレジ
スタ、  2・・・アドレス変換装置、 3・・・バッ
ファ記憶データ部、 4・・・ロウ選択回路、  6・
・・第1のディレクトリ、7・・・第2のディレクト「
ハ  10〜13・・・比較回路、  15・・・ロウ
決定及びカラムアドレス生成回路、  16・・・クラ
スレジスタ、  18・・・論、環アドレスレジスタ、
  19・・・アドレス選択回路。 第1図 第2図 第3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主記憶装置と、該主記憶装置の情報の一部をブロ
    ック単位で格納するバッファ記憶装置と、論理アドレス
    を実アドレスに変換するアドレス変換装置を備えた計算
    機システムにおいて、上記バッファ記憶装置に格納され
    ているアドレス情報を保持するディレクトリとして、論
    理アドレス情報を保持する第1のディレクトリと、実ア
    ドレス情報及び論理アドレス情報を保持する第2のディ
    レクトリを持ち、上記バッファ記憶装置を論理アドレス
    でアクセスする場合は上記第1のディレクトリを参照し
    、実アドレスでアクセス場合は上記第2のデレィクトリ
    を参照することを特徴とするバッファ記憶制御方式。
  2. (2)上記バッファ記憶装置を論理アドレスでアクセス
    する場合、上記第1のディレクトリに該論理アドレスが
    登録されていれば、該論理アドレスにより上記バッファ
    記憶装置をアクセスし、登録されていなければ上記第1
    のディレクトリに論理アドレス情報を登録し、主記憶装
    置より読出したブロックを上記バッファ記憶装置の論理
    アドレスで指定される場所へ書込むとゝもに、上記論理
    アドレスに対応する実アドレスと上記論理アドレスのペ
    ージアドレス部の下位アドレスを上記第2のディレクト
    リに登録することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のバッファ記憶制御方式。
  3. (3)上記バッファ記憶装置を実アドレスでアクセスす
    る場合、上記第2のディレクトリに該実アドレスが登録
    されていれば、該実アドレスにより上記バッファ記憶装
    置をアクセスし、登録されていなければ上記第2のディ
    レクトリに実アドレス情報を登録し、主記憶装置より読
    出したブロックを上記バッファ記憶装置の実アドレスで
    指定される場所へ書込むことを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のバッファ記憶制御方式。
  4. (4)上記バッファ記憶装置を論理アドレスでアクセス
    する場合、上記第1のディレクトリに該論理アドレスが
    登録されていない時は、アドレス変換装置により上記論
    理アドレスに対応する実アドレスを求め、該実アドレス
    により上記第2のディレクトリを参照し、該実アドレス
    が登録されていれば該実アドレスにより上記バッファ記
    憶装置をアクセスすることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載のバッファ記憶制御方式。
  5. (5)上記バッファ記憶装置を実アドレスでアクセスし
    た場合、上記第2のディレクトリに該実アドレスが登録
    されており、論理アドレス情報が有効ならば、該論理ア
    ドレス情報と上記実アドレスのページ内アドレスによっ
    て上記実アドレスに対応する論理アドレスを生成し、上
    記バッファ記憶装置をアクセスすることを特徴とする特
    許請求の範囲第1記載のバッファ記憶制御方式。
JP60088382A 1985-04-24 1985-04-24 バツフア記憶制御方式 Pending JPS61246850A (ja)

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JPS61246850A true JPS61246850A (ja) 1986-11-04

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JP (1) JPS61246850A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5623626A (en) * 1987-02-27 1997-04-22 Hitachi, Ltd. Logical cache memory for multi-processor system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5623626A (en) * 1987-02-27 1997-04-22 Hitachi, Ltd. Logical cache memory for multi-processor system

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