JPS63228352A - 仮想計算機システム - Google Patents

仮想計算機システム

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JPS63228352A
JPS63228352A JP62061013A JP6101387A JPS63228352A JP S63228352 A JPS63228352 A JP S63228352A JP 62061013 A JP62061013 A JP 62061013A JP 6101387 A JP6101387 A JP 6101387A JP S63228352 A JPS63228352 A JP S63228352A
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JP62061013A
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Hideo Sawamoto
英雄 澤本
Hidenori Umeno
梅野 英典
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Hitachi Ltd
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は仮想計算機に係り、特に仮想アドレス空間で記
憶保護手段を有する場合に好適な仮想計算機システムの
記憶保護方式に関する。
〔従来の技術〕
M組のアドレス変換手段を有する仮想計算機システムに
ついては、特公昭58−58752に記載されているが
、記憶保護については配慮されていなかった。
また仮想計算機システムの記憶保護についてはM=2の
場合について、アイ・ビー・エム システム/370 
 エクステント アーキテクチャ インタープリテイブ
 エグゼキューシ嘴ン(ニス・−!−−22−7095
−Q )第18頁(I B M  System/37
0Extended Architecture In
terpretivg ExecutionS A22
−7095− OP、18)において論じられている。
本文献に開示されるシステムはゲスト計算機(第1の仮
想アドレス空間を持つ仮想計算機)のセグメント・プロ
チクシーン(システム/370モード時)またはページ
・ブロテクシ1ン(370−XAモード時)と、ホスト
計算機のページ・プロチクシーンとが共に適用されてい
る。このシステムにおいては記憶保護例外が発生すると
、それがたとえホスト計算機のページ・プロチクシラン
による場合でも、常にゲスト計算機に記憶保護例外を報
告する仕様になっており、ゲスト計算機で発生したのか
、ホスト計算機で発生したのか区別がつかない。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記第2の従来技術では、ホスト計算機のページ・プq
テクシ醜ンによる記憶保護例外が発生しても、ゲスト計
算機に記憶保護例外を報告するため、ゲスト計算機のプ
ログラムが実計算機で実行された場合と動作が異なって
しまう。すなわち、実計算機で実行した場合には、ホス
ト計算機が存在しないのであるから、前記のホスト計算
機によるページ・ブロテクシ醜ンによる記憶保護例外は
発生しない。しかし本来、仮想計算機で実行されるプロ
グラムは、あたかも実計算機で実行されているかのよう
に、つまり実計算機で実行した時と同じ動作なすべきで
ある。
本発明の目的は、仮想計算機の記憶保護例外の発生を、
実計算機で実行した場合と全(同じにすることにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、Nレベルの仮想計算機またはホスト計算機
の記憶保護例外の検出を、Nレベルのいずれのレベルで
発生したものであるかを識別できる手段を設け、記憶保
護例外が発生した場合には、発生したレベルに対応する
仮想計算機またはゲスト計算機に割込むことにより、達
成される。
例えば、セグメントまたはページ・プロチクシランにつ
いてはアドレス変換バッファ(TLB)K、第ルベルの
仮想計算機の仮想アドレス(第1の仮想アドレス)と実
アドレス(第Mの仮想アドレスを第Mのアドレス変換手
段を用いて変換したアドレスで、ホスト計算計の実アド
レス)の対を登録すると共に、M段のアドレス変換過程
で索引したMレベル各々のセグメント・テーブルまたは
ページテーブル内の記憶保護情報(例えば、セグメント
テーブルにあるセグメント・プロチクシーン・ビット(
システム/ 370の場合)またはページ・プロチクシ
ラン・ビット(370−XAの場合))を、すべてTL
Bに登録しておき、ストア・リクエストでTLBを索引
した時に、アドレス変換したい仮想アドレスに対応する
有効なTLBのエントリが存在した場合には、TLB内
のMレベル各々個別に登録されているセグメントまたは
ページ・プロチクシラン会ビットを、第ルベルから第M
レベルまで調べ、ストアが許されていない、つまりTL
Bのセグメントまたはページ・プロチクシーン・ビット
が 1 であると、そのレベルの仮想計算機またはホス
ト計算機(第Mレベルの時)に、記憶保護例外の割込み
を発生することにより、前記目的が達成できる。
〔作用〕
TLB内のMビットのセグメント/ページ・プロチクシ
ーン・ビットはMレベルのセグメント・テーブル/ペー
ジ・テーブル内のセグメント/ベージ・プロプクシ1ン
・ビットの写しであり、 1のとき、該セグメント/ベ
ージへの書込みが許されていないことを示す。ストア・
リクエストでTLBを索引した時には、変換したい仮想
アドレスに対応する有効TLBエントリのセグメント/
ベージ・プロチクシラン・ビットを調べ、 1 である
ビットがあれば、そのビット位置からいずれのレベルで
記憶保護例外が発生したかがわかる。
複数ビットが 1 の場合は、若番のレベルにする。
次に記憶保護例外の発生したレベルに対応するプリフィ
ックス域のPSWを入れ換え、プログラム割込みを発生
させる。すなわち、記憶保護例外を発生せしめたレベル
の仮想計算機またはホスト計算機に割込んだことになる
〔実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図により説明す)。本実
施例では、簡単のためM=2の場合、すなわち、ホスト
計算機とゲスト計算機ルベルの計2レベルの場合で、記
憶保護例外もページ・プロテクシ式ンだげについて述べ
る。
まずT L Bの登録について述べ、次K T L B
の索引と記憶保護例外の検出てついて述べる。
(IITLBの登録 ゲスト計算機の仮想アドレス(第1の仮想アドレス)に
対応する有効なTLBエントリが存在しない場合にアド
レス変換過程が起動される。まず第1の仮想アドレスは
第2の仮想アドレス(ホスト計算機の仮想アドレス)に
変換され、次にホスト計算機の実アドレスに変換される
。この2段変換のために、ゲストのセグメントおよびペ
ージ・テーブル(GST 、GPT)とホストのセグメ
ントおよびページテーブル(H3T 、HPT)が索引
される。
ただし、H8T、HPTの索引は、GST索引のために
各1回、GPTの索引に各1回、そして変換アドレスの
ホスト仮想アドレス(第2の仮想アドレス)をホスト実
アドレスに変換するために各1回の、計3回ずつ索引さ
れる。
第1図で、TLBlは有効性表示ビットv、ゲストのエ
ントリであることを示すG、論理アドレスL、ホスト実
アドレスR,ホストのページ・プロテクノ9ン・ビット
(HP Tのビットの写し)IP、ゲストのページ・プ
ロテクシ寵ン・ビット(GPTのビットの写し)GPの
各フィールドをもつ。ゲストの仮想アドレスは、論理ア
ドレス・レジスタL A R2に格納され、L A R
2の一部のアドレス化用いてTLB 1を索引する。こ
の時、TLBIの■=0であると、有効なエントリがT
LB 1に登録されていないため、アドレス変換過程が
起動され、H8T、HPT、GST、GPTを索引する
。索引した)IPT、GPTの内容は、ページ・テーブ
ル・レジスタI’TR4に格納されろ。PTRA)1.
ページ・フレーム・アドレスPFRAとページ・プロチ
クシラン・ビットPPの2フイールドから成る。3回目
のHPT索引、すなわちホスト仮想アドレス(第2の仮
想アドレス)をホスト実アドレスに変換するためのHP
 T索引の結果が、PTRAにセットされた時、HPT
3S’rG(3回目のHPT索引ステージを表すタイミ
ング信号)が 1 になりANDゲート5がイネーブル
となり、PTRAのPPにセットされているHPTのペ
ージ・プロチクシラン・ビットの内容がホスト・ページ
・ブロテクシ■ン・ビット・レジスタHPR7にセット
される。
同様にGPT索引結果がPTRAにセットされた時、G
PTSTG(GPT索引ステージを表すタイミング信号
)が 1 になりANDゲート6がイネーブルとなり、
PTRAのPPにセットされているGPTのページ・プ
ロチクシラン・ビットの内容がゲスト・ページ・プロテ
クシ理ン・ビット・レジスタGPR8にセットされる。
ホスト実アドレスがPTRAのPFRAにセットされた
状態で、TLBlの登録が行われる。すナワチ、TLB
IのVは 1 、Gはゲスト走行中を示すGレジスタ3
の内容、LはLAR2のページアドレス部の内容、Rは
RTR4のPFRAの内容、HPはHPR7の内容、G
PはGPR8の内容を入力データとして書込まれる。こ
れでTLBlの登録が完了する。
(2)TLBの索引と記憶保護例外の検出TLB 1は
I、AR2のゲスト仮想アドレスの一部で索引する。索
引されたTLB 1のエントリのVが 1 で、かつT
LBlのLおよびG部がLAR2のページアドレス部お
よびG3と一致した時、変換したいアドレスがTLBに
登録されていたことになり、これをTLBがヒツトした
という。TLBlがヒツトし、かつストア・リクエスト
によるTLB索引の時、ANDゲート9および10の入
力信号のSTか 1 になる。5T=1  の時■TL
BIのGP=  1  ならばANDゲート10の出力
が 1 になり、ゲスト割込処理回路GUESTINT
12が起動される。
■TLB 1のGP=  OでかつTI、BlのHP=
1 ならばANDゲート9の出力が 1 になり、ホス
ト割込処理回路HO8T  INTIIが起動される。
HO8T  INTIIまたはGUEST  INT1
2が起動されると、HO8TまたはGUESTのプリフ
ィックス・エリアに対してページ・プロテクシ四ンによ
る記憶保護例外が発生する。すなわちホストまたはゲス
トに選択的に割込みを発生する。
本実施例ではページ・プロプクシ1ンについて述べたが
、低位アドレス・プロテクシ■ンも、ゲスト実アドレス
で検出した時はゲストに、ホスト実アドレスで検出した
時はホストに割込むように制御することにより、本発明
の目的を達成できる。
また本実施例では、TLB内にHPPとGPPを別に持
ったが、HPPとGPPをOR1,たものを1ビツトだ
けTLBに持ち、割込み処理回路にホスト/ゲストいず
れかを識別手段を設けておきホスト/ゲストに選択的に
割込んでもよい。
また、ページ・プロテクシ四ンに限らず、セグメント・
テーブルやページ・テーブルにリングφレベルやアクセ
ス制限ビットを持つ記憶保護方式でも、同様に処理する
ことができる。
〔発明の効果〕 本発明によれば、ホストとゲストの記憶保護例外を区別
して検出でき、ゲストによる記憶保護例外はゲストに、
ホストによる記憶保護例外はホストに割込むことができ
るので、ゲストで走行するプログラムは、実計算機で実
行した場合と同じように割込みが発生し、実計算機での
実行との差が無くなり、仮想計算機本来の動作ができる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のTLBとその周辺回路であ
る。 1・・・TLB。 2・・・LAR(仮想アドレスレジスタ)、3・・・G
(ゲスト表示レジスタ)、 4・・・PTR(ページ・テーブル・レジスタ)、5 
、6 、9 、10・・・ANDゲート、7・・・HP
R(ホスト・ページ・グロテクシッン・レジスタ)、 8・・・GPR(ゲスト・ページ・プロテクシ層ン・レ
ジスタ)、 11・・・ホスト割込回路、12・・・ゲスト割込回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 仮想記憶を有する計算機システムにおいて実現される仮
    想計算機システムで、M段(レベル)のアドレス変換手
    段であって、第1のアドレス変換手段は仮想計算機の仮
    想アドレスを第2のアドレスに変換し、第Kのアドレス
    変換手段は第Kのアドレスを第(K+1)のアドレスに
    変換し、第Mのアドレス変換手段は第Mのアドレスを主
    記憶装置の実アドレスに変換するM段のアドレス変換手
    段を持ち(但しK=1、2、・・・M−1)、M段の仮
    想アドレス空間のうち、N段(但しNは1≦N≦Mであ
    る自然数)の仮想アドレス空間の各空間に対応する仮想
    計算機およびホスト計算機(第Mの仮想アドレス空間を
    持つ計算機)が、記憶保護手段を持つ仮想計算機システ
    ムにおいて、各記憶保護手段における記憶保護情報をT
    LB内に保持し、TLBを参照した際に記憶保護情報を
    検出した場合は、その記憶保護情報に対応した仮想計算
    機またはホスト計算機に記憶保護例外の割込みを発生さ
    せることを特徴とする、仮想計算機システムの記憶保護
    方式。
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