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JPH02114346A - Tlbエントリ制御方式 - Google Patents

Tlbエントリ制御方式

Info

Publication number
JPH02114346A
JPH02114346A JP63267264A JP26726488A JPH02114346A JP H02114346 A JPH02114346 A JP H02114346A JP 63267264 A JP63267264 A JP 63267264A JP 26726488 A JP26726488 A JP 26726488A JP H02114346 A JPH02114346 A JP H02114346A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
conversion
tlb
address
entry
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP63267264A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0812641B2 (ja
Inventor
Atsushi Ike
敦 池
Hideki Osone
大曽根 秀樹
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP63267264A priority Critical patent/JPH0812641B2/ja
Publication of JPH02114346A publication Critical patent/JPH02114346A/ja
Publication of JPH0812641B2 publication Critical patent/JPH0812641B2/ja
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  • 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】 〔概 要〕 複数のウェイ (WAY)によって構成されるTLBの
制御に関し、 仮想アドレスと実ア計゛レスが等しい場合の変換対の登
録を合理的に行うことの可能な制御方式を提供すること
を目的とし、 仮想アドレスを絶体アドレスに変換する第1の変換対と
、実アドレスを絶体アドレスに変換する第2の変換対と
を保持する手段と、上記第1の変換対を用いる状態であ
るか、第2の変換対を用いる状態であるか、あるいは、
第1の変換対と第2の変換対とを共に用いることが可能
であるかを示す情報を保持する手段と、第1の変換対と
第2の変換対とを共に用いることが可能である変換対を
登録するとき、上記一方の変換対に他方の変換対が包含
されることを抑止する手段とを設けることにより構成す
る。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、情報処理装置のCPU内にアドレス変換の高
速化を図るため設けられた変換索引緩衝機構(以下TL
Bと言う)に関し、特に仮想アドレスから絶体アドレス
への変換と、実アドレスから絶体アドレスへの変換の2
ウエイ(WAY)の構成を採るTLBにおいて、仮想ア
ドレスと実アドレスが等しい場合の変換対の登録を合理
的に行うことの可能なT L B ai制御方式に係る
〔従来の技術〕
第2図は情報処理装置の構成の例を示す図であって、5
1は中央処理装置(以下CPUとも言う)、52は主記
憶制御装置(以下MCUとも言う)、53は主記憶(以
下MSUとも言う)、を表している。
同図に示すようにCPU51は、命令の実行制御を行う
!ユニット54(以下IUとも言う)と、演算を1行う
Eユニット55(以下EUとも言う)と、データの読み
出し/書き込みを行うSユニット56(以下SUとも言
う)の3ユニツトより構成される。さらにSユニット5
6は、主記憶装置の一部の写しを保持するキャッシュ・
メモリ57と、仮想記憶機構として、動的アドレス変換
R(DAT)と変換索引緩衝機構58(TLB)を具備
する。
lU34からの主記憶アクセス要求は、IU−REQ(
:i1号によりなされる。IU−REQ信号がオンのと
きのIU−REQ−ADR5/IU−REQ−IDに応
じて、5U56は主記憶の読み込み/書き込み制御を行
う。I U−REQ−IDが読み込み指示であった場合
には、それが命令フェッチであればlU34に、オペラ
ンドフェッチであればlU55に、それぞれCACHE
−DATAの信号でI W R59,あるいは0WR6
0に読み込みデータをストアする。またIU−REQ−
IDが書き込み指示であった場合には、EIJより5T
ORE−DATAの信号を受は取り、ストア処理を実行
する。
読み込み制御で、REQ−ADR3のデータがキャッジ
557に存在しなかった場合、5U57はMCU32に
対して主記憶フェッチ要求を行う。
5U56からの該主記憶フェッチ要求は、MS−REQ
信号によりなされる。MS−REQ信号がオンのときの
MS−REQ−ADR3/MS−REQ−10に従って
MCU32は主記憶フェッチを開始し、MSU53にア
クセスして結果をMS−DATAの信号で5U56に送
る。5U56はこのMS−DATAを受は取り、キャッ
シュに格納すると共に、lU34あるいはlU55に結
果を報告する。
書き込み制御の場合、5U56はキャッシュ57にスト
アを行うと共に、MCU32に対して主記憶ストア要求
を行う。MCU32はMS−REQ/MS−REQ−A
DR3/MS−REQ−ID/MS−DATAに従って
主記憶ストアを行うべくMSU53にアクセスしてスト
アを実行する。
第33図は前記Sユニットの構成の例を示す図である。
Sユニット(SU)は4サイクルよりなるパイプライン
を具備し、それぞれPサイクル、Tサイクル、Bサイク
ル、Rサイクルと呼ぶ。
Pサイクルでは、IUよりのリクエスト (IU−RE
Q/IU−REQ−ADRS/IIREQ−I D)を
受は取り、I U−REQ−ADR5をTLAR61(
Tcyc l e−Log ical−Address
−Register)に格納する。
Tサイクルでは、T L A R61の一部でTLB6
2を索引すると共に、T L A R61の別の一部で
キャッシュ63のディレクトリ部(CACHEDIR)
を索引する。キャッジ563のディレクトリ部には、デ
ータ・アレイ部の各ブロックの有効性を示すバリッド・
ビットと絶対アドレスが格納されている。また、キャッ
シュは複数のWAYより構成されており、Tサイクルで
キャッシ二の各WAYより索引されたディレクトリ情報
は、TLB62より読み出された絶対アドレスと並列で
マツチが取られ、結果がMWNR64(Match−W
ay−Number−Register)に格納される
。この際に、全てのWAYでマツチが得られなかった場
合には、キャッシュ・ミスとなり、後続のRサイクルよ
り主記憶フェッチ動作が開始される。また、TLB62
がミス・ヒツトした場合には、TMHR65(TLB−
MissHi t−Register)がセットされる
Bサイクルでは、MWNR64に示されるキャッシュの
データ・アレイ部(CACHE−DAR)に対して読み
込み/書き込み処理が行われ、読み込みであれば、結果
をIWR66あるいは0WR67に格納する。また、T
LBミス・ヒツトの場合にはここでDAT138が起動
される。
Rサイクルでは、MCUアクセスを行う。
第4図はTLBの内部構成の例を示す図である。TLB
は、プライマリイ (PRIMARY)72、およびオ
ルタネート (ALTERNATE)73の2つのWA
Yにより構成されており、以下の各エントリ情報は双方
のWAYに同様に格納されている。
TLB?1にはST八へUS74a、74bLOG−A
DR575a、75bSYS−ADR576a。
76bSPACE−ID7?a、77bDOMAIN−
I D78a 、 78bの各5つの情報が格納される
5TATIJS74a、74bは、そのエントリの有効
性を示すValidビットと、LOG−AD RS 7
5a 、 75b(論理アドレス)が仮想アドレスであ
るか実アドレスであるかを示すVビットとRビット、さ
らにコモン・セグメントを示すCSビットなどにより構
成される。■ビットとRビットとの関係を第1表に示す
。なお、■=R=0とV=R=1のケースは禁止条件と
なっている。
第1表 5YS−八DR376a、76b (絶対アドレス)は
、・DATの変換結果を格納したもので、システムアド
レスである。
5PACE−ID77a、77bは、マルチ・バーチャ
ルにおける空間の識別情報が格納される。
5TAUSのCSビットがオンである場合には、このエ
ントリは無視される。
DOMA I N−I D78a、78bは、VM(仮
想マシン)モードにおけるVMの識別情報が格納される
以上の各情報は、TサイクルのTLB索引と同時にチエ
ツクされ、全てがマツチした場合のみTLBヒツトとな
る。それ以外の場合にはTLBミス・ヒツトとなり、D
ATが起動される。
DATは所定の変換テーブルを参照して変換を行い、結
果をTLBに送る。なお、ここでDATはプレフィック
ス変換などの実アドレス→絶対アドレス変換も合わせ実
行する。
TLB71はDATの結果(SMS−ADR3)を受は
取ると、プライマリイア2あるいはオルタt、−)73
のどちらかの空きエントリに結果を格納する。もしもど
ちらのWAYにも空きがなければ、HOT&C0LDの
アルゴリズムによって置き換えWAYの候補(TLB−
H&C−REPL)を選びだす。実際には、このHOT
&C0LDのアルゴリズムの為に、TLBの参照履歴と
して最も最近にアクセスされたWAYi号(0/1)を
エントリ毎に登録するREPL八CEへARRAYを具
備しており、DAT結果のTLB登録時には、このエン
) IJ情報がTLB−H&C−REPLとして読み出
される。
コモン・セグメントのエントリを登録する場合、2つの
ウェイ (WAY)でTLB同時マツチングが起きると
、ハードウェア障害と見做されてマシンチエツクとなっ
てしまうため、それを防止するために、登録するWAY
と反対のWAYのエントリ情報が、コモン・セグメント
のエントリ登録情報に包含されないように注意しなけれ
ばならず、そのためには、TLB−H&C−REPLの
信号だけでは不十分である。
そのため、実際には第5図に示すような論理ゲート81
〜88から成る回路を用いて、登録するWAYと反対の
WAYのエントリ情報が、コモン・セグメントのエント
リ登録情報に包含されないようにしている。
すなわち、同図においてP RI −COM−MCHお
よびALT−COM−MCHの各信号は、PRIMAR
YあるいはALTERNATEの5PACE−IDを除
くエントリ情報が、コモン・セグメントのエントリ登録
情報にマツチングしたことを示す信号であり、COMM
ON−9BGMの信号は、DATの結果がコモン・セグ
メントであることi示す信号であり、TLB−PRI−
WRT−1/TLB−ALT−WRT−1の各信号は、
それぞれのWAYの最終的な置き換え指示をする為の信
号である。また、TLB−ALT−INV−1(7)信
号ハ、ALTERNATEの有効ビットをオフにするこ
とを指示する信号である。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述したような、従来の方式においては、第1表に示し
たV/Rビットの関係としてV=R=1  (仮想アド
レス=実アドレス)の場合は登録が禁止されている。し
かし、実際のシステムでは、システム固有エリアなどに
仮想アドレスと実アドレスが等しい場合が多く、またア
クセス頻度も高い場合が多い。この様な場合、従来では
LOG−ADR3=仮想アドレス/LOG−ADRS=
実アドレスに応じて必ず2つのエントリが使用されてお
り、TLBの使用効率の上で不十分なものとなっていた
。そのため、V=R=1の場合を同一のエントリに登録
する事を可能とすることが望まれていた。しかしながら
、若し、従来方式でV=R=1のエントリを許した場合
には、次のような不都合が生じる。
例えば、本従来方式においてV=R=1のエントリをT
LBに登録する場合に、上述のアルゴリズムに従ってT
LB−PRI−WRT−1がオンとなり、V=R=1の
エントリがプライマリイ側に登録された場合を考えると
、このとき、オルタネート側のVビットがオフかつRビ
ットがオン(実アドレス→絶対アドレス変換のみ可)で
ある場合に、このオルタネート側のTLB登録情報が、
プライマリイ側に包含される場合(Vビットを除く他の
登録情報が等しい)が生じろる。この場合には、先のコ
モン・セグメントの場合と同様ダブル・マツチが生じて
しまい、マシンチエツクとなってしまう。これは、プラ
イマリイとオルタネートが逆の場合でも同様である。こ
の様に、従来方式においてV=R=1のエントリを許そ
うとすると、TLBでダブル・マツチの場合が生じてし
まうという問題点があった。
本発明は、二のような従来の問題点に鑑み、仮想アドレ
スと実アドレスが等しいとき、V=R=1.のエントリ
を設けることが可能でダブル・マツチを生ずることのな
いTLBのエントリ制御方式を提供することを目的とし
ている。
〔課囚を解決するための手段〕
本発明によれば、上述の目的は、前記特許請求の範囲に
記載した手段により達成される。すなわち、本発明は、
仮想アドレスを用いて情報処理装置を使用する場合のア
ドレス変換の高速化を図るため設けられた変換索引緩衝
機構であるTLBにおいて、仮想アドレスを絶体アドレ
スに変換する第1の変換対と、実アドレスを絶体アドレ
スに変換する第2の変換対とを保持する手段と、上記第
1の変換対を用いる状態であるか、第2の変換対を用い
る状態であるか、あるいは、第1の変換対と第2の変換
対とを共に用いることが可能であるかを示す情報を保持
する手段と、第1の変換対と第2の変換対とを共に用い
ることが可能である変換対を登録するとき、上記一方の
変換対に他方の変換対が包含されることを抑止する手段
とを設けたTLBエントリ制御方式である。
〔作 用〕
上述したように、従来の方式においては、前述のように
TLBが複数のWAYによって構成される場合に、実ア
ドレスから絶体アドレスへの変換は(R=1)とし仮想
アドレスから絶体アドレスへの変換は(V=1)として
行うとき、仮想アドレスと実アドレスが等しいとき、す
なわち、V=R=1のエントリを登録しようとした場合
に、該登録エントリにより包含される別のエントリを残
してしまう場合があるという欠点を有していたが、本発
明の方式によれば、V=R=1のエン) IJを登録す
る場合に、上記手段によって、該登録エントリにより包
含される別のエントリを生じさせないようにしているの
で、コモン・セグメントの登録を行う場合においても不
都合を生ずることがない。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す図であって、1〜1B
はそれぞれ論理ゲートを示している。
同図において、論理ゲート1〜8からなる回路は、既に
第°5図によって示した従来の登録するWAYと反対の
WAYのエントリ情報がコモン・セグメントのエントリ
登録情報に包含されないようにするための回路と同様で
ある。
すなわち、第5図において、英字符へで示す信号は第5
図における+TLB−PR[−WRT−1であり、英字
符Bで示す信号は+TLB−ALT−WRT−1であっ
て、また、英字符Cで示す信号は、+TLB−ALT−
INV−1に相当する。
一方、論理ゲート9〜18から成る回路は、本発明を実
現するために設けられたものである。
同図において、PRr−REAL−MCH/ALT−R
EAL−MCHの各信号は、登録しようとするエントリ
のVビットを除く他のTLB登録情報が、P RI M
 A RY / A L T E RNATEそれぞれ
のTLB登録情報とマツチしたコトヲ示ス慣号テアリ、
TLB−V=R−ENTRYの信号は、登録しようとす
るエントリがV=R=1のエントリであることを示す信
号である。前記、英字符Δ、B、Cで示した各信号は、
従来方式に於けるTLB置き換え結果論理の信号であっ
たが、TLB−PRI−WRT−2/TLB−ALT−
WRT−2/TLB−ΔLTINV−2の各信号は、本
発明方式に於けるTLB置き換え結果論理の信号である
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す図、第2図は情報処理
装置の構成の例を示す図、第3図はSユニットの構成の
例を示す図、第4図はTLBの内部構成の例を示す図、
第5図は従来の登録するウェイと反対のウェイのエント
リ情報がコモン・セグメントのエントリ登録情報に包含
されないようにするための回路である。 1〜18・・・・・・論理ゲート 〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明の方式によれば、複数のウ
ェイ (WAY)により構成されるTLBにおいて、V
=R=1のエン) IJをダブル・マツチを起さずに登
録することが可能であるから、TLBの処理効率を向上
させ得ると共に、TLBに、より多くのエントリを登録
することが可能となるため、処理速度の高速化を図る事
が可能となる利点がある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 仮想アドレスを用いて情報処理装置を使用する場合のア
    ドレス変換の高速化を図るため設けられた変換索引緩衝
    機構であるTLBにおいて、仮想アドレスを絶体アドレ
    スに変換する第1の変換対と、実アドレスを絶体アドレ
    スに変換する第2の変換対とを保持する手段と、 上記第1の変換対を用いる状態であるか、第2の変換対
    を用いる状態であるか、あるいは、第1の変換対と第2
    の変換対とを共に用いることが可能であるかを示す情報
    を保持する手段と、 第1の変換対と第2の変換対とを共に用いることが可能
    である変換対を登録するとき、上記一方の変換対内に他
    方の変換対が包含されることを抑止する手段とを設けた
    ことを特徴とする、TLBエントリ制御方式。
JP63267264A 1988-10-25 1988-10-25 Tlbエントリ制御方式 Expired - Fee Related JPH0812641B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04232551A (ja) * 1990-05-24 1992-08-20 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 多重仮想アドレス変換方法及び装置
JPH0546480A (ja) * 1991-08-16 1993-02-26 Fujitsu Ltd メモリアクセス方式

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04232551A (ja) * 1990-05-24 1992-08-20 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 多重仮想アドレス変換方法及び装置
JPH0546480A (ja) * 1991-08-16 1993-02-26 Fujitsu Ltd メモリアクセス方式

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