JPH03108042A - 多重仮想空間アドレス制御方法および計算機システム - Google Patents

多重仮想空間アドレス制御方法および計算機システム

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JPH03108042A
JPH03108042A JP1245453A JP24545389A JPH03108042A JP H03108042 A JPH03108042 A JP H03108042A JP 1245453 A JP1245453 A JP 1245453A JP 24545389 A JP24545389 A JP 24545389A JP H03108042 A JPH03108042 A JP H03108042A
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    • 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]
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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、ゲスト仮想計算機における実行中のプログラ
ムが複数の空間のオペランドを同時にアクセスすること
のできるデータ処理装置に係り、特に、空間識別子(以
下、空間iD)と基点アドレスの変換対を記憶する手段
を有する多重仮想空間アドレス方式に関する。
[従来の技術] 従来、多重仮想記憶空間における仮想アドレッシングを
用いるデータ処理装置においては、命令が汎用レジスタ
等を使用して求めた論理アドレスで指定できる範囲を、
1つの仮想アドレス空間と称する。この1つの仮想アド
レス空間と論理アドレスとから、1つの実記憶アドレス
が、システムによって与えられる。仮想アドレス空間と
論理アドレスとから実アドレスを求める操作をアドレス
変換という。このアドレス変換は、各仮想アドレス空間
毎に、システムに定められたアドレス変換テーブル(セ
グメントテーブルとページテーブル)を用いて行われる
アドレス変換テーブルは、主記憶上に存在し、仮想アド
レス空間毎にその基点アドレス(STO:セグメントテ
ーブルオリジンアドレス)が与えられており、論理アド
レスから実アドレスへのアドレス変換は、この基点アド
レスST○を用いて変換テーブルを索引することにより
行われる。
さらに、多重仮想アドレス空間より1つのアドレス空間
を決定するため、命令のオペランド論理アドレス計算用
に使用するベースレジスタに対応するベースアクセスレ
ジスタにより空間iDを指定し、この空間iDを、シス
テムが提供するテーブル索引等の手段により求めること
も可能である。
この種のデータ処理装置に関する従来技術として、例え
ば、特公昭60−41374号公報等に記載された技術
が知られている。
また、さらに、他の進んだ従来技術として、メモリアク
セスのためベースアクセスレジスタを使用する場合、予
めハードウェア内に記憶されている空間アドレスとST
Oの変換対を使用する方法も提案されている。
この従来技術は、一般のメモリアクセス命令、例えば、
L命令等が命令レジスタに入力されるとベースレジスタ
番号フィールドの4ビツトにしたがって、オペランドの
論理アドレス計算のため、汎用レジスタよりベースレジ
スタを選択し、同時に、ベースレジスタと対となってい
るベースアクセスレジスタを選択してSTOを決定する
ものである。ベースアクセスレジスタ内の空間iDを用
いて、空間iDとSTOとの変換対を記憶させたメモリ
を参照し、オペランドの空間iDに対応するSTOを読
み出し、そのSTOをもとにオペランドの論理アドレス
を実アドレスに変換し、バッファ記憶及び主記憶をアク
セスする。また、変換対メモリに所望の空間iDとST
Oとの変換対が記憶されていない場合、ハードウェアに
より主記憶上のアクセスレジスタ変換テーブルを操作し
てSTOを求めることができる(これをアクセスレジス
タ変換という)。その後は、前述と同様にバッファ記憶
及び主記憶がアクセスされる。
この様な処理は、一般に空間iDとSTOの変換を規定
する変換テーブルを変更した際に、前記変換対メモリに
変換テーブル変更前の空間iDとSTOの変換対が記憶
されていることがあるため、該変換対メモリに記憶され
た変換対を無効化する命令を用意している。
[発明が解決しようとする課題] 前述した従来技術は、仮想計算機システムにおけるゲス
ト仮想計算機実行中に、与えられた空間iDで前記空間
iDとSTOとの変換対メモリを参照すると、同じ空間
iDであるが、当該ゲスト仮想計算機以外のホストまた
は他のゲスト仮想計算機により記憶された変換対が読み
出される可能性があり、このSTOで実アドレス変換を
行なうと、誤ったバッファ記憶及び主記憶をアクセスす
ることになる。
このため、ホストは、ゲスト仮想計算機起動または終了
時に、前記変換対メモリ全体を無効化する命令を発行す
るか、空間iDをホストと各ゲスト仮想計算機間で排反
に割りあてることを行なう必要がある。
しかし、前者の方法は変換対メモリの無効化により、空
間iDとSTOの変換処理が増加し、後者の方法は、ホ
ストによる空間iDを排反に割りあてる処理の増加によ
り性能が低下するという問題点を有している。
また、ゲスト仮想計算機実行中において、変換対メモリ
の無効化を行なう前記命令を発行した際、ホストまたは
他のゲスト仮想計算機が記憶させた変換対までも無効化
するため、ホストおよび他のゲスト仮想計算機において
も、空間iDとSTOの変換処理が増加し、性能の低下
を招く問題点を有している。
本発明の目的は、仮想計算機システムにおいてホストと
各ゲスト仮想計算機の間で、空間iDを排他的に割り当
てる必要なく、空間iDおよびSTOの変換対を記憶す
る変換対メモリを排他的に利用可能とし、不要な変換対
メモリ内の無効化処理に起因した性能低下を回避するこ
とができる多重仮想空間アドレス方式および計算機シス
テムを提供するにある。
また、ゲスト仮想計算機による前記変換対メモリ内の無
効化処理による本来無効化する必要のないホストまたは
他のゲスト仮想計算機の変換対を無効化してしまうこと
による性能低下を回避することができる多重仮想空間ア
ドレス方式および計算機システムを提供することにある
[課題を解決する手段] 上記目的を達成するために、本発明による多重仮想空間
アドレス方式は、ベースレジスタとして使用しうる汎用
レジスタに対応して空間識別子を保持するアクセスレジ
スタと、該アクセスレジスタに保持された空間識別子を
アドレス変換のための基点アドレスに変換するアクセス
レジスタ変換手段と、該変換を受けた空間識別子および
変換結果としての基点アドレスの変換対を格納する変換
対メモリとを備えた計算機システムの多重仮想空間アド
レス方式において、変換対メモリに計算機識別子を記憶
するフィールドを設け、空間識別子および基点アドレス
の各変換対に対応して、当該変換を行ったゲスト仮想計
算機の計算機識別子を前記フィールドに記憶し、ゲスト
仮想計算機ごとに、該当する変換対の参照を行うように
したものである。
好ましくは、前記ゲスト仮想計算機ごとに、変換対メモ
リ内の該当する変換対の無効化を行うようにする。
本発明による多重仮想空間アドレス方式は、他の見地に
よ九ば、ベースレジスタとして使用しうる汎用レジスタ
に対応して空間識別子を保持するアクセスレジスタと、
該アクセスレジスタに保持された空間識別子をアドレス
変換のための基点アドレスに変換するアクセスレジスタ
変換手段と、該変換を受けた空間識別子および変換結果
としての基点アドレスの変換対を格納する変換対メモリ
とを備えた計算機システムの多重仮想空間アドレス方式
において、変換対メモリの各エントリをゲスト仮想計算
機ごとに排他的に使用するようにしたものである。
本発明による計算機システムは、ベースレジスタとして
使用しうる汎用レジスタに対応して設けられ、空間識別
子を保持するアクセスレジスタと、該アクセスレジスタ
に保持された空間識別子をアドレス変換のための基点ア
ドレスに変換するアクセスレジスタ変換手段と、該変換
された空間識別子および対応する基点アドレスの変換対
を格納する変換対メモリとを備え、仮想計算機システム
として動作しうる、多重仮想空間アドレス方式の計算機
システムにおいて、変換対メモリ内の各変換対に対応し
てゲスト仮想計算機の計算機識別子を記憶する記憶領域
を設けたことを特徴とする計算機システム。
本発明による計算機システムは、他の見地によれば、ベ
ースレジスタとして使用しつる汎用レジスタに対応して
設けられ、空間識別子を保持するアクセスレジスタと、
該アクセスレジスタに保持された空間識別子をアドレス
変換のための基点アドレスに変換するアクセスレジスタ
変換手段と、該変換された空間識別子および対応する基
点アドレスの変換対を格納する変換対メモリとを備え、
仮想計算機システムとして動作しうる、多重仮想空間ア
ドレス方式の計算機システムにおいて、ゲスト仮想計算
機実行時に、当該ゲスト仮想計算機の計算機識別子を保
持する手段と、変換対メモリ内の各変換対に対応してゲ
スト仮想計算機識別子を記憶する記憶領域と、変換対メ
モリに変換対を記憶させるときに、前記保持する手段に
保持されたゲスト仮想計算機の計算機識別子を前記記憶
領域に記憶させる手段と、該ゲスト仮想計算機実行中に
与えられた空間識別子に対し、変換対メモリ内に当該ゲ
スト仮想計算機識別子が付された変換対が記憶されてい
るか否かを検出する手段とを6々えたものである。
この計算機システムにおいて、空間識別子および基点ア
ドレスの変換対を記憶する変換対メモリに対し、記憶さ
れた変換対を無効化する際、変換対メモリのエントリを
順次指定する手段と、該手段により指定されたエントリ
の計算機識別子が無効化の対象となるゲスト仮想計算機
の計算機識別子と一致するか否かを判定する手段と、該
手段により一致が検出されたエントリについてのみ、当
該変換対を無効化する手段とをさらに備えてもよい。
本発明の前記方式およびシステムにおいて、計算機識別
子はホスト計算機の識別子も含んでもよい。
[作用] 本発明により、仮想計算機システムを動作させた時に、
前記変換対メモリがホストまたは各ゲスト仮想計算機間
で排他的に、記憶、参照されるため、ホストによるゲス
ト仮想計算機の起動、あるいは終了時の前記変換対メモ
リに記憶された変換対の無効化や、ホストによる空間i
Dの排他制御行なう必要がなく、更に、各ゲスト仮想計
算機は、排他的に記憶された前記変換対メモリに対し、
当該ゲスト仮想計算機により記憶させた変換対のみを無
効させることが可能となる。これにより、ホストまたは
他のゲスト仮想計算機の処理性能の向上させることが可
能となる。
[実施例] 以下、本発明による一実施例を図面により詳細に説明す
る。
第1図は1本発明の一実施例の構成を示すブロック図で
ある。
図中、1は命令レジスタ、3は命令実行制御部、4は汎
用レジスタ(GPR)群、5はアクセスレジスタ(AR
)群、6は無効化アドレスレジスタ、7はゲスト識別子
(ゲストiD)レジスタ、11は変換対メモリアドレス
セレクタ、12は主記憶装置、13はアクセスレジスタ
(A R)変換機端、14は変換対メモリ(ALB)、
15は基点アドレス(ST○)レジスタ、16はゲスト
iD(VMNO)一致検出回路である。
命令レジスタ1に、ゲスト仮想計算機(以下単にゲスト
という)を起動する命令がセットされると、命令実行制
御部3は、起動されるゲストの固有情報より、ゲストi
Dレジスタ7にホストおよび他のゲストと識別可能な値
を設定する。以後。
起動されたゲストは命令レジスタ1にセットされた命令
を、ゲスト終了要求が発生するまで実行する。
ゲスト終了要求が発生すると、命令実行制御部3は、前
記ゲストiDレジスタ7にホスト実行値を設定し1次の
ゲスト起動要求が発生するまで、ホストプログラムを実
行することになる。
命令レジスタ1には、−例として、RX形式の命令(例
えばL命令)がセットされ、B2及びX2フイールドで
選択された汎用レジスタ4の各々の内容とB2フィール
ドの内容をアドレス計算機19に入力し、オペランドの
論理アドレスを求める。求めた論理アドレスは、実アド
レスに変換するために、更に論理アドレス変換機構18
に入力される。一方、命令のB2フィールドにより選択
された汎用レジスタ4に対応したアクセスレジスタ5内
に保持されている空間iD(以下ALETと言う)が読
み出され、変換対メモリアドレスセレクタ11を介し、
アドレスレジスタllaにセットされる。このセットさ
れたALETが変換対メモリ14の参照アドレスとなる
なお、変換対メモリアドレスセレクタ11は、変換対メ
モリ14内の記憶された変換対を無効化する命令を実行
している時のみに0′となる信号8により制御されてお
り、通常命令実行時は信号8は1′のため、アクセスレ
ジスタ5からのALETを選択している。
前記ALETを参照アドレスとして入力された変換対メ
モリ14は、求める変換対が記憶されていると、この変
換対が読み出され、信号線14cを介して、ST○レジ
スタ15内にST○とじてセットされる。
また、信号線14aを介して、当該変換対を記憶させた
VMNOが読み出され、VMNO一致検出回路16に入
力される。この回路16には、前記ゲストiDレジスタ
7からの出力も入力されており、両者が比較される。
信号!14bは、AND回路22の出力であり、参照ア
ドレスについて、前記ALETと読みだされたALET
との一致を検出する回路20と。
CR28aと読みだされたCRとの一致を検出する回路
21の両出力が共に1′のとき、11′となる。
本信号14bは、VMNO一致検出回路16からの出力
信号線16aと、変換対メモリ14から読みだされてい
るデータが有効であるときに1′となるデータ(Vビッ
ト)が読みだされる出力信号線14dとともにAND回
路17aへ入力される。つまり、求める変換対が存在し
、かつ、当該ゲストにより記憶されたものである場合、
AND回路17aの出力信号17は1′となり、命令制
御部3へ伝えられる。こ九により、命令実行制御部3は
、前記STOレジスタ15にセットされたSTOと、前
記アドレス計算機19で得られた論理アドレスとを論理
アドレス変換機構18に入力し、これによりオペランド
実アドレスが求まり、バッファ記憶または主記憶がアク
セスされる。
一方、前記参照アドレスで変換対メモリ14内に求める
変換対が存在しないか、あるいは該ゲストにより記憶さ
れたものではないときには、その旨、信号線17を介し
て命令実行制御部3へ伝えられる。これに応じて、命令
実行制御部3は、AR変換機構13へ、信号線3aを介
して、前記ALETに対するSTOを求めるためのAR
変換起動要求を送出する。
この起動要求により、AR変換機構13は、主記憶12
上のAR変換テーブルを操作してSTOを求め、このS
TOを変換対メモリ14への書き込みレジスタ群25〜
29中のレジスタ29ヘセツトする・ また、AR変換の過程が使用したALET、CRが各々
、レジスタ27.28ヘセツトされる。
さらに、該AR変換起動要求を送出したときのVMNO
がレジスタ25ヘセツトされ、レジスタ26へは通常命
令実行時は1′となる信号線8の値がセットされる。す
べての書き込みレジスタ群25〜29ヘデータがセット
されたとき、命令実行制御部3から、変換対メモリ14
への書き込み要求が信号線9を介して発行され、書き込
みレジスタ群25〜29のデータが変換対メモリ14内
に格納される。
格納が終了すると、信号線17を介して、命令実行制御
部3に、一致検出が通知され、以下、同様に、求まった
オペランド実アドレスで、バッファ記憶または主記憶が
アクセスされる。
この様にして、変換対メモリ14の各エントリを、ホス
トと各ゲスト間で排他的に使用することが可能となった
次に、同じ第1図を用いて、ゲストにおいて。
変換対メモリ14内に記憶された変換対を無効化する命
令(仮にP命令とする)の動作について説明する。
ゲスト実行中に、命令レジスタ1に前記P命令がセット
されると、命令実行制御部3は無効化アドレスレジスタ
6に初期値を設定し、変換対メモリアドレスセレクタ1
1を無効化アドレスレジスタ6に対して開くため、信号
線8をI O+ とする。
信号線8の信号を反転した値′1′ がOR回路23に
入力され、その出力信号線14b上に1′が出力される
無効化アドレスレジスタ6に設定された初期値を参照ア
ドレスとして、対応するVMNOが信号線14aに読み
だされ、ゲストiDレジスタ7の出力と共に、VMNO
−数回路16に入力され、比較される。この比較結果の
出力信号線16aと、変換対メモリ14から読みだされ
ているデータが有効であるときに1′となるVビットが
読みだされる出力信号14とdは、AND回路17aに
入力される。一方、信号線14bについてはP命令実行
中は11′であるため、AND回路17aは、信号線1
6a、14dがともに11′のとき、一致検出が信号線
17を介して命令実行制御部3へ伝えられる。これに応
じて、命令実行制御部3では、変換対メモリ14に対し
、信号線9を介して書き込み要求を送出する。このとき
、レジスタ26へは、信号線8の値′0′がセットされ
ており、このため、Vビットが0′となり、当該エント
リが無効化される。
その後、命令実行制御部3は、無効化アドレスレジスタ
6に、初期値に一定値を加算した値を設定し、上記の処
理を繰り返し行なう。
この処理の中で、VMNO−数棟出回路16でVMNO
の不一致を検出すると、信号線17を介して、命令実行
制御部3へ伝えられ、・命令実行制御部3では、無効化
要求を送出することなく、無効化アドレスレジスタ7に
一定値加算した値を設定し、順次処理を続行する。
無効化アドレスレジスタ6の値が、変換対メモリ14の
参照アドレスの最大値と一致すると、命令実行制御部3
は、信号線8を1′にし、P命令を終了させる。
この様にして、変換対メモリ14内の当該ゲストにより
記憶させた変換対のみ無効化する、部分的無効化が可能
となった。
上記実施例において、無効化アドレスレジスタ6の更新
、VMNOの一致検出による書き込み要求の発行を命令
実行制御部3において行っているが、変換対メモリ14
内にハードウェアを持つことにより、命令実行制御部3
は無効化処理の起動と終了のみで実行することも可能で
ある。
また、ホストにおける無効化命令実行時は、V M N
 O−敗検出信号17の値にかかわらず常に無効化要求
を出すことにより、変換対メモリの記憶された全ての変
換対を無効化することも可能である。
さらに、変換対メモリが1個(10つ)の場合に限らず
、複数個(複数ロウ)の場合にも本発明は適用可能であ
る。
[発明の効果] 本発明によれば、仮想計算機システムにおいてホストと
各ゲストの間で、空間iDを排他的に割り当てる必要な
く、空間iDとSTOの変換対を記憶する変換対メモリ
の各エントリを排他的に利用可能とし、不要な変換対メ
モリ内の無効化処理に起因した性能低下を回避すること
が可能となる。
また、ゲストによる前記変換対メモリ内の無効化処理に
よる本来無効化する必要のないホストまたは他のゲスト
の変換対を無効化してしまうことによる性能低下を回避
することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。 1・・・命令レジスタ、3・・・命令実行制御部、4・
・・汎用レジスタ(GPR)群、5・・・アクセスレジ
スタ(AR)群、6・・・無効化アドレスレジスタ、7
・・・ゲスト識別iDレジスタ、8・・・無効化命令実
行中であることを示す信号、9・・・書き込み要求(i
号、11・・・変換対メモリアドレスセレクタ、12・
・・主記憶装置、13・・・アクセスレジスタ(AR)
変換機構、14・・・変換対メモリ、15・・・STO
レジスタ、16・・・VMNO−数構出回路、18・・
・論理アドレス変換機構、19・・・アドレス計算機。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ベースレジスタとして使用しうる汎用レジスタに対
    応して空間識別子を保持するアクセスレジスタと、該ア
    クセスレジスタに保持された空間識別子をアドレス変換
    のための基点アドレスに変換するアクセスレジスタ変換
    手段と、該変換を受けた空間識別子および変換結果とし
    ての基点アドレスの変換対を格納する変換対メモリとを
    備えた計算機システムの多重仮想空間アドレス方式にお
    いて、 前記変換対メモリに計算機識別子を記憶するフィールド
    を設け、前記空間識別子および基点アドレスの各変換対
    に対応して、当該変換を行ったゲスト仮想計算機の計算
    機識別子を前記フィールドに記憶し、前記ゲスト仮想計
    算機ごとに、該当する変換対の参照を行うようにしたこ
    とを特徴とする多重仮想空間アドレス方式。 2、前記ゲスト仮想計算機ごとに、前記変換対メモリ内
    の該当する変換対の無効化を行うようにしたことを特徴
    とする請求項1記載の多重仮想空間アドレス方式。 3、前記変換対メモリ内の計算機識別子を記憶するフィ
    ールドには、ホスト計算機の識別子も記憶可能であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の多重仮想空間アドレス方
    式。 4、ベースレジスタとして使用しうる汎用レジスタに対
    応して空間識別子を保持するアクセスレジスタと、該ア
    クセスレジスタに保持された空間識別子をアドレス変換
    のための基点アドレスに変換するアクセスレジスタ変換
    手段と、該変換を受けた空間識別子および変換結果とし
    ての基点アドレスの変換対を格納する変換対メモリとを
    備えた計算機システムの多重仮想空間アドレス方式にお
    いて、 前記変換対メモリの各エントリをゲスト仮想計算機ごと
    に排他的に使用することを特徴とする多重仮想空間アド
    レス方式。 5、ベースレジスタとして使用しうる汎用レジスタに対
    応して設けられ、空間識別子を保持するアクセスレジス
    タと、該アクセスレジスタに保持された空間識別子をア
    ドレス変換のための基点アドレスに変換するアクセスレ
    ジスタ変換手段と、該変換された空間識別子および対応
    する基点アドレスの変換対を格納する変換対メモリとを
    備え、仮想計算機システムとして動作しうる、多重仮想
    空間アドレス方式の計算機システムにおいて、 前記変換対メモリ内の各変換対に対応してゲスト仮想計
    算機の計算機識別子を記憶する記憶領域を設けたことを
    特徴とする計算機システム。 6、ベースレジスタとして使用しうる汎用レジスタに対
    応して設けられ、空間識別子を保持するアクセスレジス
    タと、該アクセスレジスタに保持された空間識別子をア
    ドレス変換のための基点アドレスに変換するアクセスレ
    ジスタ変換手段と、該変換された空間識別子および対応
    する基点アドレスの変換対を格納する変換対メモリとを
    備え、仮想計算機システムとして動作しうる、多重仮想
    空間アドレス方式の計算機システムにおいて、 ゲスト仮想計算機実行時に、当該ゲスト仮想計算機の計
    算機識別子を保持する手段と、 前記変換対メモリ内の各変換対に対して対応して計算機
    識別子を記憶する記憶領域と、 前記変換対メモリに変換対を記憶させるときに、前記保
    持する手段に保持されたゲスト仮想計算機の計算機識別
    子を前記記憶領域に記憶させる手段と、 該ゲスト仮想計算機実行中に与えられた空間識別子に対
    し、前記変換対メモリ内に当該ゲスト仮想計算機識別子
    が付された変換対が記憶されているか否かを検出する手
    段と を備えたことを特徴とする計算機システム。 7、前記空間識別子および基点アドレスの変換対を記憶
    する変換対メモリに対し、記憶された変換対を無効化す
    る際、前記変換対メモリのエントリを順次指定する手段
    と、 該手段により指定されたエントリの計算機識別子が無効
    化の対象となるゲスト仮想計算機の計算機識別子と一致
    するか否かを判定する手段と、 該手段により一致が検出されたエントリについてのみ当
    該変換対を無効化する手段と を備えたことを特徴とする請求項6記載の計算機システ
    ム。 8、前記計算機識別子にはホスト計算機の識別子も含み
    うることを特徴とする請求項5、6または7記載の計算
    機システム。
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