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JPH05274224A - 動的アドレス変換機構 - Google Patents

動的アドレス変換機構

Info

Publication number
JPH05274224A
JPH05274224A JP4070822A JP7082292A JPH05274224A JP H05274224 A JPH05274224 A JP H05274224A JP 4070822 A JP4070822 A JP 4070822A JP 7082292 A JP7082292 A JP 7082292A JP H05274224 A JPH05274224 A JP H05274224A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
write
address translation
page
write protect
address
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.)
Pending
Application number
JP4070822A
Other languages
English (en)
Inventor
Takahiro Tsukamoto
孝宏 塚本
Hideki Sakata
英樹 坂田
Tsutomu Tanaka
田中  勉
Takao Kato
高夫 加藤
Akiyoshi Ino
明寿 猪野
Yoshihiro Kusano
義博 草野
Haruhiko Ueno
治彦 上埜
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 JP4070822A priority Critical patent/JPH05274224A/ja
Publication of JPH05274224A publication Critical patent/JPH05274224A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は動的アドレス変換機構に関し、アドレ
ス変換テーブルの書き込みプロテクトの処理時間を短縮
することにより、プログラム処理速度を向上することを
目的とする。 【構成】主記憶内に二段以上のアドレス変換テーブルを
格納する動的アドレス変換機構において、少なくとも最
初の段および最終段のアドレス変換テーブルに書き込み
プロテクトをかけられるようにし1書き込みプロテクト
が検出された時、プログラムを再開可能の状態で終了す
るように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動的アドレス変換を使
用するデータ処理装置において、書き込みプロテクトの
動作を効率的に制御することによりプログラム処理を高
速化する動的アドレス変換機構に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、データ処理装置を使用するプログ
ラマが主記憶装置の容量を意識することなく、それより
も遙に大きい容量の仮想アドレス空間を使用することが
できるような仮想記憶方式が開発された。動的アドレス
変換機構は、仮想記憶方式を実現するために、データ処
理装置のハードウエアに装備される。
【0003】仮想アドレス空間は主記憶および外部記憶
装置上に保持されている。動的アドレス変換機構は、プ
ログラマが使用する仮想アドレスを、主記憶上に保持さ
れている実アドレスに変換する。
【0004】動的アドレス変換機構においては、主記憶
はページを最小単位として分割される。仮想アドレス空
間もページ単位に分割され、主記憶のページと対応付け
られる。
【0005】仮想アドレス空間は、更に、ぺージより大
きな単位のセグメントに分割される。いくつかのページ
によって一つのセグメントが形成される。更に必要によ
っては数段のアクセス単位で分割される。
【0006】動的アドレス変換機構は、主記憶の中に少
なくとも2段のアドレス変換テーブルを持っている。各
段は仮想空間を分割する単位に対応する。例えば、2段
変換の動的アドレス変換機構においては、最初の段のア
ドレス変換テーブルはセグメントテーブル(以下STと
いう)、最終段のアドレス変換テーブルはページテーブ
ル(以下PTという)である。
【0007】図4は、従来の2段アクセスの動的アドレ
ス変換機構の構成を示す。図4において、1は主記憶、
2はCPU、3はCPU2内で動的アドレス変換を制御
するDAT制御部、4および5はそれぞれCPU2と主
記憶1を接続するアドレスバスおよびデータバスであ
る。
【0008】DAT制御部3は、仮想アドレスを実アド
レスに変換しアドレスバス4を介して主記憶1に対して
アドレスを供給するとともに、データバス5を介して主
記憶1とのデータの授受を行う。
【0009】主記憶1には、セグメントテーブルSTお
よびページテーブルPT.1〜PT.nが格納されてい
る。
【0010】セグメントテーブルSTは、複数個のセグ
メントテーブルエントリSTE1〜STEからなる。S
TE1〜nはそれぞれページテーブルPT.1〜PT.
nと対応しページテーブルベースを含んでいる。ページ
テーブルベースは、ページテーブルPT.1〜PT.の
各先頭アドレスおよび長さに関する情報である。
【0011】各ページテーブルPT1〜PTnは、複数
のページテーブルエントリPTEからなる。各PTE
は、ページフレーム番号と書き込みプロテクトビットW
Pを含んでいる。ページフレーム番号は、求める実アド
レスの上位ビットを示し、これと仮想アドレスに含まれ
るオフセットとを連結することによって、実アドレスが
得られる。
【0012】PTEの書き込みプロテクトビットWP
は、1のとき対応するページに対する書き込みを禁止す
る働きをする。DAT制御部3は、WPが1のPTEを
検出した時は、プログラムを再開可能または再開不可能
な状態で終了させる。
【0013】図5は、2段変換の動的アドレス変換機構
のアドレス変換過程を示す。仮想アドレス6はセグメン
ト番号、ページ番号およびオフセット(ページ内変位)
によって表現される。
【0014】7はセグメントテーブルの先頭アドレスお
よびその長さに関する情報であるSTD(セグメントテ
ーブルベース)である。DAT制御部3の動作は次のと
おりである。
【0015】(1)DAT制御部3は、仮想アドレス6
のセグメント番号の範囲をセグメントテーブルベース7
によってチェックする。
【0016】(2)セグメントテーブルベース7と、仮
想アドレス6のセグメント番号iとによってSTEiが
格納されている実アドレスが求められ、STEiが主記
憶1から取り出される。
【0017】(3)STEiの値によって、仮想アドレ
ス6のページ番号の範囲が検査される。範囲外であれば
例外が認識される。
【0018】(4)STEiのページテーブルべースと
仮想アドレス6のページ番号とからPTEが格納されて
いる実アドレスが求められ、PTEが主記憶1より取り
出される。
【0019】(5)以上の変換過程で、STEおよびP
TEのアクセスにおいて、例外が認識されないとき、P
TEのページフレーム番号の下位に仮想アドレスのオフ
セットを連結することにより実アドレスが得られる。
【0020】上述のように、従来の2段以上のアドレス
変換テーブルを用いた動的アドレス変換機構において
は、(1)書き込みプロテクトWPがページテーブルエ
ントリPTEにしか指定できなかった。また、(2)書
き込みプロテクトが検出された場合再開可能の状態で終
了するものもあれば再開不可能の状態で終了するものも
あった。
【0021】上記(1)および(2)のことは、動的ア
ドレス変換機構によるCOPY ON WRITE手法
を用いた仮想空間のFork処理(仮想空間の全内容を
もう一組新しく作る方法)において処理速度向上の妨げ
となっていた。
【0022】従来の動的アドレス変換機構のうちで、C
OPY ON WRITEによるFork処理を実現で
きるものは、仮想アドレスによって指定された最終段の
アドレス変換テーブル(2段の場合はページテーブル)
に書き込みプロテクトを設定することができ、かつ、書
き込みプロテクトが検出された場合に、書き込み元のプ
ログラムが再開可能で終了する動的アドレス変換機構の
みである。
【0023】図6は、従来の動的アドレス変換機構によ
りFork処理をおこなった場合を示す。図6におい
て、VS1およびVS2は内容の全く同じ仮想空間であ
る。VS1.STおよびVS2.STは、それぞれ、仮
想空間VS1およびVS2のためのSTである。空白の
STEは書き込みプロテクトが指定されていないことを
示す(従来のSTEはWPビットを持っていないから設
定できない)。
【0024】N個のページテーブルPTi(i=1・・
・N)はVS1.STおよびVS2.STの各STEi
と対応する。矢印は対応を示す。図において、WPはP
TEの書き込みプロテクトビットWPがセットされた状
態を示す。図示のように従来の動的アドレス変換機構で
は、Fork処理した時、全PT1.〜PTnに対して
書き込みプロテクトをかける。
【0025】図7は、図6のようにFork処理された
動的アドレス変換機構における書き込みプロテクトの動
作例を示す。ある仮想アドレスによって指定されるペー
ジに対して書き込み(WRITE)が行われる場合、そ
のページに対応するページテーブルPT.Xをコピーし
て2個のPT.X1およびPT.X2を作る。
【0026】VS1.STのSTE.XはPT.X1
を、VS2.STのSTE.XはPT.X2を、それぞ
れ指すようにし、書き込みのあるページをコピーしPA
GE1およびPAGE2を作成する。そして、書き込み
をされたページに対応するPTEに対する書き込みプロ
テクトを解除して、書き込み元のプログラムを再開させ
る。
【0027】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
動的アドレス変換機構でCOPY ON WRITEに
よるFork処理を行う場合、最終段のアドレス変換テ
ーブルのエントリであるPTEにしか書き込みプロテク
トを指定できなかった。そのため、書き込みのないペー
ジと対応するPTEにまで書き込みプロテクトを指定す
るのでFork処理の時間を必要以上に費やすという問
題を生じていた。
【0028】また、従来の動的アドレス変換機構では、
書き込みプロテクトが検出された場合再開可能の状態で
終了するものもあれば再開不可能の状態で終了するもの
もあり、書き込みプロテクトが検出された場合再開不可
能の状態で終了するものはFork処理を適用できなか
った。
【0029】本発明は、上記従来の技術の欠点を除去
し、Fork処理時の書き込みプロテクトを短時間で処
理する動的アドレス変換機構を提供することを目的とす
る。
【0030】
【課題を解決するための手段】本発明による動的アドレ
ス変換機構は、ペ−ジテーブルを最終段とする少なくと
も二段のアドレス変換テーブルを格納する主記憶と、ア
ドレス変換テーブルを索引することによって仮想アドレ
スを実アドレスに変換する動的アドレス変換を制御する
CPUとを有するデータ処理装置において、上記少なく
とも二段のアドレス変換テーブルの内少なくとも最初お
よび最終段のアドレス変換テーブルの各テーブルエント
リに書き込みプロテクトを指定する手段と、テーブルエ
ントリに指定されている書き込みプロテクトを検出した
時、プログラムを再開可能な状態で終了させ、かつ、書
き込みプロテクトを示す割り込みを発生させる手段とを
備えて構成される。
【0031】上記動的アドレス変換機構は、書き込み対
象となったページに対する仮想アドレスを表示する手段
を備えて構成される。
【0032】
【作用】上記構成により、COPY ON WRITE
によるFork処理を行う場合、最初の段のアドレス変
換テーブルのテーブルエントリ(2段の場合STE)に
書き込みプロテクトを指定する。これにより、書き込み
プロテクトの指定に要する処理時間は大幅に短縮され
る。
【0033】書き込みがあった場合、書き込みの対象と
なるページに対応する最終のアドレス変換テーブル即ち
ページテーブルに書き込みプロテクトをかけ、このペ−
ジテーブルのコピーを二つ作成し、各コピーを各アドレ
ス空間に対応付け、書き込みの対象となるページに対応
するページテーブルエントリの書き込みプロテクトのみ
を解除し、プログラムを再開する。
【0034】
【実施例】以下、本発明の実施例について詳細に説明す
る。図1は、本発明の実施例の構成を示す。図1におい
て図4と同一の参照番号は同一のものを示す。8は仮想
アドレスを表示する表示装置である。
【0035】本実施例においては、セグメントテーブル
STの各エントリSTE1〜STEnは書き込みプロテ
クトビットWPを有する。DAT制御部3はSTの書き
込みプロテクトビットWPを設定する機能を有する。
【0036】図2は、図1に示す動的アドレス変換機構
においてCOPY ON WRITEによるFork処
理をおこなった場合のセグメントテーブルおよびページ
テーブルの状態を示す。
【0037】図2において、VS1およびVS2は内容
の全く同じ仮想空間である。VS1.STおよびVS
2.STは、それぞれ、仮想空間VS1およびVS2の
ためのSTである。VS1.STおよびVS2.ST
は、同数のSTEを有する。STEのWPは書き込みプ
ロテクトがセットされた状態を示す。
【0038】N個のページテーブルPTi(i=1・・
・N)はVS1.STおよびVS2.STの各STEi
と対応する。矢印は対応を示す。全てのPT1〜PTn
には書き込みプロテクトは設定されない。
【0039】図示のように、Fork処理が行われたと
きは、両方のセグメントテーブルVS1.STおよびV
S2.STの全てのSTEには書き込みプロテクトがか
けられる。しかし、全てのページテーブルPT.1〜P
T.nには書き込みプロテクトはかけられない。
【0040】図3は、図2の状態において書き込みが有
った時の動作を示す。この場合、ページテーブルPT.
1〜PT.nのうち書き込みの対象となるページに対応
するページテーブルPT.Xのみに対して書き込みプロ
テクトが設定される。
【0041】その後は、従来と同様に、ページテーブル
PT.Xのコピーが二つ作成され、書き込みをされたP
TEに対する書き込みプロテクトを解除した後、プログ
ラムを再開する。
【0042】上記実施例では、アドレス変換テーブルは
STおよびPTの2段としたが、本発明はページテーブ
ルを最終段とする2段以上のアドレス変換テーブルから
構成される動的アドレス変換機構に適用可能である。こ
の場合、少なくとも最初の段および最終段のアドレス変
換テーブルに書き込みプロテクトを設定できればよい。
【0043】なお、図1の実施例における表示装置8は
書き込みの対象となったページに対応する仮想アドレス
を表示させるようにしたものである。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、二段以上のアドレス変
換テーブルを有する動的アドレス変換処理装置における
COPY ON WRITEによるFork処理におい
て、少なくとも最初の段のアドレス変換テーブルと書き
込みをされたペ−ジに対応するページテーブルとに書き
込みプロテクトをかけるだけでよく、必要以外のページ
テーブルに書き込みプロテクトをかけなくても済むの
で、プログラム処理時間を短縮できるのでデータ処理装
置の処理速度の向上に寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の動的アドレス変換の構成を示す図であ
る。
【図2】図1の動的アドレス変換機構の動作を示す図
(その1)である。
【図3】図1の動的アドレス変換機構の動作を示す図
(その2)である。
【図4】従来技術の動的アドレス変換の構成を示す図で
ある。
【図5】動的アドレス変換過程を説明するための図であ
る。
【図6】図4の動的アドレス変換機構の動作を示す図
(その1)である。
【図7】図4の動的アドレス変換機構の動作を示す図
(その2)である。
【符号の説明】
1 主記憶 2 CPU 3 DAT制御部 4 アドレスバス 5 データバス 6 仮想アドレス 7 セグメントテーブルベース 8 表示装置 ST セグメントテーブル STE1〜STEn セグメントテーブルエントリ PT.1〜PT.n ページテーブル PTE ページテーブルエントリ WP 書き込みプロテクトビット VS1、VS2 仮想空間 VS1.ST,VS2.ST セグメントテーブル
フロントページの続き (72)発明者 加藤 高夫 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 猪野 明寿 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 草野 義博 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 上埜 治彦 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ページテーブルを最終段とする少なくとも
    二段のアドレス変換テーブルを格納する主記憶と、前記
    アドレス変換テーブルを索引することによって仮想アド
    レスを実アドレスに変換する動的アドレス変換を制御す
    るCPUとを有するデ−タ処理装置において、 前記少なくとも二段のアドレス変換テーブルの内少なく
    とも最初および最終段のアドレス変換テーブルの各テー
    ブルエントリに書き込みプロテクトを指定する手段と、 前記テーブルエントリに指定されている書き込みプロテ
    クトを検出した時、プログラムを再開可能な状態で終了
    させ、かつ、書き込みプロテクトを示す割り込みを発生
    させる手段とを備えることを特徴とする動的アドレス変
    換機構。
  2. 【請求項2】書き込み対象となったページに対する仮想
    アドレスを表示する手段を備えることを特徴とする請求
    項1の動的アドレス変換機構。
JP4070822A 1992-03-27 1992-03-27 動的アドレス変換機構 Pending JPH05274224A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4070822A JPH05274224A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 動的アドレス変換機構

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4070822A JPH05274224A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 動的アドレス変換機構

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05274224A true JPH05274224A (ja) 1993-10-22

Family

ID=13442659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4070822A Pending JPH05274224A (ja) 1992-03-27 1992-03-27 動的アドレス変換機構

Country Status (1)

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JP (1) JPH05274224A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07152641A (ja) * 1993-11-29 1995-06-16 Fujitsu Ltd プログラムキャッシュ装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07152641A (ja) * 1993-11-29 1995-06-16 Fujitsu Ltd プログラムキャッシュ装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19990525