[发明专利]具有格式控制的动态地址转换

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于转换计算机系统中的虚拟地址的系统和方法，更具体地涉及将计算机系统中的数据块的虚拟地址转换为实地址或绝对地址的系统和方法，该计算机系统具有其中通过转换表层级结构发生虚拟地址转换的动态地址转换设备。

背景技术

动态地址转换提供了如下的能力：在任意时刻中断程序执行、在诸如直接存取存储设备的辅助存储中记录它及其数据、并在随后的时间将程序和数据返回到不同的主存储位置以便重新执行。将程序及其数据在主存储和辅助存储之间转换可以零碎(piecemeal)进行，将信息返回到主存储可响应于CPU(中央处理单元)需要执行它时对其试图存取而发生。这些功能可以不改变或不检验程序及其数据而执行，不需要在重定位的程序中有任何明确的程序设计约定，并且除涉及时间延迟外不干扰程序执行。

利用操作系统的适当支持，动态地址转换设备可被用来向用户提供一种系统，其中存储看上去比在配置中可用的主存储大。这种明显的主存储通常被称为虚拟存储，用来标识虚拟存储中的位置的地址通常被称为虚拟地址。用户的虚拟存储可以远远超过主存储的大小，该主存储在配置中可用且通常是维持在辅助存储中。虚拟存储被认为是由通常称作页(也被称为段和区)的数据块组成。只有最近被称作虚拟存储的页被分配占据物理主存储的块。当用户引用未在主存储中出现的虚拟存储的页时，它们被带入以替换主存储中较小可能需要的页(pace)。在某些情况下，虚拟存储被分配给主存储达一长段时间(或永久性地)，而不论所述存储是否被引用。存储的调换(swapping)页可以在用户不知晓的情况下由操作系统执行。

程序使用地址(或虚拟地址)来存取虚拟存储。所述程序可使用虚拟地址从虚拟存储提取(fetch)指令或加载数据或存储来自虚拟存储的数据。与虚拟存储范围相关联的虚拟地址定义了一个地址空间。在操作系统的适当支持下，动态地址转换设备可用于提供多个地址空间。这些地址空间可以被用来提供用户之间的隔离度。这种支持可以包括对每个用户完全不同的地址空间，从而提供了完全的隔离，或者可通过将每个地址空间的一部分映射到单一的公共存储区来提供共享区。还有，提供了允许半特许程序存取多于一个这种地址空间的指令。

动态地址转换提供了来自多个不同的地址空间的虚拟地址的转换。这些地址空间被称作主地址空间、二次地址空间和存取寄存器指定的地址空间。特许程序也可导致初始地址空间(home address space)被存取。动态地址转换可以被指定由CPU生成的指令和数据地址。

所需要的是提供现有技术迄今未知的额外的功能、能力和保护的增强型动态地址转换设备。

发明内容

提供了用于将计算机系统的主存储中的期望数据块的虚拟地址转换成实地址或绝对地址的增强型动态地址转换设备的系统、方法和计算机程序产品，该计算机系统具有带有用于转换的转换表层级结构的机器架构。实地址可以受到加前缀而形成绝对地址。

在一个实施例中，首先获取要进行转换的虚拟地址和获取转换表层级结构转换表的最初的起始地址。所述虚拟地址的索引部分被用于引用转换表中的项。确定在转换表项中的格式控制字段(field)是否被启用。如果格式控制字段被启用，则从转换表项获取主存储中的大的数据块的帧地址。所述大的数据块包括大小至少为1M字节的块。然后，所述帧地址与所述虚拟地址的偏移部分结合以形成主存储中的大的数据块内的期望数据块的转换地址。然后，存取由所述转换地址寻址的期望的大的数据块。在另一实施例中，从转换表项获取无效的表项(entry)字段。如果相应的无效表项字段被启用，则异常动作开始。

在另一实施例中，从转换表项获取限制信息。所述限制信息用于限制对所述大的块的限制部分的存取。对由转换地址寻址的期望的大的数据块的存取随后被允许仅对数据块的受限制部分进行存取。

下面将结合某些例示的实施例描述本发明。应该理解，本领域的技术人员可进行各种变更和修改，而不背离本发明的精神或范围。

附图说明

在附图中，各视图中的相似的附图标记是指功能相同或类似的部件，各视图连同以下的详细说明被并入和形成本说明书的一部分，用于进一步例示各实施例并解释根据本发明的各种原理和全部优势。

图1例示了其中增强型动态地址被执行转换的主机计算机系统的实施例；

图2提供了一个仿真主机架构的主机计算机系统的仿真主机计算机系统的例子；

图3例示了程序状态字是如何被用来为虚拟地址的动态地址转换确定有效ASCE的一个实施例；