[其他]微处理机系统的存储管理

说明书

本发明是关于用作存储管理（memory    management）的地址翻译单元（address    translation    units）的领域，特别在微处理机系统中。

有许多人尽皆知的装置（mechanisms）用作存储管理。在有些系统中，一较大地址（lager    address〔虚拟地址（virtual    address）〕被翻译到一较小实际地址（smaller    physical    address）。在另外一些中，一较小地址（smaller    address）是用来存取一较大存储空间（larger    memory    space），例如，应用存储体转换（bank    switching）。本发明是关于前者一类，即，在那里较大虚拟地址（lager    virtual    address）是用来存取一有限实际存储器（limited    physical    memory）。

在存储管理系统（memory    management    systems）中，还知道提供不同的保护装置（protection    mechanisms）。例如，一系统可防止一使用者写入一操作系统（operating    system）或大概甚至防止用户将操作系统读到外部通道（external    pcrts）。如即将见到的那样，本发明供给一保护装置如一主要的控制系统（broader    control    scheme）的部件（part），此系统在二特殊的级（distinct    levels）上分配“属性”（attributes）给数据。

申请人知道的最接近的先有技术是叙述在美国专利4，442，484中。此专利叙述了由市场上可得到的微处理机Intel    286构成的存储管理和保护装置。此微处理机包括含有段基地址（segment    base    addresses）、极限信息（limit    information）和属性〔例如，保护位（protection    bits）〕的段式调度描述词寄存器（segmentation    descriptor    registers）。段描述词表（segment    descriptor    table）和段描述词寄存器（segment    descriptor    registers）两者含有确定不同的控制装置象特许级（privilege    level）、保护的类型等的位（bits）。这些控制装置是详细地叙述在美国专利4，442，484中。

Intel    286有一问题是段偏移（segment    offset）被限于64K字节（bytes）。它还要求在实际存储器中为一较提供一连续的存储单元，而这点未必总是容易保持的。如将见到的，发明的系统的一优点是段偏移如同实际地址空间（physical    address    space）一样大。但是，发明的系统还对在Intel    286中找到的先有段式调度装置（prior    segmentation    mechanism）提供了兼容性（compatibility）。另外的优点以及在上述专利中讨论的先有技术系统和它的商业上的实现（Intel    286微处理机）之间的差别从本发明的详细叙述将是显而易见的。

对包括一微处理机和一数据存储器的微处理机系统的一改进将被描述。微处理机包括一段式调度装置（segmentation    mech-anism）用作翻译一虚拟存储地址（virtnal    memoryabbress）到一第二存储地址〔线性地址以及用作检验和控制数据存储段（data    memory    segments）的属性。本发明的改进包括在微处理机上的一页高速缓冲存储器（page    cache    memory）用作翻译对于一“击中”（hit）或“匹配”条件（match    cond    condition）的来自线性地址一第一字段（first    field）。数据存储器（data    memory）也存储页映射数据（page    mapping    data），特别地，一页指南（page    directory）和一页表（page    table）。如果在页高速缓冲存储器中不发生“击中”第一字段存取页指南和页表。不是从页高速缓冲存储器就是从页表的输出提出用于在存储器中的一页的一实际基地址。线性地址的另一字段提供一在页内的偏移（offset）。