AVM/EF (Advanced Virtual Machine/Extended Facilities)は，富士通の仮想計算機(VM : Virtual Machine)システムを制御するオペレーティングシステム(以下OS)であり，1982年6月に発表された．AVM/EFでは，ハードウェアが持つ高速VM機構を利用して5〜15%という小さいオーバーヘッド(実計算機上でのCPU時間に対する仮想計算機システムでのCPU時間の増加比率)を実現し，高性能な仮想計算機システムを提供した．1989年6月には，Mシリーズの新しいアーキテクチャEXA (EXtended Architecture)に対応した拡張VM機構を使用し，オーバーヘッドをAVM/EFの最大1/3に削減したAVM/EX (Advanced Virtual Machine/Extended)が発表された．
以下に，富士通の仮想計算機用OSの歴史，仮想計算機用OSの機能および仮想計算機システムの導入効果について説明する．
1. 富士通の仮想計算機用OSの歴史
富士通は，FACOM Mシリーズ用仮想計算機用OSとしてAVM(Advanced Virtual Machine)を1980年から主に大型Mシリーズコンピュータ用に出荷していた．このAVMは，ハードウェアが有するAVMA(AVM Assist)を使用したが，AVMが行うシミュレーションのオーバーヘッド(実計算機上でのCPU時間に対する仮想計算機システムでのCPU時間の増加比率)が大きかった．
そこで，富士通は汎用コンピュータFACOM M-300シリーズで，このオーバーヘッドを大幅に削減する新しいアーキテクチャとして高速VM機構を開発した．この高速VM機構を活用し，さらに，仮想計算機で使用するチャネルを専用とする機能(専用チャネル機能)を新たに開発して，OSのオーバーヘッドを大幅に削減したAVM/EFを1982年6月に発表した(超大型コンピュータFACOM M-380モデルグループでのオーバーヘッドは5〜15%)．
また，富士通は，従来のMシリーズアーキテクチャを拡張し，システム記憶(SSU)，拡張チャネル機構(ECF)および拡張VM機構(EVM)などを追加した拡張アーキテクチャ EXA (EXtended Architecture)をM-700シリーズの上位機で実装したが，仮想計算機OSとして拡張アーキテクチャに対応したAVM/EX (Advanced Virtual Machine/Extended)を1989年6月に発表した．AVM/EXでは，ハードウェアの拡張VM機構を使用して，そのオーバーヘッドをAVM/EFに対し最大1/3(平均1/2)に削減した．
富士通は，FACOM Mシリーズ用仮想計算機用OSとしてAVM(Advanced Virtual Machine)を1980年から主に大型Mシリーズコンピュータ用に出荷していた．このAVMは，ハードウェアが有するAVMA(AVM Assist)を使用したが，AVMが行うシミュレーションのオーバーヘッド(実計算機上でのCPU時間に対する仮想計算機システムでのCPU時間の増加比率)が大きかった．
そこで，富士通は汎用コンピュータFACOM M-300シリーズで，このオーバーヘッドを大幅に削減する新しいアーキテクチャとして高速VM機構を開発した．この高速VM機構を活用し，さらに，仮想計算機で使用するチャネルを専用とする機能(専用チャネル機能)を新たに開発して，OSのオーバーヘッドを大幅に削減したAVM/EFを1982年6月に発表した(超大型コンピュータFACOM M-380モデルグループでのオーバーヘッドは5〜15%)．
また，富士通は，従来のMシリーズアーキテクチャを拡張し，システム記憶(SSU)，拡張チャネル機構(ECF)および拡張VM機構(EVM)などを追加した拡張アーキテクチャ EXA (EXtended Architecture)をM-700シリーズの上位機で実装したが，仮想計算機OSとして拡張アーキテクチャに対応したAVM/EX (Advanced Virtual Machine/Extended)を1989年6月に発表した．AVM/EXでは，ハードウェアの拡張VM機構を使用して，そのオーバーヘッドをAVM/EFに対し最大1/3(平均1/2)に削減した．
2. 仮想計算機用OSの機能
AVMの制御プログラムであるCP(Control Program)は，実計算機資源を分割，再構成し，実計算機の機能をシミュレートして，機能的に実計算機と等価な仮想計算機を作り出す．このVMの計算機資源はCPにより以下のように作り出された．
AVMの制御プログラムであるCP(Control Program)は，実計算機資源を分割，再構成し，実計算機の機能をシミュレートして，機能的に実計算機と等価な仮想計算機を作り出す．このVMの計算機資源はCPにより以下のように作り出された．
(1) 仮想コンソール
VMのシステムコンソール装置を仮想コンソールと呼んだ．CPは文字ディスプレイ装置などの仮想コンソールからのCPコマンド指令により実計算機のコンソールが持つIPL機能などをシミュレートした．
VMのシステムコンソール装置を仮想コンソールと呼んだ．CPは文字ディスプレイ装置などの仮想コンソールからのCPコマンド指令により実計算機のコンソールが持つIPL機能などをシミュレートした．
(2) 仮想CPU
VMのCPUを仮想CPUと呼んだ．CPは実CPUの演算時間をCPU配分に基づいて時分割で各VMに与え，仮想CPUを作り出した．
仮想CPUでの特権命令の実行や割り込み動作については，AVMではすべてCPがその動作をシミュレートした．しかし，AVM/EFおよびAVM/EXでは，CPが動作している(ホストモード)か，VMが動作している(ゲストモード)かを認識するモードを設け，ハードウェアが直接実行する仕組みを高速VM機構および拡張VM機構に設けた．ハードウェアが直接実行する範囲は高速VM機構と拡張VM機構で異なるが，このハードウェア機構によりAVM/EFおよびAVM/EXのオーバーヘッドの削減に寄与した．
また，AVM/EXは，MアーキテクチャとEXAアーキテクチャのVMを同時にサポートし，システム内のすべてのCPUはVM間で共用したり特定のVMが専用で使用したりできるようにして，運用の柔軟性と信頼性を高めた．
VMのCPUを仮想CPUと呼んだ．CPは実CPUの演算時間をCPU配分に基づいて時分割で各VMに与え，仮想CPUを作り出した．
仮想CPUでの特権命令の実行や割り込み動作については，AVMではすべてCPがその動作をシミュレートした．しかし，AVM/EFおよびAVM/EXでは，CPが動作している(ホストモード)か，VMが動作している(ゲストモード)かを認識するモードを設け，ハードウェアが直接実行する仕組みを高速VM機構および拡張VM機構に設けた．ハードウェアが直接実行する範囲は高速VM機構と拡張VM機構で異なるが，このハードウェア機構によりAVM/EFおよびAVM/EXのオーバーヘッドの削減に寄与した．
また，AVM/EXは，MアーキテクチャとEXAアーキテクチャのVMを同時にサポートし，システム内のすべてのCPUはVM間で共用したり特定のVMが専用で使用したりできるようにして，運用の柔軟性と信頼性を高めた．
(3) 仮想主記憶
VMの主記憶を仮想主記憶と呼んだ．仮想主記憶の実現方法には，2つの方法があった．1つは主記憶(実主記憶)の連続領域を各VMに専用の仮想主記憶として与える方法で，V=R (Virtual=Real)領域とドメイン領域の2種の領域タイプがあった．もう1つの方法は，主記憶（実主記憶）のページング領域をデマンドページング方式により複数のVMの主記憶として共通使用する方法である．
VM専用に仮想主記憶を与える方法のドメイン領域の場合， VMの仮想記憶空間（図のレベル３）の実際の主記憶(実主記憶)アドレスを求めるには，そのVMの仮想記憶空間(図のレベル３)がマッピングされている仮想主記憶(図のレベル２)のアドレスに，さらに仮想主記憶自身が割当てられている主記憶（図のレベル１）の先頭アドレスを加算する必要がある．AVMでは，VMシステムが生成したアドレス変換用テーブルの中の実アドレスを書き替える方式のため，OSのオーバヘッドが大きかった．高速VM機構および拡張VM機構では，ハードウェアにVMに割り当てた主記憶(実主記憶)アドレスの先頭を示すレジスタを設け，アドレス変換の際にこのレジスタの値を加算するようにした．これによりAVM/EFおよびAVM/EXでは，テーブルの書き換え作業が不要となりオーバヘッドを大幅に削減することができた．
VMの主記憶を仮想主記憶と呼んだ．仮想主記憶の実現方法には，2つの方法があった．1つは主記憶(実主記憶)の連続領域を各VMに専用の仮想主記憶として与える方法で，V=R (Virtual=Real)領域とドメイン領域の2種の領域タイプがあった．もう1つの方法は，主記憶（実主記憶）のページング領域をデマンドページング方式により複数のVMの主記憶として共通使用する方法である．
VM専用に仮想主記憶を与える方法のドメイン領域の場合， VMの仮想記憶空間（図のレベル３）の実際の主記憶(実主記憶)アドレスを求めるには，そのVMの仮想記憶空間(図のレベル３)がマッピングされている仮想主記憶(図のレベル２)のアドレスに，さらに仮想主記憶自身が割当てられている主記憶（図のレベル１）の先頭アドレスを加算する必要がある．AVMでは，VMシステムが生成したアドレス変換用テーブルの中の実アドレスを書き替える方式のため，OSのオーバヘッドが大きかった．高速VM機構および拡張VM機構では，ハードウェアにVMに割り当てた主記憶(実主記憶)アドレスの先頭を示すレジスタを設け，アドレス変換の際にこのレジスタの値を加算するようにした．これによりAVM/EFおよびAVM/EXでは，テーブルの書き換え作業が不要となりオーバヘッドを大幅に削減することができた．
