深入理解计算机系统——地址翻译
1、地址翻译符号
此处 VPO = PPO
形式上来说，地址翻译是一个N元素的虚拟地址空间（VAS）中的元素和一个M元素的物理地址空间（PAS）中元素之间的映射，
使用页表的地址翻译
MMU（Memory Management Unit 内存管理单元）利用页表实现这种映射
2、页命中or缺页
1⃣️页命中时，CPU硬件执行的步骤
- 处理器生成一个虚拟地址，并把它传送给MMU
- MMU生成PTE（Page Table Entry 页表条目）地址，并从高速缓存/主存请求得到它
- 高速缓存/主存向MMU返回PTE
- MMU构造物理地址，并把它传送给高速缓存/主存
- 高速缓存/主存返回所请求的数据字给处理器
2⃣️缺页时，硬件和操作系统内核协作完成
- 处理器生成一个虚拟地址，并把它传送给MMU
- MMU生成PTE（Page Table Entry 页表条目）地址，并从高速缓存/主存请求得到它
- 高速缓存/主存向MMU返回PTE
- PTE中的有效位是零，所以MMU触发了一次异常，传递CPU中的控制到操作系统内核中的缺页异常处理程序
- 缺页处理程序确定出物理内存中的牺牲页，如果这个页面已经被修改了，则把它换出到磁盘
- 缺页处理程序页面调入新的页面，并更新内存中的PTE
3、端到端的地址翻译
1⃣️做出如下假设：
2⃣️给出表
- CPU执行第一条指令——读地址 0x03d4（十六进制）
- 需要将地址转换成二进制
3⃣️虚拟地址有13位，根据所给地址，从最后一位开始填入
- 检查TLB从VPN中抽取TLB索引（0x03）和TLB标记（0x3）
- 组0x3的第二条目中有效匹配，所以命中
- 然后将缓存的PPN（0x0D）返回给MMU
- 如果TLB不命中，MMU就需要从主存中取出相应的PTE
4⃣️物理地址有12位
- 通过将来自PTE的PPN（0x0D）和来自虚拟地址的VPO（0x14）连接起来，形成物理地址（0x354）
- 缓存偏移 CO（0x0）
- 缓存组索引 CI（0x5）
- 缓存标记 CT（0x0D）
- 因为组 0x5 中的标记与CT相匹配，所以缓存检测到一个命中，读出在偏移量CO处的数据字节（0x36），并将它返回给MMU，随后MMU把它传递回CPU
- 翻译过程的其他路径也是可能的
- 如果TLB不命中，那么MMU必须从页表中的PTE中取出PPN
- 如果得到的PTE是无效的，那么就产生一个缺页，内核必须调入合适的页面，重新运行这条加载指令
- 另一种可能是PTE是有效的，但是所需要的存块在缓存中不命中
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