TLB 结构和工作方式

TLB：

TLB 即 Translation Lookaside Buffer ，根据功能可以译为快表，直译可以翻译为旁路转换缓冲，也可以把它理解成页表缓冲。
其中每一行都保存着一个由单个PTE(Page Table Entry,页表项)组成的块。
TLB里面存放的是一些页表文件（虚拟地址到物理地址的转换表）,如果没有TLB，则每次取数据都需要两次访问内存，即查页表获得物理地址和取数据。
TLB 是一个阵列结构，是为虚拟地址 (VA) 到物理地址 (PA) 转换的硬件机构,其为虚拟存储的硬件基础。
快表是单独的寄存器，页表是存在于主存。

TLB结构：

VPN2	虚页框号	始终为偶数
ASID		证某 TLB 项仅供某进程使用处理器检索 TLB 时,会以CPU0->Entry_Hi->ASID[7:0] 域为当前进程的 ASID 与 TLB 项中的相比较
PageMaks	页掩码	为支持可变页大小而设
PFN	物理页框号	=VPN2
FLags VDC	物理页属性	每个物理页,还有一些控制 Flags V: Valid,1 位,置 1 说明该页是有效的。 D: Dirty,1 位,置 1 表明该页中的数据被修改过 C: Cache,3 位,指示对该页所用的缓存算法,可以设置之,而让处理器不将该页数据缓存于 Cache
G		Globle 位如置该位为 1 ,则说明该 TLB 项是全局的,可供任何进程使用,TLB 检索时处理器将忽略 ASID 的检查。
PFN	物理页框号	=VPN2+1
Flags VDC	物理页属性	每个物理页,还有一些控制 Flags V: Valid,1 位,置 1 说明该页是有效的。 D: Dirty,1 位,置 1 表明该页中的数据被修改过 C: Cache,3 位,指示对该页所用的缓存算法,可以设置之,而让处理器不将该页数据缓存于 Cache

工作方式：

处理器取虚址的高位作 VPN ,直接将其与 TLB 的所有项同时比较
有匹配的项且该项有效 (V 为 1) 则直接输出 PFN ,
否则抛出 TLB Refill 异常,后则由 OS 负责在该异常处理里将位于内存的页表读出,并以随机方式写入 TLB,
尔后异常返回,重新执行一次访存指令,因此会重走一次 TLB。

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tlbr	TLB 读指令	直接读取 Index 所指示的 TLB 项,并将其内容分别置入 PageMask,EntryHi,EntryLo0 和 EntryLo1
tlbwi/tlbwr	索引方式写 TLB／随机方式写 TLB	输入的 TLB 数据,亦置于EntryHi,EntryLo0 和 EntryLo1。入口项由 Index 寄存器／Random 寄存器指定。
tlbp	TLB 查询指令	以 EntryHi[VPN2] 检索整个 TLB ,有匹配的项则继续检查该项之 ASID 是否与 EntryHi[ASID] 相等,若满足,则将该项的索引值(标号)写入 Index 。若无满足条件的项,则将 Index 的 31 位置为 1

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