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      TLB是什么？有何作用

      冬至配餃子 ? 來源：芯片驗證工程師 ? 作者：驗證哥布林 ? 2022-07-28 18:02 ? 次閱讀

      TLB就是Translation Lookaside Buffer ，很多文章翻譯成“旁路轉(zhuǎn)換緩沖”

      老實說，不知所云，不如不去翻譯，就當(dāng)個專有名詞，理解它的含義就好了。

      Translation Lookaside Buffer (TLB) 是 MMU 中的cache，其緩存的內(nèi)容就是頁表項（某個VA-PA的映射關(guān)系）。

      在內(nèi)存需要進行VA-PA轉(zhuǎn)換時，MMU首先會在TLB中檢查是否有頁表項被緩存。如果TLB hit，那么TLB就能立即完成VA-PA的轉(zhuǎn)換。如果TLB miss，即TLB中沒有該VA對應(yīng)的VA-PA映射關(guān)系，所以就需要到外部主存獲取這個VA-PA轉(zhuǎn)換關(guān)系，并將這個轉(zhuǎn)換關(guān)系緩存到TLB中以加速下一次VA-PA轉(zhuǎn)換。

      micro-TLB

      類似于L1 cache和L2 cache的層次結(jié)構(gòu)，一般還有micro-TLB和TLB。如果頁表訪問在micro-TLB中hit，那么就不需要訪問外面的內(nèi)存。但是，micro-TLB能夠緩存的頁表映射有限，所以其后級往往有一個更大的main TLB。

      poYBAGLiXkGAU4NjAABa9iZOMpU685.png

      TLB與其他cache類似，只不過其他cache緩存的是指令或者數(shù)據(jù)，而TLB緩存的是VA-PA映射關(guān)系，當(dāng)TLB hit即可完成VA-PA轉(zhuǎn)換。

      軟件異常

      一般TLB只會緩存有效的VA-PA映射關(guān)系，如果這個映射關(guān)系是無效的，就需要上報異常讓軟件處理。

      TLB一致性 & invalid

      TLB一致性，同樣類似于cache的一致性。

      當(dāng)操作系統(tǒng)更改頁表時，TLB中就可能包含舊的無效映射關(guān)系。操作系統(tǒng)必須采取措施invalid TLB中的緩存的頁表項。

      不同的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可能會專門地去invalid特性的cacheline，比如特定ASID或者特定VA。


      審核編輯：劉清

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