Ch19 Translation Lookaside Buffers(TLB)

本章的標題是 「Paging: Faster Translations (TLBs)」，重點在於如何使用 Translation Lookaside Buffers (TLBs) 來加速虛擬位址的轉換。

Intro

• 是一種存放在 CPU 中的 cache，用來記錄熱門的 PTE 資訊
• 目的：
  • 減少 fetch memory 的次數
  • fetch memory 的時間比在 CPU 內查詢慢很多

基本流程

• 尋找 TLB 是否有存到該 VPN 對應的 PFN
  • TLB hit：直接轉換
  • TLB miss：查詢 Page table 並更新 TLB，重試指令

結構

TLB entry 通常包含以下元素

• VPN
• PFN
• Valid bit：該紀錄是否有效
  • 1：可直接取用
  • 0：代表尚未 load 或者需要更新
• Protection bits：表示該 page 的存取權限
  • r：read
  • w：write
  • x：execute
• ASID(Address Space Identifier)：
  • 不同 process 有時會有相同的 VPN
  • 需要透過 ASID 來區別是哪一個 process
• Dirty bit（不一定有）：page 是否被修改過