TLB 转换检测缓冲区

基本概念

TLB：Translation lookaside buffer,即旁路转换缓冲，或称为 页表缓冲；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）。

又称为 快表技术。由于“ 页表”存储在 主存储器中，查询页表所付出的代价很大，由此产生了TLB。

X86保护模式下的 寻址方式：段式 逻辑地址—〉线形地址—〉页式地址；

页式地址=页面起始地址+页内 偏移地址；

对应于 虚拟地址：叫page（页面）；对应于 物理地址：叫frame（ 页框）；

X86体系的 系统内存里存放了两级 页表，第一级页表称为页目录，第二级称为页表。

TLB和CPU里的一级、二级 缓存之间不存在本质的区别，只不过前者 缓存页表数据，而后两个缓存实际数据。

内部组成

1：TLB在X86体系的CPU里的实际应用最早是从Intel的486CPU开始的，在X86体系的CPU里边，一般都设有如下4组TLB:

第一组：缓存一般 页表（4K字节页面）的指令页表缓存（Instruction-TLB）；

第二组：缓存一般 页表（4K字节页面）的数据页表缓存（Data-TLB）；

第三组：缓存大尺寸 页表（2M/4M字节页面）的指令页表缓存（Instruction-TLB）；

第四组：缓存大尺寸 页表（2M/4M字节页面）的数据页表缓存（Data-TLB）；

2：TLB命中和TLB失败

如果TLB中正好存放着所需的 页表，则称为TLB命中（TLB Hit）；如果TLB中没有所需的页表，则称为TLB失败（TLB Miss）。

3: TLB条目数 即TLB里面可以存储的表项数目，一般也叫entry数。

4：TLB的联合方式

1〉全相联方式：Athlon XP

2〉组相联方式：P4

当CPU执行机构收到 应用程序发来的 虚拟地址后，首先到TLB中查找相应的 页表数据，如果TLB中正好存放着所需的 页表，则称为TLB命中（TLB Hit）,接下来CPU再依次看TLB中页表所对应的 物理内存地址中的数据是不是已经在一级、二级缓存里了，若没有则到内存中取相应地址所存放的数据。既然说TLB是内存里存放的页表的 缓存，那么它里边存放的数据实际上和内存页表区的数据是一致的，在内存的页表区里，每一条记录虚拟页面和物理 页框对应关系的记录称之为一个页表条目（Entry），同样地，在TLB里边也缓存了同样大小的页表条目（Entry）。