[發明專利]用于多個順序地址轉換的合并的TLB結構

有效

• 申請號: 201410498401.4
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN104516833B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: B·W·欽;S·S·穆克吉;W·P·斯尼德二世;M·S·伯通;R·E·凱斯勒
• 申請（專利權）人: 凱為公司
• 主分類號: G06F12/10
• 分類號: G06F12/10
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本公開涉及計算機技術，更具體地涉及用于在虛擬化環境中高速緩存地址空間之間的轉換的系統和方法。

背景技術

在計算機系統中，虛擬化是計算機系統(稱為主機)通過其對計算資源(如硬件平臺、操作系統、或存儲器)進行模擬的過程。典型的主機運行超管理器，該超管理器是創建并運行虛擬機的軟件或硬件，也稱為客戶機。通過硬件虛擬化，超管理器為每個客戶機提供一個虛擬硬件操作平臺。通過與虛擬操作系統接口連接，客戶機訪問主機的計算資源以執行其對應的操作。結果是，單個主機可以通過虛擬化同時支持多個操作系統或其他軟件。

在典型的主機中，將虛擬操作平臺作為“真實的”硬件平臺呈現給客戶機，意味著該硬件平臺的虛擬性質對于客戶機來說不應該是可辨別的。進一步地，主機應該避免訪問計算資源時客戶機之間的沖突。為了完成這些目標，主機可以在客戶機軟件和物理主機資源之間實施轉換方案。關于存儲器資源，例如，主機可以支持呈現給對應的客戶機的虛擬地址空間。該虛擬地址空間對于客戶機作為“真實”(物理)地址空間出現。然而，主機在虛擬地址空間和對應于主機的存儲器的物理地址空間之間轉換。結果是，主機可以管理多個客戶機的存儲器資源。

發明內容

本發明的示例實施例提供了用于在虛擬化環境中高速緩存地址空間之間的轉換的系統和方法。一種電路可以包括一個被配置成用于存儲地址域之間的轉換的高速緩存，其中，該高速緩存作為一個第一邏輯部分和一個第二邏輯部分可尋址。該第一邏輯部分被配置成用于存儲一個第一地址域和一個第二地址域之間的轉換，并且該第二邏輯部分被配置成用于存儲該第二地址域與一個第三地址域之間的轉換。一個處理器被配置成用于使一個地址請求與該高速緩存匹配并輸出一個相應的地址結果。進一步地，一個寄存器被配置成用于定義該第一和第二邏輯部分之間的邊界。

在進一步的實施例中，該處理器可以使該第一地址域中的一個地址請求與該第一邏輯部分中的多個條目匹配，從而確定一個具有該第二地址域中的一個地址的相應的條目。該處理器還可以使該第一邏輯部分中所確定的條目與該第二邏輯部分中的多個條目匹配，從而確定一個具有該第三地址域中的一個地址的相應的條目，該地址結果包括該第三地址域中的該地址。該處理器可以進一步使該第二地址域中的一個地址請求與該第二邏輯部分中的多個條目匹配，從而確定一個具有該第三地址域中的一個地址的相應的條目，該地址結果包括該第三地址域中的該地址。

在仍進一步的實施例中，該高速緩存中的多個條目的至少一個子集可以包括一個索引標識符，并且可以包括一個解碼器以基于該索引標識符定位該高速緩存中的一個條目。該地址請求可以包括該索引標識符的一個指示，并且該索引標識符可以被配置在一個索引標識符序列中，該序列的順序取決于該地址請求的來源。

在又進一步的實施例中，該邊界的位置可以根據一個存儲于該寄存器中的值而變化，并且該第一和第二邏輯部分中的至少一個的大小根據該寄存器中所存儲的該值而變化。該處理器可以響應于該第一和第二邏輯部分中的該至少一個的該大小被改變來更新該高速緩存中的多個條目。

該第一地址域可以是一個客戶機虛擬地址域，該第二地址域可以是一個客戶機物理地址域，并且該第三地址域可以是一個根物理地址域。該高速緩存中的每個條目可以包括一個指示該條目是該第一邏輯部分還是該第二邏輯部分的一個成員的位，并且該地址請求可以包括該位對應于所請求的條目的一個指示。

在仍進一步的實施例中，該處理器可以進一步被配置成用于在給定時間段內抑制多個匹配條目所導致的一次異常，該異常可以例如發生于在發送該地址請求的多個來源之間過渡時。該高速緩存中的每個條目可以包括一個指示與該條目相關聯的一個來源的位。該處理器可以基于該地址請求的來源控制對該第一部分和該第二部分的訪問。

在又進一步的實施例中，該高速緩存作為一個第三邏輯部分可尋址，該第三邏輯部分被配置成用于存儲該第三地址域與一個第四地址域之間的轉換。該寄存器可以定義該第二和第三邏輯部分之間的邊界。該處理器可以基于該地址請求中的一個指示(如一個或多個位)來搜索這些邏輯部分中的所選擇的一個或多個。

在進一步的實施例中，在針對該地址請求檢測到該高速緩存中的一個丟失的條目時，該處理器可以輸出一個對于對應于該丟失的條目的一種轉換的請求。在接收到對應于該丟失的條目的轉換時，該處理器可以在例如該高速緩存的一個隨機確定的條目處將該轉換輸入至該高速緩存。該第一邏輯部分可以包括一個第一索引并且該第二邏輯部分可以包括一個第二索引，其中，該第二索引是該第一索引的一個求逆。