[發(fā)明專利]TLB的預(yù)填及鎖定方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811473000.8
• 申請(qǐng)日: 2018-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111274166B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫浩;余紅斌;劉權(quán)勝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 展訊通信（上海）有限公司
• 主分類號(hào): G06F12/1027
• 分類號(hào): G06F12/1027
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11667
• 代理人: 趙永剛

本發(fā)明提供一種TLB的預(yù)填及鎖定方法和裝置。所述TLB的預(yù)填方法包括：進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性及其它控制信息的配置；配置TLB的具體條目，以使能TLB的預(yù)填；判斷是否完成所需要的TLB條目的預(yù)填；當(dāng)判定已完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，使能內(nèi)存管理單元。所述TLB的鎖定方法包括：進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性以及其它控制信息的配置；配置TLB的具體條目，以使能TLB的預(yù)填；判斷是否完成所需要的TLB條目的預(yù)填；當(dāng)判定已完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，進(jìn)行鎖定配置；使能內(nèi)存管理單元。本發(fā)明能夠直接進(jìn)行TLB的預(yù)填及鎖定，在一定程度上降低頁(yè)表缺失概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及處理器架構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種TLB的預(yù)填及鎖定方法和裝置。

背景技術(shù)

頁(yè)表主要有兩方面用途：第一是能夠提供虛擬地址到物理地址的映射關(guān)系，這樣可以讓操作系統(tǒng)靈活使用虛擬地址，而不用過(guò)多考慮底層的物理分配。第二是能夠?qū)Φ刂房臻g進(jìn)行讀寫保護(hù)。早期的處理器采用軟件的方式進(jìn)行頁(yè)表的轉(zhuǎn)換，雖然可以降低處理器設(shè)計(jì)的復(fù)雜度以及降低處理器的面積，但是效率很低。隨著集成電路制造技術(shù)的進(jìn)步，當(dāng)代處理器都會(huì)采用硬件加速的方式進(jìn)行頁(yè)表轉(zhuǎn)換，同時(shí)會(huì)在處理器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)TLB(Translation Lookup-aside Buffer，頁(yè)表快速查詢表)，以加快頁(yè)表轉(zhuǎn)換速度。隨著處理器的運(yùn)行頻率不斷提高，以及應(yīng)用對(duì)處理器的運(yùn)算能力要求不斷提高，TLB缺失對(duì)于系統(tǒng)整體的性能的影響很大。由于TLB的容量有限，TLB缺失是不可避免的，所以如何降低TLB缺失的概率是需要重點(diǎn)解決的問(wèn)題。

目前，處理器架構(gòu)有ARM、X86、Power和MIPS，每一種架構(gòu)的頁(yè)表轉(zhuǎn)換方法是不同的，TLB的Preload(預(yù)填)及Lock(鎖定)的方法也會(huì)隨之不同，并沒(méi)有一種通用的方法適配所有的處理器架構(gòu)。

現(xiàn)有技術(shù)是集中在如何有效地預(yù)取頁(yè)表轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)緩存(Data Cache)中，意圖能在一定程度上減小頁(yè)表缺失的代價(jià)。但是處理器內(nèi)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)類型比較多，有取指、數(shù)據(jù)讀寫、頁(yè)表轉(zhuǎn)換等，如何將所需要的頁(yè)表轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)預(yù)取到數(shù)據(jù)緩存中，并不容易做到。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的TLB的預(yù)填及鎖定方法和裝置，能夠直接進(jìn)行TLB的預(yù)填及鎖定，在一定程度上降低頁(yè)表缺失概率。

第一方面，本發(fā)明提供一種TLB的預(yù)填方法，包括：

進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性及其它控制信息的配置；

配置TLB的具體條目，以使能TLB的預(yù)填；

判斷是否完成所需要的TLB條目的預(yù)填；

當(dāng)判定已完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，使能內(nèi)存管理單元。

可選地，所述方法還包括：

當(dāng)判定未完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，返回繼續(xù)進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性及其它控制信息的配置。

第二方面，本發(fā)明提供一種TLB的鎖定方法，包括：

進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性以及其它控制信息的配置；

配置TLB的具體條目，以使能TLB的預(yù)填；

判斷是否完成所需要的TLB條目的預(yù)填；

當(dāng)判定已完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，進(jìn)行鎖定配置；

使能內(nèi)存管理單元。

可選地，所述方法還包括：

當(dāng)判定未完成所需要的TLB條目的預(yù)填時(shí)，返回繼續(xù)進(jìn)行虛擬地址、物理地址、存儲(chǔ)器屬性及其它控制信息的配置。

可選地，當(dāng)硬件發(fā)現(xiàn)所要鎖定的條目沒(méi)有被預(yù)填時(shí)，則鎖定無(wú)效。