[发明专利]针对转译后备缓冲器(TLB)的重叠检查

说明书

优先权主张

本申请案主张2013年1月15日申请的题为“针对转译后备缓冲器(TLB)的重叠检查(OVERLAP CHECKING FOR A TRANSLATION LOOKASIDE BUFFER(TLB))”的第13/741,981号美国非临时专利申请案的优先权，所述申请案的内容以其全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明一般来说涉及转译后备缓冲器(TLB)的管理。

背景技术

技术的进步已导致较小且较强大的计算装置。举例来说，当前存在多种便携式个人计算装置，包含无线计算装置，例如便携式无线电话、个人数字助理(PDA)、平板计算机及寻呼装置，其体积小，重量轻，且易于由用户携带。许多此类计算装置包含并入于其中的其它装置。举例来说，无线电话还可包含数字静态摄像机、数码摄像机、数字记录器，及音频文件播放器。并且，此类计算装置可处理可执行指令，包含软件应用程序，例如可用以存取互联网的网络浏览器应用程序，及利用静态或摄像机并提供多媒体播放功能性的多媒体应用程序。因而，这些装置可执行通常由例如桌上型计算机等较大装置执行的功能。

处理器(例如，无线电话及其它计算装置中的处理器)常常包含一或多个转译后备缓冲器(TLB)。TLB可用以在虚拟地址与物理地址之间快取转译。当在TLB中未发现指定虚拟地址时，可针对指定虚拟地址在TLB中创建新条目，其中新条目包含对应物理地址转译。创建此条目可在硬件中或通过软件来进行。替代地，可用用于指定虚拟地址的转译信息来改写TLB的现有条目。如果发现指定虚拟地址，即，匹配TLB的条目，那么TLB传回存储在匹配条目中的物理地址。

为了维持数据一致性，防止出现以下情形可为有用的：其中TLB的多个条目匹配输入虚拟地址。按照惯例，此任务落到使用TLB的操作系统上。然而，归因于编程错误及其它条件，可能难以依赖操作系统来实现此任务。此外，一些系统可并行地执行多个操作系统(例如，与超管理器通信的客户操作系统)，所述操作系统可引入TLB管理的其它复杂性；所述超管理器可负责对(软件编程)TLB进行编程，且客户操作系统定义转译，但无法被信任创建并不重叠的转译。

发明内容

揭示TLB处的处理器级别(例如，基于硬件)重叠检查。所述TLB可为软件管理的或硬件管理的。可在支持可变页面大小的系统中使用重叠检查，这是因为可变页面大小的使用可使得重叠页面成为可能。因为所揭示技术可在硬件中实施，所以所揭示技术可比基于软件的重叠检查更快。

可实施一或多个指令以利用所揭示的基于硬件的重叠检查技术。举例来说，可实施重叠检查指令。当由处理器执行时，所述重叠检查指令产生指示TLB中的任何条目是否对应于将与指定输入页面重叠的页面的输出。因此，所述重叠检查指令可用以确定针对输入页面在所述TLB中创建新条目是否将在所述TLB中产生重叠条目。在一些实施方案中，所述重叠检查指令的所述输出可指示所述TLB中有多少个条目与所述输入页面重叠或可识别特定重叠条目。

作为另一实例，可实施条件性TLB写入指令。如果所述所创建条目将不与所述TLB中的任何现有条目重叠，那么所述条件性TLB写入指令可针对输入页面在所述TLB中创建条目。如果创建所述条目将导致重叠，那么所述条件性TLB写入指令可产生类似于所述重叠检查指令的所述输出的输出。

在特定实施例中，一种方法包含在TLB处接收输入虚拟地址及输入页面大小指示。所述输入虚拟地址及所述输入页面大小指示对应于输入页面。所述方法还包含基于所述输入页面大小指示与所述TLB的条目的条目页面大小指示的比较确定计算的页面大小，其中所述TLB的所述条目对应于条目页面。所述方法进一步包含基于所述计算的页面大小执行所述输入虚拟地址与条目虚拟地址的隐蔽比较以确定所述输入页面是否与所述条目页面重叠。

在另一特定实施例中，一种设备包含TLB。所述TLB包含至少一个条目，其包含对应于条目页面的条目虚拟地址及条目页面大小指示。所述设备还包含经配置以接收对应于输入页面的输入页面大小指示及输入虚拟地址的输入逻辑。所述设备进一步包含重叠检查逻辑，其经配置以至少部分基于所述条目页面大小指示及所述输入页面大小指示确定所述输入页面是否与所述条目页面重叠。