[发明专利]TLB的预填及锁定方法和装置

说明书

本发明提供一种TLB的预填及锁定方法和装置。所述TLB的预填方法包括：进行虚拟地址、物理地址、存储器属性及其它控制信息的配置；配置TLB的具体条目，以使能TLB的预填；判断是否完成所需要的TLB条目的预填；当判定已完成所需要的TLB条目的预填时，使能内存管理单元。所述TLB的锁定方法包括：进行虚拟地址、物理地址、存储器属性以及其它控制信息的配置；配置TLB的具体条目，以使能TLB的预填；判断是否完成所需要的TLB条目的预填；当判定已完成所需要的TLB条目的预填时，进行锁定配置；使能内存管理单元。本发明能够直接进行TLB的预填及锁定，在一定程度上降低页表缺失概率。

技术领域

本发明涉及处理器架构技术领域，尤其涉及一种TLB的预填及锁定方法和装置。

背景技术

页表主要有两方面用途：第一是能够提供虚拟地址到物理地址的映射关系，这样可以让操作系统灵活使用虚拟地址，而不用过多考虑底层的物理分配。第二是能够对地址空间进行读写保护。早期的处理器采用软件的方式进行页表的转换，虽然可以降低处理器设计的复杂度以及降低处理器的面积，但是效率很低。随着集成电路制造技术的进步，当代处理器都会采用硬件加速的方式进行页表转换，同时会在处理器内部实现TLB(Translation Lookup-aside Buffer，页表快速查询表)，以加快页表转换速度。随着处理器的运行频率不断提高，以及应用对处理器的运算能力要求不断提高，TLB缺失对于系统整体的性能的影响很大。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点解决的问题。

目前，处理器架构有ARM、X86、Power和MIPS，每一种架构的页表转换方法是不同的，TLB的Preload(预填)及Lock(锁定)的方法也会随之不同，并没有一种通用的方法适配所有的处理器架构。

现有技术是集中在如何有效地预取页表转换数据到数据缓存(Data Cache)中，意图能在一定程度上减小页表缺失的代价。但是处理器内的数据访问类型比较多，有取指、数据读写、页表转换等，如何将所需要的页表转换数据预取到数据缓存中，并不容易做到。

发明内容

本发明提供的TLB的预填及锁定方法和装置，能够直接进行TLB的预填及锁定，在一定程度上降低页表缺失概率。

第一方面，本发明提供一种TLB的预填方法，包括：

进行虚拟地址、物理地址、存储器属性及其它控制信息的配置；

配置TLB的具体条目，以使能TLB的预填；

判断是否完成所需要的TLB条目的预填；

当判定已完成所需要的TLB条目的预填时，使能内存管理单元。

可选地，所述方法还包括：

当判定未完成所需要的TLB条目的预填时，返回继续进行虚拟地址、物理地址、存储器属性及其它控制信息的配置。

第二方面，本发明提供一种TLB的锁定方法，包括：

进行虚拟地址、物理地址、存储器属性以及其它控制信息的配置；

配置TLB的具体条目，以使能TLB的预填；

判断是否完成所需要的TLB条目的预填；

当判定已完成所需要的TLB条目的预填时，进行锁定配置；

使能内存管理单元。

可选地，所述方法还包括：

当判定未完成所需要的TLB条目的预填时，返回继续进行虚拟地址、物理地址、存储器属性及其它控制信息的配置。

可选地，当硬件发现所要锁定的条目没有被预填时，则锁定无效。