[发明专利]一种两级转换旁路缓冲的管理装置及方法

权利要求书

1.一种两级转换旁路缓冲的管理装置，包括一级转换旁路缓冲、二级转换旁路缓冲、请求记录模块、请求比较模块和二级转换旁路缓冲命中信息记录模块，其特征在于，一级转换旁路缓冲采用全相联的组织结构，混合存放各种页面粒度的虚实地址映射关系；二级转换旁路缓冲包括小页模块和大页模块，所述小页模块用于存储最小粒度页面的虚实地址映射关系，采用组相联的组织结构；所述大页模块用于存储其他粒度页面的虚实地址映射关系，采用全相联的组织结构；所述请求记录模块用于记录当前命中二级转换旁路缓冲，但尚未将命中信息装入一级转换旁路缓冲的请求；所述二级转换旁路缓冲命中信息记录模块与所述请求记录模块相关联，用于记录请求命中二级转换旁路缓冲的相关信息；所述请求比较模块用于对准备登记请求记录模块的请求与当前已登记的请求进行比较。

2.根据权利要求1所述的两级转换旁路缓冲的管理装置，其特征在于，所述请求记录模块记录的内容包括请求的有效位、请求所属的地址空间标记、请求访存的虚地址和请求对应的指令的相关信息。

3.根据权利要求1所述的两级转换旁路缓冲的管理装置，其特征在于，所述二级转换旁路缓冲命中信息记录模块记录的内容包括命中二级转换旁路缓冲代换出的物理地址、对应页面的粒度及权限控制位、是否命中二级转换旁路缓冲大页模块、命中二级转换旁路缓冲大页模块的条目号、是否命中二级转换旁路缓冲小页模块、命中二级转换旁路缓冲小页模块的路号及索引地址。

4.一种两级转换旁路缓冲的管理方法，其特征在于，采用如权利要求1-3中任一所述的管理装置，在访存请求不命中一级转换旁路缓冲时，同时访问二级转换旁路缓冲的大页模块和小页模块，当访存请求命中二级转换旁路缓冲时，将请求本身相关信息和命中二级转换旁路缓冲的信息分别登记到请求记录模块和二级转换旁路缓冲命中信息记录模块中；当一级转换旁路缓冲空闲时，将命中二级转换旁路缓冲得到的虚实地址映射关系装入一级转换旁路缓冲。

5.根据权利要求4所述的两级转换旁路缓冲的管理方法，其特征在于，请求命中二级转换旁路缓冲后，在等待装填一级转换旁路缓冲期间，如果有新的请求命中二级转换旁路缓冲，且请求记录模块无法登记更多的信息，此时，请求比较模块将新的请求和请求记录模块中的请求进行比较，若新的请求的记录程序顺序在前，则将新的请求替换请求记录模块中的某个请求，同时将新的请求命中二级转换旁路缓冲的信息同步登记到二级转换旁路缓冲命中信息记录模块中。

6.根据权利要求4所述的两级转换旁路缓冲的管理方法，其特征在于，所述将命中二级转换旁路缓冲得到的虚实地址映射关系装入一级转换旁路缓冲时，如果一级转换旁路缓冲没有条目需要淘汰，则清除二级转换旁路缓冲中请求的命中条目。

7.根据权利要求4所述的两级转换旁路缓冲的管理方法，其特征在于，在访存请求命中二级转换旁路缓冲的大页模块，将虚实地址映射关系装入一级转换旁路缓冲时，如果一级转换旁路缓冲的淘汰条目是大页，则将一级转换旁路缓冲的淘汰条目回写到请求命中条目在二级转换旁路缓冲的大页模块中的位置；如果一级转换旁路缓冲的淘汰条目是小页，则根据二级转换旁路缓冲的小页模块的装入算法，将一级转换旁路缓冲的淘汰条目回写到二级转换旁路缓冲的小页模块，同时，清除二级转换旁路缓冲大页模块中请求的命中条目。

8.根据权利要求4所述的两级转换旁路缓冲的管理方法，其特征在于，在访存请求命中二级转换旁路缓冲的小页模块，将虚实地址映射关系装入一级转换旁路缓冲时，如果一级转换旁路缓冲的淘汰条目是大页，则根据二级转换旁路缓冲的大页模块的装入算法，将一级转换旁路缓冲的淘汰条目回写到二级转换旁路缓冲的大页模块，同时，清除二级转换旁路缓冲的小页模块中请求的命中条目。