[发明专利]一种地址转换缓存表项管理方法

权利要求书

1.一种地址转换缓存表项管理方法，其特征在于，包括：

根据所请求的虚拟地址，判断该虚拟地址对应的页表项是否在地址转换缓存中，若在地址转换缓存中，则直接将该页表项对应的物理地址返回给处理器；

若该页表项不在地址转换缓存中，则首先根据预置的重填方法在物理内存中获取该页表项，再判断地址转换缓存是否存在剩余空间；

若地址转换缓存存在剩余空间，将页表项依照顺序写入地址转换缓存后，将页表项对应的物理地址返回给处理器，否则根据预置的替换算法，替换地址转换缓存中的表项后，将页表项对应的物理地址返回给处理器。

2.如权利要求1所述的地址转换缓存表项管理方法，其特征在于，所述预置的重填方法包括硬件重填：若所述虚拟地址对应的页表项不在地址转换缓存中，即发生地址转换缓存缺失，硬件自动使用当前虚拟地址去寻址物理内存中的页表项，若找到的页表项有效，则将它写回到地址转换缓存中，整个过程均是由硬件自动完成；若找到的页表项无效，硬件会产生一个页表项缺失类型的异常，再由操作系统来处理当前情况。

3.如权利要求2所述的地址转换缓存表项管理方法，其特征在于，所述预置的重填方法包括软件重填：若所述虚拟地址对应的页表项不在地址转换缓存中，即发生地址转换缓存缺失，硬件把产生缺失的虚拟地址存储到缺失地址缓存寄存器中，同时产生一个地址转换缓存缺失类型的异常，在异常处理程序中，软件使用缺失地址缓存寄存器当中的虚拟地址去寻址物理内存中的页表项，找到对应的地址转换页表项，并写回到地址转换缓存中。

4.如权利要求3所述的地址转换缓存表项管理方法，其特征在于，所述预置的替换算法为按照最近最少使用的替换算法LRU调整该地址转换缓存中的对象：

采用二叉树的方法实现伪LRU算法，在访问过程中从树的根到被访问数据块的路径记录在树的节点中，每次访问会指向不同的数据块节点，当地址转换缓存需要被替换时，替换当前二叉树所指向的数据块节点；对于A路组相联的地址转换缓存，需要预留A-1位来组成逻辑上的二叉树。

5.如权利要求4所述的地址转换缓存表项管理方法，其特征在于，所述预置的替换算法为按照随机替换算法RANDOM调整该地址转换缓存中的对象：

通过计数器方法实现随机替换，计数器根据地址转换缓存的表项数选择位宽，根据处理器时钟，每周期加一，当地址转换缓存需要被替换时，访问该计数器，使用计数器当前的值作为被替换表项的索引，以此近似实现随机替换。