JJJ:arm64架构下的asid相关

最新推荐文章于 2025-02-08 14:36:43 发布

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ASID

ASID（Address Space Identifier，地址空间标识符）用于区分不同的虚拟地址空间，确保每个进程的页表项是唯一的。

现代操作系统允许多个进程并发运行，每个进程都有自己的虚拟地址空间。为了高效地管理这些地址空间，ARM64 架构引入了 ASID 来唯一标识每个进程的页表。
TLB（Translation Lookaside Buffer）是加速虚拟地址到物理地址转换的一种硬件缓存，可以把它理解成一种快速页表。
TLB中的每一个条目，不仅包含虚拟地址和物理地址之间的映射，还包括 ASID。只有当虚拟地址和 ASID 都匹配时，才能找到对应的物理地址。

操作系统为每个进程分配一个唯一的 ASID。通常，ASID 是在一个范围内循环使用的，以确保不会耗尽可用的 ASID。
当进程切换时，操作系统会更新 TTBR0_EL1 和 TTBR1_EL1 寄存器中的 ASID 字段。如果新进程的 ASID 与旧进程不同，则 TLB 中的现有条目仍然有效；如果相同，则需要刷新 TLB（不然真的会访问到错误的物理地址）。如此可以减少不必要的TLB刷新次数
TTBR0_EL1：用于用户空间页表基址。
TTBR1_EL1：用于内核空间页表基址。

ASID版本号

实际使用的 ASID 可以看作是由两部分组成的：一部分是传统的 ASID，另一部分是版本号。

当一个新的进程创建时，操作系统会为它分配一个新的 ASID 和初始版本号（通常是 0）。
当 ASID 资源快耗尽时，操作系统可以通过增加版本号来重新利用旧的 ASID。每次 ASID 回收并重新分配时，版本号都会递增。
当版本号发生变化时，操作系统需要刷新 TLB，以确保所有旧的、不匹配的条目都被清除。这可以通过执行 TLB 无效化指令（如 TLBI 指令）来完成。

在 TLB 查找过程中，CPU 不仅会检查虚拟地址和 ASID，还会检查版本号。只有当三者都匹配时，TLB 条目才会被认为是有效的。</