ASID 与 MIPS 中 TLB相关寄存器

最新推荐文章于 2024-03-05 10:48:35 发布

MellesJ

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分类专栏：操作系统文章标签： ASID TLB MIPS

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/weixin_43336415/article/details/89323676

本文介绍了 MIPS 处理器中如何使用 ASID（Address Space Identifier）来区分进程特定的 TLB 项，并详细解析了 MIPS 中 TLB 相关的寄存器，包括 EntryHi、EntryLo、PageMask、TLB 选择寄存器以及页表存取辅助寄存器。在 TLB 重填异常处理部分，解释了 Context 和 XContext 如何简化异常处理流程。

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ASID

为了提高TLB的性能，将TLB分成Global和process-specific。global 是指常驻在tlb中不会被刷出的，例如内核空间的翻译，process-specific 是指每个进程独有的地址空间，当发生进程切换的时候，这部分tlb可以被刷出，为了支持process-specific的tlb，arm提出了ASID（Adress Space ID）的硬件解决方案，这样TLB就可以识别出这个 TLB 页表项是属于哪一个进程的。
在 MIPS 中，有两个地方会出现ASID，每一个TLB表项会有一个ASID，标识这个表项是属于哪一个进程的，CP0_EntryHI 中的ASID是当前进程的ASID，所以进程对TLB的查询操作，即使VPN命中，但若该表项不是global且ASID与CP0_EntryHi的ASID不一致，则也视作TLB缺失 – 这样就不用每次切换进程都要 flush 所有 tlb

MIPS 中 TLB/MMU 相关寄存器

TLB 关键字域

EntryHi 包含 VPN2 和 ASID 字段
- VPN2 就是 TLB 表项对应的虚拟页表号，在 MIPS 设计中，一个 TLB 表项存储的是两个相邻虚拟页对应的物理页框号，所以 VPN2 只有 21 位（除去页内偏移12位和第13位）
- ASID 字段，是当前进程的ASID，在对 TLB 访问查询中起到验证的作用（具体见 ASID 部分）。
EntryLo0-1
- PFN 对应的物理页框号
- D(dirty) 标志位，置位时允许写入；0 不允许写入，若写入则发生异常
- V(valid) 有效位
- G(global) 表明该 TLB 表项是全局的还是属于特定进程的，若是全局的，则对该 TLB 表项的读取都会无视 ASID 是否匹配