19 分页：快速地址转换（TLB）

通过上一节中的知识，可以知道使用分页作为核心机制来实现虚拟内存是比较不错的，但是因为复杂的查询和转换逻辑，导致性能开销比较大。这里就要使用硬件来提升了，便出现了地址转换旁路缓冲存储器（TLB），可以频繁地发生虚拟到物理地址转换的硬件缓存，每次内存访问的时候，首先检查TLV，如果其中有映射，那就实现很快，如果没有，那就要去访问页表。从而获取页表项。

TLB的基本算法

现在就基本的说明一下过程，假设使用简单的线性页表（数组）和硬件管理的TLB。

1. 从虚拟地址中获取页号，然后再TLB中查看有没有这个VPN的转换映射。如果查找到的话，就从TLB中取出物理页帧，再结合虚拟地址中的偏移量行程物理地址，进而访问内存

2. 如果没有查找到，硬件访问页表来查询转换映射，然后更新到TLB中。这个操作开销比较大，因为访问页表需要额外的内存引用。当TLB更新后，在尝试获取，然后就很快的可以处理。

因为在TLB处理器核心附近，访问的速度很快，所以在查找的时候尽可能的去命中TLB，如果没有的话，那将消耗大量的资源，程序的运行也就会变的很慢。

示例：访问数组

为了搞清楚具体的流程，做了一个示例，图中展示偏移量和VPN，可以看出这是一个有16个虚拟内存也和4位的偏移量。在这里存在了10个数组，假设其实地址为100。可以看到这个数组具体的布局。接下来就来模拟查询。

在查询中，肯定使用的是for循环，做一个简单的代码书写：

int sun = 0;
for (int i = 0; i < 10; i++) {
    sum += a[i];
}

当访问a[1]的时候，cpu会看到虚拟地址100，这个时候提出VPN=06，用来检查TLB，没有命中，然后去页表中查ÿ