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3天內(nèi)不再提示

頁表如何支持多任務并行

冬至配餃子 ? 來源:芯片驗證工程師 ? 作者:驗證哥布林 ? 2022-07-28 17:45 ? 次閱讀

在大多數(shù)使用ARM處理器的系統(tǒng)中都會有很多應用或者任務同時運行,其中每個任務都在物理內(nèi)存中擁有自己獨立的頁表。

每當應用程序啟動時,操作系統(tǒng)都會為其分配一個頁表,頁表中的頁表項將應用程序即將使用到的指令和數(shù)據(jù)映射到物理內(nèi)存。如果應用程序映射到了未分配的物理空間,操作系統(tǒng)會完成相應頁的分配,然后任務就可以進行下去。

多個任務可以同時運行,因為它們使用的是不同的VA-PA映射關系,而這些映射關系能夠同時存在于物理內(nèi)存中。當任務完成并且相應的頁表映射不再需要時,該頁表所處的物理空間可以被重新分配,刪除相應的頁表項(置成無效)并invalid TLB cache。

Address Space ID

在頁表中有一個nG(non-global)比特位。如果某個頁設置了nG ,那么該頁只與特定的應用或者任務相關聯(lián)。當MMU執(zhí)行VA-PA時,會同時用到VA和ASID(操作系統(tǒng)分配給每個任務的編號)。

poYBAGLiWjqAE4OOAACyqX34lps621.png

作為頁表內(nèi)容的cache,TLB中的tag除了存儲了VA,還有相應的ASID。在做TLB的hit-miss-check時,只有VA和ASID同時匹配才算hit。

上下文切換

所以,TLB中可能存放著多個相同VA對應的頁表項。這些頁表項具有不同的ASID,當某個ASID對應的任務完成或者這個任務的頁表發(fā)生更改時只需要invalid某個ASID的TLB cache。這種操作叫context switches(上下文切換)。只針對特定ASID進行上下文切換,能夠降低頁表修改帶來的性能開銷,因為它避免了刷新全部的TLB。


審核編輯:劉清

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