TLB(Translation Lookaside Buffer)是什么？
- 通过一个线性地址访问一个物理页。比如：一个DWORD，其实未必真正读取的是4个字节。先读取的PDE再读取PTE，最后才读取的4个字节的页。
- 在2-9-9-12分页中会读取24个字节，如果跨页，可能会读取的更多。
- 为了提高效率，只能做记录。
- CPU内部做了一个表，来记录这些东西，这个表格是存储在CPU内部的，它的读写速度和寄存器一样快，TLB(Translation Lookaside Buffer)。
TLB结构
| LA(线性地址) | PA(物理地址) | ATTR(属性) | LRU(统计) |
|---|---|---|---|
| 0x12345678 |
- ATTR(属性)：属性是PDPE(PDPT：页目录指针表)、PDE、PTE三个属性AND(与运算)起来的，如果是10-10-12分页形式就是PDE and(与运算) PTE。
- 不同的CPU这个表的大小不一样。
- 只要CR3(指向当前进程页表)改变了，TLB立马刷新，一核一套TLB。
操作系统的高2G映射基本不变，如果CR3改变了，TLB刷新，重建高2G以上很浪费。所以PDE核PTE中有个G标志位，如果G位为1，刷新TLB时将不会刷新 PDE/PTE的G位为1的页。
当TLB满了，根据统计信息将不常用的地址废弃，保留最近常用的。
TLB种类
TLB在x86体系的CPU里的实际应用最早是从Intel的486CPU开始的，在x86体系的CPU里面，一般都设有如下4组TLB：
- 缓存一般页表(4KB字节页面)的指令页表缓存(Instruction-TLB)。
- 缓存一般页表(4KB字节页面)的数据页表缓存(Data-TLB)。
- 缓存大尺寸页表(2MB/4MB字节页面)的指令页表缓存(Instruction-TLB)。
- 缓存大尺寸页表(2MB/4MB字节页面)的数据页表缓存(Data-TLB)。
普通页都是4KB。如果是10-10-12分页形式中，大页是4MB。如果是2-9-9-12分页形式中，大页是2MB。
练习
- 体验TLB的存在
- 给某个线性地址挂一个物理页，如线性地址A。给它挂一个物理页B。挂完物理页以后，再把这个线性地址A的物理页改成C。
- 改成C以后再去读取这个线性地址的内容，会发现读取的仍然是B物理页里面的值，而不是C物理页中的值。
- 为什么呢？因为CPU第一次用这个线性地址的时候就把它的映射关系存储在了TLB中，这个线性地址如果不再使用它，CPU就又缓存原来的。
- 虽然把线性地址A的物理页改为C，但是并没有读写线性地址A，但是系统不知道，所以用的就是旧的。
- 全局页的意义
- 将G位修改为1，体会全局页和非全局页在TLB中是什么情况。
- INVLPG指令的意义
- 可以把TLB里面的某些值，也就是线性地址和物理地址的映射关系，把某些不想要的映射关系删掉。