[发明专利]一种表项替换方法、装置及终端

说明书

本发明公开了一种表项替换方法、装置及终端，对虚拟页地址进行排序；然后根据排序结果选择出满足预设标准的第一虚拟页地址集，第一虚拟页地址集包括至少一个虚拟页地址；最后将页表缓冲区中的第一虚拟页地址集所处的表项进行替换。通过本发明提供的方案，能够对页表缓冲区中的表项进行动态更新，以保证使用频繁的表项不被频繁替换出去，以及不常使用的表项能够被及时替换出去，从而提高页表缓冲区中表项的利用率，降低页表缓冲区失败的频率，从而提升系统的性能。

技术领域

本发明涉及微处理器中提高TLB(Translation Lookaside Buffer，页表缓冲区)利用率的技术领域，尤其涉及一种表项替换方法、装置及终端。

背景技术

由于虚拟存储器技术不仅可以把存储器分块并分配给不同进程使用，自动管理存储器层次结构,而且简化了程序的加载过程,因此现在的所有微处理器都采用虚拟存储器技术。在虚拟存储器系统中，处理器生成虚拟地址(或程序地址)，然后通过硬件、软件进行一系列的转换，就可获得实际访问的物理地址(即访问内存的地址)。该转化方式使得每次读取数据时都需要两次访问内存，即一次通过查页表获得物理地址，一次通过物理地址获取数据，这会消耗大量的CPU资源和时间。

基于上述情况，提出一种TLB硬件，通过该TLB专门将这些虚拟地址进行转换并保存在缓存中，从而减少二级访问内存的硬件。具体的，TLB中的每个表项都有一个VPN(Virtual Private Network，虚拟页地址)和一个物理页地址(page frame number，PFN)，且VPN与PFN存在映射关系；当一个程序发出一个虚拟地址后，该虚拟地址会与TLB中的每个VPN进行匹配，若匹配成功，则将其称为TLB命中(即TLB HIT)，该VPN对应的PFN会发出，若匹配失败，则将其称为TLB失败(即TLB MISS)，该VPN会产生一个异常(中断)，需要操作系统把页表文件加载到内存，然后从内存中继续查找该VPN并计算出对应的PFN。即使页表在内存中，查询也会消耗大量时间，影响转换效率，最主要的是异常处理相对来讲也需要消耗很大的CPU资源。

目前，在许多处理器中，硬件上已经优化了页表及相关TLB表项充填的机制，当VPN发生TLB MISS(即页表缓冲区失败)时，从内存中获取与该VPN对应的PFN，并在TLB中随机选择一个表项将该VPN及获取的PFN进行替换。但是该替换策略还是存在着TLB表项利用率不高的情况，例如，有些使用频繁的TLB表项却被频繁替换出去，而有些TLB表项不应该长时间占用TLB空间却没有被及时替换出去，进而影响TLB表项的利用率，降低整个系统的性能。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是，提供一种表项替换方法、装置及终端，以解决现有技术中TLB的表项利用率不高，进而降低系统性能的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种表项替换方法，包括：

对虚拟页地址进行排序；

根据排序结果选择出满足预设标准的第一虚拟页地址集，所述第一虚拟页地址集包括至少一个虚拟页地址；

将页表缓冲区中的所述第一虚拟页地址集所处的表项进行替换。

在本发明一种实施例中，所述对虚拟页地址进行排序包括：

根据所述虚拟页地址的优先级和/或失败次数对所述虚拟页地址进行排序，所述失败次数为所述虚拟页地址发生页表缓冲区失败TLB MISS的次数。

在本发明一种实施例中，根据所述虚拟页地址的优先级和失败次数对所述虚拟页地址进行排序具体包括：

根据所述虚拟页地址的优先级对所述虚拟页地址进行排序，当所述虚拟页地址的优先级相同时，根据所述虚拟页地址的失败次数对优先级相同的虚拟页地址进行排序；