硬體視角看段頁式儲存

2021-10-23 18:50:47 字數 635 閱讀 5904

一直認為,段頁式儲存是乙個軟體概念,將軟體分為各個不同的段來進行管理,通過劃分頁面進行記憶體分配,使用實際的物理記憶體空間。

今天乙個同事提到了硬體的段頁式管理的概念,感覺這個角度很好,以前從來沒考慮過還能從這個角度去想段頁式管理的問題,所以將他的描述整理記錄下來。

從硬體實現上來看,mips的虛擬位址空間分成個幾個不同的段,以mips32為例,包含useg,kseg0,kseg1,kseg2和kseg3。其中kseg0和kseg1是kernel umap,不需要經過tlb轉換,其它幾個段需要經過tlb轉換。

因此,可以認為mips32從硬體設計上就為段頁式管理提供了方便,當只想使用段的對映方式,不使用頁面的時候,可以使用kseg0和kseg1,因為這兩個段直接由硬體實現了虛擬位址到實體地址的轉換,不需要再額外的劃分頁面。

當需要使用段頁式(tlb對映)的方式使用記憶體空間時,可以使用useg和kseg2、kseg3,通過tlb對映來配置不同大小的也,將虛擬位址根據頁大小,對映到不同的實體地址上進行使用。

不同的硬體架構在硬體實現上對段頁式的實現可能有所不同。例如mips同時包含了段和段頁式兩種位址使用方式,而risc-v則略有不同。risc-v在m態時,是完全的段式管理,而在s態時,可以通過配置satp暫存器的模式,在完全的段式管理和段頁式(走tlb)兩種形式間進行切換。

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