[发明专利]一种面向消息传递机制的地址转换装置及方法

说明书

本发明为一种面向消息传递机制的地址转换装置及方法，包括：句柄代换表，包含每个句柄对应空间页表的指针，指针指向主存内连续物理地址空间的虚实代换页表；地址代换快表TLB，用于存储虚地址与物理地址的代换条目；脱靶处理部件，用于在地址代换脱靶时建立新的代换条目并存储到所说地址代换快表TLB中；主存页表，用于接收所述脱靶处理部件发出的页表读请求并返回物理页号。脱靶处理部件在地址代换脱靶时，将该次地址代换请求悬挂并向主存页表发出页表读请求，接收主存页表返回的物理页号，建立新的代换条目并装填到地址代换快表TLB中。本发明的优点是：地址转换及地址代换快表TLB的缺失装填通过硬件完成，无需CPU干预，提高了地址代换的效率。

技术领域

本发明涉及虚实地址转换领域，尤其涉及一种面向消息传递机制的地址转换装置及方法。

背景技术

操作系统是以页式地址或段式地址对内存进行管理，分页管理的好处是可以使用户程序可以不依赖物理地址，由系统负责页面虚地址到物理地址的转换，对用户透明；现代处理器一般都采用分页式虚拟存储，并利用存储管理部件实现虚地址到物理地址的映射，虚拟地址到物理地址的映射关系存储在页表中，页表管理一般由操作系统完成。

发明内容

本发明主要解决了现有虚实地址转换需要CPU干预，导致转换效率低的问题，提供了一种虚实地址的转换不需要主机CPU的干预，在地址代换快表TLB的缺失装填时采用硬件来实现的面向消息传递机制的地址转换装置及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种面向消息传递机制的地址转换装置，包括：句柄代换表，包含每个句柄对应空间页表的指针，所述指针指向主存内连续物理地址空间的虚实代换页表；地址代换快表TLB，用于存储虚地址与物理地址的代换条目；脱靶处理部件，用于在地址代换脱靶时建立新的代换条目并存储到所说地址代换快表TLB中；主存页表，用于接收所述脱靶处理部件发出的页表读请求并返回物理页号。

通过地址转换部件、句柄代换表和TLB表，由硬件来高效的完成地址转换，无需CPU干预，提高了地址代换的效率。

作为上述方案的一种优选方案，还包括合法性检查部件，所述合法性检查部件设于句柄代换表和地址代换快表TLB之间，用于对地址代换请求的合法性进行检查。

作为上述方案的一种优选方案，所述脱靶处理部件包括悬挂缓冲单元、替换算法单元和TLB装填单元，所述悬挂缓冲单元在地址代换脱靶时，将该次地址代换请求悬挂并向主存页表发出页表读请求，同时告知TLB装填单元，TLB装填单元接收主存页表返回的物理页号，建立新的代换条目并调用替换算法单元将该代换条目装填到地址代换快表TLB中。在地址代换快表TLB的缺失装填时采用硬件来实现，提升了消息处理的效率。

作为上述方案的一种优选方案，所述地址代换快表TLB包括D-TLB表和Q-TLB表。

对应的，本发明还提供一种面向消息传递机制的地址转换方法，采用上述面向消息传递机制的地址转换装置，包括以下步骤：

S1：接收地址代换请求，获取地址代换请求的句柄号，根据句柄号检索句柄代换表获取地址代换粒度、页表起始地址和访问权限信息；

S2：对地址代换请求进行合法性检查，若合法性检查通过，则根据句柄、虚页号和地址代换粒度检索地址代换快表TLB，进入步骤S3；反之，则给地址代换请求源返回失败响应，并结束本次地址代换操作；

S3：若在地址代换快表TLB检索到相应的代换条目且访问权限合法，则将物理页号返回给地址代换请求源；若在地址代换快表TLB检索到相应的代换条目但访问权限违例，则给地址代换请求源返回失败响应，并结束本次地址代换操作；若未在地址代换快表TLB检索到相应的代换条目，则进入步骤S4；

S4：根据页表起始地址、VPN和代换粒度计算相应页表条目的物理地址并向主存页表发起页表读请求；