Буфера хранения результатов преобразования

При непродуманной реализации преобразование линейных адресов в физические адреса потребовало бы нескольких обращений к памяти по мере прохождения цепочки указателей. Оперативная память работает намного быстрее диска, но все же значительно медленнее по сравнению с процессором, поэтому такой способ вполне мог бы стать причиной возникновения узкого места с точки зрения производительности. В целях снижения издержек самые последние результаты выполнения преобразования адресов хранятся в буферах хранения результатов преобразования TLB (translation lookaside buffer) модуля MMU. Системе Linux не приходится явно управлять этими буферами TLB, если не считать того, что иногда в системе возникает необходимость сообщить процессору, что содержимое буферов TLB потеряло актуальность в результате каких-то действий ядра.

Из всех функций и макрокоманд, которые работают с TLB, мы рассмотрим только __flush_tlb; однако эта функция в архитектуре х86 является основой большинства других функций.

__flush_tlb

10917: CR3 (Control Register 3 — регистр управления 3) — регистр процессора х86, который содержит базовый адрес каталога страниц. Загрузка значения в этот регистр заставляет процессор считать, что буфера TLB потеряли актуальность, даже если произошла загрузка того же значения, которое уже находилось в CR3. Следовательно, функция __flush_tlb состоит просто из двух команд ассемблера: она сохраняет значение CR3 во временной переменной tmpreg, а затем копирует tmpreg обратно в CR3. Вот и все!

Обратите внимание, что процессор х86 позволяет также сделать недействительным только один вход TLB, а не весь буфер. В этом методе используется команда invlpg — см. строку 10926 для ознакомления с ее использованием.