TLB（translation lookaside buffer）转换后援缓冲器

TLB是一个内存管理单元用于改进虚拟地址到物理地址转换速度的缓存。现在所有的用于桌面和服务器的处理器都使用TLB。TLB具有固定数目的slots，slots包含了page table的入口。页表用于将虚拟地址映射到物理地址。TLB是典型的内容寻址的内存（content-addressable memory – CAM），其中用于搜索的键值时虚拟地址，搜索结果时物理地址。如果TLB中包括请求的虚拟地址，CAM会很快的产生一个与之匹配的物理地址，通过此物理地址可以对内存进行存取。如果TLB中不包括请求的虚拟地址，那么就会对页表进行搜索，得到对应的物理地址。因此，当使用TLB发生TLB丢失时，映射转换的时间比不使用TLB时要更长。 

   TLB涉及到了物理内存寻址。TLB可能位于CPU和CPU缓存之间，或者位于CPU缓存和主存之间，这取决于cache使用物理寻址还是虚拟寻址。如果cache是虚拟寻址，请求直接从CPU发送到cache，然后cache存取TLB。如果cache时物理寻址，每次存取内存时CPU对TLB进行查询，然后将得到的物理地址发送给cache。

对于物理寻址的cache来说，一个通用的优化时在存取cache的同时查找TLB。虚拟地址的最低几位（比如32位构架中的低12位）表示页内偏移量，在虚拟地址到物理地址的转换中，这些位是不会发生变化的。

TLB丢失

现代构架中，使用两种机制来控制TLB丢失。

1.      使用TLB硬件管理单元。CPU遍历页表，查看页表中是否具有针对某个虚拟地址VA个有效的页表入口。如果页表中存在该入口，将其写道TLB，并且查找TLB表，看是否有VA对应的入口：这次存取将命中（刚写进来的，100%命中啦），程序将正常运行。如果CPU在页表中没有找到VA对应的入口，将产生page fault异常，OS进行处理：

 （1）在辅存中找到所需要的虚拟页。

 （2）从主存中获得一个空的物理页，将数据加载到该物理页。

 （3） 在进程的页表中建立一个新的页表入口，将虚拟页的地址（虚拟地址）到物理页的地址（物理地址）的映射关系添加到页表入口中。

 （4）恢复程序执行。

2.      使用软件管理TLB。TLB丢失产生TLB丢失例外，OS 遍历页表，执行转换。OS把映射加载到TLB并从引发TLB丢失例外的地方重新开始执行程序。