前言

前面幾天提到了虛擬記憶體，以及一些關於實體記憶體與虛擬記憶體的映射方式，今天來講講兩個重要的設計，MMU與 TLB，這兩個部分都是屬於硬體設計的部分，以下是實際上MMU與TLB做的事情。

MMU

在前面已經講過，現代的作業系統大多是使用虛擬記憶體管理的方式，這需要處理器裡的MMU（memory management unit) 進行支持，才能夠進行查找。MMU將虛擬位址(virtual address)映射到實體位址(physical address)的方式，是利用cr3 register 又稱為 page table base register拿到分頁表的起始位置，再利用 page index(上圖的p)，對分頁表查找。 cr3 是負責記錄該行程的分頁表在記憶體中的起始位置的暫存器，因為每個行程都有各自的分頁表，所以當行程轉換的時候也需要同時修改 cr3

TLB(Translation Lookaside Buffers)

上面MMU的轉換方法，會需要存取實體記憶體，也因為CPU的速度遠遠大於實體記憶體，所以虛擬位址轉成實體位址的過程，很容易變成效能的瓶頸，因此TLB就產生了，處理器會將最近使用的分頁目錄與分頁資料放在名叫TLB的快取中，藉此加速虛擬位址跟實體位址轉換的速度。另外要注意的是，當cr3 快取記憶體更新的時候，TLB也要全部刷新，避免轉換錯誤。