虚拟存储原理与TLB优化：从龙芯2号到Linux系统详解

本资源主要聚焦于"LEC10_存储管理1"的主题，深入探讨了计算机体系结构中的存储管理问题，特别是Linux操作系统的视角。首先，讲述了龙芯2号处理器核结构图，它是理解后续存储管理概念的基础。虚拟存储是核心内容，讲解了其基本原理，如在多进程环境中提供统一的编程空间，支持比物理内存更大的虚拟地址空间，以及通过虚实地址映射机制实现逻辑到物理地址的转换。这里提到了页表和TLB（Translation Lookaside Buffer，翻译高速缓存）的作用，它们在虚拟地址到物理地址的查找过程中扮演了关键角色，TLB作为页表的缓存，能显著提升性能。 讲解了多级页表的概念，它用于在不同级别上管理和索引内存，确保地址的正确性。此外，还详细阐述了TLB的工作原理，包括其内部结构（包含虚地址Tag、物理地址和保护位）、失效处理机制，以及它如何与Cache进行协同工作，以优化数据访问速度。 最后，资源对比了Cache和虚拟存储的区别，从调度单位（Cache以块为单位，虚拟存储以页为单位）、命中和失效延迟等方面进行了说明。这个资源涵盖了从硬件结构到操作系统层面的存储管理系统设计，对于理解和实践Linux存储管理技术具有很高的价值。学习者可以借此深入理解计算机内存管理的核心理念和技术细节。