全面學習理解TLB（Translation Look-aside Buffer）地址變換高速緩存
前言：
本文學習思路是：存在緣由 --> 存在好處 --> 定義性質 --> 具體分析
存在緣由：
由於地址映射（從虛擬地址轉換成物理地址）需要的開銷開大。
轉換過程如下：
- 第一次訪問內存是訪問頁表，取出虛擬頁對應的物理頁。
- 第二次訪問內存是訪問實際內存地址。
為了提高效率，現代CPU都包含了一個特殊Cache來跟蹤最近使用過的地址變換，這個就是TLB。
明顯好處：
如果有了TLB，那么地址轉換變成如下過程：
- 第一次訪問TLB，得到虛擬頁對應的物理頁
- 第二次訪問的是內存，訪問實際地址。
這樣就省去了一次訪問內存的時間，大大提高了效率。
概念概括：
TLB英文全稱：Translation Look-aside Buffer
TLB中文全稱：地址變換高速緩存
TLB中文簡稱：快表
TLB實際性質：它是一種cache
TLB的每一項中包含
- 有效位(valid)。現在的計算機基本都是使用虛擬存儲器，簡單來說就是假如你要打開一個很大的程序，它不會把所有的文件都加載進內存。當需要用的內容不在內存上時，它再去硬盤上找並加載到內存。故，有效位的作用就是，假如是0，就代表該頁不在內存中，需要去硬盤中找。
- 引用位(reference)。由於TLB中的項數是一定的，所以當有新的TLB項需要進來但是又滿了的話，如果根據LRU算法，就將最近最少使用的項替換成新的項。故需要引用位。同時要注意的是，頁表中也有引用位。
- 臟位(dirty)。現在的計算機基本都是使用虛擬存儲器，簡單來說就是假如你要打開一個很大的程序，它不會把所有的文件都加載進內存。當需要用的內容不在內存上時，它再去硬盤上找並加載到內存。故臟位的作用就是，當內存上的某個塊需要被新的塊替換時，它需要根據臟位判斷這個塊之前有沒有被修改過，如果被修改過，先把這個塊更新到硬盤再替換，否則就直接替換。
- 物理頁號。
利用TLB進行快速地址轉換的過程圖
過程描述如下：
首先，先去TLB中根據標志Tag尋找，假如找到了並且有效位是1，說明TLB命中了，那么直接就可以從TLB中獲取該虛擬頁號對應的物理頁號。假如有效位是0，說明該頁不在內存中，這時候就發生缺頁異常，CPU需要先去外存中將該頁調入內存並將頁表和TLB更新。
假如在TLB中沒有找到，那么就去頁表（Page Table）中尋找（以虛擬頁號為索引），假如找到了並且有效位是1，那么就可以取出對應的物理頁號。假如有效位是0，說明該頁不在內存中，這時候就發生缺頁異常，CPU需要先去外存中將該頁調入內存並將頁表和TLB更新。
假如在頁表中沒有找到，也是缺頁。同意會執行上述的缺頁處理。
（不管從哪獲取到物理頁號，都可以根據規則組拼成實際物理地址，然后就可以訪存去數據啦）
引用位、臟位何時更新？
頁表和TLB都有這兩個標志位。如果是TLB命中，那么引用位就會被置1，當TLB或頁表滿時，就會根據該引用位選擇適合的替換位置。如果TLB命中且這個訪存操作是個寫操作，那么臟位就會被置1，表明該頁被修改過，當該頁要從內存中移除時會先執行將該頁寫會外存的操作，保證數據被正確修改。
當TLB的某一項要被替換時，它的引用位和臟位都會被更新會頁表。
補充：
虛擬地址轉換成物理地址的簡略圖（沒有TLB只有頁表時的情況）
