为什么ARM有64KB大页面？

Question

ARM720T用户手册提到了小页面和大页面。由于ARM 720T需要在页表中将64KB页表条目复制16次，为什么不放置16个小页（4KB）条目来模仿64KB页条目，而不是首先使用大页面？

Answer 1

从ARM720 TRM，

大页面 包括存储器64KB块。大页面支持 以允许映射 内存的大区域，同时仅使用 TLB中的单个条目。 其他访问控制机制扩展为 到16KB子页面。

主要的好处是一个64k条目只会消耗一个TLB（MMU页面条目缓存）。 TLB是64项，因此64*4k = 256kB与64*64k = 4MB;不需要页表查找来解决的内存量的显着增加。

有很多缺点。例如，一个可移植的操作系统（和它的API）可能需要较小的页面。如果所有条目都是64k碎片可能会导致。该部分条目甚至更好，每个代表在TLB中具有64MB配件的1MB块。通常该部分将更好地用于虚拟==物理映射的。

如果您知道您的系统只有4MB的可用内存，那么64k页的条目可以带来更可靠的性能。即使内存容量较大，中断代码和数据也可以使用带有TLB锁定的64k条目^note来避免页表格散步。这可能会导致更好的IRQ延迟。 TLB是有限的资源，因此使用4k条目作为中断处理程序可能会导致浪费TLB。使用部分条目可能会浪费内存，因为大多数中断代码是1MB的<。

即使没有锁定，很可能经常使用的64k条目仍将保留在TLB中。具有每个任务/进程内存的操作系统可能需要更改可能导致TLB和缓存刷新和无效的MMU表。为了简化上下文切换，一切都可能失效并刷新。所以一个表中的中断可能比你想象的更普遍。这是使用MMU“PID”功能的动机，并且只会刷新/无效较小的内存区域，并允许内核代码/数据保留在系统缓存中。像调度程序这样的其他代码也将受益于被64k条目映射。

注意： ARM720T可能没有锁定，但一些ARM CPU和MMU条目在CPU系列之间非常相似。这个答案适用于许多不同的ARM CPU系列。