ARMLinux的TLB miss處理過程——Heron（2012.11.23）
在ARM架構下，TLB miss後的工作絕大多數情況是由hardwarepage table walk完成，特殊情況下hardware page table walk可以被關閉，此時發生TLB miss後CPU就會產生一個translationfault，剩下的工作由OS接管，完成對於translation fault的異常處理。
默認情況下，發生TLB miss後，hardware page table walk自動啟動開始掃描內存中的pagetable，若找到相應PTE（page table entry），則自動完成TLB entry的重填工作；如果找不到，則發出一個page fault異常，然後OS接管處理page fault。內核中有do_page_fault函數，該函數從硬盤中調換頁面進內存，更新頁表，然後重新執行發生TLB miss的那條指令，hardware page table walk重新執行，完成TLB重填的工作。
這裡關心的是關閉hardware pagetable walk後，再發生TLB miss後的處理例程。如果發生這種情況，ARM CPU會發出一個translation fault（If translation table walksare disabled, for example, PD0 or EPD0 is set to 1 for TTBR0, or PD1 or EPD1 isset to 1 for TTBR1, the processor returns a Translation fault.見cortex-A15TRM p 5-5）。OS處理該異常的流程如下。
首先發生translation fault後，CPU會發出一個abort異常，然後跳轉到該異常地址處（以發生指令預取中止異常為例，跳轉到0x00000010）去執行，該地址處存放的是一個跳轉指令 （W(b) vector_pabt +stubs_offset），然後，通過判斷，若發生該異常的指令處於usr模式，則跳轉到__pabt_usr函數去執行，該函數中有條跳轉指令bl CPU_PABORT_HANDLER，CPU_PABORT_HANDLER是個宏定義，對於ARMv7，該定義是：# define CPU_PABORT_HANDLER v7_pabort，
v7_pabort函數中就讀取了IFSR和IFAR兩個寄存器的值：
//pabort-v7.S
/*
*Function: v6_pabort
*
*Params : r0 = address of aborted instruction
*
*Returns : r0 = address of abort
* : r1 = IFSR
*
*Purpose : obtain information about current prefetch abort.
*/
.align 5
ENTRY(v7_pabort)
mrc p15,0, r0, c6, c0, 2 @ get IFAR
mrc p15,0, r1, c5, c0, 1 @ get IFSR
mov pc,lr
ENDPROC(v7_pabort)
IFAR中存儲了發生異常的指令地址，IFSR中存儲的是一個32位數，其中某些位表明異常類型等（參考Cortex-A15TRM p4-76）
剩余的工作就是根據以上兩個寄存器提取出來的信息，調用相應函數（do_PrefetchAbort——>do_translation_fault）進行處理。OS接管後的操作是（do_translation_fault函數），首先判斷發生TLBmiss的那條指令是用戶指令還是系統指令，如果是系統指令則剩余工作是對頁全局目錄（pgd）,頁上級目錄（pud），頁中間目錄（pmd）進行操作；如果是用戶指令，則調用do_page_fault函數，剩下的工作就是page fault的處理過程，根據不同情況判斷，包括權限檢查，分配頁面，發送SIGSEGV信號給進程，直接殺死進程等。不管哪種操作，OS都沒有對TLB進行重填。
對於page fault的處理過程如下：在取數或者取指令時，發生指令或者數據的地址不存在的情況，則發生中止異常。
以取指發生異常為例。發生指令預取中止異常後，CPU自動跳轉到0x0000000C（可配置成0xfffffffc，這裡不考慮）去執行，該地址處是一個跳轉指令 （W(b) vector_pabt + stubs_offset），然後，通過判斷，若發生該異常的指令處於usr模式，則跳轉到__pabt_usr函數去執行，該函數中有條跳轉指令bl CPU_PABORT_HANDLER，CPU_PABORT_HANDLER是個宏定義，對於ARMv7，該定義是：# defineCPU_PABORT_HANDLER v7_pabort，v7_pabort函數中就讀取了IFSR和IFAR兩個寄存器的值：
//pabort-v7.S
/*
* Function: v6_pabort
*
* Params : r0 = address ofaborted instruction
*
* Returns : r0 = address of abort
* : r1 = IFSR
*
* Purpose : obtain information aboutcurrent prefetch abort.
*/
.align 5
ENTRY(v7_pabort)
mrc p15, 0, r0, c6, c0, 2 @ get IFAR
mrc p15, 0, r1, c5, c0, 1 @ get IFSR
mov pc, lr
ENDPROC(v7_pabort)
IFAR中存儲了發生異常的指令地址，IFSR中存儲的是一個32位數，其中某些位表明異常類型等（參考Cortex-A15 TRM p4-76）
剩余的工作就是根據以上兩個寄存器提取出來的信息，調用相應函數（do_PrefetchAbort——>do_page_fault）進行處理。