• 了解 TLB flush

1.TLB flush API

1.1.void flush_tlb_all(void);

  这个接口用来invalidate TLB cache中的所有的条目，执行完毕了该接口之后，由于TLB cache中没有缓存任何的VA到PA的转换信息，因此，调用该接口API之前的所有的对page table的修改都可以被CPU感知到。注：该接口是大杀器，不要随便使用。

  对于ARM64，flush_tlb_all接口使用的底层命令是：tlbi vmalle1is。Tlbi是TLB Invalidate指令，vmalle1is是参数，指明要invalidate那些TLB。vm表示本次invalidate操作对象是当前VMID，all表示要invalidate所有的TLB entry，e1是表示要flush的TLB entry的memory space identifier是EL0和EL1，regime stage 1的TLB entry。is是inner shareable的意思，表示要invalidate所有inner shareable内的所有PEs的TLB。如果没有is，则表示要flush的是local TLB，其他processor core的TLB则不受影响。

  flush_tlb_all接口有一个变种：local_flush_tlb_all。flush_tlb_all是invalidate系统中所有的TLB（各个PEs上的TLB），而local_flush_tlb_all仅仅是invalidate本CPU core上的TLB。local_flush_tlb_all对应的底层接口是：tlbi vmalle1，没有is参数。

1.2.void flush_tlb_mm(struct mm_struct *mm);

  这个接口用来invalidate TLB cache中所有和mm这个进程地址空间相关的条目。执行完毕了该接口之后，由于TLB cache中没有缓存任何的mm地址空间中VA到PA的转换信息，因此，调用该接口API之前的所有的对mm地址空间的page table的修改都可以被CPU感知到。

  对于ARM64，flush_tlb_mm接口使用的底层命令是：tlbi aside1is, asid。is是inner shareable的意思，表示该操作要广播到inner shareable domain中的所有PEs。asid表示该操作范围是根据asid来进行的。

1.3.void flush_tlb_page(struct vm_area_struct *vma, unsigned long addr);

  flush_tlb_page接口函数对addr对应的TLB entry进行flush操作。这个函数类似于flush_tlb_range，只不过flush_tlb_range操作了一片VA区域，涉及若干TLB entry，而flush_tlb_page对range进行了限定（range的size就是一个page），因此，也就只是invalidate addr对应的tlb entry。

  对于ARM64，flush_tlb_page接口使用的底层命令是：tlbi vale1is, addr。va参数是virtual address的意思，表示本次flush tlb的操作是针对当前asid中的某个virtual address而进行的，addr给出具体要操作的地址和ASID信息。l表示last level，也就是说用户修改了last level Translation table的内容（一般而言，PTE就是last level，在某些情况下，例如section map，last level是PMD），那么我们仅仅需要flush最后一级的页表（page table walk可以有多级）。

1.4.void flush_tlb_range(struct vm_area_struct *vma, unsigned long start, unsigned long end);

  flush_tlb_range接口是一个flush强度比flush_tlb_mm要弱的接口，flush_tlb_range不是invalidate整个地址空间的TBL，而是针对该地址空间中的一段虚拟内存（start到end-1）在TLB中的entry进行flush。

  ARM64并没有直接flush一个range的硬件操作接口，因此，在ARM64的代码中，flush一个range是通过flush一个个的page来实现的。

refer to

• Documentation/core-api/cachetlb.rst
• https://lwn.net/Articles/684934/
• http://www.wowotech.net/memory_management/tlb-flush.html