caching - 脏缓存行和页面驱逐

Question

当操作系统选择它所在的页面进行驱逐时，尚未写回的脏缓存行（假设写回缓存）会发生什么情况。In other words what happens to the cache lines of the page, when a page is chosen for eviction from main memory.

一般的假设是，当页面从内存中被逐出时，它已经足够冷而不会被缓存。但是，这会在更大的缓存中造成问题吗？如果说我们有足够的缓存行来容纳每页的 1 行？

Answer 1

缓存行不会直接发生任何事情。在操作系统中，我们必须始终假设最坏的可能性，即使是小缓存也可能面临您提出的方案。但是，操作系统不需要直接对缓存行做任何事情，正常的分页过程会处理这种情况。

当操作系统决定驱逐一个页面时，它将首先将其内容写入磁盘（因为处理器会将页表条目标记为脏，表示该页面已被写入）。在此过程中，操作系统将从包括脏缓存行在内的整个页面中读取值，因此它们将被写回，至少写入磁盘。

接下来作为逐出页面的一部分，操作系统将使将虚拟地址映射到物理地址的转换无效。即使高速缓存行仍然是脏的，它们也不能再被进程（即程序）访问。在这一步之后，操作系统会将不同的数据写入物理页，这个动作会使缓存行失效。最后，新改用的物理页面将被映射到一个虚拟地址。