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我已经开始阅读有关 CPU 缓存的信息，我有两个问题：

1) 假设 CPU 收到页面错误并将控制权转移给内核处理程序。处理程序决定驱逐内存中标记为脏的帧。可以说 CPU 缓存用有效和修改的位写回。现在，此帧的内存内容已过时，缓存包含最新数据。内核如何强制缓存刷新？

2）页表条目（PTE）被标记为脏的方式如下：TLB有一个修改位，当CPU修改页面内容时设置。该位在上下文切换时被复制回 PTE。如果我们得到一个页面错误，PTE 可能是非脏的，但 TLB 条目可能设置了修改的位（它还没有被复制回来）。这种情况如何解决？

我无法理解这个问题的答案：

考虑使用带有 TLB 寄存器的一级分页的操作系统。如果缺页率为 10%，需要时重新加载脏页，计算有效访问时间：

• TLB 查找 = 20 ns
• TLB 命中率 = 80%
• 内存访问时间 = 75 ns
• 交换页面时间 = 500,000 ns
• 50% 的页面是脏的。

回答：

T = 0.8(TLB+MEM) + 0.2 ( 0.9[TLB+MEM+MEM] + 0.1[TLB+MEM + 0.5(磁盘) + 0.5(2磁盘+MEM)] ) = 15,110 ns

你能解释一下为什么吗？

您可能知道这些为 Accessed 和 Dirty 位。现在 x86 PTE包含这些位。假设 TLB 也包含这些位。在 TLB 命中的情况下，如果它们所引用的页框被访问或修改，这些位将由硬件设置。我的问题是这些位何时被硬件复制回 PTE 以及这究竟是如何完成的（尤其是在软件管理 TLB 的情况下）？

PS - 我想知道这一点，因为我正在尝试设计和测试页面替换算法。

下面是一个操作系统（Gate 2003 OS）的MMU的描述：

处理器使用 2 级页表进行虚拟到物理地址的转换。两个级别的页表都存储在主存储器中。虚拟地址和物理地址都是 32 位宽。存储器是字节可寻址的。对于虚拟地址到物理地址的转换，虚拟地址的 10 个最高有效位用作第一级页表的索引，而接下来的 10 位用作第二级页表的索引。虚拟地址的 12 个最低有效位用作页面内的偏移量。假设两级页表中的页表项都是 4 个字节宽。此外，处理器具有翻译后备缓冲区（TLB），命中率高达 96%。TLB 缓存最近使用的虚拟页号和相应的物理页号。该处理器还有一个物理寻址的高速缓存，命中率为 90%。主存访问时间为10ns，缓存访问时间为1ns，TLB访问时间也是1ns。

问题是：

命中率 90% 的缓存和命中率 96% 的 TLB 有什么关系？操作系统首先检查哪里：数据还是指令？

我试图了解过去如何使用影子页表执行虚拟化。我读过的文章都在谈论从客户虚拟内存到主机物理内存的转换。我了解影子页面表如何消除访客虚拟到访客物理转换的需要。我的问题是，Host Virtual to Host Physical 步骤发生了什么。（HVA-> HPA）。

引用文章中的虚拟机管理器是否根本不使用主机中的虚拟内存？是否假定它们可以直接访问主机系统的物理内存？甚至可能吗？我认为 TLB 缓存转换是由 MMU 在硬件中实现的，并且每条指令的地址都由 MMU 本身从虚拟地址转换为物理地址。但是话又说回来，我不确定内核代码如何与 TLB 一起工作？内核指令不通过TLB吗？

我的理解是硬件预取永远不会跨越页面边界。我想知道软件预取是否具有相同的限制，即我可以使用软件预取来避免未来的 TLB 未命中。通过四处搜索，这似乎是可能的，但我在文档中找不到任何确定的东西，所以参考会很好。

我对 Nehalem、Sandy Bridge 和 Westmere 特别感兴趣。

我正在使用 PAPI 高级 API 来检查一个简单程序中的 TLB 未命中，该程序循环遍历一个数组，但看到的数字比预期的要大。

在其他简单的测试用例中，结果似乎相当合理，这让我认为结果是真实的，额外的未命中是由于硬件预取或类似原因造成的。

谁能解释这些数字或指出我在使用 PAPI 时的一些错误？

我希望打印的数字在 32 的区域内，或者至少是某个倍数，但始终得到 93 或更高的结果（并非始终高于 96，即不是每次迭代都只有 3 次未命中）。我正在运行固定到一个核心，上面没有其他任何东西（除了定时器中断）。

我在 Nehalem 上并且不使用大页面，因此 DTLB 中有 64 个条目（L2 中有 512 个）。

我正在以一种简单的方式阅读 TLB 是如何工作的，但我不明白：

TLB 引用其表中的物理内存地址。它可能位于 CPU 和 CPU 缓存之间、CPU 缓存和主存储内存之间，或者位于多级缓存的各个级别之间。位置决定了缓存是使用物理寻址还是虚拟寻址。如果高速缓存被虚拟寻址，请求会直接从 CPU 发送到高速缓存，并且仅在高速缓存未命中时访问 TLB。如果缓存是物理寻址的，CPU 会对每个内存操作进行 TLB 查找，并将得到的物理地址发送到缓存。

摘要：当 TLB 位于 CPU 和 CPU 缓存之间时，它使用物理寻址，CPU 对每个内存操作进行 TLB 查找，然后将生成的物理地址发送到缓存。

我的问题：既然 CPU 处理虚拟地址，那么这个查询是如何执行的？

我不明白：CPU遇到一个虚拟地址-> CPU联系TLB，它是用物理地址寻址的-> ?? -> TLB 吐出另一个物理地址

TLB：

这对我来说完全没有意义

取自维基百科

有谁知道虚拟 TLB 是什么意思，这个 VTLB 和普通 TLB 有什么区别。我在谷歌上找不到明确的答案？

当发生 TLB 未命中，并且该页面未驻留在物理内存中时，该页面将被写回物理内存并更新页表和 TLB。

但是辅助存储器的地址存储在哪里？它如何知道在磁盘上哪里可以找到数据？