ARM11对缓存的改进是什么？

Question

据说在ARM11中，缓存是物理处理的，解决了许多缓存混叠问题，并减少了上下文切换开销

如何理解物理地址为？它如何帮助解决缓存混叠问题和减少上下文切换开销？

Answer 1

有三种常见的缓存类型。

• VIVT =虚拟索引
• VIPT =实际索引的物理标记
• PIPT =物理索引物理标记

还有

• PIVT =物理索引，实际上是标记

PIPT通常用于第二层和更深层次的缓存，因为物理地址必须在此时知道，但是armv7也引入了PIPT L1 DCaches。PIVT并不是很实用，所以在现实世界中也没有使用。

不同之处在于缓存行如何连接到底层内存。

虚拟索引意味着纯缓存行查找是使用虚拟地址完成的，因此可以在任何虚拟地址到物理地址转换之前完成。然后，标记将决定缓存行是否真正映射到基础内存，还是包含其他内存位置的数据，这些数据恰好映射到同一缓存行。

如果标记是使用虚拟地址完成的，那么两个碰巧使用相同虚拟地址的进程可能会绊倒对方，因为一个进程可能访问另一个进程放入缓存中的数据。因此，对于VIVT缓存的cpu，内核必须在上下文开关上刷新整个缓存。因此，新的进程不会意外地访问不正确的数据，这意味着一般来说，在VIVT缓存的CPU上，上下文切换是一项非常昂贵的操作。在ARMv5和上面支持所谓的快速上下文切换扩展，它用标记修改虚拟地址。但这涉及到很多限制。

相反，VIPT仍将使用虚拟地址来查找缓存行，但随后将根据物理地址检查标记，因此MMU查找可以与缓存行查找并行进行。

别名是VIVT缓存的另一个大问题。因为两个虚拟地址可能指向相同的物理内存位置(这可能发生在用户和内核空间之间共享内存时)。因此，您可以使用不同的数据在缓存中有两个位置，这些数据很难正确地管理(显式地按正确的顺序刷新和使缓存无效)。