进程之间的上下文切换会使MMU（内存控制单元）失效吗？

Question

这是我的系统讲座的PowerPoint中的一句话，但我不明白为什么上下文切换会使MMU失效。我知道它会使缓存无效，因为缓存包含另一个进程的信息。然而，对于MMU来说，它只是将虚拟内存映射到物理内存。如果上下文切换使其失效，这是否意味着MMU在不同进程中使用不同的映射机制？

Answer 1

这是否意味着MMU在不同的进程中使用不同的映射机制？

你的结论基本上是正确的。
每个进程都有其从虚拟地址到物理地址的映射（称为上下文）。
例如，地址 0x401000 对于进程 A 可以转换为 0x01234567，对于进程 B 可以转换为 0x89abcdef。
拥有不同的上下文可以轻松隔离进程、轻松按需分页并简化重定位。

因此，每次上下文切换都必须使 TLB 无效，否则 CPU 将继续使用旧的转换。

然而，有些页面是全局的，这意味着它们具有独立于当前进程地址空间的相同转换。
例如，每个进程的内核代码都以相同的方式映射，因此不需要重新映射。

所以最终只是TLB的一部分失效了。
您可以阅读Linux 如何处理进程地址空间的应用理论的真实示例。