虚拟索引的物理标记的缓存

Question

我无法完全掌握VIPT缓存中的同义词或别名的概念。

将地址拆分为：

在这里，假设我们有2个页面，其中不同的VA映射到相同的物理地址（或帧号）。

该VA的您做生意部分（位13-39），它们是不同的被转换到PA的PFN（位12-35）和PFN保持相同两者的VA的，因为它们被映射到相同的物理帧。

现在，两个VA的pageoffset部分（第0-13位）与它们要从特定帧访问的数据相同，没有相同。

由于两个VA的pageoffset部分相同，因此位（5-13）也将相同，因此索引或设置no相同，因此不应混叠，因为只有单个set或index no被映射到物理帧没有。

如图所示，第12位如何负责混叠？我不明白。

如果有人可以在地址的帮助下给出例子，那就太好了。

谢谢 。

Answer 1

页面偏移量是0-11位，而不是0-13位。看一下底部的图：页面偏移量是低12位，因此您有4k页（例如x86和其他常见体系结构）。

如果任何索引位来自页面偏移量以上，VIPT的行为将不再像PIPT那样具有对索引位的自由转换。就是这种情况。

一个进程可以将相同的物理页面（框架）映射到2个不同的虚拟页面。

您声称不同的VA（第13-39位）的分页部分被转换为PA的PFN（第12-35位），并且两个VA的PFN保持相同完全是伪造的。翻译可以更改第12位。 因此，索引位之一实际上是虚拟的，而不是物理的，因此同一物理行的两个条目可以进入不同的集合。

我认为我的主要困惑是关于页面偏移范围。PA和VA是否相同（即0-11）还是VA是0-12，PA是0-11？他们会永远一样吗？

PA和VA始终相同。页面偏移量未在图表的VA部分标记，仅将位的范围用作索引。

它没有任何区别是没有意义的：虚拟内存和物理内存都是字节可寻址的（或字可寻址的）。当然，页面框架（物理页面）的大小与虚拟页面的大小相同。从虚拟到物理的转换过程中，将地址右移或左移都没有意义。

如评论中所述：

最终，我确实找到了http://www.cse.unsw.edu.au/~cs9242/02/lectures/03-cache/node8.html（其中包括图中的问题！）。它说的是同一件事：物理标记确实解决了缓存同名问题，作为上下文切换刷新的替代方法。

但不是同义词问题。为此，您可以让OS确保每个VA的第12位=每个PA的第12位。这称为页面着色。

页面着色还可以解决同音异义字问题，而无需硬件执行重叠的标记位，因为页面着色可以使物理地址和虚拟地址之间多出1位。phys IDX =虚拟IDX。（但是，如果硬件要依赖于该不变式，则硬件将依赖于正确的软件。）

标签与索引重叠的另一个原因是收回期间的回写：

外部缓存几乎始终是PIPT，并且内存本身显然需要物理地址。因此，在将其发送到内存层次结构中时，需要该行的物理地址。

在完成对存储的TLB检查之后，写回高速缓存需要能够清除脏行（将它们发送到L2或物理RAM）。与负载不同，除非您将TLB结果存储在某个地方，否则它仍然没有浮动。 VIPT到PIPT的转换如何在L1-> L2驱逐中工作

让标签包括页面偏移量以上的所有物理地址位可以解决此问题：给定页面偏移量索引位和标签后，您可以构造完整的物理地址。

（另一种解决办法是直写式高速缓存，所以你不要总是从TLB物理地址与数据发送，即使它无法从缓存标签+指标可重构或者用于只读缓存，如指令高速缓存，则没有回写；逐出=删除。）