Блог

Меня немного смущает значение «псевдонима» между CPU-cache и физическим адресом. Сначала я нашел это определение в Википедии :

Однако VIVT страдает от проблем с псевдонимами, когда несколько разных виртуальных адресов могут ссылаться на один и тот же физический адрес. Другая проблема заключается в омонимах, когда один и тот же виртуальный адрес сопоставляется нескольким разным физическим адресам.

но через некоторое время я увидел другое определение в презентации (ppt) DAC’05: «Энергоэффективные физически помеченные кэши для встроенных процессоров с виртуальной памятью»

Псевдонимы кэша и синонимы:

Псевдоним: один и тот же виртуальный адрес из разных контекстов, сопоставленный с разными физическими адресами Синоним: Разные виртуальные адреса, сопоставленные с одним и тем же физическим адресом (совместное использование данных)

Поскольку я не являюсь носителем языка, я не знаю, какое из них правильное, хотя я чувствую, что определение вики правильное.

Редактировать:

Понятие «псевдоним» в кэше процессора обычно означает «синоним», напротив, «омоним». На более общем уровне «сглаживание» означает «запутывание» или «хаос» или что-то в этом роде. Итак, на мой взгляд, «сглаживание» точно означает, что отображение (X-> Y) «не является биективным», где

«X» = подмножество единиц физических адресов, которые были кэшированы. (каждый элемент представляет собой байтовую строку)

«Y» = набор допустимых строк кэша. (элементы a также «строка»)

Сначала вам нужно было бы узнать о виртуальной памяти, но в основном это:

• Адреса памяти, используемые вашей программой, не являются физическими адресами, используемыми оперативной памятью; это виртуальные адреса, сопоставленные с физическими адресами центрального процессора.

• Несколько виртуальных адресов могут указывать на один и тот же физический адрес.

Это означает, что вы можете иметь две копии одних и тех же данных в разных частях кэша, не зная об этом … и они не будут обновляться корректно, поэтому вы получите неправильные результаты.

Редактировать:

Пример ссылки:

Псевдонимирование кэша происходит, когда множественные сопоставления с физической страницей памяти имеют конфликтующие состояния кэширования, такие как кэшированное и некэшированное. Из-за этих конфликтующих состояний данные на этой физической странице могут быть повреждены при сбросе кэша процессора. Если эта страница используется драйвером для DMA, это может привести к проблемам со стабильностью оборудования и блокировкам системы.

Для тех, кто все еще не убежден:

На процессорах ARMv4 и ARMv5 кэш организован как кэш с виртуальным индексом и виртуальными тегами (VIVT), в котором и индекс, и тег основаны на виртуальном адресе. Основное преимущество этого метода заключается в том, что поиск в кэше выполняется быстрее, поскольку буфер просмотра трансляции (TLB) не участвует в сопоставлении строк кэша для виртуального адреса. Однако этот метод кэширования требует более частой очистки кэша из-за псевдонимов кэша, при которых один и тот же физический адрес может быть сопоставлен нескольким виртуальным адресам.

@Wu да, вам действительно нужно немного разбираться в виртуальной памяти, чтобы понять псевдонимы. Позвольте мне сначала дать вам несколько строк объяснения:

Допустим, у меня есть оперативная память (physical memory) объемом 1 ГБ. Я хочу представить моему программисту представление о том, что у меня есть 4 ГБ памяти, тогда я использую виртуальную память. В виртуальной памяти программист думает, что у него / нее есть 4 ГБ, и пишет свою программу с этой точки зрения. Им не нужно знать, сколько физической памяти существует. Преимущество заключается в том, что программа будет выполняться на компьютерах с разным объемом оперативной памяти. Кроме того, программа может выполняться на компьютере вместе с другими программами (также потребляющими физическую память).

Итак, вот как реализуется виртуальная память. Я приведу простую 1-уровневую систему виртуальной памяти (у Intel 2/3-уровневая система, которая просто усложняет объяснение.

Наша проблема здесь в том, что у программиста есть 4 миллиарда адресов, а у нас есть только 1 миллиард мест для размещения этих 4 миллиардов адресов. Итак, адреса из виртуального адресного пространства должны быть сопоставлены с физическим адресным пространством. Это делается с помощью простой индексной таблицы, называемой таблицей страниц. Вы обращаетесь к таблице страниц с виртуальным адресом, и она выдает вам физический адрес этой ячейки памяти.

Некоторые подробности: Помните, что физическое пространство составляет всего 1 ГБ, поэтому система хранит в физической памяти только 1 ГБ, к которому обращался последний раз, а остальное — на системном диске. Когда программа запрашивает определенный адрес, мы сначала проверяем, есть ли он уже в физической памяти. Если это так, оно возвращается в программу. Если нет, то оно извлекается с диска и помещается в физическую память, а затем возвращается в программу. Последнее известно как ошибка страницы.

Возвращаясь к псевдонимам в контексте виртуальной памяти: поскольку существует сопоставление между виртуальными> физическими адресами, можно создать два виртуальных адреса для сопоставления с одним и тем же физическим адресом. это то же самое, что сказать, что если я посмотрю в моей таблице страниц на виртуальные адреса X и Y, я получу один и тот же физический адрес в ОБОИХ случаях.

Ниже я показываю простой пример таблицы на 8 страницах. Допустим, существует 8 реальных адресов и только 3 физических адреса. Таблица страниц выглядит следующим образом:

 0: 1
 1: На диске
 2: 2
 3: 1
 4: На диске
 5: На диске
 6: На диске
 7: 0


Это означает, что при обращении к виртуальному адресу 4 вы получите ошибку страницы. 
При обращении к виртуальным адресам 3 вы получите физический адрес 1
В этом случае виртуальные адреса 0 и 3 преобразуются в один и тот же физический адрес 1 для них обоих

ПРИМЕЧАНИЕ: Я везде использовал термины «физические» и «виртуальные адреса», чтобы упростить концепцию. В реальной системе сопоставление виртуального с физическим не выполняется для каждого адреса. Вместо этого мы сопоставляем фрагменты виртуального пространства с физическим пространством. Каждый фрагмент называется страницей (вот почему таблица сопоставления называется таблицей страниц), а размер фрагмента является свойством ISA, например, Intel x86 содержит страницы объемом 4 КБ.