页面错误时缓存会发生什么？答案

【问题标题】：What happens to the cache on page fault?页面错误时缓存会发生什么？
【发布时间】：2013-09-19 02:35:01
【问题描述】：

在处理器中，如果内存中没有足够的空间来容纳所有正在运行的进程的页面，那么当操作系统替换页面时缓存会发生什么？是否需要在每次页面替换时刷新缓存？

提前感谢您的回复。

【问题讨论】：

标签： caching memory-management operating-system processor

【解决方案1】：

我不能 100% 确定细节会发生什么，但缓存和虚拟内存使用分页相似：都分为“页面”。

同样的方式，在缺页时只需要替换一页，只需要一行当缓存发生未命中时，需要更换缓存。缓存有几个“页面”（行），但只会替换有问题的页面。

还有其他我不知道是否参与此类替换的事情：缓存大小，缓存一致性 - 直写/回写等。希望其他人能给你一个更详细的答案。

【讨论】：

如果内存中没有足够的页面，就有出错的风险。
考虑一个只有两页的内存。（操作系统占据第一个。）假设每个进程填满一个页面，操作系统必须在每次上下文切换时替换第二个物理页面。第二个物理页对应的缓存条目无效。
在上下文切换的情况下，是的。但是我不确定在进程中出现页面错误的情况下会发生什么。

【解决方案2】：

当页面被换入时，内容会从磁盘读取到内存中。通常这是使用 DMA 完成的。所以真正的问题是，“缓存如何与 DMA 保持一致？”。您可以在每次访问时让 DMA 与缓存控制器对话，或者让操作系统手动管理缓存。见http://en.wikipedia.org/wiki/Direct_memory_access#Cache_coherency。

【讨论】：