缓存、分支预测器和 TLB 维护操作答案

【问题标题】：Cache, Branch predictor and TLB maintenance operations缓存、分支预测器和 TLB 维护操作
【发布时间】：2018-10-17 19:10:03
【问题描述】：

关于ARMDSB内存屏障instruction：

DSB-

数据同步屏障作为一种特殊的内存屏障。此指令后无程序顺序指令执行直到该指令完成。

很好理解，下一个：

此指令完成什么时候：

此指令完成之前的所有显式内存访问。

在此之前的所有缓存、分支预测器和 TLB 维护操作指令完成。

等等，缓存、分支预测器和 TLB 维护到底是什么意思？是冲洗的意思吗？这是否意味着DSB 指令本身可以触发这种刷新？还有什么被认为是维护？

【问题讨论】：

我认为它们意味着正常加载/存储指令的所有缓存副作用在 DSB 之后的任何内容之前完成，以及任何显式 TLB 无效指令的影响。
@PeterCordes 分支预测器维护怎么样？
如果您在缓存、预测器或 TLB 上执行 CP15 操作时专门执行 mcr cp15...，则这些操作将完成。通常，可能会有几条指令组合在一起，然后根据用例发出DSB。例如，您可能会在更新 MMU 表时使缓存和 TLB 无效。

标签： caching assembly arm cpu-cache memory-barriers

【解决方案1】：

我认为这是英语语法歧义的问题。我认为他们的意思是

缓存操作（加载/存储的所有副作用，或 MMU 操作后的显式刷新/无效）
分支预测器操作（例如，全局启用/禁用分支预测）
TLB 维护操作（例如，在更改页表条目后使 TLB 条目无效）

我不认为他们试图将分支预测器操作描述为“维护”，并且“维护”这个词在该句子中只应该与“TLB”一起使用。

（某些分支预测器操作可能被描述为维护，如果 ARM 为 Spectre 缓解添加了分支预测器刷新操作，就像英特尔为其 x86 CPU 提供的方式一样，他们最近的微代码更新添加了一个新的特定于模型的寄存器. (https://access.redhat.com/articles/3311301)。但我不认为这就是他们的句子要在这里表达的意思。）

【讨论】：

某些 ARM CPU 型号（在 Spectre 之前）有分支预测器操作。它们高度依赖模型。有些只允许启用/禁用预测器（这将是一种操作）。
@artlessnoise：谢谢。更新。所以这将是一个分支预测器操作，而不是“维护”。

【解决方案2】：

消除歧义的关键是要认识到TLB maintenance 是一个比TLB operation 更常见的术语。（根据简单的搜索，大约是 3 倍）。

在TLB operation 单独使用的地方，它似乎指的是操作过程或特定的识别活动。在指令被描述为与 TLB 交互的地方，这些指令在 TLB maintenance operations 的标题下进行了描述，并且该组形成了一个相当大的集合。这组指令通常不会被描述为 TLB operations，因此您建议的解析需要在文档中拆分一个通用（如果不是明确标准）术语。

【讨论】：