当页面被换出到磁盘时，页面的缓存行会发生什么？

Question

当一个页面被换出到磁盘时，它的一些内容可能存在于缓存中（我相信这将是一种非常罕见的情况，因为如果页面长时间没有被访问，很可能是缓存到那时，包含其内容的 -lines 也将被逐出。）当页面被换出时，这些缓存行会发生什么。他们需要立即失效吗？如果线路脏或干净，有什么区别吗？谁控制这个进程、操作系统或硬件，或两者兼而有之？

为了解释为什么需要注意这一点，我们假设有进程 A 和 B 并且 A 正在访问起始物理地址 X 处的物理页 P1。P1 的某些内容必须已经缓存在不同级别的缓存中。现在页面 P1 被换出，进程 B 的页面 P2 被引入到相同的地址 X。因此，如果属于页面 P1 的缓存行没有失效，那么进程 B 可能会在最初属于的那些行上命中缓存页面 P1 的进程 A（因为物理标签会匹配）。

这种情况有效吗？缓存是VIPT还是PIPT有区别吗？

如果您能引用现代操作系统/处理器中的处理方式，那就太好了。

Answer 1

如果 DMA（在 I/O 设备和内存之间复制数据以进行大量传输的首选方法）是缓存一致的（即 DMA 代理检查缓存），那么硬件将确保在以下情况下读取任何脏缓存行分页，任何旧的缓存行都将失效（或被覆盖——某些系统支持将 I/O 设备存储到缓存）。对于非连贯 DMA，操作系统必须将被调出的页面刷新到内存中。

DMA 是否一致取决于 ISA 和实现。例如，this blog post 提到 x86 保证一致性，但 Itanium 和 ARM 没有。 （请注意，ISA 的实现可以提供更强的保证。）

缓存是否被虚拟索引不会影响所需的操作，因为操作系统会根据虚拟地址刷新，并且别名问题已经在硬件或软件中处理（例如，通过页面着色）。