避免在使用mmap()时污染翻译后查找缓存（TLB）。

Question

当我们想要写入数据项时，包含数据的块首先被带入缓存，然后数据项被写入到缓存中。这可能会导致缓存污染。为了避免这种情况，英特尔引入了无时间指令。

如果我将使用mmap（）将数据写入文件，并且永远不再读取，是否有可能避免为此创建TLB条目？是否有类似于非时间指令的指令可用？

- KodeWarrior

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不，我非常确定没有，因为您无法将hugepages用于文件支持的映射。使用write并设置缓冲区大小为大约1/2 L2缓存大小或类似大小可能会实际表现更好；您应该进行测试。（虽然内核在将您的缓冲区复制到页面高速缓存时可能不会使用NT存储）。如果文件数据确实不会在很长一段时间内被引用，则可以使用madvise（MADV_DONTNEED）来避免页面高速缓存污染，以鼓励内核在将其写入磁盘后将其从RAM中删除。 - Peter Cordes

根据您的访问模式，pwrite() 可能比 write() 更合适。但是，是的，您一定要进行测试。另一个建议是尝试确保所有文件修改都发生在同一个 CPU 上，以减轻污染。还要记得测量在取消映射文件时任何最终 TLB shootdown 的成本。 - Pseudonym

Answer 1

TLB条目是CPU用来将虚拟地址映射到物理地址的必要组成部分，因此无法通过mmap()或任何类似的API避免它们。

即使有可能避免在TLB中存储映射，每次访问映射内存都需要重新加载相应的页表条目，因此性能会大大降低。非临时访问仅对存储操作有意义，但页表条目是读取操作。

- CL.

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你可以想象一种用于TLB条目的非时态提示，这样它们可能会更快地被驱逐，或者永远只停留在L1 TLB中，而不是从L1 DTLB驱逐后移动到L2 TLB。这类似于PREFETCHNTA仅将数据带入L1，而不会污染更大的L2。在x86上，没有TLB条目的任何类似机制，但并非因为对于加载而言无法使用非时态提示。（虽然值得注意的是，TLB条目缓存的是加载，而不是存储）。 - Peter Cordes