x86设置页面脏位的速度有多快？

Question

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从软件角度看，当一条指令使内存页变脏时，核心实际上标记该页为脏状态的延迟是多少？

换句话说，如果一条指令使页面变脏，下一条指令能否读取PTE并查看设置的脏位？

我不关心实际经过的周期时间，只关心是否存在软件可见窗口，在此窗口中脏位尚未设置。我似乎找不到参考手册中的任何保证。

- srking

3个回答

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通常情况下，脏位更新会按照其他加载和存储的顺序排序，但不一定与WC内存的访问相关；特别地，它们可能不会导致WC缓冲区被清除。然而，为了确保与未来处理器的兼容性，在读取D位之前应插入一次序列化操作。

(以上为重点内容。)

- geppy

3

根据该文档第2033页的内容，Intel x86缓存有关页面表的信息。该文本指出，如果软件清除脏位，则CPU仍可能将其视为等于1。

现在，问题来了：如果CPU缓存了脏位，则PTE（页面表条目）的更新可能不会立即发生。它可能会被缓存写回策略延迟。

同一文档的第1651页描述了WBINVD指令，该指令刷新内部缓存。它没有说这包括CPU缓存的所有数据。

- A Koscianski

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可以查看英文原文，
原文链接

- Alexey Frunze · Accepted Answer

来自 AMD 手册（大约为2005年），卷2：系统编程：

5.4 页面翻译表条目字段 ... 脏(Dirty)比特位6。此位仅存在于页面转换层次结构的最低级别中。它指示该条目所指向的页面翻译表或物理页面是否已被写入。处理器在第一次写入物理页面时将D位设置为1。

Intel 的文档（大约为2006年），卷3-A：系统编程指南，第1部分也有类似内容:

3.7.6 页面目录和页面表条目 ... 脏(Dirty)标志位6 表示是否已写入页面。（此标志未用于指向页面表的页面目录项。）内存管理软件通常在将页面最初加载到物理内存中时清除此标志。然后当页面首次访问进行写操作时，处理器将设置此标志。

更新:

来自最新的 Intel 手册 (卷3A, 系统编程指南):

8.1.2.1 自动锁定当处理器自动遵循 LOCK 语义的操作如下: ... 更新页面目录项和页面表项时 - 处理器使用锁定周期在页面目录项和页面表项中设置访问和脏标志。

从第8.1和8.2节的其余文本可以看出，一旦CPU使用锁定操作设置了脏位，其他CPU应该开始看到更新后的值。

当然，您可能会遇到竞态条件，即首先在一个CPU（或其中一个线程）上将脏位读取为0，稍后另一个CPU（或同一CPU上的另一个线程）导致此位被设置为1，但这并不是什么不寻常的情况。