我讀了這樣一個問題，描述了什么是TLB擊落。我試圖了解這是內(nèi)核執(zhí)行還是處理器執(zhí)行的操作，還是兩者都執(zhí)行？我的問題是：上下文切換時會發(fā)生TLB擊落嗎？我假設(shè)不會，因為需要能夠在多處理器CPU上同時執(zhí)行多個進(jìn)程。這個假設(shè)正確嗎？到底什么時候發(fā)生TLB擊落？誰執(zhí)行實際的TLB擊落？是內(nèi)核（如果是，在哪里可以找到執(zhí)行刷新的代碼？）還是CPU（如果是，則觸發(fā)操作的原因）還是兩者（內(nèi)核執(zhí)行導(dǎo)致中斷的指令，依次導(dǎo)致CPU執(zhí)行TLB擊落）
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浮云間
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到底什么時候發(fā)生TLB擊落？
當(dāng)操作系統(tǒng)或系統(tǒng)管理程序請求它時，就會發(fā)生這種情況。
在ISA級別，某些操作可以執(zhí)行TLB擊落，從而使一個或多個本地或遠(yuǎn)程TLB緩存中的一個或多個TLB條目無效（其他邏輯具有TLB并共享相同物理內(nèi)存地址空間的同一CPU和所有其他類型的處理器的內(nèi)核）。
還要注意，即使沒有任何退出的指令訪問任何頁面結(jié)構(gòu)條目，也可以對其進(jìn)行緩存。這可能是由于推測執(zhí)行或MMU預(yù)取而發(fā)生的。因此，通常，任何條目都可以隨時緩存或無效。當(dāng)然，給出了特定的保證，以便可以管理MMU高速緩存并使其與內(nèi)存中的分頁結(jié)構(gòu)保持一致。
誰執(zhí)行實際的TLB擊落？是內(nèi)核（如果是，在哪里可以找到執(zhí)行刷新的代碼？）還是CPU（如果是，則觸發(fā)操作的原因）還是兩者（內(nèi)核執(zhí)行導(dǎo)致中斷的指令，依次導(dǎo)致CPU執(zhí)行TLB擊落）
如前所述，CPU本身可以隨時使任何條目無效。此外，當(dāng)前特權(quán)級別（CPL）= 0的軟件可以執(zhí)行與TLB管理有關(guān)的任何操作。
Linux內(nèi)核中的TLB無效介紹
Linux內(nèi)核定義了與體系結(jié)構(gòu)有關(guān)的TLB無效功能（/arch/x86/mm/tlb.c）和與體系結(jié)構(gòu)有關(guān)的功能（/arch/x86/include/asm/tlbflush.h）。這是因為不同的體系結(jié)構(gòu)為管理TLB提供了截然不同的機(jī)制。
enum tlb_flush_reason {
? ? // The memory descriptor structure mm of the current process is about to change.
? ? // This occurs when switching between threads of different processes.
? ? // Note that when mm changes, the ASID changes as well (CR3[11:0]).
? ? // I'd rather not discuss when context switches occur because it's a whole different topic.
? ? // TLB shootdown only occurs for the current logical core.
? ? // The kernel sometimes can optimize away TLB flushes on a process-context switch.
? ? TLB_FLUSH_ON_TASK_SWITCH,
? ? // Another logical core has sent a request to the current logical core
? ? // to perform a TLB shootdown on its TLB caches.
? ? // This occurs due to a KVM hypercall. See TLB_REMOTE_SEND_IPI.
? ? TLB_REMOTE_SHOOTDOWN,
? ? // Occurs when one or more pages have been recently unmapped.
? ? // Affects only the local TLBs.
? ? TLB_LOCAL_SHOOTDOWN,
? ? // This occurs when making changes to the paging structures.
? ? // Affects only the local TLBs.
? ? TLB_LOCAL_MM_SHOOTDOWN,
? ? // Occurs when the current logical core uses a KVM hypercall to request
? ? // from other logical cores to perform TLB shootdowns on their respective TLBs.
? ? TLB_REMOTE_SEND_IPI,
? ? // This equals to the number of reasons. Currently not used.
? ? NR_TLB_FLUSH_REASONS,
};
在其他情況下，內(nèi)核會刷新TLB。很難列出完整的清單，而且我認(rèn)為沒有人列出這樣的清單。
Linux內(nèi)核實現(xiàn)了惰性TLB刷新技術(shù)?；舅枷胧?，當(dāng)修改進(jìn)程的分頁結(jié)構(gòu)時，內(nèi)核會嘗試將TLB擊落延遲到該進(jìn)程中的線程將被調(diào)度為在使用模式下執(zhí)行的時間。
當(dāng)前，Linux內(nèi)核在需要時使用以下四種方法之一來刷新與當(dāng)前邏輯內(nèi)核關(guān)聯(lián)的TLB：
將CR3的當(dāng)前值寫入CR3。盡管這不會更改CR3中的值，但它指示邏輯內(nèi)核刷新所有具有與CR3中的PCID相同的PCID的非全局TLB條目。
禁用CR4.PGE，然后將CR4的當(dāng)前值寫入CR4，然后重新啟用CR4.PGE。這具有刷新所有PCID和全局條目的所有TLB條目的效果。如果支持INVPCID，則不使用此方法。
使用INVPCID指令類型0使給定PCID和虛擬地址的TLB條目無效。
使用INVPCID指令類型2使所有TLB條目（包括全局變量和所有PCID）無效。
當(dāng)前未使用其他類型的INVPCID。
相關(guān)：術(shù)語tlb downdown和tlb flush是否指的是同一件事。
除了軟件啟動的TLB條目無效之外，英特爾手冊第3卷第4.10.2.2節(jié)針對P6微體系結(jié)構(gòu)和最新的微體系結(jié)構(gòu)：
處理器不需要實現(xiàn)任何TLB。確實實現(xiàn)TLB的處理器可以隨時使任何TLB條目無效。軟件不應(yīng)依賴于TLB的存在或TLB條目的保留。
據(jù)我所知，AMD手冊中沒有這樣的陳述。但是也無法保證TLB的整體保留率，因此我們可以得出與AMD處理器相同的結(jié)論。
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