访问内存时，访问页表/脏位是否会设置在缓存命中状态下？

Question

据我所知，CPU的内存访问涉及CPU缓存和MMU。 CPU将尝试在高速缓存中找到其目标，如果发生高速缓存未命中，CPU将转为MMU。在MMU访问期间，对应页表项的被访问/脏位将由硬件置位。但是据我所知，大多数CPU设计不会触发MMU，除非有一个缓存未命中，这里我的问题是，页表项的被访问/脏位仍然会被设置在缓存命中下？或者它与建筑相关？

Answer 1

大多数缓存实际上都是索引编制和物理标记的，以便更快访问。所以CPU发出虚拟地址和地址的索引位用于定位条目。在此期间，地址被发送到TLB以获取物理地址。到高速缓存具有所定位的条目时，TLB将返回物理地址，然后用于TAG比较。没有两件事情会发生。

1. TLB不能有条目（TLB错过）​​
2. 高速缓存标记不匹配（高速缓存未命中）

在1的情况下，你需要访问页表项（PTE）至得到正确的物理地址。

在2的情况下，如果TLB已经返回了有效的映射，您只需要获取它。如果TLB alss存在未命中（即1和2），则需要从PTE获取物理地址并获取数据。

所以要回答你的问题，如果是HIT，PTE不需要知道这一切。

Answer 2

如果页面从来没有被访问过，那么通常不会有缓存命中，所以这个问题是无关紧要的。 （编辑：来想一想，它可能在一些奇怪的页面别名的情况下，但同样的答案的脏位适用于那里）

这是可能的从一个干净的页面缓存行之前写的）。这种情况有点不常见，因为在访问数据之前通常需要初始化数据，但页面可能先前被换出，然后重新安装到页面映射中（确切的行为将取决于操作系统，但有可能）。

在这种情况下，该行会被缓存（假设是专有的），然后您就可以写入该行。 CPU将并行访问高速缓存和TLB，试图在高速缓存中查找该行，同时也进行TLB访问以验证完整的虚拟标记，假设系统是物理映射的 - 虚拟标记为近期大多数CPU。 TLB过程可以通过TLB命中或者未命中跟随页面遍历来完成，以从存储器中的实际页面映射中安装TLB条目。

只有当TLB访问（如果需要，页面遍历）完成之后，缓存访问才能完成，此时您将知道访问/脏位的值。 如果您尝试写入未设置脏位的页面（或访问没有访问位的页面），您将收到页面错误，触发操作系统去更新页面表中的页面。操作系统可能会选择在这一点上进行各种优化，但最终会导致纠正这些位。