浅谈CPU Cache-page coloring 学习笔记

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感谢原文作者对知识普及所做的贡献。
本文用语和含义可能不算严谨或有错误,但仅是自己对原文章的理解

1 page coloring出现的历史意义

page coloring的出现是为了解决某个问题，这个问题就是：OS对内存的管理机制和CPU对cache的管理机制不协调有鸿沟，更具体地說就是在使用SET/WAY的cpu中，内存到cache的映射需要使用着色，从而解决一条物理line线对应多个set中的line而无法对其区分的问题。

2举例说明

定义：在OS中（linux kernel），内存操作的最小粒度是页=4k，在CPU中cache操作的最小粒度是line=32Bytes
假设：cache里L2 =2M，4ways/set=4line/set，line=32Byetes
目的：探寻这个4k的页是怎么映射到cache中的？

则，需要弄明白：
内存到cache是按什么规律映射的：顺序排放
每个页需要映射到多少个line：4K/32Bytes = 128
L2总共有多少个line：2M/（4×32）= 16384
映射的结果（来自原文章）：

通过上图知道了物理内存到cache的映射，但为什么这样着色？
在硬件上，所有的line_x连在一起，为了区分不同的line_x,需要color它，（即分组cache Bin），看它是属于哪个cache Bin中line_x

3 cache bin (color)

Cache Bin： 在基于SET/Way的高端CPU中，给定一块连续的OS或者应用程序分配的物理内存，会按照一定的映射算法，落在一块连续的Cache SET中。这个连续的Cache SET 集合，我们称之为Cache Bin
每一个Cache Bin其实就是一个所谓的颜色（Color）。
以下是原文中的示意图：