内核代码和数据是否缓存在CPU缓存中？

Question

理论值：

有多种类型的CPU缓存实现，具体取决于访问缓存位置的方法：物理索引物理标记（ PIPT ），虚拟索引虚拟标记（ VIPT ）等等。

如果有 VIPT缓存，为了读取缓存位置，虚拟地址需要物理地址 STRONG>。对于用户进程，这是直截了当的：该进程在其代码中使用虚拟地址，将其转换为物理地址（希望通过在TLB缓存中找到它们），并使用2个地址，CPU可以计算缓存位置。问题是内核代码。

问题：

1. 内核代码运行时是否使用物理或虚拟地址？内核是从VA转换为PA（或至少管理转换）的内核。我也知道一个进程不能使用整个VA空间，因为它的一大部分是为内核保留的。那么内核可能使用VA但仅在0x7FFFF ...到0xFFFFFF空间？

2. 如果内核代码仅使用物理地址，那么如何在VIPT缓存中缓存代码或数据？ CPU是否检测到它以最高权限级别运行并根据物理地址进行缓存索引？

3. 如果内核代码或数据最终被缓存，它真的有益吗？我认为大多数运行的代码都是用户空间，因此任何属于内核的代码或数据都会被快速刷新。

Answer 1

CPU不知道内核是什么。它只是像往常一样应用翻译。内核（几乎）也不关心CPU缓存。

CPU按物理位置缓存缓存。所有这些对任何运行的软件都是透明的（除非软件通过向硬件询问有关缓存等问题而明确地破坏了抽象）。

内核使用虚拟地址。

缓存内核代码和数据非常重要。在某些BIOS中，您可以禁用CPU缓存。当你这样做时，启动需要几个小时。即使内核占用CPU时间的1％，时间也会被放大到99％。