x86 - 在 x86 上跨页面边界的软件预取

Question

我的理解是硬件预取永远不会跨越页面边界。我想知道软件预取是否具有相同的限制，即我可以使用软件预取来避免 future 的 TLB 未命中。通过四处搜索，这似乎是可能的，但我在文档中找不到任何明确的内容，因此引用会很好。

我对 Nehalem、Sandy Bridge 和 Westmere 特别感兴趣。

Answer 1

根据英特尔的 Optimization Reference Manual ，这取决于处理器。来自第 7.4.3 节:

There are cases where a PREFETCH will not perform the data prefetch. These include:

• PREFETCH causes a DTLB (Data Translation Lookaside Buffer) miss. This applies to Pentium 4 processors with CPUID signature corresponding to family 15, model 0, 1, or 2. PREFETCH resolves DTLB misses and fetches data on Pentium 4 processors with CPUID signature corresponding to family 15, model 3.
• An access to the specified address that causes a fault/exception.

软件预取可能会也可能不会避免 TLB 未命中，具体取决于处理器。如果它会导致页面错误，它将不会获取数据。

如果您想确保避免 TLB 未命中，您可以执行虚拟读取来加载数据而不是预取指令。这可能会导致页面错误交换页面，这可能是好的也可能是坏的，具体取决于您的用例。