堆栈，缓存未命中和虚拟内存

Question

通常，对于我记得的stack ，它是内存中以特殊方式（通过LIFO结构即“堆栈”）处理的特殊部分。

我在使用C和C ++的Linux中工作，不确定以下几点

1. 作为堆栈中的一块普通内存，是否意味着在Linux进程中它应该位于该进程的虚拟内存的某个页面中？

2. 我曾经知道，如果L1缓存中留有一块内存（我一直只想着堆），那么它将比L3缓存更快地进行检索。 它也适用于堆栈吗？

现在堆栈通常比堆快，但是如果第2点为真，则堆栈中的某些数据可能仍在L3行中，从而导致系统运行缓慢。

我在以下几个方面的推理是否正确？或者我缺少某些东西？

Answer 1

它是特定于处理器的：AMD和英特尔所做的事情是不同的，甚至在每个品牌内，它都是特定于模型的。

一些处理器（我忘记了，也许是较早的AMD）将堆栈机指令（即PUSH ， POP ， RET和CALL等）与L1高速缓存相关。

顺便说一句，安德鲁·阿佩尔（Andrew Appel）写道（在上个世纪）， 垃圾回收可能比堆栈分配 （对于使用CPS技术编译的SML） 更快 ，但是，IIRC在今天已经不那么正确了，因为当前的处理器具有将调用堆栈与缓存相关联的某些行为。 。

但我相信，调用堆栈的热门部分通常位于L1高速缓存中（即使没有硬件也可以提供帮助），因为那里的数据（局部变量，返回地址等）经常会被访问。

当然，调用堆栈位于虚拟内存中 ； 使用proc（5） ，例如尝试

 tail /proc/$$/maps

（您可以使用cat而不是tail ）来获得：

7f6366db5000-7f6366dd5000 r-xp 00000000 08:11 2100860                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f6366fac000-7f6366fb0000 rw-p 00000000 00:00 0 
7f6366fcc000-7f6366fd3000 r--s 00000000 08:11 964796                     /usr/lib/x86_64-linux-gnu/gconv/gconv-modules.cache
7f6366fd3000-7f6366fd5000 rw-p 00000000 00:00 0 
7f6366fd5000-7f6366fd6000 r--p 00020000 08:11 2100860                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f6366fd6000-7f6366fd7000 rw-p 00021000 08:11 2100860                    /lib/x86_64-linux-gnu/ld-2.19.so
7f6366fd7000-7f6366fd8000 rw-p 00000000 00:00 0 
7fff59aa1000-7fff59ac2000 rw-p 00000000 00:00 0                          [stack]
7fff59bfe000-7fff59c00000 r-xp 00000000 00:00 0                          [vdso]
ffffffffff600000-ffffffffff601000 r-xp 00000000 00:00 0                  [vsyscall]

注意[stack]段。

另请参阅有关ASLR和vdso（7）的信息。

根据（ CPU缓存的 ）定义，L1缓存通常包含最常访问的数据。 高速缓存未命中代价高昂（访问RAM棒中的数据的速度可能比一级高速缓存慢100倍）。