堆棧，緩存未命中和虛擬內存

Question

通常，對於我記得的stack ，它是內存中以特殊方式（通過LIFO結構即“堆棧”）處理的特殊部分。

我在使用C和C ++的Linux中工作，不確定以下幾點

1. 作為堆棧中的一塊普通內存，是否意味着在Linux進程中它應該位於該進程的虛擬內存的某個頁面中？

2. 我曾經知道，如果L1緩存中留有一塊內存（我一直只想着堆），那么它將比L3緩存更快地進行檢索。 它也適用於堆棧嗎？

現在堆棧通常比堆快，但是如果第2點為真，則堆棧中的某些數據可能仍在L3行中，從而導致系統運行緩慢。

我在以下幾個方面的推理是否正確？或者我缺少某些東西？

Answer 1

它是特定於處理器的：AMD和英特爾所做的事情是不同的，甚至在每個品牌內，它都是特定於模型的。

一些處理器（我忘記了，也許是較早的AMD）將堆棧機指令（即PUSH ， POP ， RET和CALL等）與L1高速緩存相關。

順便說一句，安德魯·阿佩爾（Andrew Appel）寫道（在上個世紀）， 垃圾回收可能比堆棧分配 （對於使用CPS技術編譯的SML） 更快 ，但是，IIRC在今天已經不那么正確了，因為當前的處理器具有將調用堆棧與緩存相關聯的某些行為。 。

但我相信，調用堆棧的熱門部分通常位於L1高速緩存中（即使沒有硬件也可以提供幫助），因為那里的數據（局部變量，返回地址等）經常會被訪問。

當然，調用堆棧位於虛擬內存中 ； 使用proc（5） ，例如嘗試

 tail /proc/$$/maps

（您可以使用cat而不是tail ）來獲得：

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。

另請參閱有關ASLR和vdso（7）的信息。

根據（ CPU緩存的 ）定義，L1緩存通常包含最常訪問的數據。 高速緩存未命中代價高昂（訪問RAM棒中的數據的速度可能比一級高速緩存慢100倍）。