与 C 中的代码部分一起加载了多少 DATA 部分内存

Question

我创建了一个共享库，其中包含 4 个函数的静态 const 数据部分和代码部分。

这是我的静态 const 数据部分的详细信息，

static const u32 T0[256] = { 256 NON_ZERO value };
static const u32 T1[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T2[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T3[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T4[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T5[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T6[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T7[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T8[256] = {256  NON_ZERO value };
static const u32 T9[10] = {10 NON_ZERO value };

在静态 const 部分下方定义了不同的函数

int A();
int B();

// Access different index of T0 - T3 table 
void C();

void D();

据我了解，文本/代码部分将包含可执行文件 指令，而数据部分将包含初始化的静态数据（为简单起见，在我的情况下，所有数据都是静态常量）

在 C() 函数内部，T0、T1、T2 和 T3 的不同索引以随机顺序访问。

故意在 C() 内部，我没有访问 T0[0]。

但是， 每次我调用 C() 函数时，它都会加载 T0[0]，无论是否在 C() 函数中访问 T0[0]。

我的问题是数据部分的相邻内存与代码部分一起加载了多少？

我在想可能会加载整个 4KB 页面，所以每次调用 C() 函数时，都会加载整个 4KB 页面，因此 T0[0] 也随之加载。

但是，实验结果表明这个概念是不正确的。

下面我详细解释一下。

我计算了函数 C() 和不同静态常量数据之间的距离，如下所示

Base address of C - Base address of T0[0] = 3221 Bytes
Base address of C - Base address of T1[0] = 4345 Bytes
Base address of C - Base address of T2[0] = 5369 Bytes
Base address of C - Base address of T3[0] = 6393 Bytes

因此，每当调用 C() 时，仅加载 64 字节（即 T0[0] ）。 T0[1], T0[2],... T0 数组的一部分 与 C() NOT LOADED 属于同一个 4KB 页面（如果加载了整个 4KB 页面，则必须加载这些页面，但实验结果显示它们没有加载）。因此我的概念是加载整个 4KB 页面内存是错误的。

编辑1：基于@nemetroid 的cmets，C() 和T0[0] 可能属于不同的页面。这就是为什么我在这里添加 C() 和 T0[0] 的基地址。

Base address of T0[0]=0xB7758D40 ,
Base address of C=0xB7758047 when T0[0] is loaded.

在其他实验中，当我添加另一个 64Byte 的静态常量（如 static const int DATA=10; ）之前 静态常量 u32 T0[256] = {.....}

这些距离变成了

Base address of C - Base address of T0[0] =3385 Bytes [ =64 + Base address of C - Base address of T0[0]]
Base address of C - Base address of T1[0] = 4345+64 Bytes =4409 Bytes [=64 + Base address of C - Base address of T0[0]+1024]
Base address of C - Base address of T2[0] = 5369+64 Bytes = 5433 Bytes[=64 + Base address of C - Base address of T0[0]+2*1024]
Base address of C - Base address of T3[0] = 6393 +64 Bytes = 6457 Bytes[=64 + Base address of C - Base address of T0[0]+3*1024]

编辑1：

Base address of T0[0]=0xB775cD80 (just shifted by 64Bytes),
Base address of C=0xB775C047 ( in this case T0[0] is not loaded)

现在，虽然 T0[0] 仍然存在于与 C() 相同的 4KB 页面中（仅移动了 64 字节），但每当调用 C() 时它都不会加载。 所以我可以再次在这里'不要说连同 C()，整个 4KB 页面已加载。

你能帮我解释/理解为什么 T0[0] 总是在调用 C() 时被访问/加载，尽管它没有被访问/使用 在 C() 里面？

或任何链接以了解程序的内存布局和程序执行期间加载的内存大小。

我正在使用 Debian OS 和 gcc 编译器。

注意：要计算是否加载了 T0[0]，在调用 C() 之前，我只是使用 clflush() 指令刷新了 T0[0]，然后在 调用 C() 我已经使用 rdtsc() 计算了访问时间。

编辑 1： 我正在使用英特尔酷睿 i3 机器。

Size of L1=32KB, 8 way associative, cache line size=64bytes
Size of L2=256KB, 8 way associative, cache line size=64bytes
Size of L3=3MB, 12 way associative, cache line size=64bytes

Answer 1

页面与页面大小对齐。因此，如果您的页面大小为 4 kB，0xAABBC000 - 0xAABBCFFF 属于同一页面，0xAABBD000 - 0xAABBDFFF 等也属于同一页面。

因此，如果C 的地址为0xAABBCF00 和T0 的地址为0xAABBD000，则它们的地址之间的差异小于4 kB，但它们仍然属于不同的页面。但是，T0[0] 和 T0[1] 极有可能属于同一页面。尝试运行objdump -h a.out。

Answer 2

当它的任何部分被加载时，整个缓存行被加载。您似乎在描述一种情况，即数据的开头与代码的一部分位于同一缓存行中。我很惊讶它会以这种方式链接/加载，但它应该很容易用调试器确认（或矛盾）。 此行为的缓存行大小和其他详细信息因 CPU 型号而异。

查看 C() 的基地址更容易，但信息量更少。重要的是获取的 C() 最高指令的地址（不一定执行）。我希望它与数据的开头在同一缓存行中。