Virtual address to physical address example
1.此架构是如何转换虚拟地址的？
- 简单的处理方式，page offset位宽 = L1 cache index + block offset 位宽，低位就是虚拟地址（也等于物理地址）此架构中，L1低地址用虚拟地址index，用物理地址比较Tag，是所谓的VIPT。其他方式在这里先不展开。
- 第一拍：低位虚拟通过direct-map，直接index到一个L1 cache line，这是组合电路可以完成的，这拍可以直接读数据了（甚至可以只用一拍得到数据，具体怎么用的不清楚）；高位物理地址则通过TLB转换得到，假设比较需要一拍
- 第二拍：第一拍cache line的Tag中，其实也是物理地址<26>, 与TLB得到的物理地址比较：一样，说明hit，第一拍读到的数据继续用；不一样说明miss了，得去L2 cache找。
- 第二拍：L2中，通过第一拍的物理地址，找到L2 cache line（假设hit），若步骤3，miss了，则取L2里的数据，两拍得到数据
2. VIPT有什么限制？
1.index位宽/block offset 被page size的位宽限制死了。
3. index + block offset 位宽 ！= page size位宽会有什么问题？（有aliasing 问题）
- 假设page size多一bit，变成<15>，可能有两个虚拟地址，只有1bit不一样。但是可能这两个虚拟地址，可能都指向同一个物理地址，此处无法识别。
若这种情况发生，往cache里面写了其中一个虚拟地址，而另一个同一个物理地址映射的虚拟地址可能得不到更新，数据不一致了。需要有机制来避免这种情况——避免cache中有一个物理地址的两个虚拟地址，或对两个虚拟地址同步进行更新。 - 假设page size少1bit，还是上面的情况。虚拟地址，物理地址无法在一个cache中一一对应。
4. Cache用虚拟地址还是物理地址？
- 除了L1，其他一定用物理地址；L1似乎可能存虚拟地址；
- 此架构中，L1其实存的还是物理地址
- 若L1 index + block offset 位宽 >= page size位宽，则L1 cache中，有几bit，存的其实是虚拟地址？存疑，只是需要处理这几bit带来的aliasing问题，要看具体是怎么处理的了：
a. 这几bit是虚拟地址，若允许一个物理地址的多个虚拟地址存在L1中，则可以认为L1 cache line存了虚拟地址；
b. 不允许一个物理地址的多个虚拟地址存在L1中，L1只存物理地址，则在存入之前，还有一个防止同一个物理地址的多个虚拟地址存进cache line的模块。L1只存物理地址。
5. 按照这个架构的思路，L1 cache必须direct-map才行？（不一定）
- 这个架构的思路中，direct-map只需要用index来找到cache line，就可以去读数据了。
- 如果是n-way需要比较tag，则第一拍读n-way数据（并行），且TBL转换出物理地址；第二拍，再用TAG去看是哪个way，取出第一拍读出来的并行数据中的某一way。
- VIPT理论上两拍得到数据，如果是direct-map一些情况下，一拍就可以（存疑）。