页着色与软件缓存分区

更新时间：2026-10-01。没有硬件分区支持时，OS 可用地址映射“悄悄”把缓存切开。

本文要回答的问题

• 物理页和缓存组有什么对应关系？
• 页着色如何减少相互干扰？

一、颜色即组集合

物理地址高位（页内之上）与组索引高位重叠，决定一个页映射到哪些缓存组——这就是“颜色”。让不同任务只使用不同颜色的物理页，它们的数据自然落在不重叠组上，等价软分区。

二、用途与代价

可显著降低多程序互扰、收紧实时下界，不需特殊 CPU；但 OS 要维护按颜色的空闲页，颜色数有限时分配受限，并要兼顾大页和虚拟迁移。

三、常见坑

• 全相联/不同索引几何下着色不适用。
• 颜色规划不对照缓存几何。
• 忽略分配碎片。

小结

页着色利用物理地址—组映射做软分区，用页管理复杂度换隔离与可预测性。下一篇 缓存刷新与一致性指令。

总结

物理地址的页帧号高位与缓存组索引高位天然重叠，于是一个页能映射到哪些缓存组是固定的——这就是页的"颜色"；让不同任务只使用不同颜色的物理页，它们的数据就落在互不重叠的组上，无需任何专用硬件即实现缓存软分区，可显著降低多程序干扰、收紧实时系统的时间下界。页着色是用 OS 页管理的复杂度换隔离性：颜色数有限会造成分配碎片，还要兼顾大页、虚拟化和缓存几何，几何不匹配时该技巧直接失效。