前一段时间碰到一个pcid相关的bug，于是就把内核对pcid的支持代码看了一遍。年龄大了看过的东西时间一长就忘了，把要点记下来既方便自己又有利他人。我看的是公司发行版的内核uek4基于upstream的v4.1.12。upstream的pcid支持同旧版本相比用了一套完全不同的更优化的方式，所以另开一篇文章来写。
不同的进程有不同的地址空间用mm_struct表示，进程调度时内核线程借用用户进程的地址空间并使cpu进入LAZY模式，当mm地址空间有更新的时候，cpu会发送tlb shutdown给相关cpu通知他们进行刷新。对于LAZY模式的cpu刷新是没有意义的，因为内核线程永远不会访问用户空间，所以leave_mm被调用，使得当前cpu脱离用户进程mm，并绑定到init_mm，这样cpu不会再收到tlb shutdown。
PTI的引入使得一个进程有两个页表，内核一次分配8K的页，4k用于内核pgd，另外4k用于用户pgd。用户页表映射了用户态地址，gdt，idt，tss，内核entry/exit代码等在页表切换之前就需要的内核地址空间，这部分空间会打上global标记，而其他的普通内核地址空间在内核页表中被去掉了global标记。
这样每次系统调用都会发生页表切换，几乎所有tlb表项会被刷新，代价很大。下面是一个对比数据，每秒的系统调用数从5.2M降到了2.2M！
no kaiser: 5.2M
kaiser+ pcid: 3.0M
kaiser+nopcid: 2.2M
比较新一点的cpu都支持pcid，pcid可以在页表切换的时候避免cpu刷新tlb。4.1.12用asid=0标记内核页表，asid=0x80标记用户页表，于是用户态系统调用进入内核态和退出内核态不用再刷新页表，直到调度器调度另一个进程，内核页表被刷新。之前的用户页表得以保留。内核同时设定一个标记使得新进程返回用户态时刷新一次用户页表，这个标记是一次性的。
这样优化以后性能从2.2M上升到了3.0M。但是这种设计在TLB中只缓存一个进程的表项，在no kaiser时pcid没有发挥任何效果，于是upstream给出了一套新的设计。。