Memory cpu如何决定将哪些数据放入哪个内存（ram、缓存、寄存器）？

当cpu执行一个程序时，它是否通过内存管道移动所有数据？然后，任何一段数据都会从ram->cache->registers中移出，这样所有执行的数据都会在某个时刻进入cpu寄存器。或者，它是否以某种方式选择了放入那些更快内存类型的代码，或者作为程序员，您是否可以选择要保留在缓存中的特定代码，例如，用于优化的代码？

这个问题的答案本身就是一个完整的过程！对（通常）发生的事情的一个非常简短的总结是：

您，程序员，指定RAM中的内容。嗯，编译器是代表您来做的，但是您可以通过如何声明变量来控制它

每当代码访问变量时，CPU的MMU都会检查该值是否在缓存中，如果不在缓存中，则会将包含该变量的“行”从RAM提取到缓存中。某些CPU指令集可能允许您防止它对特定的低频操作执行此操作（导致暂停），但它需要非常低级别的代码才能执行此操作。更新值时，MMU将执行“缓存刷新”操作，将缓存内存提交到RAM。同样，您可以通过低级代码影响这种情况发生的方式和时间。它还将取决于MMU配置，例如缓存是否是直写的，等等

如果要对该值执行任何类型的操作，需要ALU（算术逻辑单元）或类似设备使用该值，则该值将从缓存加载到适当的寄存器中。哪个寄存器取决于编译器生成的指令

一些CPU支持动态内存访问（DMA），这为不需要CPU参与的操作提供了快捷方式。这些包括内存到内存的拷贝以及内存和内存映射外围控制块（如UART和其他I/O块）之间的数据传输。这将导致数据在RAM中移动、读取或写入，而不会实际影响CPU核心

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在更高的级别上，一些支持多个进程的操作系统将在交换进程时将分配给当前进程的RAM保存到硬盘，并在进程再次运行时从磁盘重新加载。（这就是为什么您可以在C:驱动器上找到“页面文件”以及限制其大小的选项。）这允许所有正在运行的进程利用大部分可用RAM，即使它们实际上无法同时共享。分页是另一门值得单独学习的学科。（感谢您的提醒。）

这取决于您使用的CPU、编程语言和许多其他因素。请你提供一个具体的例子，以及关于处理器语言和编译器的更多信息好吗？@MikeofSST我没有一个具体的例子，我正在学习一个OS类，这些问题突然出现在我的脑海中。我并没有真正考虑这方面的不同实现，我只是在寻找一个更一般的答案（如果有）或一个例子。如果我们假设目标处理器有多个寄存器、一个数据缓存和一个内存管理单元，就像你在大多数CPU上发现的那样，它适合承载一个相当大的操作系统，例如Linux或Windows的一个变体，那么一个好的优化编译器和相关的OS API库将为您处理这一切。如果您通过使用汇编或其他低级语言“隐藏”了一点，那么您可以显式地影响数据存储位置、缓存等。您指定使用什么，但操作系统可能会决定将其交换到磁盘，因此您无法完全控制它。2.缓存通常是在行粒度中完成的，而不是整个页面（除了少数例外）。3.还有ScratchPad的概念，它是一种类似缓存的存储，接近并具有低延迟，但完全由代码或优点控制。1） 最初的问题没有提到交换文件或进程内存管理，所以我没有考虑这方面，尽管考虑到O/P的上下文，我可能应该考虑。2） 是的，你说得对。我自己的经验已经被内核模式下ISR期间缓存未命中的罪恶所扭曲，这会导致完全缓存刷新-呜呜！3） 在我所研究的（少数）处理器的体系结构中，我没有遇到草稿行。请随意添加一个新答案，或者编辑我的答案，并将其标记为社区维基答案。好吧，正如你所说，这个问题太广泛了，所以我会解决这些小的更正。这实际上是一个很好的答案，+1:）