x86-64 页表全局位

是的，在 x86 上，G 位仅在存在其他类型的控件（例如将其限制为环 0，这是内核使用的控件）或未受保护的操作系统¹ 时才有用。

将 G-bit 视为系统调用的优化：内核将其页面映射为全局页面，因此不需要发生 TLB 刷新。您仍然需要在进程之间的上下文切换上进行 TLB 刷新，但这些刷新通常比内核<->用户模式切换少几个数量级。

您可以想象一个场景，其中 G 页面对用户进程很有用，例如共享内存：如果内核意识到这一点并对两个进程都使用映射，则在两个进程之间切换不需要使共享内存的 TLB 条目失效。不过，如今 TLB 笔芯实际上并没有那么糟糕，因为现代 x86 缓存了大量表条目，甚至超出了 TLB 以允许快速笔芯。G==1

我不认为设置 G 和 U 位是不允许的，但内核实际上不会以这种方式设置它。

最后一点，你实际上可以想象一个只读的全局映射是有用的，比如 vdso 机制。所有进程都会映射该页面，但无法修改它，内核会根据需要更新它。当然，我看不出如何实际做到这一点，因为内核需要写入访问权限，而且似乎没有办法在页表中表示“ring 3 readonly，ring 0 r/w”。也许内核可以为此页面使用另一个映射，但我不确定这是否合法：有一个覆盖“G”映射的映射（因为如果 G 映射在 TLB 中，CPU 可能永远不会看到覆盖映射）。

¹ 从技术上讲，它可能在单个用户操作系统上很有用，因为所有用户模式进程都具有相同的权限，但内核仍然受到用户模式的保护，但 AFAIK 该模型在当代操作系统中并不存在。