海南美容网站建设,网站被刷怎么办,微信二维码生成器在线制作,wordpress速度前言 理解高速缓存对 C 程序性能的影响#xff0c;通过两部分实验达成#xff1a;编写高速缓存模拟器#xff1b;优化矩阵转置函数以减少高速缓存未命中次数。Part A一开始根本不知道要做什么#xff0c;慢慢看官方文档#xff0c;以及一些博客#xff0c;和B站视频…前言 理解高速缓存对 C 程序性能的影响通过两部分实验达成编写高速缓存模拟器优化矩阵转置函数以减少高速缓存未命中次数。Part A一开始根本不知道要做什么慢慢看官方文档以及一些博客和B站视频终于知道是干嘛的了看完别人的解题方法后就能自己写出来了。按照我给出的一些链接完全能搞懂Cache Simulator。Part B给大家推荐了两篇文章。
参考资料
Lab下载链接CacheLab官方文档CacheLab官方课件(强烈推荐阅读)大佬笔记
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Part A: Writing a Cache Simulator
下面这些描述是我用豆包对官方PDF生成的总结
输入输出接受 Valgrind 内存跟踪文件作为输入模拟高速缓存的命中 / 未命中行为输出命中、未命中和驱逐替换的总数。参考模拟器提供csim - ref作为参考模拟器使用 LRU最近最少使用替换策略命令行参数为Usage:./csim - ref [-hv] - s s - E E - b b - t tracefile其中-h为帮助标志-v为详细输出标志-s指定组索引位数-E指定每行关联度-b指定块大小位数-t指定 Valgrind 跟踪文件路径。编程规则编译无警告为任意 S、E、b 值正确工作需用malloc分配存储空间忽略指令缓存访问以 “I” 开头的行在main函数结束时调用printSummary函数输出结果假设内存访问已正确对齐忽略 Valgrind 跟踪文件中的请求大小。提示先在小跟踪文件如traces/dave.trace上调试。参考模拟器的-v选项可显示详细的命中、未命中和驱逐信息建议在csim.c中实现此功能辅助调试。推荐使用getopt函数解析命令行参数需包含getopt.h、stdlib.h、unistd.h头文件。数据加载L或存储S操作最多导致一次缓存未命中数据修改M操作视为一次加载和一次存储可能产生两次命中、一次未命中加一次命中或一次未命中加一次命中加一次驱逐。
下面是高速缓存(S, E, B, m)的通用组织。高速缓存是一个高速缓存的数组。每个组包含一个或多个行每个行包含一个有效位一些标记位以及一个数据块。高速缓存的结构将m个地址位划分成了t个标记位s个索引位和b个块偏移位。详见CSAPP6.4。强烈推荐B站视频看完之后就知道这个实验要做什么了理解计算机Cache一从块到缓存结构以及逐步推出映射策略和理解计算机Cache二缓存与内存的交互。 下面是看完别人的解法后又自己写的代码
#include cachelab.h
#include stdio.h
#include string.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
#include getopt.htypedef struct cache_line
{int valid_bit; // 有效位unsigned tag; // 标记位int stamp; // 时间戳用于LRU
}cache_line;// S(2^s)块大小, s组索引.
// E缓存块(2^b)行数, b块偏移.
int S, s, B, b, E;
// 命中未命中替换
int hit, miss, eviction;
char *filepath;
cache_line **cache;void init()
{// malloc cache[S][E]cache (cache_line**)malloc(sizeof(cache_line*) * S);for (int i 0; i S; i)cache[i] (cache_line*)malloc(sizeof(cache_line) * E);for (int i 0; i S; i){for (int j 0; j E; j){cache[i][j].valid_bit 0;cache[i][j].tag cache[i][j].stamp -1; }}
}void destroy()
{for (int i 0; i S; i)free(cache[i]);free(cache);
}void update(unsigned addr)
{int s_addr (addr b) ((-1U) (32 - s));int t_addr (addr (s b));// 缓存命中for (int i 0; i E; i){if (cache[s_addr][i].tag t_addr){cache[s_addr][i].stamp 0;hit;return;}}// 缓存未命中还有空块for (int i 0; i E; i){if (cache[s_addr][i].valid_bit 0){miss;cache[s_addr][i].valid_bit 1;cache[s_addr][i].tag t_addr;cache[s_addr][i].stamp 0;return;}}// 没有空组产生替换miss;eviction; int max_stamp 0, max_i 0;for (int i 0; i E; i){if (cache[s_addr][i].stamp max_stamp){max_stamp cache[s_addr][i].stamp;max_i i;}}cache[s_addr][max_i].tag t_addr; cache[s_addr][max_i].stamp 0;return;
}void time()
{for (int i 0; i S; i){for (int j 0; j E; j){if (cache[i][j].valid_bit 1) // 被使用了cache[i][j].stamp;}}
}int main(int argc, char* argv[])
{int opt;while (-1 ! (opt getopt(argc, argv, s:E:b:t:))){switch (opt){case s:s atoi(optarg); // optarg是getopt函数设置的指向当前选项参数的指针S 1 s;break;case E:E atoi(optarg);break;case b:b atoi(optarg);B 1 b;break;case t:filepath optarg;break;}}init();FILE* pf fopen(filepath, r);if (pf NULL){printf(fopen fail\n);exit(-1);}char op;unsigned addr;int size;while (fscanf(pf, %c %x,%d, op, addr, size) 0){switch (op){case L:update(addr);break;case M: // 执行两次update(addr);case S:update(addr);break;}time();}destroy();fclose(pf);printSummary(hit, miss, eviction);return 0;
}Part B: Optimizing Matrix Transpose
函数功能在trans.c中编写transpose_submit函数计算矩阵的转置并存储结果尽量减少高速缓存未命中次数。编程规则编译无警告每个转置函数最多定义 12 个int类型的局部变量不能使用long类型变量或位技巧规避此规则函数不能使用递归使用辅助函数时辅助函数和顶级转置函数在栈上的局部变量总数不能超过 12 个不能修改数组 A可随意处理数组 B不能定义数组或使用malloc。提示转置函数在直接映射缓存上评估冲突未命中是潜在问题需考虑代码中尤其是对角线上的冲突未命中设计降低冲突未命中的访问模式。分块是减少缓存未命中的有用技术可参考利用分块提高时间局部性PDF 获取更多信息。测试程序test - trans会保存函数的跟踪文件如trace.f0等可通过参考模拟器的-v选项运行跟踪文件辅助调试。
给大家推荐两个写的好的文章我做不出来…
myk的Cache Lab和马天猫的Cache Lab笔记。
