如何通过程序估计cache大小？

查看你的系统cache大小：$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index2/size以上命令是查看Level 2cache的大小，在服务器上是256k，记住这个数，写程序时要用。看cache line的大小：$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index2/coherency_line_size编写测试程序cache.c：以上代码虽然简单，但要理解需要懂cache的简单结构及原理：cache是以64字或者128字节为一行的，分为多组（或者叫多路），每次发生cache miss取数据时，cache按照cache line为单位（这里也就是一次取64字节）从内存取数据。第一步得知level 2 data cache总大小是256k，第二步得到每个cache line是64字节，所以，level2 data cache共256k/64=2^12=4096行。想象一个表，每行64字节，一共4096行，共256k大小，这就是我们cache的简单结构。为了保证每次取数据都会发生miss，我们必须以>=64字节的步长取数据。首先创建一个512K大的数组，要比cache大一倍。如果数组也是256k，当第一次循环结束，数组用完后再次从头开始取数据时，cache就不再被替换，所以不会再发生cachemiss，为了保证每次取数据都要发生cache miss，数组必须至少是cache大小的两倍及以上。循环读取数组中的数据，每次读一个int大小，然后加64，再读取下一个cache line的数据，循环直到数组数据全部取出。oprofile统计cache miss有个最低限制（我的0.9.8版本是2000000次），所以发生的miss数太小的话是娶不到的，所以加大循环次数至5000000。至此可以进行100% cachemiss的测试了，但是经过测试发现 cache miss压根没发生，百思不得其解，请教boss后才想起来，x86有个streambuffer硬件预取器，如果你取数据非常规律，那么硬件预取器经过训练后，会在你真正取数据之前，将你要的数据直接放到cache中。所以，要在至强处理器的服务器上做cachemiss测试，必须重启系统后，关闭硬件预取器。否则就要修改程序，写出真正随机取数据的代码，但是这无法保证cachemiss 率是100%，只能保证cache 命中率比较低而已。SPEC CPU2006中的mcf发生cache miss rate很高，可以用其做测试。

索引和偏移量cache块大小计算方法是：为Cache中的每个块位置分配一个索引字段，用Tag字段区分存放在Cache位置上的不同的块。

单路直接映像把主存储器分成若干页，主存储器的每一页与Cache存储器的大小相同，匹配的主存储器的偏移量可以直接映像为Cache偏移量。Cache的Tag存储器(偏移量)保存着主存储器的页地址(页号)。在全相联Cache中，存储的块与块之间。

以及存储顺序或保存的存储器地址之间没有直接的关系。程序可以访问很多的子程序、堆栈和段，而它们是位于主存储器的不同部位上。Cache保存着很多互不相关的数据块，Cache必须对每个块和块自身的地址加以存储。

当请求数据时，Cache控制器要把请求地址同所有地址加以比较，进行确认，这种Cache结构的主要优点是，它能够在给定的时间内去存储主存器中的不同的块，命中率高；缺点是每一次请求数据同Cache中的地址进行比较需要相当的时间，速度较慢。

扩展资料：

在实模式中，内存比保护模式中的结构更令人困惑。内存被分割成段，并且 *** 作内存时需要指定段和偏移量。段-寄存器这种格局是早期硬件电路限制留下的一个伤疤。地址总线在当时有20-bit。然而20-bit的地址不能放到16-bit的寄存器里。

这意味着有4-bit必须放到别的地方。因此为了访问所有的内存必须使用两个16-bit寄存器。这一设计上的折衷方案导致了偏移量格局。最初的设计中其中一个寄存器只有4-bit有效，然而为了简化程序，两个寄存器都是16-bit有效，并在执行时求出加权和来标识20-bit地址。

参考资料来源：百度百科-Cache结构

参考资料来源：百度百科-偏移量