使用C ++查找L1和L2缓存的大小

Question

我需要使用Windows操作系统中的c ++简单程序查找L1和L2缓存的大小以进行分配。 通过计算以递增的方式访问数组中的元素所花费的时间，我能够在两台不同的计算机中找到L3缓存的大小。 当时间跳跃很大时，我们从缓存级别转到内存级别。

如何从这里算出L1和L2尺寸？

限制是我无法读取config或使用内置函数来确定值。 我必须改为计时读/写操作。

Answer 1

我需要使用ac / c ++简单程序查找L1和L2缓存的大小以进行分配。

通常， 您不能 （理论上）。

由于符合标准的C11实现（读取为n1570 ）甚至不需要在具有缓存的真实计算机上运行。 同样适用于C ++ 11或C ++ 14（阅读n3337 ）。

它可以运行：

• 与人在一起（使用一堆奴隶来运行C程序是不道德的，效率低下的，缓慢的，但是可能的；在教室里使用半小时的学生是教C或C ++的一种有趣的方式-整个课堂都变成了C或C ++实现）。

• 在没有任何缓存的计算机上。 今天，微控制器（如Arduino ）可以用C或C ++编程（并且通常是），并且没有任何缓存。

• 在您最喜欢的x86-64笔记本电脑上。 您将更好地了解有关Intel和AMD处理器处理缓存的方式的更多信息。

• 在其他设备上（例如某些Power9主板 ，某些Intel Edison ，一些Raspberry Pi ， 您的浏览器中的模拟器等等）。 你可能会有惊喜！

如何从这里算出L1和L2尺寸？

您可以查看生成的汇编代码（使用g++ -O1 -fverbose-asm -S进行GCC编译，然后查看生成的.s文件），想象一下您拥有哪种处理器和ISA，并做出一些有根据的猜测（从计时）。 避免要求过于强大的优化 （因为您的程序可能具有未定义的行为 ）。

在许多操作系统上，您可能使用特定于操作系统的API来查询有关处理器的信息。 在Linux上，您可以使用proc（5）并使用/proc/cpuinfo

如果您确实运行了程序，对其进行了多次基准测试并给出了时间安排，则可以对缓存大小进行有根据的猜测（但是您需要假设您的进程没有被安排得太频繁；在负载非常大的系统上，并非如此；您应该避免颠簸 ）。

顺便说一句，我猜想在常规规则下， 您的程序可能已优化为您没有想到的东西（请参阅参考资料 ）。 注意，在new分配的数组中使用单元而不进行初始化是（原则上） 未定义的行为 （或至少是未指定的行为 ）。 因此，我相信足够明智的编译器可以优化您的程序，使其等效于某些abort() （或仅保留printf ）。