以编程方式获取 Linux 上的准确 CPU 缓存层次结构信息

Question

我试图准确描述 Linux 上当前 CPU 的数据缓存层次结构：不仅是单个 L1/L2/L3（可能还有 L4）数据缓存的大小，还有它们被拆分或共享的方式核心。

例如，在我的 CPU (AMD Ryzen Threadripper 3970X) 上，每个核心都有自己的 32 KB 一级数据缓存和 512 KB 二级缓存，但是 L3 缓存在核心复合体 (CCX) 内的核心之间共享。 换句话说，有 8 个不同的 L3 高速缓存，每个 16 MB。

Windows 上的 CPU-Z 屏幕截图的“缓存”部分基本上是我想要找出的内容：

使用GetLogicalProcessorInformation()获取有关 Windows 的这些信息没有问题。

但是，在 Linux 上，似乎sysconf()只给了我 L1 和 L2 数据缓存的每核缓存大小（ _SC_LEVEL1_DCACHE_SIZE和_SC_LEVEL2_DCACHE_SIZE ），或总 L3 缓存大小（ _SC_LEVEL3_CACHE_SIZE ）。

编辑：lstopo在 VMWare 下的 output 。 虚拟机有 8 个核心。 L1 和 L2 缓存信息很好，但 L3 缓存大小似乎不正确：

Answer 1

可以通过在/sys (sysfs) 中打开文件以编程方式找到缓存层次结构的完整图片。

每个“线程”或“逻辑处理器”都由/sys/devices/system/cpu/中的一个子目录表示。 在该目录中，您将找到一个缓存目录。 例如，第一个逻辑处理器的缓存信息可以在这里找到：

$ ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/
index0
index1
index2
index3
power
uevent

与该逻辑处理器关联的每个缓存实体由index[0-9]*目录表示。 索引后的数字不代表级别。 相同的缓存实体可能在不同的逻辑处理器下多次列出。 在这些目录中，您可以找到缓存实体的所有属性（级别、集合、行大小等）。

$ ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index0
coherency_line_size
level
number_of_sets
physical_line_partition
power
shared_cpu_list
shared_cpu_map
size
type
uevent
ways_of_associativity

完整的文档可以在这里找到。

最重要的是，要获得您想要的 output，您需要检查shared_cpu_list ：

$ cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cache/index0/shared_cpu_list
0,28

这将向您展示哪些逻辑处理器共享此缓存实体。 通过检查所有实体（ /sys/devices/system/cpu/cpu*/cache/index*/ ）并使用shared_cpu_list消除重复项，您可以以编程方式访问您需要的所有数据。

请注意，您的管理程序不需要传递准确的信息。 这只会向您显示缓存层次结构，因为来宾 kernel 看到它。