使用C ++查找L1和L2緩存的大小

Question

我需要使用Windows操作系統中的c ++簡單程序查找L1和L2緩存的大小以進行分配。 通過計算以遞增的方式訪問數組中的元素所花費的時間，我能夠在兩台不同的計算機中找到L3緩存的大小。 當時間跳躍很大時，我們從緩存級別轉到內存級別。

如何從這里算出L1和L2尺寸？

限制是我無法讀取config或使用內置函數來確定值。 我必須改為計時讀/寫操作。

Answer 1

我需要使用ac / c ++簡單程序查找L1和L2緩存的大小以進行分配。

通常， 您不能 （理論上）。

由於符合標准的C11實現（讀取為n1570 ）甚至不需要在具有緩存的真實計算機上運行。 同樣適用於C ++ 11或C ++ 14（閱讀n3337 ）。

它可以運行：

• 與人在一起（使用一堆奴隸來運行C程序是不道德的，效率低下的，緩慢的，但是可能的；在教室里使用半小時的學生是教C或C ++的一種有趣的方式-整個課堂都變成了C或C ++實現）。

• 在沒有任何緩存的計算機上。 今天，微控制器（如Arduino ）可以用C或C ++編程（並且通常是），並且沒有任何緩存。

• 在您最喜歡的x86-64筆記本電腦上。 您將更好地了解有關Intel和AMD處理器處理緩存的方式的更多信息。

• 在其他設備上（例如某些Power9主板 ，某些Intel Edison ，一些Raspberry Pi ， 您的瀏覽器中的模擬器等等）。 你可能會有驚喜！

如何從這里算出L1和L2尺寸？

您可以查看生成的匯編代碼（使用g++ -O1 -fverbose-asm -S進行GCC編譯，然后查看生成的.s文件），想象一下您擁有哪種處理器和ISA，並做出一些有根據的猜測（從計時）。 避免要求過於強大的優化 （因為您的程序可能具有未定義的行為 ）。

在許多操作系統上，您可能使用特定於操作系統的API來查詢有關處理器的信息。 在Linux上，您可以使用proc（5）並使用/proc/cpuinfo

如果您確實運行了程序，對其進行了多次基准測試並給出了時間安排，則可以對緩存大小進行有根據的猜測（但是您需要假設您的進程沒有被安排得太頻繁；在負載非常大的系統上，並非如此；您應該避免顛簸 ）。

順便說一句，我猜想在常規規則下， 您的程序可能已優化為您沒有想到的東西（請參閱參考資料 ）。 注意，在new分配的數組中使用單元而不進行初始化是（原則上） 未定義的行為 （或至少是未指定的行為 ）。 因此，我相信足夠明智的編譯器可以優化您的程序，使其等效於某些abort() （或僅保留printf ）。