关于CSAPP 6.18的习题分析

关于CSAPP 6.18的习题分析

下面的站点能找到我搜集的所有和CSAPP有关的学习资料．

https://github.com/jasonleaster/CSAPP





问题背景:

                 强调一下，问题的针对性很强．在这个题目里面，cache究竟遵循什么策略就是这个题目定的．

其他的策略如果题目没说明，不考虑！题目旨在很简明而要的告诉读者替换策略的一种实现而已．

                  说明了int 的大小是4 byte．这里假设了src 从地址0开始储存, src和dst大小都是是16  bytes，那么 dst的起始地址就是 0x10. 这里只有一级缓存， CPU下面就是一层cache,再往下就是 main memory了．

                    There is a single L1 data cache that is direct-mapped, write-through, and write-allocate, with a block size of 8 bytes.

　　　　　题目假设规定了，cache的每个操作都是以 8 byte进行了.

　　　　　一开始的时候， cache里面啥也没有．每当我们试图去访问某个变量的时候，我们会先访问cache，看看里面有没有个备份，因为访问cache的速度和访问内存的速度两种不是一个数量级的．

法则:

　　　　　如果cache里面有，那么hit.我们就可以直接读取使用这个数据在cache里面的备份．

　　　　　如果cache里面没有，从main memory去读取数据，写入到cache中．再从cache中立马读取这个数据．

　　对于A问:

                 

 
                   这里重要的就是自己要画个图出来方便理解．答案里面有了．

　　　　　对应的你能看到src从0x00开始，dst从0x10开始．

　　　　　src的前8byte数据和 dst前8 byte数据都会落在 line 0中．

　　　　　src的后8byte和dst的后八个字节会落在 line 1中．

　　　　　dst[ j ][ i ] = src[ i ] [ j ].

        

　　　　　运行程序前假设cache里什么都没有空数据

　　　　　　　 cache里面 line 0 装的是 NULL  NULL

                                            line 1 装的是  NULL  NULL

                  i = 0; j = 0;

                  读取 src[0][0], 第一次访问cache空的 src[0][0] miss．把 src[0][0] src[0][1]都拷贝到cache里去

                           cache里面 line 0 装的是
src[0][0] src[0][1]
                                            line 1 装的是  NULL  NULL

　　　　　赋值操作要求写入到dst[0][0] ,访问cache，此时cache里面有dst嘛？没有．line 0 装的 src，line 1空着．

　　　　　dst的前8 bytes和 src的前 8 bytes冲突，于是这个时候，把在cache里面的src[0][0] src[0][1]写回内存．

　　　　　然后再把dst拷贝到cache line 0．

                           cache里面 line 0 装的是 dst[0][0] dst[0][1]
                                            line 1 装的是  NULL  NULL

                 结论: src[0][0] miss dst[0][0] miss

　　　　　如果以上没看懂就反复看，因为上面看不懂下面绝壁白搭．．．

　　　　　i = 0; j = 1;

                 读取src[0][1],  .和之前第一次赋值操作结束后的cache一样．

　　　　　由于这时候cache里面的情况是 line 0 装的dst前8 bytes　 line 1　空着．

　　　　　读取src[0][1]又和cache里现有数据dst冲突，于是又把dst写回到内存，把内存里卖弄的src[0][0] src[0][1]读取到cache line 0.  src[0][1] miss

                           cache里面 line 0 装的是 src[0][0] src[0][1]
                                             line 1 装的是  NULL  NULL

                  开始赋值操作．需要写入的是 dst[1] [0] ,　这里需要访问 line 1，line 1此时是空的．于是 dst[1][0] miss.把dst后8 bytes读取到cache的 line 1

　　　　　结论: src[0][1] miss　dst[1][0]

                  赋值操作完成后

                  此时 cache里面 line 0 装的是 src[0][0] src[0][1] 

                                            line 1 装的是 dst[1][0]  dst[1][1]

                   i = 1; j = 0;

                  读取src[1][0], miss 而且和line 1的dst冲突，需要把dst写回到内存．然后读取src[1][0] src[1][1]到cache

　　　　　

　　　　　 此时 cache里面 line 0 装的是 src[0][0] src[0][1] 

                                            line 1 装的是　src[1][0] src[1][1]

 
                  开始赋值操作．需要写入的是 dst[ 0 ] [ 1 ] ,　这里需要访问 line 0，line 0此时是非空的．冲突，里面装着src. 于是把line 0的数据写回内存．把dst[0][0] dst[0][1]读取到cache.

　　　　　 此时 cache里面 line 0 装的是   dst[0][0] dst[0][1]
                                             line 1 装的是　src[1][0] src[1][1]
                  赋值操作．

　　　　　结论: src[0][1] miss　dst[1][0] miss

                   i = 1; j = 1;

                  读取src[1][1], hit  cache里面有上次赋值操作后被缓存的src[1][1]， 

　　　　　

　　　　　 此时 cache里面 line 0 装的是 src[0][0] src[0][1] 

                                            line 1 装的是　src[1][0] src[1][1]

 

                  开始赋值操作．需要写入的是 dst[ 1 ] [ 1 ] ,　这里需要访问 line 1，line 1此时是非空的．冲突 miss，里面装着src. 于是把line 1的数据写回内存．把dst[1][0] dst[1][1]读取到cache.

　　　　　 此时 cache里面 line 0 装的是 src[0][0] src[0][1] 
                                            line 1 装的是　dst[1][0] dst[1][1]

                   赋值操作．
                  结论 结论: src[1][1] hit　dst[1][1]  miss

                   对于B嘛：



 注意  ， 这里只改变了cache的大小，cache每次读取写入的数据大小还是没变．8 byte

　　　　　　　　　　　　　　

                         @LeDy　看下面这个图，分析方法还是和前面一样，掌握方法，就能自己分析了.