[体系结构实验] C语言 测量L1 Cache的相联度

0. 前言

因为 [体系结构] 课程实验 要用C语言测量Cache的相关参数，而现在的编译器和处理器架构已经把Cache优化得非常极致了，所以测量挺困难的，经常会出现现象不明显的情况。加之指导书能提供的帮助太少，网络上也没有太多资料，所以就来写写自己实现的比较好的方法。

这里只写了测L1 Cache相联度的方法，L2 Cache相联度的测法目前我也不太清楚，希望能抛砖引玉。其他例如测量Cache容量，块大小的方法也会之后写一下吧。

写这个的动机其实是觉得实验指导书上的方法不太值得推敲（反正我照着写基本没跑出像样结果），而且好像没有人特别详细写过这一类的实验（鬼才设计的实验），指导书上的方法我也会在末尾给出，提供参考。

1. Cache 组相联

在我们开始用C语言代码测量Cache的相联度之前，需要先简单复习一下什么是组相联。Cache的地址映射方式有直接映射、全相联映射和组相联映射。组相联映射是目前CPU中普遍使用的策略。

以8路组相联为例，L1 Cache的大小为32KB，Cache Line Size 为64B（即每一个Cache块的大小，从内存向Cache传数据都是以Cache块为单位的），则整个L1 Cache一共有32KB / 64B = 512块。

上面关于L1 Cache的相关参数是笔者正在用的计算机的实际参数，大概也适用于市面上大部分计算机。

将整个L1 Cache分为若干组，8路组相联那么每组就是8个Cache 块，一共512 / 8 = 64个组，同时我们申请一个2倍Cache大小的一维数组，这块内存空