This is the handout directory for the Cache Lab.

Running the autograders:

Before running the autograders, compile your code: linux> make

Check the correctness of your simulator: linux> ./test-csim

Files:

You will modifying and handing in these two files

csim.c Your cache simulator

Tools for evaluating your simulator and transpose function

Makefile Builds the simulator and tools README This file cachelab.c Required helper functions cachelab.h Required header file csim-ref* The executable reference cache simulator test-csim* Tests your cache simulator traces/ Trace files used by test-csim.c

csim.c简介

本程序将cache中的行作为cacheline结构体，每一行有tag（标志位）、valid_bit（有效位）、lru_time（每行最近使用的时间）三个成员，而模拟的cache其实就是一个二维的cacheline结构体数组。

各函数功能简介：

1. void readcommand(int argc, char argv)：用于读取linux的命令行参数，可读取-v（可选）、-s、-E、-b、-t参数。其中-v是可选参数，-s、-E、-b、-t 则是必要参数。执行时通过命令行输入缓存参数和要读取的缓存文件，在命令行输出执行的结果。

   • -v：可选参数，用于将trace文件中的每一条指令的cache命中情况打印出来；
   • -s <s>：64位16进制地址中的组索引位数；
   • -E <E>：cache中每组包含的行数；
   • -b <b>：64位16进制地址中的块（block）索引位数；
   • -t <tracefile>：需要执行的valgrind程序生成的trace文件的地址

2. void create_cache()：用于根据从命令行输入中读取的s、e参数确定的组数和行数，用malloc函数为模拟cache分配内存空间。由于本程序将cache、setnum（组数）、linenum（行数）均设为全局变量，本函数不需要输入参数。

3. void free_cache()：用于在cache模拟结束后使用free函数释放分配给cache的内存。

4. int getTag(int s,int b,int address)：用于从trace文件读取的指令的地址项中取得tag标志位，其中输入参数s为地址中的组索引位数，b为地址中的块索引位数，address为地址项，返回值为tag标志位。

5. int getSet(int s,int b,int address)：用于从trace文件读取的指令的地址项中取得组索引位，其中输入参数s为地址中的组索引位数，b为地址中的块索引位数，address为地址项返回值为组索引位。

6. void LRUupdate()：执行完每一条trace指令后运行，用于更新所有有效行对应的LRU计数(lru_time)成员。

7. int LRUreplace(int set)：当需要将新数据存入cache且对应组无空行时，用于确定LRU算法对应的替换行。输入参数set为对应组号，返回值为可替换的行（lru_time值最大者）。

8. int isHit(int set_bit,int tag_bit)：用于根据组号和tag标志在cache中遍历对应组中的每一行并匹配tag标志位，判断是否命中。输入参数set_bit为对应组号，tag_bit为需要访问的内存地址对应的标志位。若命中则完成对应行的lru_time计数更新并返回1，否则返回0。

9. int find_line(int set_bit):在cache未命中的情况下，用于查找对应组可用的空行。输入参数set_bit为对应组号，若查找到空行，返回值为改空行行号，否则返回值为-1。

10. void assess_mem(int set_bit,int tag_bit)：用于模拟完成一次访问内存操作。输入参数set_bit为对应组号，tag_bit为需要访问的内存地址对应的标志位。