继续完善这个代码 我编写了一个cache模拟器,其中功能满足可以选择三种映射方式、命中处理、两种替换方式(Random和LRU),我的输入是cache的大小、块大小、选择何种映射方式、选择何种替换方式、内存大小、现在我要把形如: L 0x7ef00 S 0x7ef00 这样的内存地址访问序列文件为输入,并统计hit/miss情况,请用c++帮我实现

时间: 2023-07-10 20:12:46 浏览: 63
好的,下面是一个简单的实现: ```c++ #include <iostream> #include <fstream> #include <vector> #include <unordered_map> #include <queue> #include <cstdlib> #include <ctime> using namespace std; // 定义缓存块结构体 struct CacheBlock { bool valid; // 是否有效 bool dirty; // 是否脏 int tag; // 标记位 int last_used; // 最后使用时间 }; // 定义缓存结构体 struct Cache { int size; // 大小 int block_size; // 块大小 int num_blocks; // 块数 int num_sets; // 组数 int set_index_bits; // 组索引位数 int block_offset_bits; // 块偏移位数 vector<vector<CacheBlock>> blocks; // 缓存块 unordered_map<int, int> tag_to_set; // 标记位到组索引的映射 queue<int> lru_queue; // LRU队列,存储最近使用时间 }; // 初始化缓存 void init_cache(Cache& cache, int size, int block_size, string mapping_method) { cache.size = size; cache.block_size = block_size; cache.num_blocks = size / block_size; if (mapping_method == "direct") { cache.num_sets = cache.num_blocks; cache.set_index_bits = 0; } else if (mapping_method == "assoc") { cache.num_sets = 1; cache.set_index_bits = 0; } else if (mapping_method.substr(0, 6) == "assoc:") { cache.num_sets = stoi(mapping_method.substr(6)); cache.set_index_bits = 0; } else { int n = stoi(mapping_method.substr(0, mapping_method.find(":"))); cache.num_sets = cache.num_blocks / n; cache.set_index_bits = log2(cache.num_sets); } cache.block_offset_bits = log2(block_size); cache.blocks = vector<vector<CacheBlock>>(cache.num_sets, vector<CacheBlock>(n, {false, false, 0, 0})); } // 获取内存地址的块偏移 int get_block_offset(int address, int block_offset_bits) { return address & ((1 << block_offset_bits) - 1); } // 获取内存地址的标记位 int get_tag(int address, int block_offset_bits, int set_index_bits) { return address >> (block_offset_bits + set_index_bits); } // 获取内存地址的组索引 int get_set_index(int address, int block_offset_bits, int set_index_bits) { return (address >> block_offset_bits) & ((1 << set_index_bits) - 1); } // 判断是否命中 bool is_hit(Cache& cache, int address) { int block_offset = get_block_offset(address, cache.block_offset_bits); int set_index = get_set_index(address, cache.block_offset_bits, cache.set_index_bits); int tag = get_tag(address, cache.block_offset_bits, cache.set_index_bits); for (int i = 0; i < cache.blocks[set_index].size(); i++) { if (cache.blocks[set_index][i].valid && cache.blocks[set_index][i].tag == tag) { cache.blocks[set_index][i].last_used = time(nullptr); return true; } } return false; } // 添加缓存块 void add_block(Cache& cache, int address, bool is_write) { int block_offset = get_block_offset(address, cache.block_offset_bits); int set_index = get_set_index(address, cache.block_offset_bits, cache.set_index_bits); int tag = get_tag(address, cache.block_offset_bits, cache.set_index_bits); CacheBlock block = {true, is_write, tag, time(nullptr)}; if (cache.blocks[set_index].size() < cache.num_sets) { cache.blocks[set_index].push_back(block); cache.tag_to_set[tag] = set_index; } else { int victim_index; if (cache.replacement_method == "random") { victim_index = rand() % cache.blocks[set_index].size(); } else if (cache.replacement_method == "LRU") { while (!cache.lru_queue.empty() && !cache.blocks[set_index][cache.lru_queue.front()].valid) { cache.lru_queue.pop(); } victim_index = cache.lru_queue.front(); cache.lru_queue.pop(); } CacheBlock& victim_block = cache.blocks[set_index][victim_index]; if (victim_block.dirty) { // 如果脏,需要写回到内存 int victim_address = (victim_block.tag << (cache.block_offset_bits + cache.set_index_bits)) | (set_index << cache.block_offset_bits); // write_back(victim_address); } victim_block.valid = true; victim_block.dirty = is_write; victim_block.tag = tag; victim_block.last_used = time(nullptr); cache.tag_to_set[tag] = set_index; } } // 访问内存地址 void access_memory(Cache& cache, int address, char operation) { bool is_write = operation == 'S'; if (is_hit(cache, address)) { cache.num_hits++; } else { cache.num_misses++; add_block(cache, address, is_write); } } // 读取内存地址序列文件 void read_address_sequence(Cache& cache, string file_path) { ifstream fin(file_path); char operation; int address; while (fin >> operation >> hex >> address) { access_memory(cache, address, operation); } fin.close(); } int main() { // 读取输入 int cache_size, block_size, memory_size; string mapping_method, replacement_method, file_path; cin >> cache_size >> block_size >> mapping_method >> replacement_method >> memory_size >> file_path; // 初始化缓存 Cache cache; cache.replacement_method = replacement_method; init_cache(cache, cache_size, block_size, mapping_method); // 读取内存地址序列文件 read_address_sequence(cache, file_path); // 输出结果 cout << "Hits: " << cache.num_hits << endl; cout << "Misses: " << cache.num_misses << endl; return 0; } ``` 需要注意的是,该代码中的 `access_memory` 函数只是简单地判断是否命中并添加缓存块,实际的读写操作需要根据情况进行实现。

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