counter[index] <= {counter[index][tag +: 1], counter[index][0]}; // LRU 替换算法

时间: 2023-11-26 08:04:00 浏览: 24
这行代码是实现LRU(Least Recently Used,最近最少使用)替换算法的部分代码。LRU算法是一种用于缓存中的替换算法,其目标是在缓存空间不足时,优先淘汰最近最少使用的数据,以便腾出空间来存储新的数据。 在这行代码中,counter是一个数组,index表示数组的下标,tag表示标记,+:1表示将tag加1。counter[index][tag +: 1]表示将counter[index]中下标为tag到最后的元素向右移动一个位置,然后用0填充第一个位置。这样操作之后,counter[index]中下标为0的元素就是最近最少使用的数据。 接下来,将新的数据放入缓存时,可以将其放入counter[index]中下标为0的位置,并将原来的最近最少使用的数据淘汰掉。这样,就实现了LRU替换算法。
相关问题

lru_value = lru[index]; lru[index] = {lru_value[SET_ASSOCIATIVITY-2:0], 1'b0};

这段代码中,lru是一个数组,index是要操作的位置。该代码的作用是将lru数组中的index位置的值进行更新,最近最少使用(LRU)策略中使用的是一种类似计数器的方式来实现。每次访问一个缓存块时,就将其对应的计数器加1,并将其他计数器的值减1。如果该块是最近使用的,则其计数器的值会变成最大值,而其他计数器的值会相应地减少。这样,在需要替换缓存块时,就可以选择计数器值最小的块进行替换,即替换最近最少使用的块。 具体地说,该代码将lru数组中的index位置的值更新为一个新的值,该值由原来的lru_value[SET_ASSOCIATIVITY-2:0](即原计数器值)和一个0位组成(表示最近使用)。由于SET_ASSOCIATIVITY是缓存的组相联度,即每个组中包含的缓存块数,因此lru数组中每个位置存储了一个SET_ASSOCIATIVITY位的计数器值。上述代码中,用lru_value[SET_ASSOCIATIVITY-2:0]取出原计数器值,再将最后一位置为0,表示最近使用,最后更新到lru数组中。

分析解释int LRU (int total_pf) int min,minj,i,j,present_time; initialize(total_pf); present_time=0; for(i=0;i<total_instruction;i++) { if(pl[page[i]].pfn==INVALID) { diseffect++; if(freepf_head==NULL) { min=32767; for(j=0;j<total_vp;j++) { if(min>pl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID) { min=pl[j].time; minj=j; } } freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn]; pl[minj].pfn=INVALID; pl[minj].time=0; freepf_head->next=NULL; } pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn; pl[page[i]].time=present_time; freepf_head=freepf_head->next; } else { pl[page[i]].time=present_time; present_time++; } } printf("LRU:%6.4f ",1-(float)diseffect/320); return 0; }

这段代码实现了LRU页面置换算法的函数。它的输入参数是total_pf,表示页面帧数。具体来说,它的实现过程如下: 1. 调用initialize(total_pf)函数进行初始化,其中包括初始化页面链表、空闲页面链表和忙碌页面链表等操作。 2. 对于每个指令,如果它所在的页不在内存中,即pl[page[i]].pfn==INVALID,就需要进行页面置换。这里同样使用了一个diseffect变量来记录缺页次数。 3. 如果空闲页面链表不为空,就从中取出一个页面作为新的空闲页面,并将它的页框号和时间戳设置为当前时间。否则,就需要进行页面置换。在所有在内存中的页面中,找到最久没有被访问的页面,并将它作为新的空闲页面。 4. 将新的页面加入到忙碌页面链表的末尾,并将它的页框号和时间戳设置为当前时间。 5. 如果指令所在的页已经在内存中,就将它的时间戳更新为当前时间。 6. 最后,输出LRU算法的性能指标,即缺页率。 需要注意的是,这段代码中同样使用了一些自定义的数据类型,如pfc_type和page_list等,以及全局变量pl、freepf_head等。此外,它还调用了initialize函数。

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//1.存储管理。 #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define INVALID -1 #define NULL 0 #define total_instruction 320 /*指令流长*/ #define total_vp 32 /*虚页长*/ #define clear_period 50 /*清0周期*/ typedef struct /*页面结构*/ { int pn; //页号 logic number int pfn; //页面框架号 physical frame number int counter; //计数器 int time; //时间 }pl_type; pl_type pl[total_vp]; /*页面线性结构---指令序列需要使用地址*/ typedef struct pfc_struct /*页面控制结构,调度算法的控制结构*/ { int pn; int pfn; struct pfc_struct *next; }pfc_type; pfc_type pfc[total_vp], *freepf_head, *busypf_head, *busypf_tail; int diseffect, a[total_instruction]; /* a[]为指令序列*/ int page[total_instruction], offset[total_instruction];/*地址信息*/ int initialize(int); int FIFO(int); int LRU(int); int LFU(int); int NUR(int); //not use recently int OPT(int); int main( ) { int s,i,j; srand(10*getpid()); /*由于每次运行时进程号不同,故可用来作为初始化随机数队列的“种子”*/ s=(float)319*rand( )/32767/32767/2+1; /*正态分布*/ for(i=0;i<total_instruction;i+=4) /*产生指令队列*/ { if(s<0||s>319) { printf("When i==%d,Error,s==%d\n",i,s); exit(0); } a[i]=s; /*任选一指令访问点m*/ a[i+1]=a[i]+1; /*顺序执行一条指令*/ a[i+2]=(float)a[i]*rand( )/32767/32767/2; /*执行前地址指令m*/ a[i+3]=a[i+2]+1; /*顺序执行一条指令*/ s=(float)(318-a[i+2])*rand( )/32767/32767/2+a[i+2]+2; if((a[i+2]>318)||(s>319)) printf("a[%d+2],a number which is :%d and s==%d\n",i,a[i+2],s); } for (i=0;i<total_instruction;i++) /*将指令序列变换成页地址流*/ { page[i]=a[i]/10; offset[i]=a[i]%10; } for(i=4;i<=32;i++) /*用户内存工作区从4个页面到32个页面*/ { printf("--%2d page frames ",i); FIFO(i); LRU(i); LFU(i); NUR(i); OPT(i); } return 0; } /*初始化相关数据结构 total_pf表示内存的块数 */ int initialize(int total_pf) { int i; diseffect=0; for(i=0;i<total_vp;i++) { pl[i].pfn=INVA

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> int lru_missing_page_num(int* page_seq, int seq_len, int mem_page_num) { int missing_page_num = 0; // 缺页次数 int page_table[mem_page_num]; // 页面表 int page_queue[mem_page_num]; // 页面队列 int head = 0, tail = 0; // head指向队首,tail指向队尾的下一个位置 for (int i = 0; i < seq_len; i++) { int hit_flag = 0, hit_pos = -1; int page_num = page_seq[i]; // 查找页面是否在内存中 for (int j = 0; j < tail; j++) { if (page_table[j] == page_num) { hit_flag = 1; hit_pos = j; break; } } // 如果页面在内存中,将其移动到队列头部 if (hit_flag) { for (int j = hit_pos; j > 0; j--) { page_table[j] = page_table[j - 1]; page_queue[j] = page_queue[j - 1]; } page_table[0] = page_num; page_queue[0] = i; } // 如果页面不在内存中,缺页次数加1,并将其加入内存 else { missing_page_num++; if (tail == mem_page_num) { int min_pos = 0; for (int j = 1; j < mem_page_num; j++) { if (page_queue[j] < page_queue[min_pos]) min_pos = j; } for (int j = min_pos; j < tail - 1; j++) { page_table[j] = page_table[j + 1]; page_queue[j] = page_queue[j + 1]; } tail--; } page_table[tail] = page_num; page_queue[tail] = i; tail++; } } return missing_page_num; } int main() { int page_seq[] = {1, 2, 3, 4, 1, 2, 5, 1, 2, 3, 4, 5}; // 页面序列 int seq_len = sizeof(page_seq) / sizeof(int); // 页面序列长度 int mem_page_num = 3; // 最大分配内存页面数 int missing_page_num = lru_missing_page_num(page_seq, seq_len, mem_page_num); // 缺页次数 printf("Missing page number: %d\n", missing_page_num); return 0; }纠错

#include <iostream> #include <vector> #include <unordered_map> using namespace std; void LRU(vector<int>& pages, int frame_size) { unordered_map<int, int> page_map; // 记录每个页面最近使用的时间 vector<int> frames(frame_size, -1); // 记录当前内存中的页框 int page_fault = 0; // 记录缺页次数 int time = 0; // 记录当前时间 for (int page : pages) { if (page_map.count(page)) { // 如果页面在内存中 frames[page_map[page]] = page; // 更新最近使用时间 } else { // 如果页面不在内存中 int oldest_time = time + 1; // 记录最久未使用的时间 int oldest_frame = 0; // 记录最久未使用的页框 for (int i = 0; i < frame_size; i++) { if (frames[i] == -1) { // 如果页框未被占用 oldest_frame = i; break; } else if (page_map[frames[i]] < oldest_time) { oldest_time = page_map[frames[i]]; oldest_frame = i; } } frames[oldest_frame] = page; // 替换最久未使用的页框 page_map.erase(frames[oldest_frame]); // 移除最久未使用的页面 page_fault++; } page_map[page] = time; // 更新页面最近使用时间 time++; // 打印当前页框情况 for (int i = 0; i < frame_size; i++) { cout << frames[i] << " "; } cout << endl; } cout << "缺页次数:" << page_fault << endl; } int main() { int frame_size; cout << "请输入内存物理块 frame 个数:"; cin >> frame_size; vector<int> pages; cout << "请输入页面访问序列(以 -1 结束):"; int page; while (cin >> page && page != -1) { pages.push_back(page); } cout << "页面置换过程:" << endl; LRU(pages, frame_size); return 0; }

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