当直接映射缓存中有偏移量时，如何将内存地址映射到块？答案

【问题标题】：How do I map a memory address to a block when there is an offset in a direct-mapped cache?当直接映射缓存中有偏移量时，如何将内存地址映射到块？
【发布时间】：2016-11-30 16:15:27
【问题描述】：

首先，第一个缓存有 16 个单字块。例如，我将使用 0x03 内存引用。索引有 4 位 (0011)。很明显，位等于 3mod16 (0011 = 0x03 = 3)。但是，我对使用这个 mod 方程来确定缓存中的块位置以及偏移位感到困惑。

第二个缓存的总大小为八个双字块。这意味着有 1 个偏移位。由于现在有 8 个块，因此只有 3 个索引位。作为示例，我将采用相同的内存引用 0x03。但是现在我无法使用我之前使用的 mod 方程映射到块。我尝试 3mod8 是 3，但是在这种情况下，由于存在偏移位，因此索引位是 001。001 不等于 3，所以我做错了什么？当有偏移位时，mod 不起作用吗？我的印象是 mod 方程总是等于索引位。

【问题讨论】：

你必须修改索引，而不是整个地址。
我有点困惑。我认为索引是到块的映射：S
我的意思是你必须修改偏移量以上的位才能获得索引。（即删除标签位）。偏移位对地址映射到缓存中的哪一行没有影响，因此它们/它当然不是计算的一部分。
我还是有点困惑 :( 偏移量 (LSB) 之前的位不包括索引位和标记位吗？我书中的声明说“块由（块地址）模（缓存中的块数）”。我猜“块”不等于索引？
黑色位置不总是等同于索引吗？我一直认为索引是块位置地址。

标签： caching memory cpu-architecture cpu-cache

【解决方案1】：

全部在地址中。您获取地址，然后从末尾屏蔽掉位数，原因如下。

高速缓存行中的字数。如果你有 2 字高速缓存线（取出一点，4 字 - 2 bts 等）
那么你有多少缓存线条目。（如果是 1024 缓存行，则取出 10 位。这 10 位是您的索引，其余位用于您的标签）

现在，您还需要考虑“WAY”。如果它是直接映射缓存，则适用上述情况。如果它是 2 路设置关联缓存，则您没有 1024 行，而您有 512 个块，每个块中有 2 行。这意味着您只需要 9 位来确定块的索引。如果是 4 路，你有 256 个块，其中有 4 行，这意味着你的索引只需要 8 位。

在集合关联缓存中，索引用于选择一个块，一旦选择了一个块，就可以使用 LRU 之类的策略来填充条目以防缓存未命中。通过比较选定块中的标签来确定命中。

归根结底，块的位置不是由地址决定的，只是通过地址选择一个块，然后与它的Tag比较来查找数据。

【讨论】：