LRU 缓存算法

Question

我需要一个用于 4 路关联缓存的 LRU 算法，每组有额外的 5 位来指示应该驱逐哪一行。

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Set x: | line_0 | line_1 | line_2 | line_3 |
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      | bit_4 | bit_3 | bit_2 | bit_1 | bit_0 |
      -----------------------------------------

起初，我试图将我的问题分解为更小的问题。 只有两行，我会同时触发与当前使用的行相对应的位，将其他行设置为 0。

受害者将是位设置为 0 的线路（前提是该设置已满）。

我想我可以在 4 路缓存中使用它，这些缓存具有位 bit_4、bit_3、bit_1、bit_0 对应于 line_0、line_1、line_2、line_3 和中间位表示最近使用哪一侧。很快我意识到它不够精确。 IE。在序列line_0、line_2、line_3、line_1 之后，位将是：10101，这表明左侧最近被引用（这是真的）但这并不一定意味着那一侧'最近最少被引用。

我将非常感谢任何提示。

Answer 1

为了始终如一地找到最近最少使用的项目，您需要跟踪最近使用 4 个缓存行的顺序。

有4个！可能的订购。 4！有 24 种可能性，额外的 5 位有 32 种可能的配置，所以你有足够的位（耶！）。但是，您没有太多额外的位，因此您不能真的期望订单的编码非常容易使用。

在我的脑海中，我想我会这样做：

• 2 位最近最少使用的项目：0-3。如果需要，这是要驱逐的。
• 2 位表示第二个最近最少使用的项目：0-3
• 1 位用于第三个最近最少使用的项目。只有两种可能，因为其他两种已经被使用了。 0 表示编号较小的剩余缓存行。
• 0 位用于最近使用（第 4 次最近使用）。只剩下一个，因此您无需存储任何内容即可知道是哪一个。