按位移位以查找内存地址的一部分

问题描述

这是一个测试程序，试图让我的按位移位操作工作。我希望将此添加到我的缓存模拟器程序中，但我什至无法让这部分工作。我的计划是使用位移 (>) 来隔离给定内存地址的部分（标记、集合、字等），但似乎在将位向右移回时，它填充了以前存在的值，而不是 0。首先是程序。

#include<iostream>
#include <cmath>

struct Address{
    unsigned int tag;
    unsigned int r;
    unsigned int word;
};

int main(){
    unsigned int tempAddress = 27; //0011011
    int ramSize = 128;
    int cacheSize = 64;
    int blockSize = 8;

    int cacheLines = cacheSize / blockSize;

    int addressLength = log(ramSize)/log(2);
    int wordBits = log(blockSize)/log(2);
    int rBits = log(cacheLines)/log(2);
    int tagBits = addressLength - (wordBits + rBits);

    struct Address address;

    address.tag = tempAddress >> (rBits + wordBits);
    address.r = tempAddress << (tagBits) >> (tagBits + wordBits);
    address.word = tempAddress << (rBits + tagBits) >> (rBits + tagBits);

    std::cout << "tag is: " << address.tag << "\n";
    std::cout << "r is: " << address.r << "\n";
    std::cout << "word is: " << address.word << "\n";


}

我发现当我的 tempAddress 是 [0-7] 时它工作正常，因为二进制 7 只影响前 3 位。同样，当是[8-63]时，tag和r都是正确的，因为63影响了前6位。在测试了许多地址后，我发现在左移后右移时，这些位被替换为之前的位，而不是我认为应该是的 0。

（r 是中间的部分。我叫它 r 因为在直接映射中它被称为 line，而在集合关联映射中它被称为 set）

编辑：

正如有人指出的那样，预期和产生的结果会有所帮助。我想先保持缓存大小、内存大小和块大小不变，只更改地址。

因此，给定 tempAddress = 27（二进制的 0011011），word 应该是 011（前 3 位），r 应该是 011（接下来的 3 位），set 应该是 0（剩余位）。输出是这样的：

tag is: 0
r is: 3
word is: 27

如果标记和 r 之间的 0 到 63（含）之间的每个地址都是正确的，但字等于地址，我发现这是趋势。

现在，对于地址 = 65(1000001) 预期：

tag is: 1
r is: 0
word is: 1

输出：

tag is: 1
r is: 8
word is: 65

有了这些内存、缓存和块大小，为了找到 r，我左移 1 次，右移 4 次。为了找到单词，我左移 4 次，然后右移 4 次。据我了解，当左移右边的位时用 0 填充，当右移一个无符号整数时，左边的位用 0 填充。我的想法是，如果我左移直到我只有这些位我需要，然后将它们右移回第一位，我将获得正确的值。但是，在众多地址中一致，左移后右移后，有1的地方仍然如此。这就是为什么字总是等于地址的原因，因为我正在向左然后向右移动 4 位。并且 r 总是等于 7 位右移 3 次（因为我向左移动 1 然后向右移动 4）。我是否误解了按位移位的工作原理？

解决方法

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