计算机组成¶
杂项知识¶
Amdahl 定律
思想
摩尔定律、抽象、普遍情况、并行、流水线、预测、存储器层次、冗余
指令速度计算
算术¶
乘法器
除法器
浮点数
浮点加法器
汇编¶
RISC-V 指令及格式
寄存器标识
除了 x0-x31，还会用其他标识标记寄存器的用途，常见的有：
a0-a7（x10-x17）：函数参数ra（x1）：返回地址sp（x2）：栈指针t0-t6（x5-x11）：临时寄存器，被调不保存s0-s11（x8-x18）：保存寄存器，如果使用了则需要保存
Apr.16¶
回顾单周期¶
R 型数据通路¶
- ALU 前的 MUX：ALUSource，
- Mem 后的 MUX：控制是两位，除了内存和 ALU 结果还有可能为 PC+4（JAL 指令）
- Read 置 0 的原因：与 Cache 有关，会造成中断
- Write 置 0 的原因：不破坏数据
I 载入¶
rs + rd + imm
S 存储¶
rs + rs + imm，数据 + 地址 + 偏移量
SB 跳转¶
用 ALU 中的 Zero 判断是否跳转
注意 shift 1
J 无条件跳转¶
用单独的 ALU 计算 PC + imm << 1 的值。
重点¶
不同指令控制位的取值（ALUSrb、MemToReg 等）。
ALUOpcode 由 Opcode（Control）解出和几个 Func 字段共同决定（ALUCtrl）。
考试¶
OPcode、Func、寄存器编号之类的不需要记，会给
流水线¶
五级：Instruction Fetch、Instruction Decode & REGister read、EXecute、MEMory、Write Back
此时 CPI 是平均值，不断趋近于 1。
冒险 Hazard¶
Structure Hazard、Data Hazard、Control Hazard
- Data Hazard
- buble
- Forwarding：无法解决 Load-Use 问题，可以通过编译指令调度进行。
- Control Hazard
- Stall：分支在 IF 阶段无法知道结果，肯定需要等待
- Branch Prediction
流水线寄存器¶
从右往左的数据流会造成冒险。需要保存数据。
- MEM 和 WB 会往回走，造成控制冒险和数据冒险。
- 注意到 WB 写寄存器同时还需要地址和数据，这些数据也需要寄存，为流水线寄存器。
- 注意 WB 的地址和数据应该随着该指令的执行被逐个阶段向下传递，最后确定 WB 时又传回来。
每两个阶段之间的寄存器用两个阶段命名，为：IF/ID、ID/EX、EX/MEM、MEM/WB。
知道这些阶段需要存什么。
知道 Single-clock-cycle