[理工] [計組] control hazard

[numin (numin)]

Given the following MIPS instruction code segment, please answer each question
below.

L1: addi  $t0 ,$t0,4
    lw2   $s1 ,0($t0)
    sw    $s1 ,32($t0)
    lw1   $t1 ,64($t0)
    slt   $s0 ,$t1,$zero
    bne   $s0 ,$zero,L1
Assume a forwarding unit is available to only forward data from ME and/or WB 
to EX.   Please reorder/rewrite the code to maximize its performance.Note that
you should consider maximizing the performance based on the assumption that
the loop might be iterated a few times.You may insert no-ops in the code
segment to resolve inevitable hazards if any.
解答：
        L1: addi  $t0,$t0,4
            lw1   $t1,64($t0)
            lw2   $s1,0($t0)
            slt   $s0,$t1,$zero
            nop
            nop
            bne   $s0,$zero,L1
            sw    $s1,32($t0)

疑問：想請問大家在解類似這種reorder code時，尤其有control hazard時，
      是都如何思考，下手去做的。雖然課本上有三種from before，from target，
      from fall through方法，可是碰到這種題目真的不是很清楚該如何去作答。
      不曉得有沒有能說明一下您在碰到這種題目的做法，讓我參考看看...

      我只會先解control hazard，然後在用課本三種方法隨便亂試...或是交換指令
      然後找到data hazard，就畫成pipeline stage了...看要不要插入nop

問題：請問為什麼不是插一個nop，而是兩個。我只會畫圖，以下是我畫的圖
      ，不曉得又是哪裡出錯了...(看完上篇d大解說，現在懂了。可是都打了就...
      請問大家都是怎麼做這類題型吧。)

      addi   IF   ID   EX   ME-|  WB
      lw2         IF   ID   EX |  ME-| WB
      lw1              IF   ID |- EX | ME    WB
      slt                   IF    ID |-EX    ME   WB-|
      nop                         X     X    X    X  | X
      nop                               X    X    X  | X    X
      bne                                    IF   ID-| EX   ME   WB
      sw                                          IF   ID   EX   ME   WB
      (addi和lw用有hazard：forwarding解，slt和bne有hazard)
※ 編輯: numin           來自: 123.193.221.223      (09/20 22:19)
推 Bearcome:先做from before 不行在試其他兩個
→ Bearcome:跳的機率很高用from target 低就用另一個
→ numin:想請問一下，如果題目沒有特別說明跳的機率的話，若做from
→ numin:before失敗，接下來就是用交換指令嗎？還是也可以用另外兩個
→ numin:去測試看行不行？
推 ddczx:先想code到底在做啥,以這題,是將a[i]值拿到a[i+8]
→ ddczx:再拿出a[i+16],若負則i++重複loop
→ ddczx:找出hazard, MIPS只與下個指令或下下個指令有相依
→ ddczx:(addi,lw2),(addi,sw),(lw2,sw),(lw1,slt),(addi,bne)
→ ddczx:去掉可解決(lw2,sw):2 ,(lw1,slt):1 ,(slt,bne):2
→ ddczx:addi是為了拿到正確i故先做,2個lw分別是拿出a[i],a[i+16]
→ ddczx:因bne在EX才決定是否跳,故下面放個總是要做的指令,選sw
→ ddczx:這樣就不管跳不跳都不需flush下一指令
→ ddczx:最後再靠一點點的靈感就排出來了XD
→ cola1230:...好強的靈感
推 ddczx:我翻了課本,許多MIPS機器是將分支執行移到ID,我前面弄錯了,
→ ddczx:一般沒說應該是在ID才是,所以bne下面才是塞1指令而不是2指令
→ numin:感謝d大的做法，這靈感真的也太強了XDD。