如何绘制代码的流水线执行图

Question

我对这一点毫无头绪。我在计算机体系结构课程中，我们得到以下汇编代码：

      ADDI $S4, $zero, 3
loop: LW $S1, 0($S5)
      ADD   $S6, $S1, $S6
      SW $S6, 0($S5)
      ADDI $S5, $S5, 4
      ADDI $S4, $S4, -1
      BNZ $S4, loop

我们应该使用停顿来描述代码的流水线执行以说明危险，然后绘制它实现转发的图表。该图是一个图表（列为1 2 3 4 ....我认为是循环;行被标记为指令，所以我假设给出了代码的每一行）。

所以我从流水线中得到的是它允许你一次执行多个指令。但是，如果在先前的指令写入该寄存器之前调用寄存器，则必须停止。这遵循IF-> ID-> EX-> MEM-> WB，其中在ID中读取寄存器，并且将其写入WB中。所以我看到的是，每个循环，一个指令移动到该过程的下一步，同时执行下一条指令。对我来说，这听起来像代码必须保持停顿，直到第一条指令完成写入寄存器，然后指令集可以继续。我不知道我是否接近正确的说法，也不知道如何填写图表来显示信息......

话虽如此，看着代码，我认为第4行应该有一个档位（SW $ S6,0（$ 55）），因为$ S6仍然会在舞台上...... EX ?,意味着它尚未被写入，并且必须在该阶段停止一次，一次用于MEM，另一次用于WB。

任何有关我应该去的地方的帮助都将非常感激。

由于

Answer 1

关于你原来的问题，你是对的，在第一个lw和add之间没有非停滞转发选项 - 但你得到你需要添加MEM然后转发;在这个添加和下面的sw之间你得到EX的结果，然后可以转发1档。等

关于评论中的其他问题，循环执行主要在lw阶段停止，因为加载的字仅在WB之后可用;或在MEM之后转发。循环加载/存储4个值;所以不要循环，重命名寄存器并用几个连续的lw启动代码，比如$ t0 - $ tt2。一旦结果被写回或可以转发，添加它，并尽快将其转换。所以，是的，您的代码看起来会更长，但执行速度更快。

顺便说一下，你似乎在使用Patterson / Hennessy。这本书有很好的图解说明这一点。也许看看。