重新排序缓冲区：指针值已满时？

Question

Tomasulo算法中用于无序执行和分支推测的重排序缓冲区有2个指针。

• 头指针：指向最早的指令。这将是下一个 要执行的指令。
• 尾指针：指向将最新指令添加到的位置。

每个ROB条目都有4个字段：指令类型，目标，值和就绪字段。

我已经看到许多消息源以这种方式进行教导。 ROB条目不需要提交位或忙位。

对于大小为N的ROB。

• 如果ROB为空或刷新，则TAIL = HEAD。
• 如果ROB有一个空闲插槽且HEAD = 0，则TAIL = N-1。
• 如果ROB已满且HEAD = 0，则TAIL =？

如果TAIL = HEAD，我们怎么知道ROB是满还是空？

Answer 1

通常它是一个圆形缓冲区（索引环绕）；几乎充满的状态不必使HEAD = 0，而只需一个任意位置。

是的，如果您使用HEAD和TAIL读/写索引，则在完全与空之间存在歧义。正如wikipedia article所解释的，一种解决方法是跟踪可用容量，该容量可以从0..n开始，而不是0..n-1。

对于CPU而言，这是一个实现细节，而硬件如何解决它并不重要。可以肯定地说，它正确有效地实现了可以使用其所有条目的循环缓冲区。 （或者不太可能，有效ROB的大小要比物理ROB的大小小1。）

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顺便说一句，带有HEAD=0的模型对应于在当前尾部添加指令，但是通过将所有条目向下降低1个索引而不是移动HEAD来退出（提交）。在 circular 缓冲区中，要注意的条件是HEAD = (TAIL-1)%n或类似的东西。