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简单介绍structure/data/control三大类hazard相关的实现。
参考链接:https://www.elsevier.com/__data/assets/powerpoint_doc/0004/273712/Chapter_04-RISC-V.ppt
1. 概述
Hazard是指Situations that prevent starting the next instruction in the next cycle。
主要分为三大类:
a. Structure hazards: A required resource is busy
b. Data hazard: Need to wait for previous instruction to complete its data read/write
c. Control hazard: Deciding on control action depends on previous instruction
2. structure hazard
在EX阶段有一个structure hazard,即replay_ex_structural:
包括两种情况:
a. 指令需要使用数据存储,但是数据存储没有ready,处于busy状态无法被使用;
b. 指令需要使用除法器,但是除法器没有ready,处于busy状态无法被使用;
在当前的实现中,对replay_ex_structural的处理方法是重新执行所需资源无法满足的指令。
3. data hazard
data hazard包括如下几种情况:
a. ID和EX阶段之间的hazard;
b. ID和MEM阶段之间的hazard;
c. ID和WB阶段之间的hazard;
d. ID和MEM阶段之间还有一种load-use hazard;
处理方法有如下几种:
a. 能bypass的则使用bypass;
b. 不能使用bypass,但是可以stall的,则将后续指令stall在ID阶段;
c. 如果后续指令已经前进到EX阶段,则将其kill掉,然后重新执行(replay);
4. control hazard
在MEM阶段有一个control hazard,即mem_misprediction:
如果分支预测错误,则需要重新取指。