arm - 如何冲洗管道？

Question

这是一个理论问题，我觉得卡住了。假设我采用 ARM ISA 和流水线数据路径。我正在使用一个分支预测器，为了简单起见，它总是预测一个分支被采用。很明显，如果确实要采用该分支，则它会起作用，否则会失败。如果失败，它必须回滚并撤消所有更改，即冲洗管道。

它应该怎么做？

如果某个值被写入某个寄存器会怎样？

那么我怎样才能将该寄存器恢复到它以前的值呢？旗帜也一样吗？

Answer 1

由于这是在架构中定义的，您将始终可以保证，如果一个分支被错误预测并且它必须刷新管道，则所有后续指令都不会对架构产生明显的影响。

有几种方法:在简单实现(短流水线)中，一般会在保证不在分支(A load that can fault)时提交指令(即写一个架构可见的修改)阴影了。

在更复杂的 CPU、更长的流水线和乱序的内核中，通常使用的技术是寄存器重命名:

https://en.wikipedia.org/wiki/Register_renaming

在这种情况下，指令将能够完成，将结果写入临时寄存器或位置，并且 CPU 将具有恢复状态(在刷新的情况下)或仅将临时结果提交给体系结构的机制当它有保证时注册这些结果不能再被刷新。