Как очистить трубопровод?

Question

Это теоретический вопрос, и я чувствую себя застрявшим. Предположим, что я беру ARM ISA и конвейерный datapath. Я использую предиктор ветки, который для простоты всегда предсказывает, что ветвь берется. Как видно, он работает, если отрасль действительно должна быть взята, но не работает иначе. Если он терпит неудачу, он должен откат и отменить все изменения, т. Е. Выполнить промывку трубопровода.

Как это должно быть сделано?

Что делать, если какое-либо значение записывается в какой-либо регистр?

Тогда как я могу вернуть этот регистр в его предыдущее значение? То же самое касается флагов?

Answer 1

Поскольку это определено в архитектуре, вы всегда будете иметь гарантию того, что если ветвь неверно предсказана и ей необходимо очистить конвейер, все последующие инструкции не смогут оказать заметного влияния на архитектуру.

Существует несколько способов сделать это: в простой реализации (короткие конвейеры) инструкции обычно выполняются (т. Е. Записывают архитектурно видимую модификацию), когда они гарантируют, что они не находятся в ветке (нагрузка, которая может быть повреждена) тень больше.

В более сложных процессорах, более длинных трубопроводах и испорченных ядрах, то техник, которая используется обычно использует переименование регистров:

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

В этом случае инструкции будут в состоянии выполнить, записать результат во временный регистр или местоположение, а у ЦП будут механизмы восстановления состояния (в случае флеша) или только фиксация временных результатов в архитектурных регистрах, когда у него есть гарантия, что эти результаты больше не могут быть сброшены.