mips - MIPS 结构危害

Question

我正在尝试了解 MIPS 管道内衬以及与之相关的危害。我无法想象MIPS 指令中的结构性危险是什么样的。

我已经读到这是两个（或更多）指令需要同时使用给定硬件资源的情况。而且我之前已经看到过以时钟周期显示的示例。但是谁能提供一个简单的 MIPS 指令集示例供我查看？我很难在网上找到一个。只需查看大量有关数据危害的示例，这不是我想要的。谢谢！

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你很难遇到这个问题，因为它通常在硬件架构中解决......

这里有两个例子：

假设在阶段 5 (WB) 期间对寄存器文件 (RF) 进行了写入，同时在阶段 2 (ID) 上对 RF 上的同一寄存器进行了读取。这是一个结构性风险，因为两条指令试图在相同的时钟周期访问相同的资源（将读取什么值？）。这可以解决（在硬件中），例如，通过将 RF 访问分成两个时钟相位，在 HIGH 上写入并在 LOW 上读取。此外，如果您考虑一下，结构性风险就是为什么 RF 中有单独的 2 个读端口和 1 个写端口。
假设正在从内存中获取一条指令（阶段 1，IF），并且在阶段 4 (MEM) 上对内存进行了另一次读/写。同样，在同一周期访问相同的资源。这是通过分离数据和指令存储器（哈佛体系结构）来解决的。这对您来说可能很明显，但您可以查找普林斯顿建筑并查看统一记忆的示例。

因此，如果我们以第一个示例为例：任何带有加载（lw）命令的指令集到与在其他两条指令之后的 R 类型命令（如 add）相同的寄存器中都可以解决问题：

lw $8, 100($9)
add $10, $11, $12
add $10, $11, $12
add $10, $8, $12

希望有帮助。

score 0 · Accepted Answer

这可能有效，但我不是 MIPS 的大佬：

add $t0, $t1, $t2 
sw  $t3, 0($t4)
sub $t5, $t6, $t7
sub $t8, $t9, $t0
sw  $t0, 0($s0)

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