Esercizi su Linguaggio mips

Passo 3: Individuare gli Hazard

Data Hazard

1. and $t1, $s5, $s0 utilizza $s5 che potrebbe non essere pronto se slti lo modifica.

2. beq $s2, $zero, END_WHILE dipende da slti che scrive $s2.

3. sub $t1, $t1, $s5 dipende dai risultati di addi $s5, $s5, 1 e and $t1, $s5, $s0.

Control Hazard

1. beq $s2, $zero, END_WHILE potrebbe causare un hazard di controllo se il branch

è preso.

Passo 4: Risolvere gli Hazard

Data Hazard

Stalling: Introduci cicli di attesa (NOP) per risolvere i RAW hazard.

 Forwarding: Utilizza forwarding per risolvere RAW hazard.



Control Hazard

Branch Prediction: Utilizza una previsione se il branch sarà preso o no.

 Delayed Branch: Inserisci istruzioni indipendenti nelle slot di ritardo.



Esempio di Pipeline Risolta Consideriamo l'introduzione di cicli di attesa per il

Questa tabella

rappresenta un

esempio

semplificato e

non esaustivo.

La risoluzione

esatta può

variare a

seconda

dell'implementa

zione specifica

della pipeline.

data hazard tra slti e beq.

RISOLVERE ESERCIZI: ARCHITETTURE E RETI

DI CALCOLATORI

1° Tipologia: Traduzione istruzioni Linguaggio C in

istruzioni Assembly MIPS

ISTRUZIONE IN LINGUAGGIO C

Int C[30], k, new ;

new = new – C[K] ;

C[K+4] = new ;

assegnando i registri

Base C[] new k

$t2 $s0 $s1

Int C[30], k, new ;

new = new – C[K] ;

Istruzione C

C[K+4] = new ;

asegnando i registri

Base C[] new k

$t2 $s0 $s1

Passaggi per tradurlo in Assembly MIPS:

1. Dichiarazione delle variabili

Nel linguaggio C, hai dichiarato un array C[30] e due variabili k e

new. In MIPS, ogni variabile verrà mappata su un registro. Dato che si

tratta di variabili che userai spesso, puoi usare i registri salvati:

Array C[]: Viene memorizzato in memoria, quindi useremo un



puntatore base, che è il registro $t2.

Variabile k: Usata come indice dell'array, memorizzata in $s1.

 Variabile new: La variabile new sarà memorizzata nel registro $s0.



2. Traduzione dell'istruzione new = new - C[k];

Calcolo dell'indirizzo dell'elemento C[k]: L'array C[] è un array di

 interi, quindi ogni elemento occupa 4 byte in memoria. Dato che k è

l'indice, dobbiamo moltiplicare k per 4 per ottenere l'indirizzo

corretto di C[k].

Somma con la base dell'array: La base dell'array è memorizzata

 in $t2, quindi sommiamo l'offset calcolato a $t2.

Caricamento di C[k]: Una volta che abbiamo l'indirizzo di C[k],

 possiamo usare l'istruzione lw per caricare C[k] in un registro

temporaneo.

Sottrazione: Ora possiamo eseguire la sottrazione tra new e C[k]

 e salvare il risultato in new.

Ecco la traduzione passo-passo:

sll $t0, $s1, 2 # Moltiplica k per 4 (sll: shift left

logical di 2 bit, che equivale a moltiplicare per 4)

add $t1, $t0, $t2 # Somma la base dell'array C[] ($t2) e

k*4 ($t0), salva in $t1 (indirizzo di C[k])

lw $t5, 0($t1) # Carica il valore di C[k] dall'indirizzo

calcolato in $t5

sub $s0, $s0, $t5 # new = new - C[k], salva in $s0

3. Traduzione dell'istruzione C[k+4] = new;

Ora dobbiamo memorizzare new in C[k+4]. La logica è simile a

quella precedente:

Calcolo dell'indirizzo di C[k+4] : Dobbiamo calcolare l'indirizzo di

 C[k+4]. Poiché ogni elemento è lungo 4 byte, C[k+4] sarà situato

a k*4 + 16 byte dall'inizio dell'array.

Memorizzazione del valore di new : Una volta che abbiamo

 calcolato l'indirizzo di C[k+4], possiamo usare l'istruzione sw per

salvare il valore di new in C[k+4].

Ecco come tradurre questa parte: