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1、深圳大学实验报告实验课程名称：计算机体系结构实验项目名称：WinDLX汇编及流水线观察实验学院：计算机与软件学院专业：计算机科学与技术报告人：学号：班级：同组人：指导教师：实验时间：2015-05提交时间：2015-05声明：本次实验内容由报告人和同组人独立完成，所有涉及到他人的工作均已说明。报告人和同组人均同意教师及学校为教学活动而引用本实验的内容，且无需事先征得同意和特别说明。教务处制一、实验目的观察数据相关、结构（功能）相关、跳转、中断（系统调用）对流水线的影响；利用调整指令序列、采用直接通路（定向技术）、资源重复的方法提高流水线效率;加深对影响流水线性能的各因素和相应解决方法的认识；理
2、解指令调度的概念；了解指令调度对系统性能的影响二、实验说明和实验环境编写DLX汇编语言程序，产生出数据相关、结构功能相关、跳转、中断（系统调用）得情况。在windlx的各个观察窗口观察出现流水线断流的情况；采用调整指令序列、直接通路和资源重复的方法提高流水线效率；课前可以先浏览阅读DLX的RISC指令集。三、测试与结果1、运行样例程序1)addir2,r0,0addir3,r0,200loop:Iwr1,0(r2)addir1,r1,1sw0(r2),r1addir2,r2,4subr4,r3,r2bnezr4,loopFinish:trap0在指令之间出现了红和绿的箭头。红色箭头表示需要一个
3、暂停，箭头指向处显示了暂停的原因。R-Stall（R-暂停）表示引起暂停的原因是RAW。绿色箭头表示定向技术的使用。匚匸lock匚DidurdmInstruchorH/CiicfesaddirS.iCXncSkyrl.0x0(r2jaddirljlLOxI站OKO(i2|Lrldddi2应血4brezr4.JooptrapOkO】LIjIMI卜思考:Addir2,r2,0x4Subr4,r3,r2这个时候怎么没出现stall就intEx了？答：虽然有数据相关，但是因为寄存器有直接通路，addi的运算结果直接送给了sub指令。按F5后查看Statistics窗口中的各种统计数字：总的周期数（49
4、6）和暂停数（100RAW,49Control,3Trap;152Total）2）样例程序2：loop:addir2,r0,0addir3,r0,200lwr1,0(r2)addir2,r2,4subr4,r3,r2addir1,r1,1bnezr4,loopsw0(r2),r1Finish:运行过程中流水线上ClockcydeDiagramInsbiucten?fCyclestrapCLOCKCycleDiagram这个显示如下:：294,296,296.29?.2S6,299,300,301.302.3C3,305,306.30?1IrRIIIrIIIIrIaddribnezi4.loop
5、swOMOr2jl_IF_abortedddir2ji0w4r4j31r2addr1bneziJ.laopwOxOlrJblirapCnOnop按F5后查看IF|19HEM怔甲确一F厂IDifIFT-StallIDIFStatistics窗口中的各种统计数字：总的周期数(307)和暂停数(0RAW,49Control,3Trap;52Total)，可以查看下图:StatisticsStalls:RAWstalls:0(0.LiU.*of胡Cycles),thereof:LDstallsD(p.00tofRAW财国Granch/JumptaR$：0(0.Q0ofRAWFloalrigpohtst
6、alls:0(O.OOSofRAWstallsWAW虻Ik：0tO00ofdllCycles)Structural0(0.00%ofalCcle$)Controlstalls:4915.965；oJatlCycles)Trapstalls:3(0.9SofallCycles)Total:52S沾麻94怎ofallCycles)-IExlJ-cnditionalBranches):Total:50(19.68ofdllInstructions),thereof:Jj2、分析程序观察流水线执行运行functionalcomponents.s，将断点设置在bnezr3,loop，运行两次（即循环两次
7、）关闭定向通路技术。LIClockCycleDiagraInstructions/Cyclesnoplui3,counts(i0)multrl6iS/11mult(17j7j12subir3j3,0x1bnezr31oopswvariableC(rO)j16multrl6j6,r11mullt17j7j12subir3.r3j0x1bnezrJloapswvariableC(rO)jlE161?19,19t20(21,2223,24,25,2S,27,28291111111111111weS-Stall|fmulEX(l)MEM|WEStall|IDIBEXMEM|WBIF|RStaii|ID
8、|Stdl|MEM|WB衍证：引1|MEM|-abortedInfornationaboutbnezr3jLoopbnezrXLoopIFIDAdr.Loop+OwcCode:O146OfffOSc應20TerminatedsuccessfullyCycles：23(1TerminatedsuccessJullvTernninated蓉ucc已隣fulyIlMAR-PC(=Loop+Oxc)A-R3IR-MemIMAR(=Ox146Offra)BTA-PC+-16(=Loop)FirstCycle:20PC$truction($jcurrerllyinPipeline.Hardwareconf
9、iguration:Memorysize32768BytesfaddEX-Stages:1,.requiredCycles：2JnnulEXStag&s:1,reqii陀dCycles:5fdivEX-Stges:1,requiredCycles:19Forwardingdicabled.Stalls:RAWstalls:12(32.43ofallCycles)WAWstalk0(000ofallCycles)Structuralstalls:0(0.00ofalCycles)Controlstalk2(540ofallCyclesTrapstcls:0(0.00%ofallCycles)Totd:14Stall(s)(J7.S4ofallCycles)Conditiona1Bran
