现代体系结构（指令流水），中断处理（中断隐指令，中断门，Do_IRQ,关中断，Do_IRQ_Handler, 软中断SWI，中断嵌套与屏蔽），语句同步处理

Table of Contents

 

现代体系结构：

1 流水

2 冒险 

3 乱序 和 意外事件处理

4 中断处理

处理流程

中断x被cpu[由搁置态]正式处理（中断隐指令开始执行）的时机：

考虑更复杂的超标量乱序流水

关于非中断的正常语句的逻辑正确性（同步等）处理

在乱序超标量多cpu的背景下：

其他

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现代体系结构：

1 流水

五级流水： （  =》代表经过时钟边缘触发。对于a-》b=》c：b为时钟触发，a为触发前的输入，c为触发后的输出。 -》代表不经过时钟触发器的计算/处理  ）

PC=>PC+4->PC->instruction->IR=>RegCtrl->IRex=>ExCtrl->IRmem=>MemCtrl->IRwb=>WbCtrl->Reg

每条命令经过5次 =》 时钟边缘，5个时钟周期

 

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2 冒险 

*解决方法： 前递(及时将Exctrl=》得到的输出电平 输入到IRex=》）  旁路， 预测，空泡， 指令/数据内存cache

 

3 乱序 和 意外事件处理

*最终一致性

4 中断处理

处理流程

考虑单核单流水

一次中断处理： 中断隐指令=》中断门 Intr Gate=》Do_IRQ保存现场及其他处理（如中断计数变化）=》 [开中断] => Do_IRQ_Handler中断处理 => [软中断SWI] => Ret_From_IRQ or Restore_All or 处理其它中断 => IRET  

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中断x被cpu[由搁置态]正式处理（中断隐指令开始执行）的时机：

1 cpu上正在进行的是中断处理y， 而且能够被打断：

 y处于开中断状态且不屏蔽x类型中断：

 开关中断发生在： 1 中断隐指令会关中断、2 Do_IRQ过程中会开/关中断、3返回时IRET指令恢复EFLAGS会开中断

2 cpu上正在运行的是现行程序（各种主动的内核/用户的线程/进程） 

 这种情况下中断也应该是打开的

 

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考虑更复杂的超标量乱序流水

必须保证中断处理时刻的局部顺序性

否则中断处理如例程切换后根本无法恢复原来的进程/中断上下文

怎么处理？

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关于非中断的正常语句的逻辑正确性（同步等）处理

在乱序超标量多cpu的背景下：

 1 每个线程都在1个乱序超标量流水上，指令之间可能并行/乱序提交

 2 每个线程时刻可能被调度出cpu

 2 多个线程/中断在多cpu上并行

1 cpu / 总线 /内存：     spinlock！ pg57

2 cache ： 一致性协议！MESI

 

其他

 分布式机型