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#edited by lcj
#14级的instructions： lw, sw, add, sub, and, or, slt, beq, j
#15级的instructions： lw, sw, add，sub，subu，ori, slt，beq, j, sltu，addiu
#考虑到指令集可能不同就只用：lw, sw, add, sub, slt, beq, j七个指令
#基本流水的指令 + 带冒险的指令，覆盖了数据冒险（Ex hazard和 MEM hazard互相独立，Ex hazard和 MEM hazard同时出现），oad-use冒险 & 结构冒险， branch（相邻的branch，lw-branch的情况（不隔指令和隔一个指令）），use-load冒险
#新增R-sw冒险（2017.5.24）
#基本流水，没有beq和j指令
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
begin:
#add $t0, $zero, 7
#add $t1, $zero, 15
add $t2, $t0, $t1 #t1 = 22
add $t3, $t0, $t0 #t3 = 14
sub $t4, $t1, $t0 #t4 = 8
slt $t5, $t0, $t1 #t5 = 1
slt $t6, $t0, $t0 #t6 = 0
sw $t1, 100($zero)#t1 =>
lw $t7, 100($zero)#t7 <=
#数据冒险1: Ex hazard和 MEM hazard互相独立
#EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt或MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs
#或EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt或MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
add $t2, $zero, $zero
add $t3, $zero, $zero
add $t4, $zero, $zero
add $t5, $zero, $zero
add $t6, $zero, $zero
add $t7, $zero, $zero
sub $t2, $t1, $t0 #t2 = 8
add $t3, $t2, $t1 #t3 = 22, EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs
add $t4, $t2, $t0 #t4 = 15, MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs
add $t5, $t1, $t4 #t5 = 30, EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt
add $t6, $t1, $t4 #t6 = 30, MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt
#数据冒险2 Ex hazard和 MEM hazard同时出现,应选择上一条指令（Ex hazard）的结果
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
add $t2, $zero, $zero
add $t3, $zero, $zero
add $t4, $zero, $zero
add $t5, $zero, $zero
add $t6, $zero, $zero
sub $t2, $t1, $t0 #t2 = 8
add $t2, $t2, $t1 #t2 = 23, EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs
add $t4, $t0, $t2 #t4 = 30, EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt & MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt
sub $t4, $t1, $t0 #t4 = 8
add $t5, $t4, $t2 #t5 = 31, EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs & MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs
#load-use冒险 & 结构冒险（最后一条是结构冒险）
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
add $t2, $zero, $zero
add $t3, $zero, $zero
add $t4, $zero, $zero
add $t5, $zero, $zero
sw $t1, 100($zero) #t1 =>
lw $t2, 100($zero) #t2 <= 15
add $t3, $t2, $t0 #t3 = 22, load-use冒险1，需要和上一条指令间插入一个气泡，然后属于MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRs的转发
sub $t4, $t2, $t0 #t4 = 8, load-use冒险2（结构冒险），和lw相隔一个气泡和一个指令， lw前半个周期写入寄存器堆，后半个周期，$t2读入
#R-sw冒险(新增)
sw $t4, 100($zero)
#branch
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
sw $zero, 100($zero) #新增
add $t2, $zero, $zero
add $t3, $zero, $zero
add $t4, $zero, $zero
##相邻的branch
beq $t1, $t1, test0 #跳转， 最基本的branch操作
j begin
test0:
add $t2, $t1, $t0 #$t2 = 22
beq $t2, $t1, test1 #不跳转， branch在第二个周期（ID）判断，需要上一条指令执行完第三个周期（EX），所以需要插入气泡
sub $t3, $t1, $t0 #$t3 = 8
sub $t4, $t1, $t0 #$t4 = 8
beq $t3, $t4, test2 #跳转， 判断相邻两条指令的情况
test1:
j begin
##lw-branch的情况
test2:
sw $t1, 100($zero)
lw $t5, 100($zero) #$t5 = 15
beq $t5, $t0, test3 #不跳转,lw,branch不隔指令(要插入两个空气泡，lw后插一个，branch前插一个)
lw $t7, 100($zero)
add $t6, $t1, $zero #$t6 = 15
test3:
beq $t6, $t7, test4 #跳转，lw,branch隔一条指令
j begin
test4:
lw $t5, 100($zero) #$t5 = 15
beq $t5, $t5, test5 #跳转,lw,branch不隔指令(要插入两个空气泡，lw后插一个，branch前插一个)
j begin
test5:
#use-load冒险（转发单元在I指令可能存在的问题。。只针对forwardB,传入alu的busB）
#只要非R指令，alu的busB是imm16就好
#初始 $t0 = 7, $t1 = 15, 其余为0
#基于上面的冒险都已解决， 不考虑指令间的间隔
sw $zero, 100($zero) #新增
add $t2, $zero, $zero
add $t3, $zero, $zero
add $t4, $zero, $zero
add $t5, $zero, $zero
add $t6, $zero, $zero
add $t7, $zero, $zero
add $t2, $t1, $t0 #t2 = 22
sw $t1, 100($zero)
lw $t2, 100($zero) #t2 = 15， 实际应该是15(错误下得到0)，但（当前是ID/EX）MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt,导致forwardB = 01，转发的时候传入busB（alu中）不是imm16而是22
add $s7, $zero, $zero
add $s7, $zero, $zero
add $s7, $zero, $zero
sub $t3, $t1, $t0 #t3 = 8
lw $t3, 100($zero) #t3 = 15, 实际应该是15(错误下得到0)，但（当前是ID/EX）EX/MEM.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt,导致forwardB = 10，转发的时候传入alu的busB不是imm16而是8
sw $t3, 40($zero) #t3 => （存储的地址出错）前面一条正确的情况下，存储的数据内存地址可能不是40（$zero）, （先插入一个气泡，而后） MEM/WB.RegisterRd = ID/EX.RegisterRt, 导致forwardB = 01，转发的时候传入busB（alu中）不是imm16而是$t3
j begin
#如果branch是第一条指令，刷新的时候会出现死循环？