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assembly - 分支延迟：如果分支更改了分支延迟槽中的指令使用的值怎么办

问题描述

我刚刚开始了解branch delay sloton mips 的概念。

// $1 contains 1
jal flag
sw $1, 0($2)
...
flag: addi $1, $0, 5

在我的理解中，该指令sw将在PC跳转到flag标签之前执行，该标签将值1从$ 1存储到$ 2中的地址。但是对于预期的顺序，sw将在flag标签之后执行，并且存储到内存中的值为 5。

我是否误解了分支延迟的工作原理？如果不是，那是否意味着我们在编写代码时必须考虑分支延迟的影响？

更新 我以“通用编程风格”编写了汇编代码，所以expected order是：

1. jump to the method flag()
2. execute flag()
3. store the value in $1 to the memory

标签： assemblymips

解决方案

是的，正如您所怀疑 的，分支延迟槽通过使其在架构上可见，将隐藏分支延迟的责任卸载给编译器。为什么 MIPS 使用一个延迟槽而不是两个？（- 因为第一代 MIPS 设法将分支延迟降低到 1 个周期）。

这就是重点，以及为什么具有分支预测功能的未来 CPU 不能仅仅摆脱延迟槽，所以 MIPS 一直背负着它，直到MIPS32r6 打破了向后二进制兼容并重新组织了操作码，引入了没有延迟槽的分支。

正如 EOF 在评论中提到的，延迟槽使异常处理显着复杂化，因为将可能出错的指令放入延迟槽是合法的。对于异常返回，CPU 需要知道要运行哪条指令，以及该指令之后的地址，该地址可能紧随其后，也可能不紧随其后。

为什么分支延迟槽被弃用或过时？

延迟槽中的指令确实在分支目标地址处的代码之前执行，包括它对内存或寄存器的影响。如果延迟槽指令在写入$ra后读取jal，那么是的，延迟槽指令会看到分支本身所做的更改。

但是我认为您是在询问被调用函数，这是一个单独的问题；不，返回地址将是延迟槽之后的指令，因为延迟槽指令已经在jorb本身之后运行，而 CPU 正在从目标地址获取代码；这就是重点。

因此，当您为具有延迟槽的机器编程时，您需要了解指令执行的顺序，并尝试用比 NOP 更有用的东西来填充延迟槽。（尽管如果您只使用过 NOP，那么您的代码将在有或没有延迟槽的机器上运行。例如，在 MARS 中，如果您单击复选框以在模拟具有延迟槽的 MIPS 或不带延迟槽的假简化 MIPS 之间切换.)

经典 MIPS 汇编器显然会尝试为您填充延迟槽，除非您使用.noreorder，如See MIPS Run中所述。即他们会让你的asm源看起来像你的问题说你“期望”（或至少想要），即没有分支延迟槽，并寻找可以在不影响正确性的情况下移动的独立指令。

（编译器生成的代码将使用.noreorder并且必须编译器“预期”实际会发生什么。人类也可以使用它，如果他们知道预期机器实际上会做什么。）

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