问题描述
对于下面的RISC-V代码序列，我试图确定数据转发无法解决的数据危险。通过重新排序代码序列可以克服危险吗？如果是，任何人都可以显示新序列吗？
这是我的代码：
loop: slli s2,s1,2
add s3,s2,s0
lw t0,0(s3)
add t1,t2,t0
sw t1,20(s3)
addi s1,1
beq s1,s5,loop
解决方法
通过转发可以解决哪些数据危险完全取决于您所使用的RISC-V体系结构的特定实现。我将假设使用Patterson＆Hennessey教科书中介绍的具有转发功能的传统5阶段RISC-V管道，并为您的问题加分。
此流水线具有阶段指令提取（IF），指令解码（ID），执行（EX），内存（MEM）和写回（WB）。执行阶段计算寄存器-寄存器和寄存器立即操作的值，并计算存储器（lw / sw）和控制传输（分支/跳转）操作的地址，并且存储器级读取lw的数据并写入sw的数据。数据可以从执行，存储或写回阶段的末尾转发到上一个阶段的开头，以用于后续指令。
在您包含的代码段中，有5种数据危害：
（1）slli s2,s1,2和add s3,s2,s0，用于寄存器s2
在这里，寄存器s2由slli写入并由add读取。新值是在第一条指令的EX阶段结束时计算的，而在下一条指令的EX阶段开始时需要的，因此可以通过转发来解决。
（2）add s3,s0和lw t0,0(s3)用于寄存器s3
在这里，寄存器s3由add写入并由lw读取。新值是在第一条指令的EX阶段结束时计算的，而在下一条指令的EX阶段开始时需要的，因此可以通过转发来解决。
（3）寄存器lw t0,0(s3)的{{1}}和add t1,t2,t0
在这里，寄存器t0由t0写入并由lw读取。新值是在第一条指令的MEM阶段结束时计算的，而在下一条指令的EX阶段开始时需要此新值，因此无法通过转发解决。
（4）寄存器add的{{1}}和add t1,t0
在这里，寄存器sw t1,20(s3)由t1写入并由t1读取。新值是在第一条指令的EX阶段结束时计算的，而在下一条指令的MEM阶段开始时需要的，因此可以通过转发来解决。
（5）寄存器add的{{1}}和sw
在这里，寄存器addi s1,1由beq s1,s5,loop写入并由s1读取。在第一条指令的EX阶段结束时计算新值。通常，对于没有对控制危险进行任何优化的RISC-V管道，对于分支指令，在EX期间将寄存器与程序计数器+偏移量的计算并行进行比较，以获得分支目标。这里的控制危险是一个单独的问题，但是可以通过转发解决数据危险。
因此，在5种危险中，只有一种是无法通过数据转发解决的。可以通过指令重新排序解决吗？是。看一下s1。在addi之前，第一个beq之后的任何指令都不会读写addi s1,1。如果我们移动该指令，那么生成的代码将如下所示：
addi这样，s1检索要写入slli的数据的指令将在{{}需要新的loop: slli s2,2
add s3,s0
lw t0,0(s3)
addi s1,1
add t1,t0
sw t1,20(s3)
beq s1,loop
值时完成MEM阶段。 1}}指令。
通过这种重新排序，可以通过转发解决所有数据危害，并且不需要停顿。