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arch: topdown

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gatieme
2021-11-17 23:06:35 +08:00
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study/arch/topdown/README.md
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@@ -77,7 +77,7 @@ sudo perf stat -M TopDownL1 sleeep 1
| 1 | 取指(fetch) | 从 Icache 中取出多条指令, 在取指阶段, 除了需要取出多条指令, 同时还需决定下个周期的取指地址, 因此一般会由分支预测器来决定下一条指令的PC, 再从 I-cache 中取指. | In Program Order |
| 2 | 译码(decode) | 识别指令类型、操作数及控制信号, 将指令翻译成一条或者多条硬件可直接处理的 uOps | In Program Order |
| 3 | 寄存器重命名 | 寄存器重命名使得处理器可调度更多指令并行执行, 通过表格存储ARF和PRF的映射关系、未使用的PRF等信息, 分析并标记RAW相关性的指令, 一般会把该步骤单独放一流水段 | In Program Order |
|:---:|:---:|:----:|
| <br>*-*-*-*-*-*-*-* <br> | <br>*-*-*-*-*-*-*-* <br> | <br>*-*-*-*-*-*-*-* <br> |
| 4 | 分发(dispatch) | 被重命名后的指令顺序写入发射队列、ROB和SB中, 如果没有空间则需要在重命名阶段等待, 分发可和重命名放一个流水段, 也可分开 | In Program Order |
| 5 | 发射(issue) | 仲裁(select)电路从发射队列中选择准备好的最合适的指令送进FU执行, 发射队列中还存在唤醒电路, 将队列中对应的源操作数置为有效, 仲裁电路和唤醒电路配合工作, 是处理器中的关键路径；| In Program Order |
| 6 | 读取寄存器(register read) | 被仲裁电路选中的指令从PRF或旁路网络中得到操作数, 旁路网络的存在使得减少PRF读端口成为可能, 多端口寄存器堆访问速度慢, 需要单独使用一个流水段； | In Program Order |
@@ -164,11 +164,11 @@ sudo perf stat -M TopDownL1 sleeep 1
| 层级 | 名称 | 描述 | 公式 |
|:---:|:----:|:---:|:---:|
| Level 1 | [Frontend Bound](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L7) | 由于前端生成 uOps 给后端来执行. 通常包含从 icache 中取出指令, 并交给解码器解码出 uOps 给后端处理单元. 此外如果遇到分支指令可以能还需要通过分支预测器进行投机.<br>造成前阻塞的原因一般分为 |FETCH_BUBBLE / (4 * CPU_CYCLES) |
| Level 1 | [Frontend Bound](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L7) | 由于前端生成 uOps 给后端来执行. 通常包含从 icache 中取出指令, 并交给解码器解码出 uOps 给后端处理单元. 此外如果遇到分支指令可以能还需要通过分支预测器进行投机.<br>造成前阻塞的原因一般分为延迟和带宽两部分. |FETCH_BUBBLE / (4 * CPU_CYCLES) |
| Level 2 | [Fetch latency bound](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L33) | 预取延迟过长, 一般是指无法从 Icache 中取到足够的指令而导致的流水线前端阻塞.<br>引起预取延迟的原因可能有:<br>itlb miss, icache miss 以及 pipeline flush 等. | armv8_pmuv3_0@event\\=0x201d@ / CPU_CYCLES |
| Level 3 | [idle_by_itlb_miss](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L77) | 因为 TLB Miss 导致的前端流水线停顿. | (((L2I_TLB - L2I_TLB_REFILL) * 15) + (L2I_TLB_REFILL * 100)) / CPU_CYCLES |
| Level 3 | [idle_by_icache_miss](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L84) | 因为 Icache Miss 导致的前端流水线停顿. | (((L2I_CACHE - L2I_CACHE_REFILL) * 15) + (L2I_CACHE_REFILL * 100)) / CPU_CYCLES |
| Level 2 | [Fetch bandwidth bound](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L42) | frontend_bound - fetch_latency_bound | 指令译码过慢, 译码单元是有限的, 当指令预取完毕后, 必须等之前的指令译码完成, 译码器空闲之后, 才能继续进行译码操作. 否则预取的指令只能等待, 因此造成了流水线阻塞. | frontend_bound - fetch_latency_bound |
| Level 2 | [Fetch bandwidth bound](https://elixir.bootlin.com/linux/v5.13/source/tools/perf/pmu-events/arch/arm64/hisilicon/hip08/metrics.json#L42) | 指令译码器带宽不足译码过慢造成流水线停顿. 译码单元是有限的, 当指令预取完毕后, 必须等之前的指令译码完成, 译码器空闲之后, 才能继续进行译码操作. 否则预取的指令只能等待, 因此造成了流水线阻塞. | frontend_bound - fetch_latency_bound |
| 事件 | 编号 | 描述 |