乱序处理器中的LSQ简介

乱序处理器中访存指令的操作我一直看的不太懂，其中lsq在流水线中是怎么使用的我也不太清楚，今天看了篇论文，讲的是AMD的经典处理器K7，记录一下：

LSU部件可以理解为存储器子系统的最高层，在该部件中包含Load Queue与Store Queue。其中Load Queue与Store Queue之间有着强烈的耦合关系，因此许多处理器系统将其合称为LSQ。在多数处理器的存储器子系统中，LSU是最顶层，也是指令流水线与Cache流水线的联系点。其上接收来自CPU的存储器指令，其下连接着存储器子系统。其主要功能是将来自CPU的存储器请求发送到存储器子系统，并处理其下存储器子系统的应答数据和消息，整个过程如Figure 1所示:

store、load指令的执行过程大致如下：
对于store指令：当ICU分派（dispatch）一个store操作给调度器（scheduler）的时候，调度器立刻放置一个store请求到LSU（当然，如果store操作的数据（store data）此时已经计算了出来的的话，也一同放进LSU。如果此时的store data还没有的话，LSU会时刻监视（snoops）result bus，在能够获得store data的第一时间拿到它，放置到LSU中），与此同时，调度器发射一个store操作到AGU去计算地址，地址计算出来之后也要传递给LSU。

对于load指令：调度器发射一个load操作到AGU去计算地址，同时（也可以认为是触发）在LSU放置一个访存请求，当这条访存请求被dcache服务以后， LSU将得到的数据放到result bus上面

总结：在CPU Core中，一条存储器指令首先经过取指，译码，Dispatch等一系列操作后，然后发射相应的存储器指令到AGU去计算有效地址，与此同时放置访存请求到LSU(Load/Store Unit)部件，当AGU把地址计算完成之后将有效地址传递给在LSU中等待的访存请求。

ps：对于result bus，也就是图中指令从IEU（integer execution unit）出来连到的那根result总线，当IEU执行ALU操作完成的时候就将结果放置到result bus，

参考：

[1] Diefendorff K. K7 challenges Intel[J]. Microprocessor Report, 1998, 12(14): 1-7.

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