ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Semestre A-2009 Clase 17 La mayor parte del contenido de estas láminas, ha sido extraído del libro Computer Organization and Design (The hardware / software interface), 4ta Edición, de David A. Patterson y John L. Hennessy. Editorial Morgan Kaufmann

AGENDA Camino de datos encauzado (Pipelining) 29/06 – 03/07Camino de datos encauzado2do. Examen Parcial 06/07 – 10/07 Revisión del 2º Parcial / Camino de datos encauzado Proyecto / Mejoras al encauce 13/07 – 17/07 Proyecto / Mejoras y excepciones Proyecto / Jerarquía de Memoria

Predicción dinámica de saltos Es la predicción del salto, utilizando la información que se tiene en tiempo de ejecución. Una forma: Ver si ese salto fue tomado la última vez que fue evaluado. Si fue tomado la última vez, se comienzan a ejecutar las mismas instrucciones anteriores. Esto se denomina “Memoria de predicción de saltos” o “Tabla histórica de saltos” La tabla (Memoria) contendrá: –Parte inferior de la dirección de salto –1 ó más bits que indican si fue tomado o no Si la predicción es incorrecta, se invierte el bit y debe retornar al estado correcto.

Predicción dinámica de saltos Se pueden utilizar 2 bits para decidir si tomar el salto o no.

Otras soluciones Contar con una estructura (BTB: Branch Target Buffer) que almacene la dirección de salto (El PC destino) Tomar en cuenta la información global y local sobre los saltos (Predictores correlacionados) Predictores tipo torneo: Se tienen varias predicciones de un mismo salto y un mecanismo de escogencia de qué predictor utilizar para qué salto.

Camino de Datos Final

Excepciones Excepciones e interrupciones: Eventos no programados, que interrumpen la ejecución de un programa. Es una actividad llevada a cabo por la Unidad de Control Falta de estandarización de los términos: Tipo de eventoFuenteNosotros Solicitud de I/O de dispositivoExternaInterrupción Invocación del SO desde un programa de usuarioInternaExcepción Overflow u underflowInternaExcepción Uso de instrucción no definidaInternaExcepción Problema en el hardwareCualquieraInterrupción o excepción

¿Cómo manejar un excepción? El procesador debe llevar a cabo dos operaciones: –Guardar la dirección de la instrucción que originó la excepción en el registro Exception Program Counter (EPC). –Transferir el control al sistema operativo. El sistema operativo tomará la acción apropiada: –Hacer algo para el programa de usuario –Reportar un error –Detener la ejecución

¿Qué acción tomar? 1.Método usado en MIPS: Incluir un registro adicional (Cause Register) que almacena la razón de la interrupción 2.Interrupciones vectorizadas: El sistema operativo sabe la causa por la dirección donde recibió el control de la máquina. Tipo de excepciónDirección Instrucción no definida hex Overflow, underflow hex

Unión Hardware - SO El hardware y el SO deben trabajar en conjunto para manejar las excepciones. La excepciones son implementadas en el hardware como otro hazard de control, y debe añadir circuitería para esto en su pipelining. Generalmente: –Se dejan culminar las instrucciones anteriores –Se ingresan instrucciones burbuja mientras culminan estas instrucciones –Se guarda el estado del programa (Contexto) –Se ejecuta el SO a partir de cierto punto donde se manejan la excepciones Estos cambios de contexto son muy comunes dentro de un computador. Varias excepciones pueden ocurrir en un momento dado. ¿Qué hacer? : Priorizar el manejo (¿En orden?).