Year: 2024

Understanding the LLVM Compiler

  • Haco
  • December 19, 2024
  • 21 min read

https://medium.com/@abhilashkrish/understanding-the-llvm-compiler-a-comprehensive-guide-to-code-translation-and-optimization-decea91fe29d#:~:text=Middle%2Dend%3A%20Optimizes%20the%20LLVM,%2C%20registers%2C%20and%20instruction%20set. https://www.npopov.com/2023/04/07/LLVM-middle-end-pipeline.html Components of LLVM: LLVM is designed with a three-phase architecture: Frontend, Middle-end, and Backend. Each component plays a crucial role in translating high-level source code into machine-executable code, while allowing modularity and optimizations…

【计算机体系结构】Tomasulo算法

  • Haco
  • December 18, 2024
  • 1 min read

https://zhuanlan.zhihu.com/p/499978902 1、数据冒险 数据相关有四种，分别是RAR、WAR、WAW、RAW。其中“RAR”不会影响指令的执行，所以提数据相关的时候一般忽略，而WAR、WAW、RAW的重要差别就出在“数据依赖”上。“WAR”和“WAW”这两种数据相关其实没有数据依赖，即发生冒险的指令之间其实没有数据流动，通过寄存器重命名就可以消除冒险。“RAW”冒险则无法解决，因为后序指令读取的数据由前序指令算得，这个过程有明确的数据依赖。 2、Tomasulo算法 Tomasulo是计算机硬件架构的一种指令动态调度算法，其通过寄存器重命名消除了假数据冒险，提高了机器的乱序性能。Tomasulo算法的调度分为三个步骤：发射、执行、写回。 Tomasulo算法的实现结构 发射：Tomasulo算法是顺序发射的，即指令按照程序中的顺序一条接一条被发射到保留站。判断能否发射的唯一标准是指令对应通路的保留站是否有空余位置，只要保留站有空余，就可以把指令发射到保留站中。周期结束时会更新保留站和寄存器结果状态表，如果指令有可以读取的数据，就会立刻拷贝到保留站中；寄存器结果状态表中总是存有最新的值，即如果后序指令的目的寄存器和前序指令的目的寄存器重合，那就只保留后序指令的写信息。 执行：指令通过拷贝数据和监听CDB获得源数据，然后开始执行，执行可能是多周期的，在执行过程中不改变处理器状态。 写回：指令在写回阶段通过CDB总线将数据直通到寄存器堆和各个保留站；周期结束时，根据寄存器结果状态表来更新寄存器堆，并且清除保留站和寄存器结果状态表的信息。 保留站 寄存器结果状态 Tomuasulo调度流程中的要点： 一条指令能否发射，要看对应配置通路的保留站是否有空余，只要有空余，就可以发射到保留站中等待执行；发射的同时会把能读取的数据直接拷贝到保留站，这样做就不用考虑WAR冒险。 指令在发射的时候会更新寄存器状态表，如果后序指令和前序指令的目的寄存器重合了，就用后序指令的写信息标志寄存器，即只会把后序指令的计算结果写进寄存器，这样可以解决WAW冒险。 如果执行单元中有指令正在执行，其他指令就在保留站中等待；如果指令缺少源数据，就留在保留站中，时刻监听CDB总线，如果CDB总线广播了需要的数据，就立马拷贝下来，然后准备执行。 一条指令在源数据全部准备好之后就可以执行，执行可能是多周期的。 一条指令只要完成计算，就可以写回，写回的数据通过CDB总线直通寄存器堆和各个保留站。但是指令的结果未必会写进寄存器堆，因为寄存器结果状态表中总是存有最新的状态，即如果发生WAW冒险，Tomasulo算法会记录下最新的写指令，而抛弃前序的写指令结果，前序写指令的结果不会写回到寄存器堆。 Tomasulo算法不支持精确中断，即在指令和指令之间如果出现了中断/异常，那么处理器要确保中断/异常之前的所有指令都执行完毕，而中断/异常之后的所有指令都没有执行。这使得程序的正确执行无法保证，为分支指令的处理和程序员调试程序带来了巨大的麻烦。要支持精确中断，就要确保指令按序提交，因此，设计人员提出了重排序缓冲的概念，对Tomasulo算法进行改进，从而实现处理器的按序发射-乱序执行-按序提交。

Presentation Template

  • Haco
  • October 2, 2024
  • 1 min read

较为规范的报告纲要 报告文档应包含三个部分： 1）论文（介绍自己的工作时可以缺或是草稿） 2）PPT 3）作为对PPT的补充的论文阅读笔记 报告内容应大致包括： 0）相关信息：哪一年哪个会，作者、research group, 及affiliation 1）工作意义：试图解决什么问题？这个问题有多大意义？（宏观上，这项project能解决什么棘手的问题？） 2）相关工作：针对这一或相似问题，（最近）有哪些（其它的）有关的工作，解决到什么地步，仍然存在的困难分别是什么？（具体地，为什么这个想法就可能能解决某些问题？） 3）基本设想：为什么这样就（可能）可以（部分）解决问题？（例如：如果我能得到XX，就能分析出YY，进而计算出ZZ，……） 4）技术思路：具体的设计方法和工作步骤，需要哪些基础工具，怎样实现？最大的困难在哪儿？ 5）评价方法：首先，回头看看，最初提出的问题/目标有没有解决/达成；其次，此问题的解决技术常用的评价方法是什么？有没有公认的benchmark或testbed，准备如何给出结论？ 6）总结，并有没有进一步的设想。 无论是介绍别人的project，还是讲自己的idea/project，基本上都是应该明确按照上述的思路讲，不要试图跳步骤。 by 茅兵老师

RISC-V simulation with Qemu

  • Haco
  • September 27, 2024
  • 5 min read

https://medium.com/@e1d1/risc-v-simulation-with-qemu-61ea8f2d8f4b Installation of Qemu On the Qemu website, you can find a lot of information on how to get it running. But for the specific purpose of this tutorial, a…

Installing & Building RISC-V Toolchain

  • Haco
  • September 27, 2024
  • 1 min read

https://bernardnongpoh.github.io/posts/riscv https://github.com/riscv-collab/riscv-gnu-toolchain Prerequisites Several standard packages are needed to build the toolchain $ sudo apt-get install autoconf automake autotools-dev curl python3 python3-pip libmpc-dev libmpfr-dev libgmp-dev gawk build-essential bison flex texinfo…

Personal Statement

  • Haco
  • September 20, 2024
  • 1 min read

https://open.spotify.com/track/6KfoDhO4XUWSbnyKjNp9c4?si=4b5dd8377f6c42bb 天赋，与生俱来； 幸运，不期而遇； 努力，宁缺毋滥！ Art is never finished, only abandoned! Let life be beautiful like summer flowers, and death like autumn leaves!

Code Is Poetry

  • Haco
  • September 20, 2024
  • 1 min read

https://open.spotify.com/track/4u26EevCNXMhlvE1xFBJwX?si=c1fd95c908cd4152 There's a difference between knowing the path and walking the path. Don't believe in any of this fate crap! You're in control of your own life, remember? Abracadabra!

Modern Zen Poem

  • Haco
  • September 20, 2024
  • 1 min read

https://open.spotify.com/track/4tgyXJGY7pdxub6XuC9Dam?si=5d5d07c6d81849f8 To follow the path:look to the master,follow the master,walk with the master,see through the master,become the master.

How To Become A Hacker

  • Haco
  • September 20, 2024
  • 1 min read

https://open.spotify.com/track/3AVrVz5rK8Hrqo9YGiVGN5?si=f09c5d158aba4c35 The world is full of fascinating problems waiting to be solved. No problem should ever have to be solved twice. Boredom and drudgery are evil. Freedom is good. Attitude…