Merge remote-tracking branch 'upstream/master' into master

lab4/lab4.md

+# lab4 分支预测
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+### 实验目的
+* 实现BTB（Branch Target Buffer）和BHT（Branch History Table）两种动态分支预测器
+* 体会动态分支预测对流水线性能的影响
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+### 实验内容
+* 阶段一：在Lab3阶段二的RV32I Core基础上，实现BTB
+* 阶段二：实现BHT
+* 阶段二**需要在阶段一的基础上实现**，不能仅实现阶段二
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+### 实验指导
+* BTB
+  * 我们要实现的BTB本质可以理解为是1bit预测器，如果上次这条分支指令跳转，那么这次它也跳转；如果上次不跳，那么这次也不跳
+  * BTB实现一个buffer，保存当前地址高位、目标地址和有效位，类似于直接映射的cache，可以直接使用reg实现buffer
+  * **buffer 放在取指阶段**，buffer内容读取一个周期内可以完成
+  * BTB的命中：当前指令的地位用于寻址，对比指令的高位和buffer中是否相等并且有效位为1，表示命中，则下一条指令的地址不是pc+4，而是buffer中的内容
+  * 在IF阶段是否命中信息会随着流水线段寄存器传递到EX阶段，根据实际是否跳转和IF阶段是否命中信息，**在EX阶段对buffer进行修改**
+* BHT
+  * BHT 首先要实现一个N\*2的buffer，N为大小，2表示2bit预测
+  * 实现一个状态机
+  * 用BHT来控制是否跳转（BTB不命中，BHT命中该如何处理？），BHT的根据状态机更新，BTB的更新与之前不同
+* 实验说明
+  * instruction和data的生成请参考Lab3（bht.s和btb.s无需生成data）， [四个测试样例的汇编指令](./Test/ASM-Benchmark/generate_inst)。
+  * 仿真使用说明参考Lab3。
+  * 本次实验仅要求**支持对branch指令的动态预测，不要求支持jump指令的动态预测**
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+### 实验检查 （60%）
+> 阶段1（30%），阶段2（30%）
+* 通过QuickSort测试和MatMul测试（和Lab3使用的QuickSort、MatMul测试一致，7号寄存器最后会按序读取最终结果）
+* **两个阶段一起验收**
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+### 实验报告 （40%）
+我们提供了btb.s、bht.s、QuickSort.s、MatMul.s四个测试样例，分别执行这四个测试样例，并在报告中分析以下内容：
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+* 分析分支收益和分支代价
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+* 统计未使用分支预测和使用分支预测的总周期数及差值
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+* 统计分支指令数目、动态分支预测正确次数和错误次数
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+* 对比不同策略并分析以上几点的关系
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+**注意**：由于QuickSort.s和MatMul.s执行完成后会陷入死循环，测试终止时间记为第一次执行到死循环的jal指令为止。
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