MIPS架构处理器手册：指令获取与投机取指

"MIPS架构程序员卷IA：介绍MIPS32®架构，修订版6.01，详细阐述了MIPS32架构的指令集、设计原则以及各种扩展，包括MIPS16e、MDMX、MIPS-3D、SmartMIPS和MIPS DSP等。文档还讨论了投机取指令、高速缓存访问和异常处理的规则，强调了在不同存储区域中的指令执行限制，如EJTAG调试内存空间的特殊要求。" MIPS架构是一种广泛使用的精简指令集计算机（RISC）架构，MIPS32是其32位版本。该文档主要介绍了MIPS32架构的基础知识和高级特性，特别关注了指令获取（投机取指令）的过程。投机取指令是一种优化技术，允许处理器预测未来可能执行的指令，提前加载到高速缓存中，以提高性能。然而，对于具有副作用的存储区域（例如FIFO、堆栈或特定位置行为），投机取指令是禁止的，以避免数据不一致。 在MIPS32 Release 5中，控制寄存器CP0的MAAR（Memory Address Aliasing Register）和MAARI（Memory Address Aliasing Register Indirect）允许软件设定哪些地址区域可以进行投机访问，同时结合访问的可缓存性和一致性属性（CCA）。这提供了对缓存行为的更精细控制，以适应不同的系统需求。 文档还详细解释了指令获取和异常的关系。在MIPS架构中，存在一个精确异常模型，这意味着异常总是与引发异常的指令精确对应。在分支、跳转、预测等操作之后，只有在决定已确定并且目标地址已经被计算或读取后，才会发生异常。 此外，文档涵盖了MIPS架构的历史发展，从最初的MIPS I到MIPS32 Release 6，以及各种特定应用扩展（ASE），如MIPS16e针对嵌入式应用，MDMX用于多媒体处理，MIPS-3D增强图形和物理计算，SmartMIPS优化低功耗设备，以及MIPS DSP模块，专为数字信号处理设计。 这份文档是MIPS32架构开发者的重要参考资料，详细解释了架构的关键元素和设计考虑，有助于理解和优化基于MIPS32的系统。