將陸續上傳新書《自己動手寫CPU》，今天是第47篇。
9.7 ll、sc指令實現思路
9.7.1 實現思路
這2條指令都涉及到訪問鏈接狀態位LLbit，可以將LLbit當做寄存器處理，ll指令需要寫該寄存器，sc指令需要讀該寄存器，同時，與對通用寄存器的訪問一樣，對LLbit寄存器的寫操作也放在回寫階段進行。
ll指令在訪存階段要讀取數據存儲器中指定地址的數據，還要設置對LLbit寄存器的寫操作，寫入的值爲1，這個寫操作會通過MEM/WB模塊傳遞到回寫階段，最終實現對LLbit寄存器的寫。
sc指令在訪存階段要先獲得LLbit寄存器的值，如果該值爲1，那麼會完成存儲操作，同時設置對LLbit寄存器的寫操作，寫入的值爲0，還要設置對通用寄存器rt的寫操作，寫入的值爲1，這些寫操作都會通過MEM/WB模塊傳遞到回寫階段，最終實現對寄存器LLbit、通用寄存器rt的寫；反之，如果LLbit寄存器的值爲0，那麼不進行存儲操作，同時設置對通用寄存器rt的寫操作，寫入的值爲0，這個寫操作會通過MEM/WB模塊傳遞到回寫階段，最終實現對通用寄存器rt的修改。
導致寄存器LLbit爲0的情況有：（1）sc指令之前沒有執行ll指令；（2）ll指令執行後、sc指令執行前，發生了異常。
9.7.2 數據流圖的修改
爲了實現ll、sc指令，需要對數據流圖作如圖9-29所示的修改，主要是在回寫階段新增了一個LLbit寄存器，其中存儲的就是鏈接狀態位，只有在回寫階段纔會寫LLbit寄存器。同時，要將LLbit寄存器的值傳遞到訪存階段，以供指令sc進行判斷。
9.7.3 系統結構的修改
爲實現ll、sc指令，需要對系統結構做如圖9-30所示的修改，新增了一個LLbit模塊，用來實現LLbit寄存器。
在訪存階段的MEM模塊中會進行分析，如果是ll、sc指令，那麼設置對LLbit寄存器的訪問信息，通過LLbit_we_o、LLbit_value_o接口輸出，前者表示是否是寫操作，後者表示要寫入的值，這些信息通過MEM/WB模塊傳遞到回寫階段，最終修改LLbit寄存器。
LLbit寄存器的值通過LLbit_o接口輸出到MEM模塊的接口LLbit_i，當sc指令進入訪存階段時會使用到該值。
需要注意的是，由於對LLbit寄存器的修改是在回寫階段最後的時鐘上升沿進行的，如果直接採用LLbit模塊給出的LLbit寄存器的值，可能不是正確的值，因爲此時處於回寫階段的指令可能會修改LLbit寄存器，這一問題在第6章添加HI、LO寄存器時也遇到過，解決方法還是數據前推，將回寫階段指令對LLbit寄存器的操作信息前推到訪存階段，訪存階段依據這些情況，確定正確的LLbit寄存器的值，所以在圖9-30中，MEM/WB模塊的輸出信號wb_LLbit_we、wb_LLbit_value也要送到MEM模塊，就是用來解決數據相關問題的。
下一次將通過修改代碼實現LL、SC指令。