Rocket - core - ibuf vs. imem

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简单介绍ibuf和imem的关系。

 

本文目录：

1. ibuf

2. imem

3. 连接关系

4. ibuf的作用

 

以下正文：

1. ibuf

ibuf是指令缓存，其io接口如下：

其中：

a. imem表示frontend的响应；

b. kill表示是否要废弃当前缓存；

c. pc表示当前指令的地址；

d. btb_resp是branch target buffer的预测结果；

e. inst是取得的指令；

 

2. imem

io.imem是一个FrontendIO的实例：

也就是说，io.imem是一个FrontendIO。从上面可知，ibuf.io.imem是一个FrontendResp的实例。FrontendIO中包含请求和响应，而FrontendResp中只包含响应。

 

3. 连接关系

这里主要以ibuf.io为主要对象，看其各个接口的连接。

 

1) ibuf.io.imem

ibuf.io.imem是一个FrontendResp的实例，主要用于从io.imem接收返回。

 

2) ibuf.io.kill

take_pc同时输出给io.imem.req和ibuf.io.kill。

对于io.imem.req.valid而言，表示要发起请求。

对于ibuf.io.kill而言，表示要清除缓存。

 

3) ibuf.io.pc

表示与ibuf.io.inst指令的地址。

 

4) ibuf.io.btb_resp

从io.imem接收的BTB预测结果。在mem阶段使用。

 

5) ibuf.io.inst

从Frontend返回的指令扩展而成的结构化数据，方便流水线使用。

 

4. ibuf的作用

 

由上文分析可以看出:

a. 流水线向imem发起取指请求；

b. imem将取得的指令交给ibuf；

c. 流水线向ibuf取出取指结果；

既然流水线向imem发起请求，那么ibuf不存在缓存指令的作用。这里衍生出两个问题：

a. ibuf的作用是什么；

b. 指令缓存在哪里；

 

1) ibuf的作用

从ibuf的位置来看，其作用为把imem返回的指令进行进一步的处理，方便流水线使用。

从ibuf的实现来看，ibuf的作用如下：

a. 扩展指令，包括普通指令和RVC指令；

b. 解析异常；

 

2) 指令缓存在哪里

从位置上看，指令缓存的位置在io.imem.req之后。因为io.imem.req是FrontendReq的实例，那么指令缓存在Frontend之中。从Frontend结构上看，这个模块是ICache：