Rocket - core - take_pc
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简单介绍take_pc相关的实现。
本文目录：
1. take_pc
2. 用途
3. 意义
4. take_pc_mem
5. take_pc_wb
6. 总结
以下正文：
1. take_pc
take_pc由take_pc_wb和take_pc_mem相或产生：
因为take_pc_wb和take_pc_mem都是wire类型，所以take_pc也是一个wire类型。
2. 用途
take_pc同时用于控制ibuf和frontend：
其中：
a. 连接到ibuf的kill信号，使ibuf中的指令变为非法；
b. 连接到frontend的req信号，使其接收新的pc：
3. 意义
这里take_pc的用法与通常对流水线pc的理解有较大的不同之处。
通常情况下，流水线中包含一个pc+4的功能，使得pc指向下一个32位宽的指令。这里在某些特殊的情况下，才向frontend发起take新的pc的请求。由此可以推测，在顺序执行的情况下，frontend内部包含一个pc自加的功能，并把获取到的指令返回给ibuf。
1) take_pc向frontend发起请求
在frontend中，s0_valid包含两种情况：
a. 随take_pc输入的io.cpu.req.valid为真；
b. 或者是fq包含空间；fq是一个包含5个entry的队列，其中存放了FrontendResp结构：
从中可以看出，即便take_pc没有为真，只要fq未满，仍然可以发起请求，获取指令。而流水线通过ibuf向frontend发起FrontendResp出队请求。这样流水线每取出一条指令，frontend便会自动的通过icache请求一条指令。这里还有一个需要注意的地方，就是take_pc作为fq的复位信号使用，如果take_pc为真，则fq复位，其中缓存的内容被清空。
2) pc自加
如果take_pc为真，则io.cpu.npc使用外部输入的io.cpu.req.bits.pc：
如果take_pc为假，则使用自加计算而出的npc。
其中：
a. 不考虑replay的情况，npc = predicted_npc;
b. predicted_npc = ntpc;
c. ntpc = s1_base_pc + fetchBytes.U，这里就包含了自加的动作；
d. s1_base_pc使用s1_pc计算得来，s1_pc是一个寄存器，其值更新使用io.cpu.npc，这就又转回来了，不过根据寄存器的特性，其值要在下一个时钟才会更新；
e. 如此便实现了自加fetchBytes的动作；
3) 向tlb发起请求，对pc进行地址转换：
4) 向icache发起请求：
5) 使用icache返回的数据，存入到fq中：
6) fq向ibuf出队：
4. take_pc_mem
take_pc_mem表示mem阶段需要改变执行分支的情况。
首先要求mem阶段流水线寄存器的值是合法的。
然后要改变执行分支的情况存在两种：
a. 预测错误：分支预测错误，导致frontend取指及流水线执行的分支出错，需要刷新重新执行；
b. 内存屏障需要刷新流水线；
5. take_pc_wb
take_pc_wb表示wb阶段需要改变执行分支的情况。
包含四种情况：
a. 重新执行；
b. 异常或者中断需要跳转以进行处理；
c. eret指令要恢复到正常执行流程；
d. 需要flush流水线的情况；
6. 总结
总结一下：如果take_pc为假，则frontend自动顺序取指，流水线执行同一个分支上的指令。如果take_pc为真，则要求frontend切换分支进行跳转，则流水线也要跟着进行切换执行另一条分支上的指令。
