Rocket - core - sfence.vma
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简单介绍流水线对sfence.vma指令的处理。
1. io.imem.sfence
根据规范，sfence.vma指令的用途如下：
其效果最终通过io.imem.sfence/io.ptw.sfence来实现：
本文主要介绍sfence对流水线的影响。
2. wb_reg_sfence
wb_reg_sfence用于组装io.imem.sfence:
wb_reg_sfence的值在mem_pc_valid的控制下，由mem_reg_sfence的传递而来。
3. mem_reg_sfence
mem_reg_sfence可以触发take_pc_mem，导致if阶段重新取指，id/ex阶段被kill：
mem_reg_sfence的值由ex_sfence进行更新，并受到mem_reg_flush_pipe的影响。
4. ex_sfence
ex_sfence在ex_pc_valid的控制下，向mem_reg_sfence传递：
可以看到mem_reg_flush_pipe也会对mem_reg_sfence的值产生影响。mem_reg_flush_pipe的值由ex_reg_flush_pipe传递而来。ex_reg_flush_pipe和ex_ctrl都由id阶段进行更新。
5. id_sfence
如果没有ctrl_killd，则id_ctrl用于更新ex_ctrl：
id_sfence表示当前指令为sfence.vma指令：
id_sfence为真，导致id_csr_flush为真，进而在下一个时钟对ex_reg_flush_pipe寄存器的值进行更新。
可以看出，sfence.vma指令如同fence_i指令，可以触发流水线的flush。
6. 流水线对sfence.vma指令的处理
1) id阶段
更新ex_reg_flush_pipe，触发flush流程。
2) ex阶段
a. 根据ex_ctrl中的信号（ex_ctrl.mem/ex_ctrl.mem_cmd）触发ex_sfence，进而更新mem_reg_sfence寄存器的值；
b. ex_reg_flush_pipe用于更新mem_reg_flush_pipe；
3) mem阶段
a. mem_reg_sfence用于更新wb_reg_sfence；
b. mem_reg_sfence触发take_pc_mem，导致id/ex阶段被kill，if阶段重新取指；需要注意的是，mem阶段本身没有被kill，仍然可以向wb阶段继续传递；
c. mem_reg_flush_pipe用于更新wb_reg_flush_pipe的值；
4) wb阶段
a. wb_reg_sfence用于组装io.imem.sfence；
b. wb_reg_flush_pipe触发take_pc_wb，导致id/ex/mem阶段被kill，if阶段重新取指；流水线再次被kill；
7. mem_reg_flush_pipe对mem_reg_sfence值的影响
图示如下：
一般情况下，mem_reg_sfence的值由ex_sfence进行更新。
在mem_reg_valid && mem_reg_flush_pipe的情况下，mem_reg_sfence的值直接使用0进行更新。即如果前一条指令具备flush流水线的效果，那么其后的sfence指令可以产生sfence的效果。
考虑指令序列fence_i; sfence.vma:
1) 时钟周期t
fence_i: 在mem阶段
sfence.vma: 在ex阶段
此时，mem_reg_valid = mem_reg_flush_pipe = 1, 导致sfence.vma指令未能将用于更新mem_reg_sfence的值置为1；
2) 时钟周期t+1
fence_i: 在wb阶段
sfence.vma: 在mem阶段
此时，fence_i指令触发take_pc_wb，导致mem阶段的sfence.vma指令被kill，sfence.vma指令无法执行到wb阶段。
a. 即便在时钟周期t，改变了用于更新mem_reg_sfence的值，take_pc_mem的效果也已被take_pc_wb的效果掩盖；
b. 因为sfence.vma指令无法执行到wb阶段，所以不会对io.imem.sfence产生影响；
3) 时钟周期t+2
sfence.vma重新被取指执行。
