Rocket - core - ex_slow_bypass

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简单介绍ex_slow_bypass相关的实现。

 

1. ex_slow_bypass

 

ex_slow_bypass表示指令为sc，或者访问的内存大小小于4字节的情况：

 

ex_slow_bypass用于更新mem_reg_slow_bypass的值：

 

2. mem_reg_slow_bypass

 

mem_reg_slow_bypass是一个寄存器，用于生成mem_mem_cmd_bh信号：

 

3. mem_mem_cmd_bh

 

mem_mem_cmd_bh表示是否可以快速完成指令要求的内存命令。其取值的真值表如下：

其中：

a. fastLoadWord表示是否支持快速Load字大小的数据，如果不支持，则无论访问内存的大小是字节、半字、字，都无法快速完成；

b. fastLoadByte表示是否支持快速Load字节大小的数据，如果支持，则load byte和load Half-word也和load-word一样快；如果不支持，则需要判断访存大小，如果是字节、半字则慢，如果是字则快；

c. 这里隐含的一个情况是：如果不支持fastLoadWord，则不支持fastLoadByte。如果支持fastLoadWord，也不一定支持fastLoadByte。这与生成dcache_bypass_data时的用法相一致：

先判断更不可能的fastLoadByte，然后在判断可能性更高的fastLoadWord。因为如果先判断fastLoadWord，即便判断了也无法直接取数据。

 

4. mem_cannot_bypass

 

mem_cannot_bypass中将mem_ctrl.mem和mem_mem_cmd_bh一起用于判断内存操作是否不能快速完成，如果不能快速完成，则不能用于向后续指令bypass数据，而必须要将后续指令bypass。

这里加入mem_ctrl.mem是因为mem_mem_cmd_bh中只判断了访存的大小，并没有判断是否内存操作。

 

在mem_ctrl.mem为真的情况下，加入mem_cannot_bypass的真值表如下：

 

cannot bypass理解起来需要转一个弯，这里将其取反一下：

 

5. dcache_bypass_data

 

dcache_bypass_data也与fastLoadWord和fastLoadByte相关，其定义如下：

 

在mem_ctrl.mem为真的情况下，其真值表如下：

 

dcache_bypass_data的使用如下：

如果mem_ctrl.mem为假，则使用第三个匹配项。

如果mem_ctrl.mem为真，则使用第四个匹配项。结合上方的真值表，针对dcache_bypass_data的三种可能的情况：

a. wb_reg_wdata不存在被用于作为转发的情况，实际上wb_reg_wdata中也没有存放load的结果，不能用于bypass；也就是说，如果既不支持fastLoadWord，也不支持fastLoadByte，那么load指令都不能bypass。

b. io.dmem.resp.bits.data和io.dmem.resp.bits.data_word_bypass都存在用于转发的情况；

 

如果Load的数据要用于bypass，那么必须在dcache命中的情况下，只有这样load指令才能在WB阶段返回数据。如果不命中的情况下，则无法在WB阶段返回数据。如此将会导致需要bypass数据的指令被replay，即重新执行：

 

replay_ex_load_use的效果参考如下图示：