FTQ概述
下文（包括所有的FTQ文档）中会提到一些关于BPU和IFU的相关知识，详情需要去查看对应的文档:
hint：建议先从BPU基础设计中着重理解以下概念：
- 什么是分支预测？
- 什么是分支预测块？一个有帮助的链接：预测块
- (可选)什么是重定向，什么是预测结果重定向？
- (可选)分支预测的流水级
简介
FTQ 是分支预测和取指单元之间的缓冲队列，它的主要职能是暂存 BPU 预测的取指目标，并根据这些取指目标给 IFU 发送取指请求。它的另一重要职能是暂存 BPU 各个预测器的预测信息，在指令提交后把这些信息送回 BPU 用作预测器的训练，因此它需要维护指令从预测到提交的完整的生命周期。另外，后端将存储来自FTQ的取指目标PC，便于自身读取。
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模块之间的中转站
从上图，FTQ很大程度上相当于一个中转站，中间人的角色，一方面，它承担着BPU和IFU之间的交互，这通常是因为BPU预测的速度快于IFU取值执行，所以使用FTQ作为缓冲。另一方面，它承担着后端与前端的交互，比如把前端将要执行的pc交给后端去执行。
显然，FTQ的 中转远不止这么多，下面更具体地讨论一下FTQ怎么中转各个前端或后端模块的信息的。
BPU和FTQ
BPUtoFTQ：BPU会将分支预测结果和meta数据发给FTQ。
- 从分支预测结果中，我们可以提取出分支预测块对应的取值目标，比如，一个不跨缓存行且所有指令均为RVC指令的分支预测块对应的取值目标，是从分支预测块起始地址开始的以2B为间隔的连续16条指令。
- meta信息则存储了各个预测器相关的预测信息，由于BPU预测有三个流水级，每个流水级都有相应的预测器，所以只有到s3阶段才有可能收集到所有预测器的预测信息，直到此时FTQ才接受到完整的meta，这些信息会在该分支预测块的全部指令被后端提交时交给BPU进行训练
- FTBEntry：严格来说，它其实也是meta的一部分，但是因为更新的时候ftb_entry需要在原来的基础上继续修改，为了不重新读一遍ftb，另外给它存储一个副本。
FTQtoBPU：FTQ会将带元数据的训练信息和重定向信息发回给BPU
- 请参照BPU文档链接 BPU 模块整体对外接口 (PredirectIO)
FTQ和IFU
FTQtoIFU：FTQ会将存储的取值目标发往IFU进行取值译码和把后端的重定向信息也移交给IFU
- 取值目标同时也发给：
- toICache：同样的取值目标会被发给指令缓存单元，看对应的指令是否在缓存单元内存在，如果有会被直接发送给IFU加速取值效率
- toPrefetch: prefetch是ICache的一个组件，负责预取功能
- 转发后端重定向：
- 后端重定向不仅需要转发给BPU帮助其回到正确状态，也同时需要转发给IFU帮助其回到正确状态
IFUtoFTQ：IFU将预译码信息和重定向信息写回FTQ
- 预译码信息：包含分支预测块对应的预测宽度内所有指令的预译码信息 预测宽度：一个指令块预测块覆盖的指令范围，香山中是16条rvc指令
- 重定向信息其实也是根据预译码信息得到的：当预译码信息中指出预测块内某一条指令预测出错时，写回IFU重定向信息
后端和FTQ
FTQ到后端：FTQ会将存储的取值目标发往后端，后端存储 PC后，在本地即可进行读取取指目标。
- 除了IFU，预测块的取值目标也会发给后端，但这里有一点区别：IFU空闲时才能从FTQ中获取取值目标，但是后端会一直取得最新的预测块的取指目标
后端到FTQ：后端重定向和指令commit
- 后端重定向与更新：后端是实际执行指令的单元，通过后端的执行结果，才能确认一条指令是否执行错误，产生重定向，同时，在发生重定向时，根据后端实际执行结果生成更新信息。
- 指令commit：当一个分支预测块内的所有指令都被执行，在后端提交，这标志着FTQ队列中这个分支预测块对应的FTQ项已经结束了它的生命周期，可以从队列中移除了，这时候，我们就可以把它的更新信息发给FTQ了。
FTQ指针
FTQ的全名叫取值目标队列，队列中的一个项叫做FTQ项，BPU写入预测结果时是写入队列中哪个位置，IFU又是从哪个队列取FTQ项？这时候，我们需要一个FTQ指针去索引FTQ项，而由于和不同模块的交互需要索引不同的FTQ项，因此，有以下类型的FTQ指针，下面，由指令生命周期为例，大致介绍这些指针：
指令在 FTQ 中的生存周期
指令以预测块为单位，从 BPU 预测后便送进 FTQ，直到指令所在的预测块中的所有指令全部在后端提交完成，FTQ 才会在存储结构中完全释放该预测块所对应的项。这个过程中发生的事如下：
- 预测块从 BPU 发出，进入 FTQ，
bpuPtr指针加一，初始化对应 FTQ 项的各种状态，把各种预测信息写入存储结构；如果预测块来自 BPU 覆盖预测逻辑，则恢复bpuPtr和ifuPtr - FTQ 向 IFU 发出取指请求，
ifuPtr指针加一，等待预译码信息写回 - IFU 写回预译码信息，
ifuWbPtr指针加一，如果预译码检测出了预测错误，则给 BPU 发送相应的重定向请求，恢复bpuPtr和ifuPtr - 指令进入后端执行，如果后端检测出了误预测，则通知 FTQ，给 IFU 和 BPU 发送重定向请求，恢复
bpuPtr、ifuPtr和ifuWbPtr - 指令在后端提交，通知 FTQ，等 FTQ 项中所有的有效指令都已提交，
commPtr指针加一，从存储结构中读出相应的信息，送给 BPU 进行训练
预测块 n 内指令的生存周期会涉及到 FTQ 中的 bpuPtr、ifuPtr、ifuWbPtr 和 commPtr 四个指针，当 bpuPtr 开始指向 n+1 时，预测块内的指令进入生存周期，当 commPtr 指向 n+1 后，预测块内的指令完成生存周期。
循环队列
FTQ队列实际上是一个循环队列，所有类型的FTQ指针都是同一类型，ftqPtr的value字段用来表示索引，flag字段则用来表示循环轮数，flag只有一位，进入新的循环时flag位翻转。 这样，我们就可以在一个有限的队列空间内不断更新新的项，以及正确进行比较，判断哪个项在队列中更靠前或者更靠后。