★超標(biāo)量處理器的很多地方用到了重排序緩存，但是我對它不是很了解，所以我整理一下重排序緩存的知識點(diǎn)。

重排序緩存(ROB)在確保亂序執(zhí)行的指令能夠正確地完成和提交(Commit)，也可以用來寄存器重命名。

ROB是一個(gè)先進(jìn)先出的表，每個(gè)項(xiàng)是ROB表項(xiàng)，可以記錄指令執(zhí)行的信息。

ROB表項(xiàng)的字段

（1）Complete：?標(biāo)志位，用來標(biāo)記指令是否已經(jīng)完成執(zhí)行階段。當(dāng)指令的所有操作（包括計(jì)算、訪存等）都完成，標(biāo)志就會被置為“是”，指令準(zhǔn)備好進(jìn)入退休階段。

（2）Areg：指令在程序代碼中指定的目的寄存器(邏輯寄存器)。

（3）Preg：物理寄存器的編號，經(jīng)過寄存器重命名后指令實(shí)際使用的物理寄存器。

（4）OPreg：Old Physical Register，記錄Areg在被重命名到當(dāng)前Preg之前所對應(yīng)的物理寄存器編號。在指令因異常需要回滾恢復(fù)狀態(tài)時(shí)，OPreg用于指向應(yīng)該恢復(fù)的物理寄存器狀態(tài)，確保異常處理后的狀態(tài)正確。

（5）PC：指令的程序計(jì)數(shù)器(PC)值。當(dāng)指令執(zhí)行過程中遇到中斷時(shí)，保存這個(gè)PC能夠從正確的點(diǎn)重新開始執(zhí)行程序。

（6）Exception：如果指令執(zhí)行中觸發(fā)了異常，字段會記錄異常的類型。指令即將退休時(shí)，處理器會根據(jù)異常類型執(zhí)行相應(yīng)的處理邏輯，可能是中止指令執(zhí)行、恢復(fù)現(xiàn)場或是執(zhí)行特定的異常處理程序。

（7）Type：記錄指令的類型，如算術(shù)邏輯運(yùn)算、加載、存儲、跳轉(zhuǎn)等。指令退休時(shí)，處理器會依據(jù)不同的指令類型執(zhí)行相應(yīng)的動作，比如存儲指令需要把結(jié)果寫入數(shù)據(jù)緩存（D-Cache），分支指令則可能需要清理預(yù)測執(zhí)行的痕跡（如恢復(fù)檢查點(diǎn)資源)。

ROB工作原理

分發(fā)(Dispatch)階段

指令從指令隊(duì)列或解碼階段被取出，進(jìn)入流水線執(zhí)行。每個(gè)指令在進(jìn)入流水線時(shí)，會在ROB中分配一個(gè)唯一的表項(xiàng)(Entry)。表項(xiàng)會記錄該指令的初始狀態(tài)。將complete狀態(tài)位設(shè)為0，表示指令尚未執(zhí)行完成。同時(shí)，指令的目的寄存器信息、PC值等也會被記錄下來。

執(zhí)行（Execution）階段

指令在執(zhí)行階段完成計(jì)算后，將complete狀態(tài)位設(shè)為1，該指令已經(jīng)執(zhí)行完畢，計(jì)算結(jié)果可能被暫時(shí)存儲在ROB中或直接寫入物理寄存器堆(PRF)。如果執(zhí)行過程中發(fā)生異常，異常類型也會被記錄在ROB對應(yīng)的表項(xiàng)中，但異常的實(shí)際處理被推遲到提交階段。

異常與退休（Exception & Commit）階段

所有對程序狀態(tài)的最終更改，包括結(jié)果的寫回、異常處理，都發(fā)生在提交階段。只有當(dāng)指令的complete狀態(tài)為1，且所有先前的指令（在程序順序上）也已正確執(zhí)行并退休時(shí)，該指令才能退休。計(jì)算結(jié)果根據(jù)Areg和Preg信息被寫入到寄存器或內(nèi)存中。

若存在異常，處理器會根據(jù)ROB中記錄的異常類型進(jìn)行相應(yīng)處理，可能包括恢復(fù)現(xiàn)場、跳轉(zhuǎn)到異常處理程序等。

ROB工作例子

所以ROB就是一個(gè)先進(jìn)先出的隊(duì)列，當(dāng)后面的指令執(zhí)行完必須等到前面的執(zhí)行完才可以退休。