SystemVerilog中fork join_none后如何仅等待部分指定线程执行完毕

问题根因 #

你当前的代码存在两个不符合预期的点：

1. 外层包裹for循环的fork join仅会等待for循环本身执行完成，而for循环内部启动process_that_must_end用的是join_none，因此for循环会在瞬间启动完40个子线程后立刻结束，外层fork join也会随之解除阻塞，不会等待这些子线程执行完成。
2. wait fork的语义是等待当前进程的所有子线程执行完毕，你提前启动的永久运行进程也属于当前进程的子线程，因此wait fork会被永久阻塞，不符合需求。

可行方案：使用process句柄跟踪指定线程 #

SystemVerilog内置了process标准类，可以单独跟踪、控制单个线程的执行状态，你只需要把需要等待的线程句柄存入队列，之后逐个等待队列内的线程执行完成即可，完全不会受其他后台线程的影响。

实现代码 #

// 原有后台永久运行进程，逻辑保持不变
fork
  process_that_will_never_end();
join_none

// 定义队列存储需要等待的线程句柄
process must_end_jobs[$];

for(int i = 0; i < 40; i++) begin
  // 必须声明automatic变量存储循环索引，避免所有线程捕获到同一个i的引用
  automatic int thread_idx = i;
  fork
    begin
      // 记录当前线程的句柄到队列
      must_end_jobs.push_back(process::self());
      // 执行业务逻辑
      process_that_must_end(thread_idx);
    end
  join_none
end

// 等待所有指定线程执行完成
foreach(must_end_jobs[idx]) begin
  wait(must_end_jobs[idx].status == process::FINISHED);
end

核心说明 #

• process::self()会返回当前执行线程的唯一句柄，我们仅把需要等待的线程句柄存入队列，和其他后台永久进程完全隔离
• 循环内的automatic int thread_idx是必须的：如果不加该声明，所有子线程捕获的都是同一个循环变量i的引用，执行时i已经变为40，会出现传参错误
• 该方案不会干扰后台永久进程的运行，也不需要修改原有永久进程的逻辑

内容的提问来源于stack exchange，提问作者juan