[发明专利]预执行指导的数据预取方法及系统

权利要求书

1.一种预执行指导的数据预取方法，该方法包括：

跨距预取器监测二级缓存失效访存序列，并在捕获到跨距访存模式时自动触发预取请求；

在监测到二级缓存访问发生失效时，处理器对当前的寄存器状态进行备份，转换到预执行模式；

在预执行模式下，该处理器继续执行发生二级缓存失效的指令的后续指令，对非规则的访存模式进行精确的预取，获得预执行结果及其有效状态保存到指令与结果缓冲器中，并从捕获的真实访存信息中提取出有用信息指导跨距预取器及早地发出该预取请求；

当引发预执行的二级缓存失效指令完成主存访问后，该处理器清空流水线，恢复备份的寄存器状态，从引发预执行的访存指令开始继续执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该跨距预取器监测该二级缓存失效访存序列及捕获该跨距访存模式的步骤，包括：

该跨距预取器向前或向后进行预取，并使用存储区域划分方法来划分流。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：

该跨距预取器监测到同一个流中连续两次二级缓存失效符合该跨距访存模式时，初次发起该预取请求。

4.根据权利要求1所述的方法，其中：

该跨距预取器将预取数据存放在该二级缓存中。

5.根据权利要求1所述的方法，其中：

当主要L2失效发生时，该处理器为该主要L2失效分配一空闲的失效状态处理寄存器，并初始化该失效状态处理寄存器的过滤位；

当次要L2失效发生时，一更新过滤器读出该失效行对应的失效状态处理寄存器中的过滤位并判断引发该次要L2失效的原因；对于由预执行引发的该次要L2失效，过滤掉对跨距预取器的更新；对于由跨距预取器引发的该次要L2失效，更新跨距预取器及该过滤位；

其中，需访问的行已经由跨距预取器或预执行指令发起主存访问且尚未完成的二级缓存失效称为该次要L2失效，其余二级缓存失效为该主要L2失效。

6.根据权利要求1所述的方法，其中：

该处理器继续执行发生二级缓存失效的指令的后续指令时，不更新体系结构状态。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，该处理器从引发预执行的访存指令开始继续执行的步骤，包括：

该处理器从引发预执行的访存指令开始，将保存在该指令与结果缓冲器中的预执行结果合并到体系结构状态，将计算结果无效的预执行指令重新发射到流水线中执行并提交执行结果。

8.一种预执行指导的数据预取系统，包括：

跨距预取器，用于监测二级缓存失效访存序列，并在捕获到跨距访存模式时自动触发预取请求；

处理器，用于监测到二级缓存访问发生失效时，对当前的寄存器状态进行备份，转换到预执行模式；在预执行模式下，用于继续执行发生二级缓存失效的指令的后续指令，对非规则的访存模式进行精确的预取，获得预执行结果及其有效状态保存到指令与结果缓冲器中，并从捕获的真实访存信息中提取出有用信息指导跨距预取器及早地发出该预取请求；还用于当引发预执行的二级缓存失效指令完成主存访问后，清空流水线，恢复备份的寄存器状态，从引发预执行的访存指令开始继续执行。

9.根据权利要求8所述的系统，其中：

该跨距预取器在监测该二级缓存失效访存序列及捕获该跨距访存模式时，用于向前或向后进行预取，并使用存储区域划分方法来划分流。

10.根据权利要求9所述的系统，其中：

该跨距预取器用于监测到同一个流中连续两次二级缓存失效符合该跨距访存模式时，初次发起该预取请求。

11.根据权利要求8所述的系统，其中：

该跨距预取器用于将预取数据存放在该二级缓存中。