[发明专利]无需额外寄存器执行寄存器重命名的数据处理设备和方法

权利要求书

1.一种数据处理设备，包括：

处理电路，被配置为响应于数据处理指令而执行数据处理操作，所述数据处理指令参考逻辑寄存器；

一组物理寄存器，被配置为存储供所述处理电路执行所述数据处理操作时访问的数据值；

寄存器重命名存储装置，被配置为存储所述逻辑寄存器与所述一组物理寄存器之间的一对一映射，其中，所述处理电路在执行所述数据处理操作时访问所述寄存器重命名存储装置以将所参考的逻辑寄存器映射到所述一组物理寄存器中的相应的物理寄存器；

更新电路，响应于由所述处理电路执行的要求数据被写入所述逻辑寄存器中的多个逻辑寄存器的当前数据处理操作，来标识与所述寄存器重命名存储装置内的所述多个逻辑寄存器相对应的物理寄存器，并且改变所述寄存器重命名存储装置内的所述多个逻辑寄存器与所标识的物理寄存器之间的一对一映射，从而使得改变后的一对一映射在执行所述当前数据处理操作时被采用；以及

当所述当前数据处理操作要求数据被写入所述多个逻辑寄存器中的仅一个逻辑寄存器时，保持所述寄存器重命名存储装置内的一对一映射不改变，从而使得在所述当前数据处理操作的执行期间在将每个所参考的逻辑寄存器映射到相应的物理寄存器时未改变的一对一映射被采用。

2.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中：

所述处理电路被配置为，当所述当前数据处理操作要求数据被写入所述多个逻辑寄存器时，向所述更新电路提供标识所述多个逻辑寄存器的列表。

3.根据权利要求1或2所述的数据处理设备，进一步包括：

随机数发生器电路，响应于所述当前数据处理操作要求数据被写入所述多个逻辑寄存器，而向所述更新电路输出随机数；

所述更新电路被配置为使用所述随机数来控制如何改变所述寄存器重命名存储装置内的一对一映射。

4.根据权利要求3所述的数据处理设备，其中，所述随机数发生器电路输出的随机数是伪随机数。

5.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中：

所述更新电路被配置为在所述处理电路参考所述寄存器重命名存储装置来标识与所述多个逻辑寄存器中的任意一个相对应的物理寄存器之前，改变所述多个逻辑寄存器与所标识的物理寄存器之间的一对一映射。

6.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中：

由所述处理电路执行的所述当前数据处理操作要求数据被顺序写入所述多个逻辑寄存器中的每个逻辑寄存器；

所述更新电路创建空闲列表，所述空闲列表最初标识与所述寄存器重命名存储装置内的所述多个逻辑寄存器相对应的所有的所标识的物理寄存器；

在所述当前数据处理操作要求每个逻辑寄存器被写入时，所述更新电路被配置为通过分配所述空闲列表中所标识的物理寄存器之一，然后从所述空闲列表中删除所分配的物理寄存器来改变该逻辑寄存器的一对一映射。

7.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中，响应于多加载指令，要求数据被写入所述多个逻辑寄存器的所述当前数据处理操作被执行，所述多加载指令标识多个逻辑寄存器并且使得数据基于所述寄存器重命名存储装置中存储的改变后的一对一映射被从存储器加载到所述一组物理寄存器中的相应的多个物理寄存器。

8.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中，要求数据被写入所述多个逻辑寄存器的所述当前数据处理操作是促使从第一操作模式转换到第二操作模式的模式转换操作，在所述模式转换操作期间，与所述第二操作模式相关的数据被从堆栈加载到所述一组物理寄存器中的以下物理寄存器，该物理寄存器对应于由所述寄存器重命名存储装置内存储的改变后的一对一映射所标识的所述逻辑寄存器中的预定的多个逻辑寄存器。

9.根据权利要求1所述的数据处理设备，其中：

所述一组物理寄存器具有多个写入端口，该多个写入端口允许多个物理寄存器被同时写入；并且

响应于一个或多个指令的执行，要求数据被写入所述多个逻辑寄存器的所述当前数据处理操作被执行，所述一个或多个指令使得针对被映射到所述寄存器重命名存储装置中的相应的两个或更多个逻辑寄存器的两个或更多个物理寄存器的同时写入经由所述多个写入端口被执行。