[发明专利]使用快速索引树实现加速分支预测的系统和方法

权利要求书

1.一种使用快速索引树FIT实现加速分支预测的系统，所述系统包括：

分支目标缓冲器；

FIT结构；以及

处理电路，其被配置为执行一种方法，所述方法包括：

确定要在FIT控制下执行所述分支目标缓冲器的搜索；

保存用于所述分支目标缓冲器的搜索的当前搜索地址；

在所保存的当前搜索地址处搜索所述分支目标缓冲器以获得分支预测；

根据从所述FIT结构读取下一搜索级别的预测分支的分支跳转和分支不跳转路径，确定FIT下一搜索地址；

根据所述FIT下一搜索地址，重新索引所述分支目标缓冲器的搜索；

判定在所保存的当前搜索地址处的搜索是否查找到所述分支预测；

根据在所保存的当前搜索地址处的搜索查找到所述分支预测，使用基于所述FIT下一搜索地址设置的当前搜索地址，在FIT控制下继续所述分支目标缓冲器的搜索；以及

根据在所保存的当前搜索地址处的搜索无法查找到所述分支预测，使用所保存的当前搜索地址重新索引所述分支目标缓冲器的搜索，并在没有FIT控制的情况下执行所述分支目标缓冲器的搜索。

2.根据权利要求1的系统，其中所述处理电路还被配置为执行：

根据确定要在FIT控制下执行所述分支目标缓冲器的搜索，断开包括多目标表和模式历史表中的一个或多个的辅助结构。

3.根据权利要求1的系统，其中所述FIT结构进一步包括：FIT内容可寻址存储器，其用于在分支目标缓冲器位置与FIT位置之间进行转换；分支目标缓冲器指针，其用于当所述分支目标缓冲器的搜索在FIT控制下时，针对所述分支跳转和分支不跳转路径重定向所述分支目标缓冲器的搜索；以及FIT指针，其用于针对所述分支跳转和分支不跳转路径重定向所述FIT结构的搜索。

4.根据权利要求3的系统，其中所述处理电路还被配置为执行：

根据确定要在没有FIT控制的情况下执行所述分支目标缓冲器的搜索，判定是否发现属于所述FIT结构的分支；

根据确定FIT搜索不活动并且发现属于所述FIT结构的分支，启动FIT搜索；

根据确定发现属于所述FIT结构的分支并且未在所述FIT内容可寻址存储器中标识所述分支，在所述FIT结构中安装所述分支；

根据确定在所述FIT内容可寻址存储器中标识所述分支并且导向所述分支的前一分支属于所述FIT结构，更新所述FIT结构以链接所述前一分支和所述分支；

确定所述分支目标缓冲器的搜索是否与所述FIT搜索同步；

根据是否跳转所述分支，重新索引所述分支目标缓冲器的搜索；以及

根据确定所述分支目标缓冲器的搜索与所述FIT搜索同步，在FIT控制下执行所述分支目标缓冲器的搜索。

5.根据权利要求4的系统，其中所述FIT搜索进一步包括：

搜索所述FIT结构以获得当前搜索级别；

确定用于当前级别的FIT表项中的一个或多个指针是否有效；

根据确定用于当前级别的FIT表项中的指针均无效，停止所述FIT搜索；

确定是否在预定数量的搜索级别内接收到来自所述分支目标缓冲器的预测；以及

根据确定在所述预定数量的搜索级别内接收到来自所述分支目标缓冲器的预测，递增所述当前搜索级别并根据所递增的当前搜索级别重新索引所述FIT结构。

6.根据权利要求3的系统，其中所述处理电路还被配置为执行：

根据确定已在所述分支目标缓冲器中写入表项，访问所述FIT内容可寻址存储器以确定所述表项是否在所述FIT结构中；

根据确定所述表项在所述FIT结构中，基于与所述FIT内容可寻址存储器中的所述表项对应的FIT CAM有效字段，确定所述表项是否是有效匹配；以及

根据确定所述表项有效，使所述FIT内容可寻址存储器中的所述表项以及与所述表项关联的所有匹配FIT指针无效。

7.根据权利要求3的系统，其中所述处理电路还被配置为执行：

根据确定使用有效FIT指针沿着预测的路径完成分支，保存下一FIT指针；以及

根据确定下一完成的分支是属于所述分支目标缓冲器的意外分支，使与所保存的下一FIT指针匹配的所有有效FIT指针无效。