[发明专利]一种容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法及其处理结构

权利要求书

1.一种容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法，其特征在于：

首先，修改cache的命中判断逻辑：定义“假命中”状态，标识被流水线清空的无效指令对cache的访问结果；

然后，定义“假命中”状态下cache的行为：cache无需给流水线提供正确的指令码或数据字，直接将访问地址对应的缓存信息进行输出；

其次，实现指令cache“假命中”状态的流水线控制：取指操作中将处理器生成的流水线清空信号直接作用于指令cache，使当前周期无效指令在访问cache时能够选择“假命中”状态；

再次，实现数据cache“假命中”状态的流水线控制：在异常处理开始时，使用处理器生成的流水线清空信号与存储器访问级无效标识信号的“或”逻辑作为数据cache“假命中”状态的选择控制；

最后，在发生异常的情况下，cache进入“假命中”状态，直接将数据返回给流水线，既不保证数据的正确性也不发送访存请求，进而使得流水线继续推进。

2.根据权利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法，其特征在于：所述的异常处理的指令包括正在访问数据cache的指令以及后续周期访问数据cache的指令。

3.根据权利要求1或2所述的容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法，其特征在于：处理器生成的流水线清空信号作用于当前所有指令的流水级后，将前一个流水级的无效标识信号向后一个流水级传递。

4.根据权利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法，其特征在于：所述的异常处理前首先进行保存现场操作，然后通过流水线清空控制信号对异常指令之后的所有指令进行标识；所述的异常指令之后的所有指令包括从取指级到存储器访问级的指令。

5.根据权利要求1所述的容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理方法，其特征在于：所述的无效指令包括对应译码级、寄存器访问级以及执行级的指令。

6.一种容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理结构，其特征在于：包括能够标识被流水线清空的无效指令对cache的访问结果的命中判断逻辑单元，流水线取指操作中能够将处理器生成的流水线清空信号直接作用于指令cache的指令控制单元，以及流水线异常处理开始时能够将处理器生成的流水线清空信号与存储器访问级无效标识信号的“或”逻辑作为数据cache选择控制的数据控制单元，所述的命中判断逻辑单元标识的无效指令能够通过cache将缓存信息直接进行输出。

7.根据权利要求6所述的容忍cache缺失快速清空流水线的异常处理结构，其特征在于：所述的能够标识被流水线清空的无效指令对cache的访问结果的命中判断逻辑单元包括多路选择器及其选择逻辑单元。