[发明专利]具有较少不必要寄存器数据存取的模式切换处理方法及相关非临时机器可读介质

说明书

相关申请的交叉引用

本申请的权利要求范围要求如下申请的优先权：2014年9月3日递交的申请号为62/045,082的美国临时案。在此合并参考上述美国临时申请案的全部内容。

技术领域

本发明有关于模式切换处理方法，更具体地，有关于模式切换处理方法及相应的处理器。

背景技术

处理器是各种电子装置所需的关键元件。例如，操作系统(operating system，OS)可由电子装置的处理器执行以控制应用软件的执行用于执行用户所需数据处理。操作系统可在不同操作系统模式间切换，例如用户模式和内核模式(kernel mode)。从第一操作系统模式到第二操作系统模式的切换需要是可逆的，当退出第二操作系统模式时，将返回第一操作系统模式，这样在没有被中断的情况下，第一操作系统模式将继续。为了实现这种可逆性，需要在刚离开第一操作系统模式时将各个寄存器(例如处理器内的寄存器)的内容存储，以使在第二操作系统模式结束使用寄存器(例如，处理器内部的寄存器)且控制返回至第一操作系统模式之后可恢复这些内容。这通常是通过在离开第一操作系统模式时将第一操作系统模式中处理器寄存器的寄存器数据保存至外部动态随机存取存储器(dynamic random access memory，DRAM)中分配的堆栈存储器的一个区域，且在返回第一操作系统模式时将来自堆栈存储器的该区域的保存的存储器数据返回至该处理器寄存器而实现的。

传统模式切换处理方法可保存和恢复处理器使用的所有寄存器的内容。然而，此传统方法所具有的问题是写入堆栈存储器和随后从堆栈存储器读取的操作相对较慢，这将不可避免地降低处理器的性能。因此，需要一种创新的模式切换处理方法能避免/减少不必要的存储器数据存取从而加速模式切换操作。

发明内容

根据本发明的实施例，提出一种具有较少不必要寄存器数据存取的模式切换处理方法及相关非临时机器可读介质。根据本发明的第一个方面，揭露一种模式切换处理方法。该模式切换处理方法包括：当操作系统模式从第一模式切换至第二模式时，将存储在多个寄存器中的寄存器数据的仅一部分保存至存储装置中；其中，在该第一模式中使用M位寄存器长度，在该第二模式中使用N位寄存器长度，且M和N为不同整数。

根据本发明的第二个方面，揭露一种模式切换处理方法。该模式切换处理方法包括：包括：当操作系统模式从第二模式切换至第一模式时，将存储装置中的保存的寄存器数据集合恢复至多个寄存器的存储空间的仅一部分；其中，M位寄存器长度用于第一模式，N位寄存器长度用于第二模式，且M和N为不同整数。

根据本发明的第三个方面，揭露一种包括存储于其中的程序代码的非临时机器可读介质。当处理器执行该程序代码时，该程序代码使该处理器执行下列步骤：当操作系统模式从第一模式切换至第二模式时，将存储在多个寄存器中的寄存器数据的仅一部分保存至存储装置中；其中，在该第一模式中使用M位寄存器长度，在该第二模式中使用N位寄存器长度，且M和N为不同整数。

根据本发明的第三个方面，揭露一种非临时机器可读介质，包括存储于其中的程序代码，其中当处理器执行该程序代码时，该程序代码使该处理器执行下列步骤：当操作系统模式从第二模式切换至第一模式时，将存储装置中的保存的寄存器数据集合恢复至多个寄存器的存储空间的仅一部分；其中，在该第一模式中使用M位寄存器长度，在该第二模式中使用N位寄存器长度，且M和N为不同整数。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的处理系统的模块示意图。

图2为根据本发明一个实施例32位处理器结构使用的寄存器的示意图。

图3为根据本发明一个实施例64位处理器结构使用的寄存器的示意图。

图4为64位通用目的寄存器的示意图。

图5为第一寄存器数据保存机制的示例示意图。

图6为第二寄存器数据保存机制的示例示意图。

图7为第三寄存器数据保存机制的示例示意图。

图8为第一寄存器数据恢复机制的示例示意图。

图9为第一寄存器数据恢复机制的示例示意图。

图10为第三寄存器数据恢复机制的示例示意图。

图11为将本发明提出的模式切换处理方法运用至基于ARM计算机系统的示例示意图。

图12为将本发明提出的模式切换处理方法运用至基于ARM计算机系统的示例示意图。