[发明专利]用于实现页级自动二进制转换的硬件剖析机制

说明书

由性能监视硬件实现的硬件剖析机制实现页级自动二进制转换。该硬件在运行时期间标识存储器中包含潜在能被优化的指令的代码页。该硬件请求在所述存储器中分配与所述代码页相关联的新页，其中所述新页包含计数器的集合，并且所述计数器中的每一个对应于所述代码页中的指令中的一个。当该硬件检测到具有在该代码页内的分支目标的分支指令时，它使在该新页中具有与代码页中的分支目标相同的位置的计数器之一递增。重复该代码页的执行，并在分支目标落在该代码页之内时使计数器递增。该硬件然后将所述新页中的所述计数器值提供给二进制转换器以用于二进制转换。

本申请是PCT国际申请号为PCT/US2012/031572、国际申请日为2012年3月30日、中国国家申请号为201280072148.5、题为“用于实现页级自动二进制转换的方法、装置、系统和设备”的申请的分案申请。

技术领域

本公开涉及处理逻辑、微处理器以及相关的指令集架构的领域，这些指令集架构在被处理器或其他处理逻辑所执行时执行逻辑、数学或其他功能性操作。

背景技术

计算机程序通常针对特定的计算机处理器架构被编译成二进制代码。这在该计算机处理器进化以实现更先进的指令集、更强大的功能单元或不同的数据格式时产生问题。每当引入新一代处理器时，计算机硬件和软件供应商不得不花费大量的工程设计资源以及金钱资源来帮助旧的计算机程序在新计算机处理器上运行。

在现代计算机中，通常通过处理器的前端处的解码器将经编译的二进制代码解码成微代码。一种使旧软件能在新处理器上运行的现有方法是动态二进制转换，动态二进制转换将二进制代码从一个指令集转换至另一指令集。如果经编译的二进制代码包含热点(hot spot)，即程序的频繁执行部分，则可对包含该热点的代码区(而不是整个代码)执行二进制转换。这样的部分二进制转换的结果是处理器专用和经优化的代码。

为了对热点执行部分二进制转换，首先需要使有效的热点检测机制就位。常规的热点检测机制收集并分析二进制代码的运行时(runtime)统计，由此确定热点的存在。然而，常规的热点检测机制会使用大量的存储器来存储所收集的统计，并且会招致显著的硬件成本以用于跟踪二进制代码的运行时行为。

在检测到热点之后，调用转换器软件以产生该热点代码的经优化版本。然后将经优化的代码安装在存储器中，并执行经优化的版本，而不是执行原始原生代码。找出并优化热点的过程花费了相当大量的处理时间和硬件资源，这些处理时间和硬件资源原本可用于执行原生代码。然而，由于硬件和软件限制，当前系统标识并转换相同的热点，并存储和安装用于每个虚拟地址的相同的经优化代码和其中检测到热点的上下文。因此，每当创建新上下文时，即使之前已经对于相同代码执行了整个过程，相同代码中包含的热点也被重新检测和重新安装。因此，系统资源被低效地利用，并且系统性能降级。

附图简述

在附图的以下各图中通过示例而非限制地说明多个实施例：

图1是根据一个实施例的具有性能监视硬件的指令处理装置的示例实施例的框图。

图2示出根据一个实施例的被分配给代码页的新页的示例。

图3示出根据一个实施例的用于运行时二进制转换的性能监视系统的元件。

图4是示出根据一个实施例要执行的操作的流程图。

图5是示出根据一个实施例要执行的操作的另一流程图。

图6是示出根据一个实施例的使用软件指令转换器将源指令集中的二进制指令转换为目标指令集中的二进制指令的框图。

图7A是根据一个实施例的有序和无序流水线的框图。

图7B是根据一个实施例的有序和无序核的框图。

图8A-B是根据一个实施例的更具体的示例性的有序核架构的框图。