[发明专利]使用无序指令选取器选择有序指令选取

说明书

系统及方法涉及在具有无序指令选取器的计算机系统中的指令执行，所述无序指令选取器通常用于能够并行地执行多个指令的计算系统中。此类系统通常是基于块的，并且多个指令在例如保留站RSV阵列的执行单元中进行分组。如果发生例如异常、页面错误或类似事件的事件，可能需要交换出所述块，也就是说，从执行中移除所述块，直到所述事件清除为止。通常当所述事件清除时，所述块被带入执行，但是所述块通常将分配有不同RSV阵列及从所述块开始时重新执行。标记可能引起此类事件的指令，随后通过重置所述标记来取消标记所述指令，一旦执行了所述指令，就可消除大量典型的不必要的指令重新执行。

技术领域

所公开的方面涉及并行处理多个指令的处理系统。更具体来说，示范性方面涉及在执行多个指令的处理系统中保持程序次序，可不以程序次序执行所述多个指令。

背景技术

现代处理器通常以非程序次序执行指令，以便加快执行速度及提高指令并行性。然而，存在需要以程序次序执行的一些指令，如果程序被分成将并行执行的信息块，则可能会出现问题。通常分派指令以在称为块的信息块中执行。块是具有一个入口及一个出口的代码的一部分。

有时，块可能会停止等待页面错误、等待资源等。如果块停止，则可例如在管线刷新期间将所述块从存储器移除。然而，可能已执行块中的多个指令，但是由于移除了所述块，因此当将所述块带入存储器中以执行时，可重新执行那些指令。由于可并行执行多个指令，因此可能难以知晓已执行哪些指令。

作为说明性和非限制性实例，考虑级联ISA(指令集架构)。级联ISA将代码块视为原子块，即，块中的所有指令被视为已执行或块中的无一指令被视为已执行。当代码块遇到异常并且必须延迟其执行时(例如，交换出内存、刷新或仅由于未准备好执行而延迟)，可能会导致开销。在处理执行延迟的原因之后，可再次尝试执行包含异常的代码块。然而，由于所述块是原子块，因此无一指令将被视为已执行。因此，由于级联ISA(及其它基于块的ISA)不提供重新启动块内的执行的机制，因此重新执行在异常之前执行的指令。不管已执行多少块(少于全部块)，都认为未执行所述块并且从块的开头开始执行。这种块级执行粒度防止在开始时以外的任何位置重新启动块。设想如果引起异常的指令接近所述块的末尾并且大部分指令仅在清除异常之后重新执行，则这可能非常浪费。

因此，在本领域中需要在利用指令并行性的处理器中以指令粒度按程序次序执行指令，所述处理器例如并行地执行指令的具有示范性级联ISA的那些处理器。

发明内容

本发明的示范性方面涉及用于在无序地执行指令的基于块的处理系统中保持程序次序的系统及方法。举例来说，所公开的系统及方法涉及一种使用无序指令选取器将对指令选定组的选择串行化的方法。所述方法包含：将指令标记为属于指令选定组；识别属于所述指令选定组的所述指令的程序次序；及以程序次序执行属于所述选定组的所述指令。

本发明的其它方面包含用于执行依序指令的设备。所述设备包含：解码器，其识别指令选定组并对其进行标记；保留站(RSV)，其接收标记的指令并将其放入阵列中以供执行；用于从保留站内的阵列接收复杂指令并将所述复杂指令引导至适当的功能单元的多路复用器；及接收从所述适当的功能单元产生的结果并将所述结果引导至RSV内的适当阵列的多路复用器。

本发明的其它方面包含用于执行依序指令的方法，所述方法包含：识别指令选定组；标记所述指令选定组中的每一者；接收保留站(RSV)中的标记指令；将所述标记指令放入阵列中以供执行；在多路复用器中从所述保留站内的所述阵列接收复杂指令；将所述复杂指令引导至适当的功能单元；在多路复用器中从所述适当的功能单元接收结果；及将所述结果引导至所述RSV内的适当阵列。

本发明的方面还包含跳过依序指令的执行的方法。所述方法包含：检测在计算机代码的未获取分支中的依序指令；及取消标记所述依序指令。

本发明的方面还包含用于检测最早备用指令的方法。所述方法包含：检测最早依序指令；确定最早备用指令比所述最早依序指令晚；及允许跳过所述最早依序指令。