[发明专利]跳转链接指令的实现方法、系统、计算机设备和存储介质

说明书

本申请涉及一种跳转链接指令的实现方法、系统、计算机设备和存储介质。该方法通过在指令分派阶段将跳转链接指令分解成两个操作，计算链接地址并将结果写入目的寄存器的操作在整数计算单元执行，计算分支目标地址并完成跳转的操作在分支单元执行，分支单元只需要实现一个计算模块且不需要设置结果写总线，两个操作对应再定序缓冲中的一项，再定序缓冲中设置一个表示两个操作还有几个未完成的字段，每个操作执行完毕后都会将这个字段减1，当这个字段的值为0时，表示跳转链接指令已经完成、可以提交。通过该方法能够减小在芯片结构设计过程中的面积开销。

技术领域

本申请涉及大数据领域，特别是涉及一种跳转链接指令的实现方法、系统、计算机设备和存储介质。

背景技术

处理器体系结构中通常都会定义跳转链接指令，比如开源处理器体系结构RISC-V中的JAL（Jump and Link）指令，这条指令的功能是将链接地址，也即JAL的下一条指令的地址保存在目的寄存器中，然后跳转到分支目标地址处。

在设计乱序超标量处理器时，可以在分支单元同时完成跳转链接指令的链接地址计算保存和分支跳转这两个功能，但是这种方式需要分支单元实现两个计算模块，一个完成链接地址的计算，一个完成分支目标地址的计算，还需要设置一条结果写总线写回链接地址，导致整数寄存器文件写端口增加一个，整数数据旁路网络中也多了一条旁路来源，这都会令处理器面积开销增大。而实际上分支指令大部分是不具有链接功能的，不需要计算链接地址并写入目的寄存器，在分支单元增加一个计算模块并设置一条结果写总线不利于实现性能、面积、功耗更优的设计。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种跳转链接指令的实现方法、系统、计算机设备和存储介质。

第一方面，本发明实施例提供了一种跳转链接指令的实现方法，包括以下步骤：

取出跳转链接指令，对所述跳转链接指令进行译码和重命名；

将所述跳转链接指令分解成两个操作：第一个操作完成链接地址的计算并将结果写入目的寄存器，第一个操作分派到整数计算单元；第二个操作完成分支目标地址的计算并进行跳转，并将第二个操作分派到分支单元；

在所述整数计算单元完成第一个操作的执行，在所述分支单元完成第二个操作的执行；

检查两个操作的执行结果，并提交执行完毕的所述跳转链接指令。

进一步的，所述将所述跳转链接指令分解成两个操作：第一个操作完成链接地址的计算并将结果写入目的寄存器，第一个操作被分派到整数计算单元；第二个操作完成分支目标地址的计算并进行跳转，第二个操作被分派到分支单元，包括：

第一个操作包括有一个源操作数PC和一个隐含的立即数操作数，还包括一个目的操作数；

第二个操作有两个源操作数，一个是源操作数PC，另一个是立即数操作数；

根据乱序超标量处理器中用于实现指令顺序提交的结构，将分派到整数计算单元和分支单元的两个操作在再定序缓冲中分派同一顺序项；

在所述再定序缓冲中设置未完成操作指令字段并进行命名。

进一步的，所述在整数计算单元对所述链接地址进行计算，并将结果写入目的寄存器中，在分支单元对所述分支目标地址进行计算并完成跳转，包括：

判断要执行的操作的类型，根据判断结果确定不同的操作；

当判断结果需要在所述整数计算单元进行操作时，计算所述链接地址并将结果写入目的寄存器；

当判断结果需要在所述分支单元进行操作时，计算分支目标地址并完成跳转。

进一步的，所述检查所述操作的执行结果，并提交执行完毕的所述跳转链接指令，包括：