[发明专利]用于指令高速缓存踪迹生成的设备和方法

权利要求书

1.一种设备，包括：

计算机系统中央处理器；

分层存储器，操作地连接到所述中央处理器并由此可存取，所述分层存储器具有一级高速缓存，在可互换的位置中存储顺序指令的常规高速缓存线和预测分支指令的踪迹高速缓存线；

电路，操作地连接到所述分层存储器，并且产生要存储在所述一级高速缓存中的数据，所述电路区分常规高速缓存线和踪迹高速缓存线。

2.根据权利要求1的设备，其中，所述电路包括踪迹产生缓冲器，其中，踪迹高速缓存线根据源自较高级的高速缓存的指令而汇集。

3.根据权利要求2的设备，其中，所述电路包括操纵电路，它引导源自较高级的高速缓存的常规的高速缓存线绕过所述踪迹发生缓冲器，并直接转到所述一级高速缓存中的存储并执行。

4.根据权利要求1的设备，其中，所述电路包括解码/分支预测组件，指令在从较高级的高速缓存移动到该一级高速缓存时通过该组件。

5.根据权利要求1的设备，其中，所述电路执行多个限定环境的规则中的至少一个，在该限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止。

6.根据权利要求1的设备，其中，所述电路执行多个规则，这些规则中的每个都限定环境，在该限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止。

7.根据权利要求1的设备，其中，所述电路至少执行从多个限定环境的规则中选定的一个，在该限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止，这些规则规定：

(1)踪迹线具有由高速缓存中每线的物理长度确定的最大值N个指令；

(2)如果在基本块的末端，该踪迹从踪迹缓冲器的末端在预定数量的指令内被填充，则终止踪迹线的构造；

(3)由于分支到地址不能准确预测，因此踪迹终止于与数据相关的分支目标上(分支到链接，分支到计数)；

(4)踪迹终止于用于形成环路的bdnz(和类似类型的)指令上，以避免环路中指令的重复；

(5)带有负位移的分支假设是循环代码并结束踪迹，以免环路中指令的重复；

(6)踪迹结束于第M个基本块的末端(M可以是4、5或某些其它的合宜的长度)，从而相对于原来预计的采用分支(branch-taken)方向，限制在改变分支行为的踪迹中的分支的暴露。

8.一种方法，包括：

将计算机系统中央处理器和该中央处理器可存取的分层存储器连接起来；

区分顺序指令的常规高速缓存线和预测的分支指令的踪迹高速缓存线；

在分层存储器的一级高速缓存的可交换的位置中选择地存储常规的高速缓存线和踪迹高速缓存线。

9.根据权利要求8的方法，还包括，在传送汇集的踪迹高速缓存线以便在一级高速缓存中的存储之前，将踪迹高速缓存线汇集在踪迹发生缓冲器中。

10.根据权利要求9的方法，其中，所述踪迹高速缓存线的汇集包括执行多个限定环境的规则中的至少一个，在该限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止。

11.根据权利要求9的方法，其中，踪迹高速缓存线的汇集包括执行多个规则，这些规则中的每一个都限定环境，在所限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止。

12.根据权利要求9的方法，其中，所述踪迹高速缓存线的汇集包括至少执行从多个限定环境的规则中选择的一个，在该限定的环境下要高速缓存的踪迹线被终止，这些规则规定：

(1)踪迹线具有由高速缓存中每线的物理长度确定的最大值N个指令；

(2)如果在基本块的末端，该踪迹从踪迹缓冲器的末端在预定数量的指令内被填充，则终止踪迹线的构造；

(3)由于分支到地址不能准确预测，因此踪迹终止于与数据相关的分支目标上(分支到链接，分支到计数)；

(4)踪迹终止于用于形成环路的bdnz(和类似类型的)指令上，以避免环路中指令的重复；

(5)带有负位移的分支假设是循环代码并结束踪迹，以免环路中指令的重复；

(6)踪迹结束于第M个基本块的末端(M可以是4、5或某些其它的合宜的长度)，从而相对于原来预计的采用分支(branch-taken)方向，限制在改变分支行为的踪迹中的分支的暴露。