[发明专利]上下文状态管理技术

说明书

本申请是优先权号为US 11/230,721，申请日为2005年9月19日、申请号为200610139906.7，题为“上下文状态管理技术”的申请的分案申请。

技术领域

本发明的实施例涉及微处理器架构，尤其涉及在微处理器内管理上下文状态信息。

背景技术

现代微处理器可执行要求改变上下文状态的许多功能。例如，微处理器可当在诸如软件“线程”的指令组之间进行切换时改变上下文状态信息。例如，在软件线程之间改变时，一组指令的上下文状态可保持于一存储器位置且另一组指令的上下文状态可从存储器恢复并载入微处理器。

参考软件线程，“上下文状态”可表示处理器内上下文切换之间要保持的每个软件线程的状态的一部分。上下文状态可存入处理器架构寄存器、控制寄存器或诸如存储器的其它存储区。上下文状态通常由大量比特表示，这些比特的值定义了特殊的上下文状态。

术语“上下文切换”通常表示从一个处理器执行状态变到另一个，诸如软件线程切换。上下文切换通常由操作系统或由用户的程序来执行。例如，上下文切换可因调用用户程序内的子例程而发生，其中当发生对子例程的调用时调用程序的上下文被保存于诸如“堆栈”的存储区中，且当从所调用的子例程返回时从该存储区恢复。

通常，由于存储器中上下文状态保存区域的组织结构以及与这些保存区域被寻址的粒度大小，以可包括在给定时间上所需的更多上下文状态信息的组将上下文状态保存在存储器中或恢复到处理器寄存器。结果，每次从存储器恢复上下文状态时，会替换大量不必要的处理器状态信息。例如，操作系统或用户程序可仅请求属于处理器内执行的特殊软件线程或其它进程的上下文状态信息的子集。然而，现有技术的上下文状态保存和恢复机制会要求属于一线程或其它进程的所有上下文状态被恢复和/或保存，以检索属于所关心的线程或进程的任何上下文状态信息。

因此，现有技术的上下文状态管理技术导致性能和资源的低效率。

附图说明

附图中，作为示例而非限制来说明本发明的实施例，图中相同的标号表示相似的元件，其中：

图1是示出根据本发明一个实施例的具有保存区域片段的保存区域的示图。

图2是示出根据本发明一个实施例的使用保存状态片段的操作的示图。

图3示出了其中使用中的比特矢量被用于缓和空恢复和空保存操作的至少一个实施例的操作。

图4是示出根据本发明一个实施例的指示和检测保存区片段内的错误的技术的流程图。

图5是其中可使用本发明的至少一个实施例的共享总线计算机系统。

图6是其中可使用本发明的至少一个实施例的点对点计算机系统。

具体实施方式

本发明的实施例涉及微处理器架构。更具体地，本发明的实施例涉及管理处理器上下文状态。本发明的至少一个实施例将扩展功能引入某些现有技术的上下文状态管理技术，以便在读取和更新微处理器内的上下文状态信息时提升资源和性能效率。

操作系统和/或用户程序通常使用诸如动态随机存取存储器(DRAM)的存储器结构中的区域(“保存区”)，用于在上下文切换时存储上下文状态。在其它现有技术的系统中，诸如异常处理机的一些软件例程可按需要(动态地)在诸如堆栈的存储器存储区内分配该保存区。指令集架构通常定义一个或多个指令来处理存储器中上下文状态的存储或者从存储器的上下文状态的恢复。例如，在一个指令集架构中，两个指令(例如，“FXSAVE”和“FXRSTOR”)可用于分别地将上下文状态存入存储器并从存储器向处理器的寄存器恢复上下文状态。在其它指令集架构中，可使用两个以上或以下的指令来管理上下文状态信息。

在本发明部分的至少一个实施例中，定义保存区的“片段”或“分段”，它们可被初始化并被用于在不初始化、保存或恢复整个保存区的情况下存储和访问上下文状态信息。在本发明的一个实施例中，允许访问上下文状态保存区的片段节省了用于更新、初始化或读取上下文状态信息所必需的时间量和存储区。

此外，在本发明的至少一个实施例中，提供保存区内的“使用中”比特或使用中比特组(“比特矢量”)，以指示特定的保存区片段或保存区片段组是否包含有效信息。使用中的比特或比特矢量可通过消除在从存储器向处理器寄存器恢复上下文状态后进行有效性检查的需要而进一步提升上下文状态管理效率。相反，使用中的比特或比特矢量可简单地被读取，确定相应的片段是否包含有效信息。