[发明专利]执行屏蔽加载和存储操作的指令和逻辑

说明书

技术领域

本发明涉及支持屏蔽(mask)操作的逻辑、处理器及系统。

背景技术

随着处理器技术的进步，也不断生成新代码在具有这些处理器的 机器上运行。用户一般对他们的计算机，不管其在用的软件类型，期 望和需要更高性能。可能问题产生自实际在处理器内执行的这些类型 的指令和操作。基于所需要的电路的类型和/或操作的复杂性，某些类 型的操作会需要更多时间才能完成。这提供了优化某些复杂操作在处 理器内执行的方式的机会。

媒体应用是微处理器开发的驱动力。因此，显示图像和播放音频 和视频数据(通称为内容)已成为目前的计算装置越来越流行的应用。 此类操作是计算密集的，但是提供高级别的数据并行性，可以通过采 用多种数据存储装置(例如单指令多数据(SIMD)寄存器)的有效 的实现来利用这种高级别的数据并行性。许多目前的体系结构还需要 多个操作、指令或子指令(常常称为“微操作”或“μops”)来对多 个操作数执行多种数学运算或数据传输操作，从而减小了吞吐量并增 加了执行这些操作所需的时钟周期数。

在SIMD或矢量化操作中常常使用屏蔽，以使得程序员能够屏蔽 矢量的某个部分。它广泛地应用于条件操作、矢量化循环的开始/结束 或短矢量支持。矢量数据的屏蔽加载和存储是非常复杂的操作，通常 需要许多单独指令和时钟周期以用于执行。在此类操作期间，完全不 得执行矢量化加载/存储操作的一些部分(“被屏蔽”部分)。因为存储 器操作通常以块(例如加载128位、存储128位)来执行，所以支持 屏蔽操作以合理性能进行，不需要参考屏蔽来进行块加载，变得非常 棘手。

由于未对准的加载、页/分段故障、数据断点支持等，使得使用例 如基于体系结构(IA-32)的处理器的处理器体系结构来执行屏蔽 加载和存储甚为更加棘手。例如，当执行128位屏蔽加载时，可能是 该数据的一部分位于一个页中而另一部分位于另一页中。如果这些页 其中之一不存在，而恰好属于此页的部分未被屏蔽，则会产生页故障。 因此，目前的体系结构不足以解决有效执行屏蔽加载和存储操作。相 反此类技术需要很多处理周期，并且可能导致处理器或系统为执行这 些被屏蔽的操作而耗费不必要的功率。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于执行屏蔽加载和存储操 作的设备，包括：

模块，其用于接收和执行屏蔽移动指令以将矢量数据元素从源位 置传送到目的地位置，所述矢量数据元素包含多个压缩数据元素，其 中所述屏蔽移动指令要根据矢量屏蔽寄存器中的屏蔽信息来执行，

其中所述屏蔽移动指令是屏蔽加载指令，以及所述模块用于执行 择机性全宽度加载操作以获取所述矢量数据元素并将其存储到临时 存储装置中，然后确定在所述执行期间是否发生异常，其中如果发生 异常，则所述模块使用微代码处理程序对所述矢量数据元素中未屏蔽 的部分单个地执行加载操作以将其加载到所述目的地位置。

根据本发明的另一个方面，提供了一种用于执行屏蔽加载和存储 操作的方法，包括：

响应系统的处理器中执行屏蔽移动指令，从所述系统的第一存储 装置获取包含多个压缩值的数据，以及将所述数据存储在所述系统的 目的地存储装置中，其中所述屏蔽移动指令要根据矢量屏蔽寄存器中 的屏蔽信息来执行；

择机性地以全宽度加载操作获取所述数据并将其存储到临时存 储装置中；以及

确定在所述全宽度加载操作期间是否发生异常，如果是则执行处 理程序以独立地获取所述多个压缩值的每个并将其存储在所述目的 地存储装置中。

根据本发明的又一个方面，提供了一种用于执行屏蔽加载和存储 操作的方法，包括：

响应指令的执行，择机性地执行全宽度移动操作以从第一存储装 置获取包含多个压缩值的矢量数据元素，以及将所述矢量数据元素存 储在目的地存储装置中，

其中，所述指令是根据屏蔽的矢量屏蔽加载指令以将所述矢量数 据元素从由关联于所述矢量屏蔽加载指令的源标识符所指示的存储 器位置加载到由关联于所述矢量屏蔽加载指令的目的地标识符所指 示的存储装置中，其中所述屏蔽被存储在矢量屏蔽寄存器中，其中所 述矢量屏蔽加载指令使得处理器能够在发生异常的情况下将所述压 缩值中未屏蔽的压缩值单个地从所述第一存储装置加载到所述目的 地存储装置。