[发明专利]分支预测预加载

说明书

技术领域

本发明总的来说涉及计算机处理系统，并且更具体地涉及分支预测预加载。

背景技术

计算机处理器中的指令流水线通过利用大量流水线阶段处理指令，改善指令执行吞吐量，其中多个阶段能够并行作用于指令流中的不同指令。如果在流水线的指令提取阶段提取下一个指令之前，处理器等待直到在流水线的执行阶段消解条件分支指令为止，则指令流中的该条件分支指令可能导致流水线停滞。分支预测器可以尝试推测是否取条件分支。分支预测器还可以包括分支目标预测，该分支目标预测尝试在通过解码和执行指令本身来计算其之前，推测所取条件分支或者无条件分支的目标。分支目标可以通过寄存器的基于偏移量和/或者间接引用的计算地址。

分支目标缓冲器(BTB)能够用于根据分支指令的地址预测的所取的分支指令的目标。预测分支指令的目标通过不等待分支指令到达流水线的执行阶段以计算分支目标地址而能够防止流水线停滞。通过执行分支目标预测，可以在该周期或者分支指令之后的周期，代替在分支指令与预测的所取的分支指令的目标之间具有多个气泡/空周期，执行分支的目标指令解码。可以包括在BTB中的或者独立实现的其他分支预测分量包括分支历史表和模式历史表。分支历史表能够作为分支地址的函数地预测分支(取与不取)的方向。模式历史表能够支持作为所遇到的引导到要预测的给定分支的分支的模式的函数的分支的方向预测。

发明内容

实施例包括用于分支预测预加载的系统、方法以及计算机程序产品。用于分支预测预加载的系统包括：耦接到处理电路的指令高速缓存和分支目标缓冲器。配置该处理电路以执行方法。该方法包括：从指令高速缓存提取指令流中的多个指令；以及对指令流中的分支预测预加载指令解码。该方法还包括：由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的地址；以及由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的预测目标地址。该方法还包括：识别分支预测预加载指令中的掩蔽字段；以及由处理电路，根据该掩蔽字段，确定预测分支指令的分支指令长度。根据执行分支预测预加载指令，向分支目标缓冲器预加载预测分支指令的地址、分支指令长度以及与预测分支指令相关联的预测目标地址。

用于分支预测预加载的方法包括：提取指令流中的多个指令；以及对指令流中的分支预测预加载指令解码。该方法还包括：由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的地址；以及由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的预测目标地址。该方法还包括：识别分支预测预加载指令中的掩蔽字段；以及由处理电路，根据该掩蔽字段，确定预测分支指令的分支指令长度。根据执行分支预测预加载指令，向分支目标缓冲器预加载预测分支指令的地址、分支指令长度以及与预测分支指令相关联的预测目标地址。

计算机程序产品包括有形存储介质，可由处理电路读取该有形存储介质，并且该有形存储介质存储用于由处理电路执行方法而执行的指令。该方法包括：提取指令流中的多个指令；以及对指令流中的分支预测预加载指令解码。该方法还包括：由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的地址；以及由处理电路，根据分支预测预加载指令，确定预测分支指令的预测目标地址。该方法还包括：识别分支预测预加载指令中的掩蔽字段；以及由处理电路，根据该掩蔽字段，确定预测分支指令的分支指令长度。根据执行分支预测预加载指令，向分支目标缓冲器预加载预测分支指令的地址、分支指令长度以及与预测分支指令相关联的预测目标地址。

附图说明

在概括说明中特别指出并且在权利要求书中明确要求保护本发明的主题。根据下面结合附图所做的详细描述，本实施例的上述以及其他特征和优点显而易见，其中：

图1A是示出实施例中的典型主计算机系统的示意图；

图1B是示出实施例中的典型模拟主计算机系统的示意图；

图1C是示出实施例中的典型计算机系统的示意图；

图2是示出实施例中的典型计算机网络的示意图；

图3是示出实施例中的计算机系统的元件的示意图；

图4A-4C是示出实施例中的计算机系统的详细元件；

图5示出根据实施例的用于分支预测预加载指令的指令格式；

图6示出根据实施例的用于分支预测预加载指令的另一指令格式；

图7示出根据实施例的用于分支预测预加载的处理流程；以及

图8示出根据实施例的计算机程序产品。

具体实施方式