[发明专利]间接分支预测

说明书

用于预测程序中跳转表switch语句的目标位置的方法和分支预测器。所述方法包括在分支预测器处连续地监控指令，以便确定它们是否写入存储跳转表switch语句的输入变量的寄存器。将对于被监控的寄存器的任何更新存储在由所述分支预测器维持的寄存器表中。然后，当到了对于跳转表switch语句指令做出预测的时间时，所述分支预测器使用存储在所述表中的寄存器值来预测所述跳转表switch语句将分支到哪里。

背景技术

乱序处理器典型地包括分支预测器，该分支预测器在诸如分支指令的被已知为产生可能的流改变的指令的情况下预测程序流将采取哪个方向。分支预测是有用的，因为它在知道分支指令的结果之前能够使指令由处理器推测性地执行。

然而，间接分支(例如，以变量而非常量值为基础的分支)是难于预测的，因为分支预测器必须同时预测分支是否被采用以及目标在哪里二者。因此，许多分支预测器无法精确地预测间接分支。

一种解决方案是改进由分支预测器使用的预测算法。然而，这通常相当困难而且是时间密集的。

另一种解决方案是实现一种编译器，该编译器配置为移除与任何类似于switch结构的代码，因而不需要间接分支。然而，识别能够移除代码的情况是困难的。

下面描述的实施例并不局限于解决已知的乱序处理器的任何或全部缺点的实现。

发明内容

提供这一发明内容部分以便按照简化的形式引入下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这一发明内容部分并不意在识别请求保护的主题的关键特征或基本特征，也并不意在作为确定请求保护的主题的范围时使用的辅助手段。

本文描述了用于预测程序中跳转表switch语句的目标位置的方法和分支预测器。所述方法包括在所述分支预测器处连续地监控指令以便确定它们是否写入用于存储跳转表switch语句的输入变量的寄存器。将对于被监控的寄存器的任何更新存储在由所述分支预测器维护的寄存器表中。然后，当到了对于跳转表switch语句指令进行预测的时间时，所述分支预测器使用存储在所述表中的寄存器值来预测所述跳转表switch语句将分支到哪里。

第一方面提供一种用于预测由处理器执行的程序中的switch语句的目标位置的方法，所述方法包括：将对于至少一个被监控的寄存器的当前值存储在由分支预测器维持的寄存器表中，每一个被监控的寄存器已经被识别为存储跳转表switch语句的输入变量，跳转表switch语句是已经被编译到跳转表的switch语句；在分支预测器处接收指令用于预测；使用所述分支预测器确定接收到的指令是否写入具有更新值的被监控的寄存器之一；对确定接收到的指令写入具有更新值的被监控的寄存器之一做出响应，，更新对于被写入的具有更新值的所述寄存器的所述寄存器表中的当前值；并且使用所述分支预测器，使用所述当前值来预测跳转表switch语句指令的目标位置。

第二方面提供一种分支预测器，所述分支预测器包括：寄存器表(116、534、536)，所述寄存器表存储对于至少一个被监控的寄存器的当前值，每一个被监控的寄存器已经被识别为存储跳转表switch语句的输入变量，跳转表switch语句是已经被编译到跳转表的switch语句；以及与所述寄存器表(116、534、536)通信的逻辑单元，所述逻辑单元配置为：接收指令用于预测；确定接收到的指令是否写入具有更新值的被监控的寄存器之一；对确定接收到的指令写入具有更新值的被监控的寄存器之一做出响应，更新对于被写入的具有更新值的所述寄存器的所述寄存器表中的当前值；并且使用所述当前值来预测跳转表switch语句指令的目标位置。

第三方面提供一种处理器，所述处理器包括根据第二方面的分支预测器。

第四方面提供一种基本上参照图1和图2描述的处理器。

第五方面提供一种基本上参照图4描述的预测switch语句指令的目标位置的方法。

第六方面提供一种基本上参照图2和图5描述的处理器。