[发明专利]带有旁路多个实例化表的移动消除的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及计算机系统，具体而言，涉及提高由计算机系统执行数据复制指令的效率。

背景

物理寄存器之间的数据复制操作代表由处理器执行的大部分操作。因此，优化它们的执行可以提高处理器的总体性能。

附图简述

本发明是通过示例而不是作为限制来说明的，当与附图一起考虑时并参考下列详细描述时，可以更完全地理解本发明，在附图中：

图1描绘了根据本公开的一个或多个方面的示例计算机系统的高级组件图示；

图2描绘了根据本公开的一个或多个方面的处理器的框图；

图3a-3b示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的处理器微体系结构的要素；

图4示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的图1的示例计算机系统100的示例处理器及其他组件的多个方面；

图5示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的通过寄存器别名使用(aliasing)来执行移动操作的示例；

图6a-6c示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的使用多个实例化表（MIT）来进行物理寄存器文件（PRF）条目跟踪；

图7a-7c示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的MIT分配和预留逻辑；

图8a-8c示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的MIT孤立回收逻辑；

图9a-9c、10a-10c以及11a-11c示意地示出了根据本公开的一个或多个方面的通过旁路MIT逻辑来实现的数据操纵操作的多个示例；

图12示意地示出了根据本公开的一个或多个方面实现移动消除逻辑的示例电路；

图13描绘了根据本公开的一个或多个方面的示例方法的流程图；以及

图14描绘了根据本公开的一个或多个方面的示例计算机系统的框图。

具体实施方式

此处描述了用于利用旁路多个实例化表（MIT）逻辑来实现移动消除的计算机系统以及相关的技术。此处的“移动消除(move elimination)”应该是指执行寄存器复制操作，而不使用执行单元（例如，通过修改寄存器别名表中的条目）。

出于提高指令执行的效率的目的，处理器可以实现寄存器别名使用：可以使用称为物理寄存器文件（PRF）的第一数据结构来存储物理寄存器值，并且可以使用称为寄存器别名表（RAT）的第二数据结构来存储将逻辑寄存器标识符（诸如，例如，R8或AX）映射到存储在PRF中的值的指针。寄存器别名使用允许通过修改别名表中的条目而不将这些指令发送到执行单元，来执行某些指令。这样的指令的示例包括寄存器归零指令（诸如，例如，XOR AX，AX）和寄存器复制指令（诸如MOV指令）。由于寄存器复制指令不会创建新的值，因此，可以将源寄存器指针复制到RAT中的目的地寄存器指针，以便指令将不需要使用执行单元和另一PRF条目。此过程被称为“移动消除”，因为从发送到执行单元的流中消除了移动指令。

在上文所描述的寄存器别名使用方案中，可能需要跟踪PRF表条目的使用，以便确定何时可以释放PRF条目以供新指令使用。可以使用称为多个实例化表（MIT）的第三数据结构来跟踪PRF表条目的使用，如下面更详细地描述的。

此处所描述的系统和方法可以预先计算两个或更多数据操纵操作的依赖关系，然后执行单个MIT更新以反映两个或更多操作的结果，如此，改善移动消除操作的时序和功率消耗方面。下面作为示例而并非作为限制地详细描述了上面引用的方法和系统的各方面。

在下面的描述中，阐述了很多具体细节，诸如特定类型的处理器和系统配置、特定硬件结构、特定体系结构和微体系结构细节、特定寄存器配置、特定指令类型、特定系统组件、特定测量值/高度、特定处理器流水线级和操作等等的示例，以便提供对本发明的全面的理解。然而，对本领域普通技术人员显而易见的是，可以不必使用这些具体细节来实施本发明。在其他情况下，没有详细描述已知的组件或方法，诸如特定和替代处理器体系结构、特定逻辑电路/用于描述算法的代码、特定固件代码、特定互连操作、特定逻辑配置、特定制造技术和材料、特定编译器实现、代码中的算法的特定表达、特定断电和选通技术/逻辑及计算机系统的其他特定操作细节，以避免对本发明造成不必要的模糊。