[发明专利]基于类型的优先化指令

说明书

背景技术

超标量处理器设计成在每个时钟周期发布多于一个的指令。通常，这些处理器包括一个或多个保留站，保留站接收并存储指令，直到指令准备就绪发布到无序管线以便执行。当其全部的输入操作数可供使用时，视为指令准备发布就绪。

在每个时钟周期，保留站选择多个就绪指令(例如，每个无序管线各一个)并且将它们发布到无序管线以便执行。然而，在任何既定时钟周期内，会存在多个准备发布就绪的指令。因此，必须存在某种用于选择就绪指令以便发布到无序管线的机制。

通常地，对最老的就绪指令赋予最高的优先级，而对最年轻的就绪指令赋予最低的优先级。尽可能快速地发布最老指令确保了重排序缓冲器不会填满并拖延指令的分发。然而，仅仅该策略并不能确保最优的处理器性能。

下面描述的实施例不限于解决已知处理器的任意一个或全部缺点的实施方案。

发明内容

提供该概述是为了以简化的形式介绍构思的选择，下面在发明详述中将进行进一步说明。该概述不意在鉴定权利要求主题的关键特征或重要特征，也不意在用作确定权利要求主题的范围的辅助。

本文中描述了用于选择指令以便发布到无序处理器的功能单元的方法和保留站。该方法包括：基于指令的类型，将每个指令分类到多个类别中的一个。一旦被分类，指令存储在对应于其被分类的类别的指令队列中。然后，从一个或多个指令队列中选择指令以基于指令类型的相对优先级而发布到功能单元。这允许某些类型的指令(例如，控制转移指令、标记设定指令和/或地址生成指令)优先于其他类型的指令，即使它们较年轻。

第一方案提供了一种选择指令以发布给无序处理器中的功能单元的方法，所述方法包括：在保留站处接收多个指令，每个指令是多种类型的指令中的一种并且基于指令类型被分类到多个类别中的一个；在所述保留站中，将每个指令存储在多个指令队列中的一个中，每个指令队列与多个类别中的一个相关联；以及在所述保留站中，基于多种指令类型的相对优先级来从一个或多个所述指令队列中选择指令以发布给功能单元。

第二方案提供了一种选择指令以发布给无序处理器中的功能单元的保留站，所述保留站包括：指令分类器，其配置为接收多个指令，每个指令是多种指令类型中的一种并且基于指令类型被分类到多个类别中的一个；多个指令队列，其与所述指令分类器通信，每个指令队列配置为接收来自所述指令分类器的已经分类到特定类别的指令并且存储所接收到的指令；以及指令调度器，其与多个指令队列中的每一个通信，所述指令调度器配置为基于多种指令类型的相对优先级来从一个或多个指令队列中选择指令以发布给功能单元。

第三方案提供了包括本文所描述的保留站的处理器。

另一方案提供了如参照图1大致描述的单线程无序处理器、如参照图2大致描述的保留站、如参照图4大致描述的选择指令以发布给功能单元的方法，以及如参照图5大致描述的多线程无序处理器。

本文中所描述的方法可通过有形存储介质上的机器可读形式的软件来实施，例如，包括计算机可读程序代码的计算机程序的形式，当程序在计算机上运行时，所述计算机可读程序代码适于实施本文所描述的任意方法的所有步骤，并且其中计算机程序可具体实现于计算机可读存储介质上。有形(或非暂态)存储介质的例子包括磁盘、拇指驱动器、存储卡等，而不包括传播信号。软件可适合于在并行处理器或串行处理器上执行，使得可以任何适当的次序或者同时地执行方法步骤。

本文所描述的硬件部件可通过在其上具有编码的计算机可读程序代码的计算机可读存储介质来生成。

这确认了，固件和软件可以是有价值的、可单独交易的商品。意在涵盖在“非智能(dumb)”或标准硬件上运行或者控制“非智能”或标准硬件以执行期望功能的软件。还意在涵盖“描述”或限定硬件的配置的软件，诸如HDL(硬件描述语言)软件，用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片，从而执行期望功能。

优选的特征可以适当的结合，这对于技术人员是显然的，并且可以与本发明的任意方案进行结合。

附图说明

参考下面的附图，通过举例的方式对本发明的实施例进行说明，其中：

图1是示例性单线程无序处理器的示意图；

图2是图1的示例性保留站和关联的功能单元的示意图；

图3是图2的示例性指令队列的示意图；

图4是用于选择指令以发布给功能单元的示例方法的流程图；

图5是示例性多线程无序处理器的示意图；

图6是示出用于多线程无序处理器的示例队列的示意图；以及