[发明专利]具有位域操纵指令的数据处理装置及方法

说明书

本申请是基于申请号为201180056035.1、申请日为2011年9月29日、申请人为ARM有限公司、发明名称为“具有位域操纵指令的数据处理装置及方法”的发明提出的分案申请。

技术领域

本发明关于数据处理的领域。

背景技术

在数据处理系统中，数据值有时可含有若干相邻位，这些位的值独立于数据值的其余位而受关注。这样一组相邻位可被认为是位域(bitfield)，且该组中的相邻位的数目可被认为是位域的宽度。例如，表示RGB色值的数据值可包括分别表示红色成分、绿色成分及蓝色成分的位域。有时，可能希望操纵含有位域的数据值以便将位域与该位域的周围隔离。例如，有人可能希望仅提取或替换RGB色值中的绿色成分。本技术试图提供位域操纵指令的有效编码，该位域操纵指令可控制处理装置执行各式各样不同种类的位域操纵。

在本申请案中，记法<X：Y>指示从位位置X处的最高有效位延伸至位位置Y处的最低有效位的一组相邻位。由<X：Y>所描述的组宽度为X-Y+1位。例如，表述<4：0>指示位位置4至0处的5位宽度，其中位<4>比位<0>更有效。应注意，记法<X：Y>并非暗示储存位置内的位的任何特定储存次序，因为储存次序不必与有效性的次序相同(例如，可使用大端或小端储存格式)。

在本申请案中，跟随有一系列1及0的前缀0b表示二进制记数法中的数值。例如，0b110表示十进制记数法中的值6。

发明内容

从一个方面来看，本发明提供一种数据处理装置，该数据处理装置包含：

处理电路，该处理电路被配置为执行处理操作；

指令译码器，该指令译码器响应于程序指令产生用于控制该处理电路执行所述处理操作的控制信号；其中：

所述程序指令包括位域操纵指令，该位域操纵指令至少识别第一源数据值、第二源数据值及控制值，该第第一源数据值包含各自具有N位<N-1：0>的至少一个第一源数据元素，该第二源数据值包含各自具有N位<N-1：0>的至少一个第二源数据元素；

该控制值包括用于指示位域宽度W、源位位置A及结果位位置B的信息，其中1≤W≤N，0≤A≤(N-W)及0≤B≤(N-W)；以及

该指令译码器响应于该位域操纵指令以产生用于控制该处理电路产生结果数据值的控制信号，该结果数据值包含至少一个结果数据元素，每个结果数据元素对应于相应第一源数据元素及相应第二源数据元素，每个结果数据元素具有N位<N-1：0>，这些位包含：

(a)具有与该相应第一源数据元素的位<A+W-1：A>相对应的位值的位<B+W-1：B>；

(b)若B+W＜N，则为具有与前缀值相对应的位值的位<N-1：B+W>，根据该控制值选择该前缀值为以下中的一者：(i)第一前缀值，该第一前缀值包含各自具有零值的位，(ii)第二前缀值，该第二前缀值具有该相应第二源数据元素的位<N-1：B+W>的位值，以及(iii)第三前缀值，该第三前缀值具有与该相应第一源数据元素的位<A+W-1：A>的符号扩展相对应的位值；以及

(c)若B＞0，则为具有与后缀值相对应的位值的位<B-1：0>，根据该控制值选择该后缀值为以下中的一者：(i)第一后缀值，该第一后缀值包含各自具有零值的位，以及(ii)第二后缀值，该第二后缀值具有该相应第二源数据元素的位<B-1：0>的位值；

其中，该位域操纵指令具有位域插入形式，其中该源位位置A＝0而该结果位位置B＞0，并且具有位域提取形式，其中该源位位置A≥0而该结果位位置B＝0；以及

该控制值指定用于确定该位域宽度W、该源位位置A及该结果位位置B的最高有效位位置S和旋转参数R；

若S≥R，则该源位位置A＝R且该结果位位置B＝0，该位域宽度W＝(S+1)-R，且该位域操纵指令具有该位域提取形式；以及

若S＜R，则该源位位置A＝0且该结果位位置B＝N-R，该位域宽度W＝S+1，且该位域操纵指令具有该位域插入形式。