[发明专利]用于分支预测器的方法和系统

说明书

提供一种用于分支预测器的方法和系统，其中该分支预测器被同一个处理器物理核心的不同处理器逻辑核心共享，该方法包括：在启用标志功能的情况下，响应于一个处理器逻辑核心添加一条分支预测记录信息，在所添加的分支预测记录信息中加入指示该条分支预测记录信息是由哪一个处理器逻辑核心添加的标志；在分支预测器在对第一处理器逻辑核心上执行的程序进行分支预测时，根据该标志，确定该第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息；仅使用该标志指示的该第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息来进行分支预测。

技术领域

本申请涉及处理器领域，且更具体地，涉及用于分支预测器的方法和系统。

背景技术

现代处理器普遍采用多级流水线结构。当包含流水线技术的处理器处理分支指令时就会遇到一个问题，根据判定条件的真/假的不同，有可能会产生跳转，而这会打断流水线中指令的处理，因为处理器无法确定该指令的下一条指令，直到分支执行完毕。流水线越长，处理器等待的时间便越长，因为它必须等待分支指令处理完毕，才能确定下一条进入流水线的指令。

使用分支预测器来提高执行效率。在预测执行过程中，处理器会根据代码执行的历史信息预测某个条件判断的结果，然后选择对应的分支提前执行。在预测执行过程中，一旦遇到异常或发现分支预测错误时，CPU会丢弃之前执行的结果，将CPU的状态恢复到预测执行前的正确状态，然后选择对应正确的指令继续执行。

分支预测技术包含编译时进行的静态分支预测和硬件在执行时进行的动态分支预测。静态分支预测是直接固定选取分支中的一支，有50％的平均命中率，精度不高适应性几乎没有，但是实现简单。动态分支预测是近来的处理器已经尝试采用的技术。在程序运行时，根据分支指令过去的表现来预测其将来的行为。如果分支行为发生了变化，预测结果也会跟着改变。最简单的动态分支预测策略是分支预测缓冲区(Branch Prediction Buff)或分支历史表(branch history table)。

任何一种分支预测策略的效果都取决于该策略本身的精确度和条件分支的频率。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于分支预测器的方法，其中所述分支预测器被同一个处理器物理核心的不同处理器逻辑核心共享，所述方法包括：在启用标志功能的情况下，响应于一个处理器逻辑核心添加一条分支预测记录信息，在所添加的分支预测记录信息中加入指示该条分支预测记录信息是由哪一个处理器逻辑核心添加的标志；在分支预测器在对第一处理器逻辑核心上执行的程序进行分支预测时，根据所述标志，确定所述第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息；仅使用所述标志指示的所述第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息来进行分支预测。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于分支预测器的系统，所述系统包括：分支预测器，被同一个处理器物理核心的不同处理器逻辑核心共享；以及控制寄存器，用于寄存是否启用标志功能的比特；其中，在所述控制寄存器寄存启用标志功能的比特的情况下，响应于一个处理器逻辑核心添加一条分支预测记录信息，在所添加的分支预测记录信息中加入指示该条分支预测记录信息是由哪一个处理器逻辑核心添加的标志；在所述分支预测器在对第一处理器逻辑核心上执行的程序进行分支预测时，根据所述标志，确定所述第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息；仅使用所述标志指示的所述第一处理器逻辑核心所添加的分支预测记录信息来进行分支预测。

如此，可以通过标志来使能其运行的处理器逻辑核心使用自己记录的分支预测器信息进行分支预测，防止另外一个逻辑核心上执行的恶意线程干扰和数据窃取，从而保证安全性。

附图说明

图1A示出了指令流水线的示例。

图1B示出了分支预测的一般原理。

图2示出了根据本发明的实施例的用于分支预测器的系统的示意性框图。

图3示出了根据本发明的实施例的控制寄存器和添加的分支预测记录信息的示例。