[发明专利]一种指令替换方法、装置、处理器、电子设备及存储介质

说明书

本申请提供一种指令替换方法、装置、处理器、电子设备及存储介质。方法包括：接收分支片段信息，分支片段信息包括至少一组指令和每组指令对应的第一地址信息；针对每组指令利用预设替换规则从指令缓存中确定目标缓存行，将指令写入目标缓存行中以替换目标缓存行中原有的指令；预设替换规则包括：判断指令缓存中是否存在包括第一地址信息相同的缓存行；若包括，则将包括第一地址信息的缓存行作为目标缓存行；若不包括，则判断指令缓存中是否包括被标记为不可用的缓存行；若包括，则将被标记为不可用的缓存行作为目标缓存行。本申请实施例从一定程度上保证了指令缓存中分支片段的完整性，提高了指令缓存的可用性。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种指令替换方法、装置、处理器、电子设备及存储介质。

背景技术

现有技术中，为了提高处理器前端的性能，可以从处理器前端取指令的带宽和取指令的延时两方面进行改进。Moksha中采用的指令缓存Uop Cache来缓存最近一段时间内经常使用的指令，在取指令时，若发现一段时间Uop Cache一直命中，处理器将从IC Decode模式切换到Uop Cache模式，由Uop Cache直接发送指令到Dispatch，不需要经过IC和Decode模块。相比于IC Decode模式，Uop Cache模式有更大的带宽和更小的延时。

由于Uop Cache中的存储空间有限，当Uop Cache的容量被占满，又有新的指令需要存入Uop Cache中时，则需要将已经存入Uop Cache中的部分指令取出，将新的指令存入对应的位置。Uop Cache的替换策略是关系到Uop Cache性能的关键算法。如果指令能尽量多的由Uop Cache提供给执行单元，那处理器的处理速度就会提升。

现有的Uop Cache多采用LRU替换算法，即在进行替换时，先从Uop Cache中查找地址信息(tag)相同的行(way)作为目标缓存行；如果没有tag相同的缓存行，再找最近最少使用的缓存行作为目标缓存行。用新的指令替换掉目标缓存行中的指令。

这种方案在替换过程中选中的目标缓存行可能属于不同的分支片段，而UopCache中缓存的内容具有连续性，即如果一个缓存在Uop Cache中的分支片段中的一部分被替换掉，那么该分支片段在Uop Cache中的其他部分都是无效的。因此，最近最少使用(Least Recently Used，LRU)的替换算法会导致Uop Cache中的多个分支无效，从而降低了Uop Cache的可用性。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种指令替换方法、装置、处理器、电子设备及存储介质，用以解决现有技术中Uop Cache可用性低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种指令替换方法，包括：接收分支片段信息，所述分支片段信息包括至少一组指令和每组指令对应的第一地址信息；针对每组指令，利用预设替换规则从指令缓存中确定目标缓存行，将所述指令写入所述目标缓存行中，以替换目标缓存行中原有的指令；其中，所述预设替换规则包括：判断所述指令缓存中是否存在包含第一地址信息相同的缓存行；若包括，则将包括所述第一地址信息的缓存行作为所述目标缓存行；若不包括，则判断所述指令缓存中是否包括被标记为不可用的缓存行；若包括，则将被标记为不可用的缓存行作为所述目标缓存行。

本申请实施例中，若有指令需要写入Uop Cache中时，优先选择地址信息相同的缓存行，若没有地址信息相同的缓存行则将Uop Cache中不可用的缓存行为目标缓存行，降低了打破Uop Cache中存储的分支片段的可能，提高了Uop Cache的可用性。