[发明专利]向量操作的存储器保护

说明书

公开了用于向量操作的存储器保护的系统和方法。例如，一种方法包括：使用处理器核心(220)获取向量存储器指令，该处理器核心包括被配置为执行指令的流水线(230)，该指令包括恒定步幅向量存储器指令；将由向量存储器指令识别的向量分割为最大长度大于一的子向量，以及长度小于或等于最大长度的一个或多个附加子向量；使用存储器保护电路(270)检查访问子向量的元素是否将导致存储器保护违规；以及在使用存储器保护电路检查访问一个或多个附加子向量中的一个附加子向量的元素是否将导致存储器保护违规之前访问子向量的元素。

技术领域

本公开涉及向量操作的存储器保护。

背景技术

包括Roger Espasa和Mateo Valero的研究人员已经研究了将跨步操作记录为基础部+范围，并且分散/聚集整个地址范围的方案，以出于检测程序排序的存储器危险的目的。

附图说明

当结合附图阅读时，从以下详细描述中最好地理解本公开。强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩大或缩小。

图1是支持向量操作的存储器保护的集成电路的示例的框图。

图2是支持向量操作的存储器保护的集成电路的示例的框图。

图3是向量存储器指令的示例的存储器映射。

图4是用于向量操作的存储器保护的过程的示例的流程图。

图5是用于向量操作的存储器保护的过程的示例的流程图。

图6是使用具有两个输入地址端口的存储器保护电路的用于向量操作的存储器保护的过程的示例的流程图。

图7是使用具有单个输入地址端口的存储器保护电路的用于向量操作的存储器保护的过程的示例的流程图。

具体实施方式

概述

本文中描述了用于向量操作的存储器保护的系统和方法。一些处理器架构可以实现有序或无序向量机。向量存储器指令能够需要几个周期来执行。即使对于有序向量机，允许后续指令在当前向量指令已经完成之前开始执行也是有利的，即使在访问存储器和能够导致异常时也是如此。确定后续存储器指令是否与当前向量存储器指令有任何先写后读(RAW)、先读后写(WAR)或先写后写(WAW)危险也可能是有用的。

为了针对存储器保护违规实现向量的快速扫描，有利的是利用最少的硬件以高速检查向量存储器指令是否存在任何存储器保护违规。每个向量存储器指令可能牵涉在许多不同地址处的许多元素，并且可能需要许多周期来执行。当地址范围在指令发出时(例如，对于具有单位步幅或更大的恒定步幅的向量)已知，则地址的可能范围能够以在发出时计算为：

范围＝[基础部，基础部+(VL-1)*步幅+(每元素字节-1)]

其中基础部是向量在存储器中的基地址，VL是指令的活动向量长度。然后可以优化处理器架构中的硬件以仅检查范围而不是范围内的每个元素地址。当直到执行时间才知道地址时(例如，对于分散-聚集指令)，传统设计将是保守的并假设可以牵涉任何地址。

对于单位步幅或其他恒定步幅向量存储器指令，如果C是每周期可能的单独硬件存储器检查的数量，则传统系统将每个周期仅处理C个元素。对于给定的C，本文中描述的一些处理器架构和方法可以增加每周期处理的元素的数量K，以允许来自相同硬件的更大吞吐量。检查更少的存储器地址/周期(例如，C＝1或C＝2)允许更简单的硬件、更高的频率和/或更低的功率。

在C＝2的情况下，可以通过基于步幅值和保护粒度选择K2来提高性能，使得仍然只需要为组检查两个存储器地址，其中该两个存储器地址对应于由组牵涉的第一个和最后一个字节地址。例如，每组或子向量的最大元素数可以被确定为：

K＝f1(步幅，保护粒度，机器宽度)