[发明专利]用于处理不精确异常的一种方法和装置

说明书

本发明涉及计算机系统领域。确切地说，本发明涉及用于更新以多微指令实现交错执行的一个系统的体系状态的一种方法和装置。

单指令多数据(SIMD)技术极大地提高了在多媒体应用中的性能。SIMD技术提供一单个宏指令，执行该宏指令能够使处理器对多数据项并行进行相同的运算。这种技术特别适合于提供压缩数据格式的系统。压缩数据格式是一种将在一寄存器中的比特位逻辑地划分为许多固定大小的数据单元，每个数据单元代表一个独立值。例如，一个64位的寄存器可以分解为4个16位的数据单元，每个数据单元表示一独立的16位值。然后，SIMD指令独立地并行控制具有这些压缩数据类型的各个单元。例如，一SIMD压缩的ADD指令将第一压缩数据操作数和第二压缩数据操作数的相应数据单元加在一起。更确切地说，压缩数据操作数X(包含数据单元X₀，X₁，X₂，X₃)和压缩数据操作数Y(包含数据单元Y₀，Y₁，Y₂，Y₃)相加得到压缩数据操作数Z(包含数据单元Z₀，Z₁，Z₂，Z₃，其中Z_i＝X_i+Y_i)。

附图1所示为实现可以用于执行SIMD指令的一个算术逻辑单元(ALU)的一种现有技术的处理器，附图1所示的ALU包括在整个操作数宽度(即所有的数据元素)上执行并行运算所必需的电路。具体地说，附图1所示为具有能够分别用作4个独立的ADD执行单元和4个独立的MUL执行单元的一个ADD执行单元和一个MUL执行单元的一个ALU。

许多现有的处理器，不管是依序还是无序的，都必须保持一种推测状态和一种体系状态。体系状态表示顺序地执行完指令，该指令的任一和所有的异常都已处理过。相反，推测状态表示顺序或无序地执行指令，该指令可能或已经产生一异常。当一宏指令从推测状态变为一体系状态时，称该宏指令已更新了体系状态(例如，在一顺序处理器中，当宏指令已经执行完毕并写下结果时；在一无序处理器中，当宏指令已经退役时)。因为在图1所示系统中宏指令的操作是对所有数据单元并行地执行的，所以在解除了所有的异常之后所有的结果一起都用于更新体系状态。

实现上述方法需要大量的双份硬件部件并且硬件部件(即ADD和MUL执行单元)的利用效率低。

本发明公开了一种在一以多微指令实现交错执行的系统中更新体系状态的方法和装置。依据本发明的一方面，提供一种方法，在该方法中将一宏指令解码成第一和第二微指令。宏指令在一段数据上指定一操作，执行第一和第二微指令分别使所说的操作在数据段的不同部分上运行。该方法还要求执行第一微指令而与第二微指令无关(例如，在不同时间)，并且检测到所说的第二微指令将不引起任何不可恢复的异常。然后将第一微指令的结果用于在比所说的第二微指令早的一时钟周期更新体系状态。

下面参照附图，以举例方式而不是限制方式介绍本发明，在附图中，相同的标号指相似的单元，其中：

图1所示为实现可以用来执行SIMD指令的一个算术逻辑单元(ALU)的一个现行的处理器。

图2所示为从概念上说明依据本发明的一实施例以一交错方式(staggermanner)对操作数执行的压缩数据宏指令指定的操作。

图3所示为依据本发明的一实施例构成的一处理器体系中各部分的概念性的方框图，该处理器能够由相关的交错执行微指令来独立更新体系状态并且提供一精确的异常模式。

图4所示为依据本发明的一实施例校验一单个的交错执行微指令的地址异常的流程图。

图5所示为依据本发明的一实施例响应相关的交错执行微指令独立地更新体系状态的流程图。

图6所示为依据本发明的一实施例的退役延迟单元360的电路示意图。

本申请公开了一种在一以多微指令实现的交错执行系统中更新体系状态的方法和装置。在下面的详细描述中，为使对本发明全面理解，阐述了大量的细节。对一个本领域的普通技术人员来说，很显然实现本发明并不需要这些细节。在其它的例子中，公知的结构、接口以及处理过程都没有详细地给出，为的是以免对本发明造成不必要的晦涩。