[发明专利]基于类型的优先化指令

摘要

本申请公开了一种基于类型优先化指令，具体是用于选择指令以发布给无序处理器的功能单元的方法和保留站。所述方法包括：基于指令类型将每个指令分类到多个类别中的一个。一旦被分类，指令存储在对应于其被分类的类别的指令队列中。然后，基于多种指令类型的相对优先级来从一个或多个指令队列中选择指令以发布给功能单元。这允许一些类型的指令(例如，控制转移指令、标记设定指令和/或地址生成指令)优先于其他类型的指令，即使它们更年轻。

主权项

1.一种用于选择指令以便发布到无序处理器中的功能单元的方法，所述方法包括：

在保留站处接收多个指令，每个指令是多种指令类型中的一种并且基于指令类型被分类到多种指令类型中的一种、以及被分类到多个类别中的一个类别；所述多个类别包括控制转移指令、标记设定指令和地址生成指令的一个或多个类别；

在所述保留站处，将每个指令存储在多个指令队列中的一个指令队列中，每个指令队列与所述多个类别中的一个类别相关联，每个指令队列被分配了优先级；以及

在所述保留站处，从一个或多个所述指令队列中选择指令，以按所分配优先级的次序发布给所述功能单元，从而基于所述多种指令类型的相对优先级来选择指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个类别还包括其它指令类型的一个或多个其它类别，与控制转移指令、标记设定指令和地址生成指令的一个或多个类别相关联的一个或多个指令队列所分配的优先级高于与所述一个或多个其它类别相关联的一个或多个指令队列。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个其它类别包括对于所有其他指令类型的一个总类别。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述控制转移指令、标记设定指令和地址生成指令的一个或多个类别包括控制转移指令类别、标记设定指令类别和地址生成指令类别。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，与所述控制转移指令类别相关联的指令队列被分配有最高优先级。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，按优先级的次序从所述指令队列选择指令，直至已经选择了最大数量的指令。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述功能单元包括一个或多个管线，所选择的指令的最大数量等于所述管线的数量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，从一个或多个指令队列中选择指令包括：通过评定特定指令队列中的一个或多个指令中的每一个指令以判定所述指令是否就绪且之前尚未发布，从所述特定指令队列中选择指令。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，从特定指令队列中选择指令还包括：在时钟周期内，评定该特定指令队列中的一个或多个指令中的每一个指令，直至评定了该特定指令队列的最大数量的指令，以判定所述指令是否就绪且之前尚未发布。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，从特定指令队列中选择指令还包括：建立覆盖该特定指令队列中待评定的指令的窗口，所述窗口由指向头指令的头指针和指向尾指令的尾指针来限定。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述头指令是所述特定指令队列中尚未发布的最老指令。

12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述头指令是所述特定指令队列中就绪且尚未发布的最老指令。

13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述尾指令是所述特定指令队列中继所述头指令之后的第(X‑1)个指令，其中X是在所述特定指令队列中被评定的指令的最大数量。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，从一个或多个指令队列中选择指令包括：从特定指令队列中选择直至最大数量的指令。

15.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述保留站处，将所选指令发布给所述功能单元以便执行。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述功能单元包括一个或多个管线，将所选指令发布给所述功能单元包括将每个所选指令发布给所述管线中的一个管线。

17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述无序处理器是多线程处理器。

18.一种选择指令以发布给无序处理器中的功能单元的保留站，所述保留站包括：

指令分类器，其被配置为

接收多个指令，每个指令是多种指令类型中的一种；并且

基于所述指令类型将每个指令分类到多个类别中的一个类别，所述多个类别包括控制转移指令、标记设定指令和地址生成指令的一个或多个类别；

多个指令队列，其与所述指令分类器通信，每个指令队列被配置为接收来自所述指令分类器的已经被分类到特定类别的指令并且存储所接收到的指令，每个指令队列被分配了优先级；以及

指令调度器，其与所述多个指令队列中的每一个通信，所述指令调度器被配置为从一个或多个所述指令队列中选择指令以按所分配优先级的次序发布给所述功能单元，从而基于所述多种指令类型的相对优先级来选择指令。

19.一种处理器，包括如权利要求18所述的保留站。

20.一种计算机可读存储介质，其上具有编码的计算机可读程序代码，用于生成包括如权利要求18所述的保留站的处理器。

21.一种计算机可读存储介质，其上具有编码的计算机可读程序代码，用于生成被配置为执行权利要求1的方法的处理器。