在流水线化处理中使用的预测器数据结构制造技术

技术编号:10841935 阅读:71 留言:0更新日期:2014-12-31 12:53
使用预测器数据结构来用于由流水线化处理器进行的流水线化处理。所述预测器数据结构包括要在从所选择的指令的执行的返回中使用的预测地址和与所述预测地址相关联的预测操作状态。基于确定要执行所选择的返回指令,从所述预测器数据结构获得处理要返回到的所述预测地址。而且,基于确定要执行所述所选择的返回指令,预测基于在所述预测器数据结构中存储的所述预测操作状态要进入的过渡操作状态,其中,所述预测地址和所述预测过渡状态中的至少一个要用于验证所述所选择的返回指令的执行。

【技术实现步骤摘要】
在流水线化处理中使用的预测器数据结构
一个或多个方面总体上涉及在处理环境内的处理,并且具体地说涉及改变处理环境的权限级或其他操作状态的指令的执行。
技术介绍
处理器执行将处理器引导来执行特定操作的指令。该指令可以作为示例是执行用户限定的任务的用户应用的一部分或执行系统级服务的操作系统应用的一部分。在用户应用内包括的指令具有某一的权限级,而操作系统应用的指令具有另一个权限级。该操作系统指令的权限级通常高于该用户应用的权限级。该更高的特权用于在处理器内提供安全,以防止用户应用引起在处理器内的损坏。处理器执行指令,而与类型或权限级无关。处理器可以使用不同类型的处理技术来处理指令。一种处理技术被称为流水线化处理,其中,分阶段执行处理。示例阶段包括:获取阶段,其中,处理器从存储器获取指令;解码阶段,其中,解码获取的指令;执行阶段,其中,执行解码的指令;以及,完成阶段,其中,完成指令的执行,包括更新与该处理相关的架构状态。其他和/或不同的阶段也可能。用于某一指令的流水线化处理的使用可能产生影响性能的延迟。在下述情况下这个特别为真:指令的执行要求清除在指令后获取的在流水线中的所有指令,并且该指令使得从流水线的开始获取一个或多个其他指令。
技术实现思路
现有技术的缺点被克服,并且通过提供用于促进在处理环境内的处理的计算机程序产品来提供另外的优点。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质,其能够被处理电路读取,并且存储用于由所述处理电路执行用于执行方法的指令。所述方法包括例如:使用预测器数据结构来用于由流水线化处理器进行的流水线化处理,所述预测器数据结构包括要在从所选择的指令的执行的返回中使用的预测地址和与所述预测地址相关联的预测操作状态;基于确定要执行所选择的返回指令,从所述预测器数据结构获得处理要返回到的所述预测地址;以及基于确定要执行所述所选择的返回指令,预测基于在所述预测器数据结构中存储的所述预测操作状态要进入的过渡操作状态,其中,所述预测地址和所述预测过渡状态的至少一个要用于验证所述选择的返回指令的执行。也在此描述和要求保护与一个或多个方面相关的方法和系统。而且,也描述和可以在此要求保护与一个或多个方面相关的服务。通过在此所述的技术来实现另外的特征和优点。在此详细描述并且作为所要求保护的方面的一部分考虑其他实施例和方面。附图说明在说明书的结论处的权利要求中作为示例具体指出和清楚地要求保护一个或多个方面。从结合附图获取的下面的详细说明,上述和一个或多个方面的目的、特征和优点显然,在附图中:图1描述了用于合并和使用预测的获取和解码能力的一个或多个方面的处理环境的一个实施例;图2描述了图1的处理环境的处理器的另外的细节;图3描述了处理环境的处理器的指令流水线的一个实施例;图4描述了根据一个方面的指令流水线处理的另外的细节;图5描述根据一个方面的指令流水线处理的另一个示例;图6描述了系统调用指令的前端执行的一个实施例;图7描述了用于执行系统调用指令的逻辑的一个实施例;图8描述了在系统调用指令的前端执行中使用的预测器堆栈的一个示例;图9描述了异步异常的前端执行的一个实施例;图10A描述了从系统调用的返回或从中断指令的返回的前端执行的一个实施例;图10B描述了用于执行从系统调用的返回或从中断指令的返回的逻辑的一个实施例;图11描述了用于清除流水线化处理器的逻辑的一个实施例;图12描述了合并一个或多个方面的计算机程序产品的一个实施例;图13描述了用于合并和使用一个或多个方面的主机计算机系统的一个实施例;图14说明了用于合并和使用一个或多个方面的计算机系统的另一个示例;图15描述了包括用于合并和使用一个或多个方面的计算机网络的计算机系统的另一个示例;图16描述了用于合并和使用一个或多个方面的计算机系统的各个元件的一个实施例;图17A描述了图16的计算机系统的执行单元的一个实施例;图17B描述了图16的计算机系统的分支单元的一个实施例;图17C描述了图16的计算机系统的加载/存储单元的一个实施例;并且图18描述了用于合并和使用一个或多个方面的仿真主机计算机系统的一个实施例。具体实施方式根据一个方面,提供了用于选择的指令的预测获取和解码的能力,作为示例该指令是改变在处理器内的权限级和/或其他操作状态的指令(例如,操作系统指令、管理程序指令或其他这样的指令)和/或其他选择的指令。该能力包括例如:确定要执行选择的指令,诸如系统调用指令、异步中断、从系统调用指令返回或从异步中断返回;确定所选择的指令的预测地址,该预测地址是处理传送到以便提供所请求的服务的地址;并且,在该选择的指令的执行之前,开始获取在预测地址处开始的指令。该能力在一个实施例中进一步包括:预测和/或保持与选择的指令相关的推测状态,例如,包括所选择的指令的权限级的指示或代表所选择的指令执行的指令。可以在执行不同处理器的许多不同的处理环境中使用该预测能力。例如,它可以与基于由国际商业机器公司提供的z/架构的处理器一起使用。处理器的一个或多个可以是服务器的一部分,该服务器例如是系统z服务器,其实现z/架构,并且由国际商业机器公司提供。在题目为“z/ArchitecturePrinciplesofOperation,”IBM出版号为.SA22-7832-09,第十版,2012年12月的IBM出版物中描述了z/架构的一个实施例,该文通过引用被整体包含在此。在一个示例中,处理器的一个或多个执行操作系统,诸如也由国际商业机器公司提供的z/OS操作系统。IBM、Z/ARCHITECTURE和Z/OS是美国纽约的阿蒙克市的国际商业机器公司的注册商标。在此使用的其他名称可以是国际商业机器公司或其他公司的注册商标、商标或产品名称。在另一个实施例中,处理器基于由国际商业机器公司提供的PowerArchitecture,并且可以例如是Power700系列处理器。PowerArchitecture的一个实施例描述在:“PowerISAVersion2.07”国际商业机器公司,2013年5月3日,其通过引用被整体包含在此。POWERARCHITECHTURE是国际商业机器公司的注册商标。参考图1描述了用于合并和使用预测能力的一个或多个方面的处理环境的一个具体示例。在这个具体示例中,处理环境基于由国际商业机器公司提供的PowerArchitecture,但是这仅是示例。一个或多个方面适用于由国际商业机器公司或其他公司提供的其他架构。参见图1,处理环境100例如包括中央处理单元(CPU)110,其通过互连112耦合到各个其他组件,该各个其他组件例如包括:只读存储器(ROM)116,其包括控制处理环境的特定基本功能的基本输入/输出系统(BIOS);随机存取存储器(RAM)114;I/O适配器118;以及,通信适配器120。I/O适配器118可以是小计算机系统接口(SCSI)适配器,其与存储装置121进行通信。通信适配器120将互连112与网络122对接,这使得处理环境100能够与诸如远程计算机124的其他系统进行通信。互连112也具有经由用户接口适配器126和显示适配器136与其连接的输入/输出装置。键盘128、跟踪球130、鼠标132和扬声器134全部经由用户接口适配器126互连到系统总线11本文档来自技高网...
在流水线化处理中使用的预测器数据结构

【技术保护点】
一种促进在处理环境中的处理的方法,所述方法包括:使用预测器数据结构来用于由流水线化处理器进行的流水线化处理,所述预测器数据结构包括要在从所选择的指令的执行的返回中使用的预测地址和与所述预测地址相关联的预测操作状态;基于确定要执行所选择的返回指令,从所述预测器数据结构获得处理要返回到的所述预测地址;以及基于确定要执行所述所选择的返回指令,预测基于在所述预测器数据结构中存储的所述预测操作状态要进入的过渡操作状态,其中,所述预测地址和所述预测过渡状态中的至少一个要用于验证所述所选择的返回指令的执行。

【技术特征摘要】
2013.06.28 US 13/931,6711.一种促进在处理环境中的处理的方法,所述方法包括:使用预测器数据结构来用于由流水线化处理器进行的流水线化处理,所述预测器数据结构包括要在从所选择的指令的执行的返回中使用的预测地址和与所述预测地址相关联的预测操作状态;基于确定要执行所选择的返回指令,从所述预测器数据结构获得处理要返回到的所述预测地址;以及基于确定要执行所述所选择的返回指令,预测基于在所述预测器数据结构中存储的所述预测操作状态要进入的过渡操作状态,其中,所述预测地址和所述预测过渡状态中的至少一个要用于验证所述所选择的返回指令的执行;其中,所述预测操作状态耦合到所述流水线化处理器的解码单元,并且与耦合到所述流水线化处理器的执行单元的非推测操作状态分离。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述所选择的指令包括系统调用指令、管理程序调用指令或异步中断三者之一。3.根据权利要求2所述的方法,其中,所述方法进一步包括基于所述所选择的指令的执行,将与未来预期的返回对应的所述预测地址和所述预测操作状态布置在所述预测器数据结构上。4.根据权利要求1所述的方法,其中,所述预测操作状态包括要在所述预测地址处访问的指令的权限级。5.根据权利要求1所述的方法,其中,所述方法进一步包括验证所述所选择的返回指令的执行,其中,所述验证包括:将所述预测的过渡操作状态的至少一部分与所获得的操作状态作比较;基于指示匹配的所述比较,进行所述所选择的返回指令的执行;以及基于指示差别的所述比较,执行所述所选择的返回指令的恢复。6.根据权利要求5所述的方法,其中,进行执行包括:解锁在分派处保持的一个或多个指令;以及完成所述所选择的返回指令的执行。7.根据权利要求5所述的方法,其中,所述执行恢复包括:执行所述流水线化处理器的清除,执行所述清除提供新的获取地址和新的推测操作状态;基于执行所述清除,在所述新的获取地址处启动指令的获取;以及基于所述新的推测操作状态,处理在所述新的获取地址处获取的所述指令。8.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:MK格施温德V萨拉普拉
申请(专利权)人:国际商业机器公司
类型:发明
国别省市:美国;US

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