[發明專利]用于預測執行無競爭的鎖定指令的方法和裝置

有效

• 申請號: 201010003959.2
• 申請日: 2005-06-17
• 公開（公告）號: CN101847091A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: B·薩哈;M·C·默藤;P·哈馬隆德
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;G06F9/312;G06F9/38
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 朱海煜;王忠忠

本申請是國際申請日為2005年6月17日、國際申請號為PCT/US2005/021838，國家申請號為200580021048.X、發明名稱為“用于預測執行無競爭的鎖定指令的方法和裝置”的申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及采用存儲器鎖定指令(對存儲器執行讀-修改-寫的原子操作)的微處理器，更具體地，涉及希望采用可以在無序執行架構中執行的存儲器鎖定指令的微處理器。

背景技術

現代的微處理器可以在其架構中支持無序執行。各指令可各自被解碼為一組對應的微操作，然后在執行前被存儲到重新排序緩沖器中。調度器可確定哪些微操作已準備好被執行，并可以不按嚴格的程序順序或“無序地”發出上述微操作。當微操作準備引退時，它們可以按程序順序引退，因此，看上去它們是按程序順序執行的。

在之前的無序處理器中造成問題的一個指令族是鎖定指定族。該鎖定指令通常斷言某個信號或采用執行原子存儲器業務處理的某過程，也就是說，它鎖定存儲器中的特定位置，以防止其他處理器或同一處理器上的其他線程訪問在進行作為其組成部分的加載與存儲微操作期間使用的該存儲器位置(或等效的高速緩存線)。在不同實施例中，該信號可包括總線信號或高速緩存一致性協議鎖定(protocollock)。這些鎖定指令的具體實施要求在開始執行鎖定指令之前引退(retire)所有先前的指令(按程序順序)。鎖定指令的加載和存儲微操作通常被延遲，這使得它們盡可能的被一起執行和引退，以限制處理器保護由上述鎖定指令使用的存儲器地址或高速緩存線的時間。然而，這樣阻止了加載微操作和任何其他介于其間的微操作的預測執行，因此，向程序的關鍵路徑中加入了它們的等待時間。這些具體實施也可能阻止后續的加載操作或其他后續操作的預測執行，從而增加了后續操作的等待時間。實際上，這可能意味著任何用于支持無序處理的重新排序緩沖器可能填滿流水線和使該流水線發生停頓，這導致了應用程序的性能進一步下降。

發明內容

根據第一實施例，本發明提供了一種處理器，包括：

預測器，用于作出鎖定指令是否會發生競爭的預測；以及

調度器，用于當所述預測表明所述鎖定指令不發生競爭時以預測方式發出一組與所述鎖定指令對應的微操作；以及

用于確定是否出現了競爭指示的監視器，其中，所述競爭指示包括何時store_with_unlock微操作在高速緩存中未命中。

根據第二實施例，本發明提供了一種處理器，包括：

預測器，用于作出鎖定指令是否會發生競爭的預測；

解碼器，用于將所述鎖定指令解碼成load_without_lock微操作和存儲微操作；以及

監視器，用于確定是否出現了競爭指示，所述競爭指示包括何時存儲微操作在高速緩存中未命中。

根據第三實施例，本發明提供了一種用于預測執行無競爭的鎖定指令的方法，包括：

預測鎖定指令是否會發生競爭；

當所述預測認為所述鎖定指令不會發生競爭時，發出對應于所述鎖定指令的load_without_lock微操作；以及

監視競爭指示，所述競爭指示包括何時store_with_unlock微操作在高速緩存中未命中。

根據第四實施例，本發明提供了一種用于預測執行無競爭的鎖定指令的裝置，包括：

預測鎖定指令是否會發生競爭的單元；

當所述預測認為所述鎖定指令不會發生競爭時發出對應于所述鎖定指令的load_without_lock微操作的單元；以及

監視競爭指示的單元，其中，所述競爭指示包括何時store_with_unlock微操作在高速緩存中未命中。

根據第五實施例，本發明提供了一種用于預測執行無競爭的鎖定指令的系統，包括：

第一處理器，該處理器包括預測器和調度器，所述預測器用于預測鎖定指令是否會發生競爭，所述調度器用于在所述預測認為所述鎖定指令不會發生競爭時以預測方式發出一組對應于所述鎖定指令的微操作；

用于確定是否出現了競爭指示的監視器，其中，所述競爭指示包括何時store_with_unlock微操作在高速緩存中未命中；

第一接口，用于將第一處理器耦合到第二處理器；

第二接口，用于將第一處理器耦合到音頻輸入/輸出設備；以及

耦合到所述第二接口的音頻輸入/輸出設備。

根據第六實施例，本發明提供了一種用于預測執行無競爭的鎖定指令的系統，包括：