[發(fā)明專利]執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的指令和邏輯

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210457442.X
• 申請日: 2008-12-26
• 公開（公告）號: CN102937890A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設計）人: D.奧倫斯蒂恩;Z.斯佩伯;B.瓦倫丁;B.艾特頓
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/30
• 分類號: G06F9/30;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

本申請是申請日為2008年12月26日、申請?zhí)枮?00810189863.2、發(fā)明名稱為“執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的指令和邏輯”的專利申請的分案申請。

技術領域

本發(fā)明涉及支持屏蔽(mask)操作的邏輯、處理器及系統。

背景技術

隨著處理器技術的進步，也不斷生成新代碼在具有這些處理器的機器上運行。用戶一般對他們的計算機，不管其在用的軟件類型，期望和需要更高性能。可能問題產生自實際在處理器內執(zhí)行的這些類型的指令和操作。基于所需要的電路的類型和/或操作的復雜性，某些類型的操作會需要更多時間才能完成。這提供了優(yōu)化某些復雜操作在處理器內執(zhí)行的方式的機會。

媒體應用是微處理器開發(fā)的驅動力。因此，顯示圖像和播放音頻和視頻數據(通稱為內容)已成為目前的計算裝置越來越流行的應用。此類操作是計算密集的，但是提供高級別的數據并行性，可以通過采用多種數據存儲裝置(例如單指令多數據(SIMD)寄存器)的有效的實現來利用這種高級別的數據并行性。許多目前的體系結構還需要多個操作、指令或子指令(常常稱為“微操作”或“μops”)來對多個操作數執(zhí)行多種數學運算或數據傳輸操作，從而減小了吞吐量并增加了執(zhí)行這些操作所需的時鐘周期數。

在SIMD或矢量化操作中常常使用屏蔽，以使得程序員能夠屏蔽矢量的某個部分。它廣泛地應用于條件操作、矢量化循環(huán)的開始/結束或短矢量支持。矢量數據的屏蔽加載和存儲是非常復雜的操作，通常需要許多單獨指令和時鐘周期以用于執(zhí)行。在此類操作期間，完全不得執(zhí)行矢量化加載/存儲操作的一些部分(“被屏蔽”部分)。因為存儲器操作通常以塊(例如加載128位、存儲128位)來執(zhí)行，所以支持屏蔽操作以合理性能進行，不需要參考屏蔽來進行塊加載，變得非常棘手。

由于未對準的加載、頁/分段故障、數據斷點支持等，使得使用例如基于體系結構(IA-32)的處理器的處理器體系結構來執(zhí)行屏蔽加載和存儲甚為更加棘手。例如，當執(zhí)行128位屏蔽加載時，可能是該數據的一部分位于一個頁中而另一部分位于另一頁中。如果這些頁其中之一不存在，而恰好屬于此頁的部分未被屏蔽，則會產生頁故障。因此，目前的體系結構不足以解決有效執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作。相反此類技術需要很多處理周期，并且可能導致處理器或系統為執(zhí)行這些被屏蔽的操作而耗費不必要的功率。

發(fā)明內容

根據本發(fā)明的實施例，提供了一種用于執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的設備，包括：

模塊，其用于接收和執(zhí)行屏蔽移動指令以將矢量數據元素從源位置傳送到目的地位置，所述矢量數據元素包含多個壓縮數據元素，其中所述屏蔽移動指令要根據矢量屏蔽寄存器中的屏蔽信息來執(zhí)行，其中所述屏蔽移動指令是屏蔽加載指令。

根據本發(fā)明的實施例，提供了一種用于執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的方法，包括：

響應系統的處理器中執(zhí)行屏蔽移動指令，從所述系統的第一存儲裝置獲取包含多個壓縮值的數據，以及將所述數據存儲在所述系統的目的地存儲裝置中，其中所述屏蔽移動指令要根據矢量屏蔽寄存器中的屏蔽信息來執(zhí)行；

擇機性地以全寬度加載操作獲取所述數據并將其存儲到臨時存儲裝置中；以及

如果在所述全寬度加載操作期間發(fā)生異常，則獨立地獲取所述多個壓縮值的每個壓縮值并將其存儲在所述目的地存儲裝置中。

根據本發(fā)明的實施例，提供了一種用于執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的方法，包括：

響應指令的執(zhí)行，擇機性地執(zhí)行全寬度移動操作以從第一存儲裝置獲取包含多個壓縮值的矢量數據元素，以及將所述矢量數據元素存儲在目的地存儲裝置中，

其中，所述指令是根據屏蔽的矢量屏蔽加載指令以將所述矢量數據元素從由關聯于所述矢量屏蔽加載指令的源標識符所指示的存儲器位置加載到由關聯于所述矢量屏蔽加載指令的目的地標識符所指示的目的地存儲裝置中，其中所述屏蔽被存儲在矢量屏蔽寄存器中。

根據本發(fā)明的實施例，提供了一種用于執(zhí)行屏蔽加載和存儲操作的系統，包括：

處理器，其包括執(zhí)行單元，所述執(zhí)行單元用于執(zhí)行屏蔽移動指令以根據矢量屏蔽寄存器中的屏蔽信息來將矢量數據元素從源存儲裝置傳送到目的地存儲裝置中，所述矢量數據元素包含多個壓縮數據元素；寄存器文件，其包含多個各用于存儲矢量數據元素的矢量寄存器和用于存儲針對所述屏蔽移動指令的屏蔽的矢量屏蔽寄存器；以及存儲緩沖器，其包含多個項目，所述多個項目各用于存儲待處理指令、目的地標識符、源標識符以及在所述待處理指令是屏蔽存儲指令的情況下存儲來自所述屏蔽的屏蔽數據；以及