[發明專利]用于實現頁級自動二進制轉換的硬件剖析機制

在審

• 申請號: 201810665696.8
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN109032609A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: P·卡普瑞奧利;M·C·梅爾騰;M·M·艾爾－奧圖姆;O·M·沙克;A·S·卡尼爾;S·斯里尼瓦斯;K·山田;V·薩卡;P·奧斯蔡克
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F8/52
• 分類號: G06F8/52;G06F9/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 高見;黃嵩泉

由性能監視硬件實現的硬件剖析機制實現頁級自動二進制轉換。該硬件在運行時期間標識存儲器中包含潛在能被優化的指令的代碼頁。該硬件請求在所述存儲器中分配與所述代碼頁相關聯的新頁，其中所述新頁包含計數器的集合，并且所述計數器中的每一個對應于所述代碼頁中的指令中的一個。當該硬件檢測到具有在該代碼頁內的分支目標的分支指令時，它使在該新頁中具有與代碼頁中的分支目標相同的位置的計數器之一遞增。重復該代碼頁的執行，并在分支目標落在該代碼頁之內時使計數器遞增。該硬件然后將所述新頁中的所述計數器值提供給二進制轉換器以用于二進制轉換。

本申請是PCT國際申請號為PCT/US2012/031572、國際申請日為2012年3月30日、中國國家申請號為201280072148.5、題為“用于實現頁級自動二進制轉換的方法、裝置、系統和設備”的申請的分案申請。

技術領域

本公開涉及處理邏輯、微處理器以及相關的指令集架構的領域，這些指令集架構在被處理器或其他處理邏輯所執行時執行邏輯、數學或其他功能性操作。

背景技術

計算機程序通常針對特定的計算機處理器架構被編譯成二進制代碼。這在該計算機處理器進化以實現更先進的指令集、更強大的功能單元或不同的數據格式時產生問題。每當引入新一代處理器時，計算機硬件和軟件供應商不得不花費大量的工程設計資源以及金錢資源來幫助舊的計算機程序在新計算機處理器上運行。

在現代計算機中，通常通過處理器的前端處的解碼器將經編譯的二進制代碼解碼成微代碼。一種使舊軟件能在新處理器上運行的現有方法是動態二進制轉換，動態二進制轉換將二進制代碼從一個指令集轉換至另一指令集。如果經編譯的二進制代碼包含熱點(hot spot)，即程序的頻繁執行部分，則可對包含該熱點的代碼區(而不是整個代碼)執行二進制轉換。這樣的部分二進制轉換的結果是處理器專用和經優化的代碼。

為了對熱點執行部分二進制轉換，首先需要使有效的熱點檢測機制就位。常規的熱點檢測機制收集并分析二進制代碼的運行時(runtime)統計，由此確定熱點的存在。然而，常規的熱點檢測機制會使用大量的存儲器來存儲所收集的統計，并且會招致顯著的硬件成本以用于跟蹤二進制代碼的運行時行為。

在檢測到熱點之后，調用轉換器軟件以產生該熱點代碼的經優化版本。然后將經優化的代碼安裝在存儲器中，并執行經優化的版本，而不是執行原始原生代碼。找出并優化熱點的過程花費了相當大量的處理時間和硬件資源，這些處理時間和硬件資源原本可用于執行原生代碼。然而，由于硬件和軟件限制，當前系統標識并轉換相同的熱點，并存儲和安裝用于每個虛擬地址的相同的經優化代碼和其中檢測到熱點的上下文。因此，每當創建新上下文時，即使之前已經對于相同代碼執行了整個過程，相同代碼中包含的熱點也被重新檢測和重新安裝。因此，系統資源被低效地利用，并且系統性能降級。

附圖簡述

在附圖的以下各圖中通過示例而非限制地說明多個實施例：

圖1是根據一個實施例的具有性能監視硬件的指令處理裝置的示例實施例的框圖。

圖2示出根據一個實施例的被分配給代碼頁的新頁的示例。

圖3示出根據一個實施例的用于運行時二進制轉換的性能監視系統的元件。

圖4是示出根據一個實施例要執行的操作的流程圖。

圖5是示出根據一個實施例要執行的操作的另一流程圖。

圖6是示出根據一個實施例的使用軟件指令轉換器將源指令集中的二進制指令轉換為目標指令集中的二進制指令的框圖。

圖7A是根據一個實施例的有序和無序流水線的框圖。

圖7B是根據一個實施例的有序和無序核的框圖。

圖8A-B是根據一個實施例的更具體的示例性的有序核架構的框圖。