[發明專利]一種指令預取方法及處理器

有效

• 申請號: 201910985665.5
• 申請日: 2019-10-17
• 公開（公告）號: CN110825442B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 崔澤漢
• 申請（專利權）人: 成都海光微電子技術有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 上海知錦知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31327
• 代理人: 湯陳龍

1.一種指令預取方法，其特征在于，包括：

獲取第二下一步取指起始地址；其中，獲取的第二下一步取指起始地址相應的分支預測方向，與，分支預測得到的第一下一步取指起始地址相應的分支預測方向相反；所述第一下一步取指起始地址為分支預測單元選擇的下一步取指起始地址，作為下一次分支預測的輸入；所述第二下一步取指起始地址為分支預測單元未選擇的下一步取指起始地址，所述第二下一步取指起始地址作為重定向的取指起始地址，用于在發生重定向時作為分支預測的輸入；

根據獲取的第二下一步取指起始地址，執行指令預取過程。

2.根據權利要求1所述的指令預取方法，其特征在于，在獲取第二下一步取指起始地址之前，所述方法還包括：

在滿足過濾條件時，過濾分支預測單元輸出的第二下一步取指起始地址；所述過濾條件至少指示分支預測的當前正確可能性達到預定的正確可能性條件，或者，分支預測單元輸出的第二下一步取指起始地址與當前取指起始地址對應同一指令緩存塊。

3.根據權利要求2所述的指令預取方法，其特征在于，所述分支預測的當前正確可能性達到預定的正確可能性條件包括：

分支預測的當前置信度狀態高于設定置信度狀態，其中分支預測的當前置信度狀態越高，則分支預測的當前正確可能性越高。

4.根據權利要求2或3所述的指令預取方法，其特征在于，所述獲取第二下一步取指起始地址包括：

獲取過濾后的第二下一步取指起始地址。

5.根據權利要求2所述的指令預取方法，其特征在于，在過濾分支預測單元輸出的第二下一步取指起始地址之后，所述方法還包括：

在預測隊列中排隊過濾后的第二下一步取指起始地址。

6.根據權利要求1所述的指令預取方法，其特征在于，在獲取第二下一步取指起始地址之前，所述方法還包括：

在預測隊列中排隊分支預測單元輸出的第二下一步取指起始地址。

7.根據權利要求5或6所述的指令預取方法，其特征在于，所述獲取第二下一步取指起始地址包括：

在端口獲取當前取指起始地址的路徑出現訪問空檔時，通過所述端口從預測隊列中獲取第二下一步取指起始地址；所述端口用于獲取用于指令預取的取指起始地址。

8.根據權利要求7所述的指令預取方法，其特征在于，所述通過所述端口從預測隊列中獲取第二下一步取指起始地址包括：

通過所述端口按照所述預測隊列中第二下一步取指起始地址的排隊順序，從所述預測隊列中獲取第二下一步取指起始地址；

和/或，通過所述端口獲取所述預測隊列中優先級最高的第二下一步取指起始地址，其中，分支預測的當前置信度越低，則相應的第二下一步取指起始地址的優先級越高。

9.根據權利要求5或6所述的指令預取方法，其特征在于，還包括：

在預測隊列已滿時，丟棄還未加入所述預測隊列的第二下一步取指起始地址。

10.根據權利要求7所述的指令預取方法，其特征在于，所述根據獲取的第二下一步取指起始地址，執行指令預取過程包括：

判斷獲取的第二下一步取指起始地址是否在一級緩存命中；

若獲取的第二下一步取指起始地址未在一級緩存命中，生成與獲取的第二下一步取指起始地址相應的指令預取請求；所述指令預取請求用于請求下級緩存將與所述第二下一步取指起始地址相應的指令搬移到所述一級緩存；所述下級緩存的層級低于所述一級緩存。

11.根據權利要求10所述的指令預取方法，其特征在于，所述判斷獲取的第二下一步取指起始地址是否在一級緩存命中包括：

若獲取的第二下一步取指起始地址與所述一級緩存的指令緩存塊的標簽Tag域不匹配，則確定獲取的第二下一步取指起始地址未命中所述一級緩存；

其中，所述指令預取請求具體用于，請求下級緩存將與獲取的第二下一步取指起始地址匹配的Tag域相應的指令緩存塊，搬移到所述一級緩存。