[發(fā)明專利]一種亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110684067.1
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113656214A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李長林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東賽昉科技有限公司
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14;G06F9/50;G06F12/02
• 代理公司: 上海邦德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31312
• 代理人: 袁步蘭

1.一種亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1進(jìn)行CPU亂序執(zhí)行時，在datapath執(zhí)行單元執(zhí)行完回report，若指令被刷新，則直接回report；

S2從未commit中找出已收到report的指令作為當(dāng)前周期的commit指令；

S3根據(jù)被刷新的指令情況進(jìn)行釋放當(dāng)前指令分配的物理寄存器或確定釋放的物理寄存器；

S4通過Rename中對ROB中釋放的物理寄存器進(jìn)行回收，并更新freelist，完成刷新。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，從未commit中找出最多5條連續(xù)已收到report的指令作為當(dāng)前周期的commit指令。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，若刷新的指令情況是被flush的指令，則釋放當(dāng)前指令分配的物理寄存器。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，若刷新的指令情況是正常retire的指令，則釋放該條指令目的架構(gòu)寄存器原來所分配的物理寄存器的原則確定釋放的物理寄存器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述方法中，當(dāng)產(chǎn)生分支指令刷新時，將保留站中比產(chǎn)生分支指令刷新的指令還年輕的指令置為flushed，后面就不再發(fā)射到執(zhí)行單元中執(zhí)行，直接由保留站向ROB發(fā)送出完成信號。

6.一種亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，包括Rename模塊，ROB模塊和datapath模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述rename模塊用于完成架構(gòu)寄存器的重命名，進(jìn)而解除WRW RAW假相關(guān)性，同時維護(hù)投機(jī)的架構(gòu)寄存器和物理寄存器的映射表RAT表，對物理寄存器進(jìn)行分配和回收，對checkpoint進(jìn)行管理并在發(fā)生flush時對RAT表進(jìn)行恢復(fù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述datapath模塊用于完成指令的具體功能，并將最終結(jié)果接入物理寄存器，將指令完成情況及出現(xiàn)的異常送報給所述ROB模塊，同時處理刷新有關(guān)的處理，當(dāng)被刷新時，該指令不用執(zhí)行時，將report發(fā)送給所述ROB模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述ROB模塊用于保證所有指令最終順序的提交，并記錄非投機(jī)的架構(gòu)寄存器和物理寄存器的映射表RAT表，供ROB_flush時RAT表恢復(fù)使用，在指令提交時釋放對應(yīng)的物理寄存器給rename。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的亂序CPU刷新但不停頓流水的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，其特征在于，所述ROB模塊中進(jìn)行物理寄存器釋放時，如果是被flush的指令，則釋放的是該指令所分配的物理寄存器；如果是正常retire的指令，則釋放的是該指令的目的架構(gòu)寄存器之前所分配的物理寄存器。