[发明专利]分配计数器以追踪寄存器映射的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及微处理器性能，更具体地涉及从计数器池中向物理寄存器动态地分配计数器，以追踪逻辑寄存器到物理寄存器的映射，用于基于映射器的指令执行。

背景技术

处理器可以执行一种或多种类型的指令。一种类型的指令可能需要将一个寄存器的内容复制到另一个寄存器。例如，移动寄存器类型指令是一种涉及将一个寄存器中的值复制到另一个寄存器的指令的类型。在一个示例中，需要将一个寄存器的内容复制到另一寄存器的指令可以用于保留响应于一个指令可能会改变、但仍可能被后续指令需要的数据。因为诸如移动寄存器指令的指令需要频繁地将一个寄存器的内容复制到另一个寄存器，所以处理器的映射器单元可以通过将多个逻辑寄存器映射到单个物理寄存器来执行移动寄存器指令，以有效地将一个逻辑寄存器的内容复制到另一逻辑寄存器，而不必将内容从一个物理寄存器物理地移动到另一物理寄存器。

发明内容

当乱序(out-of-order)处理器的映射器通过将多个逻辑寄存器映射到单个物理寄存器而执行移动寄存器指令时，本发明高效地追踪当前映射到物理寄存器的逻辑寄存器的数量的计数，使得被映射的物理寄存器将不被释放，直到不存在逻辑寄存器到该物理寄存器的剩余映射为止。具体地，对于基于映射器单元的移动寄存器指令的执行，映射器单元高效地计数当前映射到单个物理寄存器的逻辑寄存器的数目，对于每一个物理寄存器不需要额外的硬件开销。

根据本发明的一个实施例，乱序处理器的映射器单元执行需要复制一个寄存器到另一个寄存器的指令，诸如移动寄存器指令，而绕开发出队列(issue queue)和执行单元。映射器单元仅当需要时保持可用于动态分配到特定物理寄存器的追踪计数器的池，以追踪为了映射器单元的指令执行而被映射到特定物理寄存器的逻辑寄存器映射的数量。

在一个实施例中，响应于映射器单元将至少一个逻辑寄存器映射到多个物理计数器中的特定物理计数器的指令的执行，映射器单元分配当前在计数器空闲池中的特定计数器，以计数逻辑计数器到该特定物理计数器的映射的数量。计数器的数目少于物理寄存器的数量。映射器单元响应于逻辑寄存器到特定物理寄存器的映射的所计数的数量递减(decrement)到小于最小值，而将特定计数器返回到计数器空闲池。

附图说明

所附权利要求中陈述了本发明的一个或多个实施例的被认为是新颖的特征。但通过与附图一起阅读时参照示例实施例的以下详细说明，将最好地理解本发明的一个或多个实施例本身，其中

图1是示出乱序微处理器的框图，该乱序微处理器为了基于映射器的移动寄存器指令的执行而将来自计数器空闲池的计数器动态地分配到物理计数器，以计数到物理寄存器的逻辑寄存器映射；

图2是示出用于追踪逻辑寄存器到物理寄存器的活动映射的计数器的元素的一个示例的框图；

图3是示出由用于控制在需要时动态地分配给PREG的活动追踪计数器的计数的映射器单元实施的单元的一个示例的框图；

图4是示出映射器单元为了移动寄存器指令的执行而进行的处理计数器到PREG的动态分配的步骤的一个示例的框图；

图5是示出由实施随机访问存储器(RAM)映射器和内容可寻址存储器(CAM)映射器以执行移动寄存器指令的映射器单元进行的寄存器映射中的物理寄存器的原始分配的示例的框图；

图6是示出由实施RAM映射器和CAM映射器以执行移动寄存器指令、并且为了移动寄存器指令的执行而将计数器动态地分配到物理寄存器的映射器单元进行的移动寄存器指令的执行的示例的框图；

图7是示出跟随移动寄存器指令的指令的示例的框图，所述移动寄存器指令分配到该移动寄存器指令中命名的LREG；

图8是示出跟随移动寄存器指令的附加指令的示例的框图，所述移动寄存器指令分配到该移动寄存器指令中命名的LREG；

图9是示出其中可以实施和监视微处理器的计算机系统的一个示例的框图；

图10是示出用于映射器单元确定是为分派的移动寄存器指令动态地分配计数器还是在所分派的移动寄存器指令中递增(increment)追踪映射的PREG的现有计数器的计数的处理和程序的高层逻辑流程图；

图11是示出用于映射器单元在分派移动寄存器指令时预留计数器的处理和程序的高层逻辑流程图；

图12是示出用于映射器单元管理PREG解除分配(deallocation)请求的处理和程序的高层逻辑流程图；以及