[发明专利]一种包含分支预测循环的指令处理装置、处理器及其处理方法

权利要求书

1.一种取指令方法，包括步骤：

在当前读取的指令为后向条件分支指令时，确定所述后向条件分支指令所指示的候选指令循环体和缓存中已存储的指令循环体是否一致；

如果所述候选指令循环体和已存储的指令循环体相一致，则从所述缓存中已存储的指令循环体中取出要执行的指令；以及

如果所述候选指令循环体和所述已存储的指令循环体不一致，则在所述缓存中存储所述候选指令循环体，其中所述在所述缓存中存储所述候选指令循环体包括：存储所述条件分支指令的相关信息，其中所述相关信息包括下列中的一个或者多个：所述条件分支指令的跳转目标地址和跳转方向预测信息；

其中，从所述缓存中已存储的指令循环体中取出要执行的指令包括：从所述缓存中取出所述条件分支指令的相关信息，根据所述缓存中存储的、所述条件分支指令的跳转方向预测信息和分支历史表中存储的、所述条件分支指令的跳转历史信息来预测所述条件分支指令的跳转方向。

2.如权利要求1所述的取指令方法，其中所述缓存中还存储有所述已存储的指令循环体结尾处的后向条件分支指令的信息，以及所述确定所述候选指令循环体和所存储的指令循环体是否一致的步骤包括：

确定所述当前读取的后向条件分支指令的地址和所存储的后向条件分支指令的地址是否一致。

3.如权利要求1或者2所述的取指令方法，还包括步骤：

在存储所述候选指令循环体之前，确定所述候选指令循环体的长度；以及

当所述候选指令循环体的长度大于第一预定值时，不在所述缓存中存储所述候选指令循环体，并将所述当前读取的指令用作所述要执行的指令。

4.如权利要求3所述的取指令方法，还包括步骤：

在存储所述候选指令循环体之前，确定所述候选指令循环体的连续执行次数；以及

当所述候选指令循环体的连续执行次数小于第二预定值时，不在所述缓存中存储所述候选指令循环体，并将所述当前读取的指令用作所述要执行的指令。

5.如权利要求4所述的取指令方法，其中确定所述候选指令循环体的长度包括：根据当前读取的后向条件分支指令的地址和该后向条件分支指令要跳转的目标位置的地址来确定所述候选指令循环体的长度；以及

所述确定候选指令循环体的连续执行次数的步骤包括：记录当前读取的后向条件分支指令的连续执行次数以用作所述候选指令循环体的连续执行次数。

6.如权利要求1所述的取指令方法，其中所述在缓存中存储所述候选指令循环体的步骤包括：

从所述当前读取的后向条件分支指令要跳转的目标位置开始获取指令，并将所获取的指令存储到所述缓存中，直至所获取的指令为所述后向条件分支指令为止。

7.如权利要求6所述的取指令方法，其中存储候选指令循环体的步骤还包括：

如果所读取的指令指示异常情况，则清空当前在所述缓存中已存储的指令，并不再存储所述候选指令循环体；以及

其中所述异常情况包括下列中的一种或者多种：所读取的指令为不允许在循环体中的指令、所读取的指令为条件分支指令且指示的跳转目标地址超出了所述循环体的范围、所读取的指令为条件分支指令且所述循环体中的条件分支指令数量超过预定阈值。

8.如权利要求6所述的取指令方法，其中存储候选指令循环体的步骤还包括：

与所述候选指令循环体相关联地存储所述后向条件分支指令的相关信息，其中所述相关信息包括所述后向条件分支指令的地址、跳转目标地址和跳转方向预测。

9.如权利要求1所述的取指令方法，其中从所述缓存所存储的指令循环体中取出所述要执行的指令的步骤包括：

当所取出的要执行指令为条件分支指令时，还根据所存储的、所述条件分支指令的跳转方向预测信息来预测所述条件分支指令的跳转方向。

10.如权利要求9所述的取指令方法，其中，指令处理装置执行所述取指令方法，所述指令处理装置还包括所述分支历史表，所述分支历史表中存储有条件分支指令的跳转历史信息。