[发明专利]针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法

说明书

本发明公开一种针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法，包括以下步骤：S11、判断一次循环内的指令条数是否能够满足带条件标记的运算指令在带条件转移标志位的条件转移指令之前至少提前N条的条件；S12、如果满足条件，编译器直接生成汇编代码，如果不满足，编译器根据循环体代码量与条件N计算需要循环展开的次数，进行循环展开，生成汇编代码；S13、带条件标记的运算指令提前改变条件转移指令的转移标志位；S14、条件转移指令根据对应的条件标记位进行判断，如果成立，则处理器根据条件转移标记指示跳转取指，否则顺序取指；S15、不论预测为跳转还是不跳转，条件标记位使用后即作废，转移指令条件标记位清0。本发明能够规避循环最后一次转移带来的性能损失。

技术领域

本发明涉及一种针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法，属于计算机技术领域。

背景技术

处理器性能的发挥常常受到转移指令的限制，这是因为当发生转移而从新的目标地址取指令时，需要排空流水线中跟在转移指令后面的无效指令，从而损失许多周期。转移预测是一种用来克服这一损失的有效方法，转移预测的成功率对于提高处理器的性能至关重要。

转移预测机制可以分为静态转移预测和动态转移预测。静态转移预测与转移的执行结果无关，不需要历史，实现起来比较简单，可以分为编译器预测与硬件固定预测。动态转移预测分为一级转移预测、二级自适应转移预测和混合预测，准确度比静态转移预测高很多。

对于一个执行n次的循环，现有的转移预测技术可以做到对前n-1次循环的跳转方向成功预测，但是对于第n次循环结束时的最后一次转移的预测却无能为力，就是说循环结束跳出循环时总是会转移预测失败，对程序运行的性能造成一定的损失。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法，该针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法达到规避该类转移预测失败带来的性能损失的目的，能够规避循环最后一次转移带来的性能损失。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法，包括以下步骤：

S11、编译器处理用户程序中的for循环，判断一次循环内的指令条数是否能够满足带条件标记的运算指令在带条件转移标志位的条件转移指令之前至少提前N条的条件；

S12、编译器生成带条件标记的运算指令和带条件转移标志位的条件转移指令，如果满足一次循环内的指令条数是否能够满足带条件标记的运算指令在带条件转移标志位的条件转移指令之前至少提前N条的条件，编译器直接生成汇编代码，如果不满足，编译器根据循环体代码量与条件N计算需要循环展开的次数，进行循环展开，生成汇编代码；

S13、在程序运行阶段，带条件标记的运算指令提前改变条件转移指令的转移标志位，即带条件标记的运算指令置条件标记位有效，并根据运算结果置相应的条件转移标记；

S14、条件转移指令根据对应的条件标记位进行判断，如果成立，则处理器根据条件转移标记指示跳转取指，否则顺序取指；

S15、不论预测为跳转还是不跳转，条件标记位使用后即作废，转移指令条件标记位清0。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1. 上述方案中，所述N由硬件确定，且N为整数。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法，其结合运用处理器提供的带条件标记的运算指令和带条件转移标志位的条件转移指令，使得在循环结束跳出循环时能够正确预测转移方向，从而达到规避该类转移预测失败带来的性能损失的目的，能够规避循环最后一次转移带来的性能损失。

附图说明

附图1为本发明针对循环内条件转移指令的转移预测优化方法流程图。