[发明专利]一种原子指令的执行方法和装置

权利要求书

1.一种原子指令的执行方法，其特征在于实施步骤包括：

1）按照普通指令的执行路径进行原子指令的取指、译码、重命名；

2）在指令分派时，将原子指令按照普通Store指令进行处理发送到Store流水线并带上目的寄存器的信息；

3）在指令发射时，将原子指令按照普通Store指令的发射逻辑发射至存储指令队列；

4）按照普通Store指令的执行路径执行发射至存储指令队列中的原子指令；

5）根据所访问目标存储区域的存储特性决定下一步的操作，如果Store操作的存储区域是没有维护Cache一致性的，则跳转执行步骤6）由下一级存储执行原子指令，否则跳转执行步骤9）由处理器核心完成原子指令的操作；

6）分配填充缓存；

7）将数据、原子指令操作码、填充缓存号写入下一级存储；

8）等待下一级存储返回原子操作的结果，且在返回结果后将获取的数据写到处理器核结果总线上，结束并退出；

9）获取目标存储区域的数据的写权限；

10）读取目标存储区域的数据，获取的数据写到处理器核结果总线上；

11）根据原子指令的操作码要求，将读取得到的目标存储区域的数据进行运算，得到真正需要写入存储的数据；

12）按照普通Store的数据通路，将真正需要写入存储的数据写入到一级数据Cache中，结束并退出。

2.根据权利要求1所述的原子指令的执行方法，其特征在于，步骤1）的详细步骤包括：

1.1）从指令高速缓存中将原子指令取到整个处理器的流水线中；

1.2）根据原子指令的编码信息进行指令控制和数据信息的获取，且针对原子指令增加原子指令的标识；

1.3）根据普通指令的重命名逻辑，将原子指令的目的寄存器进行重命名，并将源寄存器修改为响应的重命名后的寄存器号。

3.根据权利要求2所述的原子指令的执行方法，其特征在于，步骤2）的详细步骤包括：

2.1）根据原子指令的标识识别出原子指令；

2.2）将原子指令按照普通Store指令进行处理，然后发送到Store流水线且带上目的寄存器的信息，所述目的寄存器的信息包括目的寄存器的寄存器号、寄存器类型。

4.根据权利要求1所述的原子指令的执行方法，其特征在于，步骤3）的详细步骤包括：指令发射时，原子指令被发送到Store处理单元之后进入相应的等待队列，在等待队列中按照普通Store指令的发射条件和策略进行发射。

5.根据权利要求1所述的原子指令的执行方法，其特征在于，步骤4）的详细步骤包括：

4.1）针对发射至存储指令队列中的原子指令，按地址的生成规则读取源操作数的值并生成相应的虚拟地址，该虚拟地址对应了原子指令要操作的数据区域的起始地址；

4.2）将前面生成的虚拟地址转换为物理地址；

4.3）将被存储数据按物理地址和大小端配置进行转换，使其在进行数据存储时和目标格式一致。

6.一种原子指令的执行装置，其特征在于，所述原子指令的执行装置被编程以执行权利要求1～5中任意一项所述原子指令的执行方法的步骤。