[发明专利]一种向量跨步指令的实现方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种向量跨步指令的实现方法，其特征在于，包括：

从指令计数器所指的地址处，获取向量跨步指令；

根据RISC-V指令集的编码格式，对获取的所述向量跨步指令进行译码后，根据译码信息确定指令操作信息；

将所述向量跨步指令和所述指令操作信息发送到对应的执行部件；

执行所述向量跨步指令，以通过TLB和缓存聚合访问从内存中获取每个元素的地址所指的数据；

将访问获取的数据合并后写回到所述向量跨步指令的目的寄存器中；

其中，所述指令操作信息包含指令操作码、元素个数、目的操作数寄存器号和从源操作数寄存器号获取的源操作数；所述通过TLB和缓存聚合访问从内存中获取每个元素的地址所指的数据，包括：

根据所述指令操作信息中的元素个数和源操作数，计算元素访问的虚拟页面的数量，并根据多个所述虚拟页面通过TLB聚合访问的物理页面地址，获取每个元素的物理地址；在所述源操作数包括第一源寄存器中的访存首地址和第二源寄存器的跨步大小时，包括：

获取虚拟页面的大小、虚拟页面内地址位数、元素个数、第一源寄存器中的访存首地址以及第二源寄存器中的跨步大小；

根据所述跨步大小和所述虚拟页面的大小判断所述元素是否满足TLB聚合访问条件；

若是，则计算所述元素访问的虚拟页面的数量，该虚拟页面的数量计算公式为：

，

其中，N为所述虚拟页面的数量；a为所述第一源寄存器中的访存首地址；k为所述第二源寄存器中的跨步大小；m为所述虚拟页面内地址位数；M为所述虚拟页面的大小；n为所述元素个数；表示取所述访存首地址a的低m位；

根据元素序号和所述访存首地址获取每个所述元素的页内偏移量，与根据N个所述虚拟页面通过TLB聚合访问得到的物理页面地址进行拼接，获取每个所述元素的物理地址；

计算所述元素访问的缓存行的数量，并基于每个所述元素的物理地址，访问多个所述缓存行获取每个元素的数据；

将每个所述元素访问获取的数据进行格式转换，得到标准格式的数据。

2.根据权利要求1所述的向量跨步指令的实现方法，其特征在于，所述计算所述元素访问的缓存行的数量，并基于每个所述元素的物理地址，访问多个所述缓存行获取每个元素的数据，包括：

获取缓存行的大小、物理页面内地址位数、元素个数、第一源寄存器中的访存首地址以及第二源寄存器中的跨步大小；

根据所述跨步大小和所述缓存行的大小判断所述元素是否满足缓存聚合访问条件；

若是，则计算所述元素访问的缓存行的数量，该缓存行的数量计算公式为：

，

其中，C为所述缓存行的数量；a为所述第一源寄存器中的访存首地址；k为所述第二源寄存器中的跨步大小；b为所述物理页面内地址位数；B为所述缓存行的大小；n为所述元素个数；表示取所述访存首地址a的低b位；

从首个所述元素的物理地址开始，顺序访问C个所述缓存行，并从C个所述缓存行中，根据每个所述元素的物理地址获取对应的数据。

3.根据权利要求1所述的向量跨步指令的实现方法，其特征在于，所述译码信息包括指令操作码、元素个数、源操作数寄存器号和目的操作数寄存器号；

所述根据译码信息确定指令操作信息，包括：

从所述译码信息中的源操作数寄存器号获取源操作数，并与所述译码信息中的指令操作码、元素个数和目的操作数寄存器号进行组合，得到指令操作信息。

4.根据权利要求1所述的向量跨步指令的实现方法，其特征在于，还包括：

根据所述向量跨步指令的访问特征，生成多个包含预取地址的预取请求；

将所述预取地址进行TLB虚实地址转换，得到物理地址，并在判断到所述物理地址不在缓存中时，将所述预取请求发送至下一级存储，等待下一级存储返回预取数据后，将所述预取数据存放到缓存中。