本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)，尤其涉及一種預(yù)取控制方法、裝置、處理器及電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)，是根據(jù)cache（緩存存儲(chǔ)器）訪問(wèn)的歷史規(guī)律對(duì)未來(lái)將要使用的數(shù)據(jù)地址進(jìn)行預(yù)測(cè)，在數(shù)據(jù)需要之前，提前發(fā)起數(shù)據(jù)獲取請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)從內(nèi)存或較高級(jí)別的cache（例如l3）轉(zhuǎn)入低級(jí)cache（例如l1）。若預(yù)測(cè)準(zhǔn)確，可有效降低較低級(jí)別cache的missrate（未命中率或缺失率）。

2、然而，在一些情況下，即使對(duì)某條指令insta所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行了預(yù)取操作，在執(zhí)行后續(xù)指令instb時(shí)，仍然需要等待。這是因?yàn)?，指令instb的執(zhí)行可能需要依賴指令insta的執(zhí)行結(jié)果以及指令instc的執(zhí)行結(jié)果，雖然對(duì)指令insta進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取可以使指令insta盡快得到執(zhí)行結(jié)果，但由于指令instc的執(zhí)行結(jié)果可能會(huì)較遲才能得到，因此指令instb的執(zhí)行并沒(méi)有因?yàn)閷?duì)指令insta的數(shù)據(jù)預(yù)取而得到加快。諸如此類的情況在程序運(yùn)行中非常常見(jiàn)，但這樣的預(yù)取操作常?；ㄙM(fèi)了寶貴的資源（例如增加了功耗，占用了額外的帶寬等），卻無(wú)法有效提升程序的執(zhí)行速度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種預(yù)取控制方法、裝置、處理器及電子設(shè)備，能夠在保證程序運(yùn)行速度的同時(shí)，有效降低資源消耗。

2、第一方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種預(yù)取控制方法，包括：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令，所述目標(biāo)待發(fā)射指令包括至少一個(gè)源操作數(shù)，其中有且僅有一個(gè)所述源操作數(shù)未就緒，未就緒的所述源操作數(shù)與所述目標(biāo)訪存指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；根據(jù)查詢結(jié)果確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括以下至少一項(xiàng)：利用所述目標(biāo)訪存指令進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取、利用所述目標(biāo)訪存指令對(duì)所述預(yù)取器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取訓(xùn)練。

3、在一種實(shí)施方式中，所述響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令包括：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，獲取所述目標(biāo)訪存指令的目的物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，得到第一標(biāo)識(shí)；將所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令的源物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，分別與所述第一標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果相同的寄存器標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的隊(duì)列指令確定為第一備選指令；將各所述第一備選指令中，只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的所述第一備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

4、在一種實(shí)施方式中，所述響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令包括：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，獲取所述目標(biāo)訪存指令的目的物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，得到第一標(biāo)識(shí)；在所述發(fā)射隊(duì)列中查找只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的指令，得到第二備選指令；將各所述第二備選指令的源物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，分別與所述第一標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果相同的寄存器標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的所述第二備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

5、在一種實(shí)施方式中，所述目標(biāo)訪存指令由所述發(fā)射隊(duì)列中發(fā)射；所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令均攜帶對(duì)應(yīng)的附加信息，所述附加信息包括該隊(duì)列指令的依賴指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)，該隊(duì)列指令的源操作數(shù)與所述依賴指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；所述響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令包括：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，將所述目標(biāo)訪存指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)與發(fā)射隊(duì)列中各條所述隊(duì)列指令的附加信息中的重排序緩存標(biāo)識(shí)相對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果相同的重排序緩存標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的隊(duì)列指令，確定為第三備選指令；將各所述第三備選指令中，只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的所述第三備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

6、在一種實(shí)施方式中，所述目標(biāo)訪存指令由所述發(fā)射隊(duì)列中發(fā)射；所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令均攜帶對(duì)應(yīng)的附加信息，所述附加信息包括該隊(duì)列指令的依賴指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)，該隊(duì)列指令的源操作數(shù)與所述依賴指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；所述響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令包括：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，在所述發(fā)射隊(duì)列中查找只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的指令，得到第四備選指令；將所述目標(biāo)訪存指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)與各所述第四備選指令的附加信息中的重排序緩存標(biāo)識(shí)相對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果相同的重排序緩存標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的第四備選指令，確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

7、在一種實(shí)施方式中，所述根據(jù)查詢結(jié)果確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括：在所述發(fā)射隊(duì)列中存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，通過(guò)訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作；或者，在所述發(fā)射隊(duì)列中不存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，拒絕通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，或者，通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器無(wú)需執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，或者，通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器對(duì)已經(jīng)發(fā)出的所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作進(jìn)行攔截。

8、在一種實(shí)施方式中，所述在所述發(fā)射隊(duì)列中存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，通過(guò)訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括：在所述發(fā)射隊(duì)列中存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，向所述訪存單元發(fā)送預(yù)取有效信號(hào)，以使所述訪存單元根據(jù)所述預(yù)取有效信號(hào)向所述預(yù)取器發(fā)送第一控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)攜帶所述目標(biāo)訪存指令要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存地址。

9、在一種實(shí)施方式中，所述第一控制信號(hào)還攜帶所述目標(biāo)訪存指令自身所在的內(nèi)存地址。

10、在一種實(shí)施方式中，所述利用所述目標(biāo)訪存指令進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取包括：根據(jù)所述目標(biāo)訪存指令的發(fā)生緩存未命中的內(nèi)存地址，以及所述目標(biāo)訪存指令的歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息，預(yù)測(cè)未來(lái)所需數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址，得到預(yù)測(cè)地址；根據(jù)所述預(yù)測(cè)地址，對(duì)未來(lái)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)取。

11、在一種實(shí)施方式中，所述利用所述目標(biāo)訪存指令對(duì)所述預(yù)取器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取訓(xùn)練包括：利用所述目標(biāo)訪存指令的發(fā)生緩存未命中的內(nèi)存地址，構(gòu)建或更新歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息，以使所述預(yù)取器根據(jù)所述歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行地址預(yù)取。

12、在一種實(shí)施方式中，所述根據(jù)查詢結(jié)果確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括：根據(jù)處理器的繁忙程度和/或內(nèi)存的繁忙程度以及所述查詢結(jié)果，確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作。

13、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種預(yù)取控制裝置，包括：查詢模塊，被配置為響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令，所述目標(biāo)待發(fā)射指令包括至少一個(gè)源操作數(shù)，其中有且僅有一個(gè)所述源操作數(shù)未就緒，未就緒的所述源操作數(shù)與所述目標(biāo)訪存指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；確定模塊，與所述查詢模塊耦合，被配置為根據(jù)查詢結(jié)果確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括以下至少一項(xiàng)：利用所述目標(biāo)訪存指令進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取、利用所述目標(biāo)訪存指令對(duì)所述預(yù)取器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取訓(xùn)練。

14、在一種實(shí)施方式中，所述查詢模塊，被配置為：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，獲取所述目標(biāo)訪存指令的目的物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，得到第一標(biāo)識(shí)；將所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令的源物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，分別與所述第一標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果相同的寄存器標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的隊(duì)列指令確定為第一備選指令；將各所述第一備選指令中，只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的所述第一備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

15、在一種實(shí)施方式中，所述查詢模塊，被配置為：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，獲取所述目標(biāo)訪存指令的目的物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，得到第一標(biāo)識(shí)；在所述發(fā)射隊(duì)列中查找只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的指令，得到第二備選指令；將各所述第二備選指令的源物理寄存器的寄存器標(biāo)識(shí)，分別與所述第一標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì)，將比對(duì)結(jié)果相同的寄存器標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的所述第二備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

16、在一種實(shí)施方式中，所述目標(biāo)訪存指令由所述發(fā)射隊(duì)列中發(fā)射；所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令均攜帶對(duì)應(yīng)的附加信息，所述附加信息包括該隊(duì)列指令的依賴指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)，該隊(duì)列指令的源操作數(shù)與所述依賴指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；所述查詢模塊，被配置為：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，將所述目標(biāo)訪存指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)與發(fā)射隊(duì)列中各條所述隊(duì)列指令的附加信息中的重排序緩存標(biāo)識(shí)相對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果相同的重排序緩存標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的隊(duì)列指令，確定為第三備選指令；將各所述第三備選指令中，只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的所述第三備選指令確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

17、在一種實(shí)施方式中，所述目標(biāo)訪存指令由所述發(fā)射隊(duì)列中發(fā)射；所述發(fā)射隊(duì)列中的各條隊(duì)列指令均攜帶對(duì)應(yīng)的附加信息，所述附加信息包括該隊(duì)列指令的依賴指令rob（re-order?buffer）的重排序緩存標(biāo)識(shí)（rid，rob?identification），該隊(duì)列指令的源操作數(shù)與所述依賴指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)；所述查詢模塊，被配置為：響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，在所述發(fā)射隊(duì)列中查找只有一個(gè)源操作數(shù)未就緒的指令，得到第四備選指令；將所述目標(biāo)訪存指令的重排序緩存標(biāo)識(shí)與各所述第四備選指令的附加信息中的重排序緩存標(biāo)識(shí)相對(duì)比，將對(duì)比結(jié)果相同的重排序緩存標(biāo)識(shí)所對(duì)應(yīng)的第四備選指令，確定為所述目標(biāo)待發(fā)射指令。

18、在一種實(shí)施方式中，所述確定模塊包括：第一指示子模塊，被配置為在所述發(fā)射隊(duì)列中存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，通過(guò)訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作；或者，第二指示子模塊，被配置為在所述發(fā)射隊(duì)列中不存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，拒絕通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，或者，通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器無(wú)需執(zhí)行所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，或者，通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器對(duì)已經(jīng)發(fā)出的所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作進(jìn)行攔截。

19、在一種實(shí)施方式中，所述第一指示子模塊，被配置為在所述發(fā)射隊(duì)列中存在所述目標(biāo)待發(fā)射指令的情況下，向所述訪存單元發(fā)送預(yù)取有效信號(hào)，以使所述訪存單元根據(jù)所述預(yù)取有效信號(hào)向所述預(yù)取器發(fā)送第一控制信號(hào)，所述第一控制信號(hào)攜帶所述目標(biāo)訪存指令要訪問(wèn)的數(shù)據(jù)所在的內(nèi)存地址。

20、在一種實(shí)施方式中，所述第一控制信號(hào)還攜帶所述目標(biāo)訪存指令自身所在的內(nèi)存地址。

21、在一種實(shí)施方式中，所述預(yù)取器被配置為：根據(jù)所述目標(biāo)訪存指令的發(fā)生緩存未命中的內(nèi)存地址，以及所述目標(biāo)訪存指令的歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息，預(yù)測(cè)未來(lái)所需數(shù)據(jù)的內(nèi)存地址，得到預(yù)測(cè)地址；根據(jù)所述預(yù)測(cè)地址，對(duì)未來(lái)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)取。

22、在一種實(shí)施方式中，所述預(yù)取器被配置為：利用所述目標(biāo)訪存指令的發(fā)生緩存未命中的內(nèi)存地址，構(gòu)建或更新歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息，以根據(jù)所述歷史訪存統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行地址預(yù)取。

23、在一種實(shí)施方式中，所述確定模塊，被配置為根據(jù)處理器的繁忙程度和/或內(nèi)存的繁忙程度以及所述查詢結(jié)果，確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作。

24、第三方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種處理器，所述處理器包括：發(fā)射隊(duì)列、訪存單元、預(yù)取器以及本發(fā)明的實(shí)施例提供的任一種預(yù)取控制裝置；所述發(fā)射隊(duì)列、所述預(yù)取控制裝置、所述訪存單元及所述預(yù)取器依次串聯(lián)；所述預(yù)取控制裝置，被配置為通過(guò)所述訪存單元獲知所述目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，并通過(guò)所述訪存單元指示所述預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作。

25、第四方面，本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括電路板、處理器和存儲(chǔ)器，所述處理器和所述存儲(chǔ)器分別設(shè)置在所述電路板上，所述處理器與所述存儲(chǔ)器電連接，用于對(duì)所述存儲(chǔ)器進(jìn)行讀操作或?qū)懖僮鳎渲?，所述處理器為本發(fā)明的實(shí)施例提供的任一種處理器。

26、本發(fā)明的實(shí)施例提供的預(yù)取控制方法、裝置、處理器及電子設(shè)備，能夠響應(yīng)于目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令，根據(jù)查詢結(jié)果確定是否指示預(yù)取器針對(duì)所述目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，所述預(yù)取關(guān)聯(lián)操作包括以下至少一項(xiàng)：利用所述目標(biāo)訪存指令進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取、利用所述目標(biāo)訪存指令對(duì)所述預(yù)取器進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)取訓(xùn)練。由于目標(biāo)待發(fā)射指令包括至少一個(gè)源操作數(shù)，其中有且僅有一個(gè)所述源操作數(shù)未就緒，未就緒的所述源操作數(shù)與所述目標(biāo)訪存指令的執(zhí)行結(jié)果相關(guān)，因此，查詢發(fā)射隊(duì)列中是否存在目標(biāo)待發(fā)射指令，也就能夠確定對(duì)目標(biāo)訪存指令執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作并得到執(zhí)行結(jié)果后，是否會(huì)更快觸發(fā)后續(xù)指令的執(zhí)行進(jìn)而加快程序的運(yùn)行速度。也即是說(shuō)，與現(xiàn)有技術(shù)中只要目標(biāo)訪存指令發(fā)生緩存未命中就會(huì)對(duì)其執(zhí)行預(yù)取關(guān)聯(lián)操作的方案相比，本發(fā)明的實(shí)施例的方案，能夠?qū)︻A(yù)取關(guān)聯(lián)操作進(jìn)行一定程度的過(guò)濾，只執(zhí)行對(duì)加快程序運(yùn)行速度有幫助的預(yù)取關(guān)聯(lián)操作而暫不執(zhí)行無(wú)法加快程序運(yùn)行速度的預(yù)取關(guān)聯(lián)操作，因此能夠在保證程序運(yùn)行速度的同時(shí)，有效降低資源消耗。