專利名稱：利用精簡指令狀態(tài)描述符追蹤指令的裝置和方法
利用精簡指令狀態(tài)描述符ii^斜旨令的裝置和方法
技輛域精
簡指令狀態(tài)描述符鵬數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理點旨輔沐
背景技術(shù)：
本發(fā)明還包括一種處理器，所i^t理器具有^ 、精簡指令狀態(tài)描述符 ^4m理器狀態(tài)變化的電路。處理器端口路由(route)所錄簡指令狀態(tài)描 述符。圖3示出了存^、本發(fā)明實施例配置的系統(tǒng)。 貫穿附圖
的^f見圖中，同樣的參考才射5^^目應(yīng)的部分。
M實施方式精簡指令狀態(tài)描述 符^m理器狀態(tài)變化10。精簡指令狀態(tài)描述符辦用于減少被il^信息的量。 本發(fā)明僅僅響應(yīng)于狀態(tài)變化提供信息，而不是每個周期(cycle^by-cycle)狀態(tài)信 息。所述被1^斜言息包城簡指令狀態(tài)描述#周期性的禾1^計數(shù)^(言息。圖2示出了^ 、本發(fā)明實施例配置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括處理器102以 生成追蹤信息，所iiii^信息包插晴簡指令狀態(tài)描，和周期性的程序計數(shù)器 差*。探測器104將ii^信息膝由到計^^幾120。特別地，il^信息4iy洛由到
計算機120的輸入設(shè)備。輸A/輸出設(shè)備122的菜合可以包括用以接^ai^斜言息的端口。輸A/輸出設(shè)備122的集^i可以包括其他的標(biāo)Jli^A/輸出設(shè)備，例 如鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印才條等。中狄理單元124通迚悉線126連接到 輸A/輸出設(shè)備122。賴器128 iii^接到總線126。絲器128 ^ft與處理器 102i^lM^亍的禾I^對應(yīng)的禾I^^器^f象130。調(diào)^^狹132包括可^U亍指令， 用以處理ii^信息^^I^^^f象130以^Wt^NWt。^v則器104可以包括賴器108以^fiiii^f言息。替艦，夕h"^存 儲器可以和探測器104酉e/^f吏用。在一實施例中，，器108 ^Cg己置為FIFO 以^f^皮ii^宗信息。指4^^J宗控制塊106 ^S己置來i。J'J何時所述FIFO接近滿， 并且響應(yīng)于此情況，生成應(yīng)用于節(jié)點117的停滯信號(stallsignal)以FJJi處理 器生，外的il^信息，否則所,外的ii^宗信息^l射吏得FIFO溢出。FIFO控 制電路110連接到絲器108和指4H^5宗控制塊106以協(xié)調(diào)》b^作。絲于內(nèi)核^7K線和能^f^斤述i^K線停滯的容易禾iJL， ii^宗控制塊 需^pit^In一Stall信號的斷言和能^f吏^7K線停止(halt)之前的最大數(shù)目周 期之間的g。然后，^^]jWM言息以確定在斷言(assert)停滯以及絲斷言 (de-assert) Out—Valid信號^需要多少空的追蹤FIFO條目(entries)絲 儲潛在的ii^信息。對于一個給定的內(nèi)核實現(xiàn)方式，最大^7K線停滯^i^l已知的，并且 這將由指4H^宗控制塊(ITCB)106使用，來用于它對FIFO空間需求的最壞情 況計算。要注意的是，如果開始進(jìn)行il^宗，則使能多"亭滯以確保不丟失i^宗 數(shù)據(jù)，并JUE^ii^詢^5馬具有特定的較大數(shù)目的不可預(yù)測的浪搟，于是，對 于給定的FIFO大小，可能經(jīng)常使得內(nèi)核停滯。這#^響處理器的^^]， ^ffj 響^it些情況下運行時將看到的內(nèi)核的性能。如果預(yù)期作為^^配置^f吏能追 蹤并財于針^1^#[吏能多"亭滯，那么為了防jLit多l(xiāng)t量的停滯，重要的 是，獲取將^ii些情況下運行的典型^^， ^tof于如100條指令所需要的追 蹤的位數(shù)，并將其與ITCB106中的FIFO的大小及將清空此FIFO的期望速率 相關(guān)乾因此，當(dāng)該有效信號為^f^(0)時，^f亍指4Sf且PC值沒有變化。當(dāng) 有效信號為高(1)且數(shù)據(jù)位為0時，^^'喊指令。因而，在結(jié)^^I^W^^譯
ii^信息時，jfc)t簡指令狀態(tài)描述符導(dǎo)致pc值增加。M的精簡指令狀態(tài)描
述符允許在差^移量^^h^得PC值。空間都用1填充。通過iX^il U^的追 蹤字，解碼^a用于&M立置填充的1111碼型(pattern)和1111溢出消息區(qū)別 開來。雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的多個實施例，但^該賄，它們是以 示例的方式，而不^艮制。對于相關(guān)計^^域的^t^A員來說明顯的是，可 以在形式和細(xì)節(jié)上做樹變化而不脫離本發(fā)明的范圍。例如，除了^^1硬件(比 如，在中狄理單it(CPU)、孩敗理器、微控制器、數(shù)4^f言號處理器、處理器內(nèi) 核、片上系統(tǒng)(SOQ、或^l可^fe設(shè)備內(nèi)或者與其連接)^卜，還可以以軟件(比 如，計算機可讀代碼、程序代碼、和/或以任何形式(例如，源、對象、或^^幾 器語言)部署的指4^)的形式實現(xiàn)^^些實施方式，所述^l，'H^署在配置用于 ^"軟件的計算機可用(比如，可讀)^h質(zhì)中。例如，該軟件可以仗得實i^E所 描述的裝置和方法的功能、制造、建模、仿真、描述和/或測試。這可以通過例 :H^I常用編程語言(比如，C、 0+"),包括VerilogHDL、 VHDL等等的硬件 描述語言(HDL),或者，可用程序來實現(xiàn)。該軟件可以部署在4封可已知的計 勒幾可用介質(zhì)中，鈔半#、嫩、或者M(jìn)(比如，CD-ROM、 DVD國ROM 等)。該軟^ii可以部署為在計^^可用(比如，可讀)#輸介質(zhì)(比如，栽波或者 ^^^#^質(zhì)，包括數(shù)字的、光學(xué)的、M于模擬的介質(zhì))中M實施的計算機 數(shù)^f言號。本發(fā)明實施例可以包^1樣的方法，其通過提供用于描^b^置的 軟件，齢在包括互聯(lián)網(wǎng)(Internet)和內(nèi)部網(wǎng)(intranets)的通信網(wǎng)絡(luò)J^送 該軟僻為計勒璁樹言號，械供M描述的裝置。
[0044應(yīng)該理解，這里描述的裝置和方法可以被包括在半導(dǎo)體知識產(chǎn)權(quán)核 中，j碏狄理器核(比如，以HDL實現(xiàn))，并且可以在M電路的生產(chǎn)中轉(zhuǎn)變?yōu)?硬件。另外，處描述的裝置和方法可以脅實施為硬4恃軟件的組合。因此， 本發(fā)明不應(yīng)該受上面描述的示例性實施例中任何一個的限制，而應(yīng)該僅僅才娥 下面的似'j要^^它們的等^:物ii^亍定義。
權(quán)利要求
1.一種追蹤處理器指令的方法，包括依照精簡指令狀態(tài)描述符來表征處理器狀態(tài)變化；和追蹤精簡指令狀態(tài)描述符。
2. :H5U，澳求1的方法，其中所頓簡指令狀態(tài)描ii^辦用于減少被追蹤信息。
3. :H5U，J要求1的方法，其中所蹄簡指令狀態(tài)描述符包括^^周期中未 敝指令的描述符。
4. WU，J^求1的方法，其中所蹄筒指令狀態(tài)描述符包括^^周期中執(zhí) 行了;',指令的描述符。
5. :N5^'虔求1的方法，其中所錄簡指令狀態(tài)描述符包括^^亍了分支、 目的地可預(yù)測的周期的描述符。
6. :N5U'J要求1的方法，其中所蹄簡指令狀態(tài)描述符包括^^亍了非魏 指令、禾I^計數(shù)H^移量是小的周期的描述符。
7. :H^'要求1的方法，其中所i^簡指令狀態(tài)描述符包括^f亍了非連續(xù) 指令、考I^計數(shù)H^^多量A^的周期的4笛ii符。
8. :H5U'漆求1的方法，其中所姚簡指令狀態(tài)描述符包括非魏指令周 期的描述符。
9. :ftwM'J^"求1的方法，其中所iW簡指令狀態(tài)描述符包括內(nèi)部溢出周期 的描述符。
10. :H5U'j要求1的方法，進(jìn)一步包桐'j用精簡指令狀態(tài)描述符的子絲 棒^k^"送禾沐十?dāng)?shù)劓言息。
11. 力^U，J要求1的方法，進(jìn)一步包括^(t簡指令狀態(tài)描述符與禾i^M器^yMa合以提供完整的^f亍狀態(tài)歷史。
12. —種計#^幾可讀^^介質(zhì)，用于^f^用以^^征電路的可^f亍指令，包 4^用于以下的可^W于指令^^精簡指令狀態(tài)描述符^m理器狀態(tài)變化；和傳￡^#簡指令狀態(tài)描述符'
13. :N5U'J^求12的計^^可讀^"介質(zhì)，進(jìn)一步包括用以處理ii^宗進(jìn)行信號的可細(xì)旨令。
14. :N5U'J要求12的計#^幾可讀#^介質(zhì)，進(jìn)一步包括用以生A^^周期 中沒有^^亍指4^i信號的可^f亍指令。
15. :M5U'J要求12的計^^幾可讀^#介質(zhì)，進(jìn)一步包^^用以處理4亭^f言號 的可脅指令。
16. —種處理器，包拾電路，用以^ 、精簡指令狀態(tài)描述符^m理微態(tài)變化；和端口，用以路由精簡指令狀態(tài)描述符。
17. 力^U'J^求16的處理器，進(jìn)一步包括用以處理ii^宗進(jìn)行信號的電路。
18. i^'J要求16的處理器，進(jìn)一步包括用以生威/M^周期中沒有4M封旨 令的信號的電路。
19. 3wM'j要求16的處理器，進(jìn)一步包括用以處理停滯信號的電路。
20. :M5U'j要求16的處理器，其中所*理器以硬件描述語言軟件實現(xiàn)。
21. :H5U'J^求16的處理器，其中所驗理器以Verilog硬件描述語言軟 4伸VHDL硬件描述語言軟件中的一種來實現(xiàn)。
22. —種系統(tǒng)，包括 處理器，具有電路，用以^^精簡指令狀態(tài)描述符il^iE處理器狀態(tài)變化；和 端口，用以路由精簡指令狀態(tài)描述符；和 指4^ii^宗控制塊，用以橋晴簡指令狀態(tài)描述符路由到M器。
23. ^^U'J^求22的系統(tǒng)，其中所述指44i^宗控制塊將a^宗進(jìn)行信號路由到處理器。
24. :WX^J要求22的系統(tǒng)，其中所述指4^^宗控制妙 用于處理器的 停滯信號。
25. :H5U'J^求22的系統(tǒng)，進(jìn)一步包;fei^接到指4^i^宗控制塊的FIFO控 制電路。
26. :H5^j要求25的系統(tǒng)，進(jìn)一步包^^4^到F!FO控制電鴻4^Ht器的 鄉(xiāng)'鵬口塊。
27. ^H5U'J^求26的系統(tǒng)，其中所述指44i^宗控制塊、賴器、FTFO控 制電路、^i!，JII^口J^a^^器。
28. —種糊器，包括 絲器；指^Hi^宗控制塊，用于械簡指令狀態(tài)描述符寫入絲器，并利用精簡指 令狀態(tài)描述符的子集選棒^ik^送禾I^計數(shù)別言息。
29. ^M'J^求28的^i'j器，其中所述指4^i^宗控制狄理ii^宗進(jìn)行信號。
30. ^5U'j要求28的^^器，其中所述指440宗控制處成停滯信號。
31. :fc^利要求28的^y則器，進(jìn)一步包^^接到指44i^宗控制塊的FIFO 控制電路。
32. :^^'要求31的#>則器，進(jìn)一步包:^^接到賴器和FIFO控制電路 的^J則器接口塊。
全文摘要
一種追蹤處理器指令的方法，包括依照精簡指令狀態(tài)描述符來表征處理器狀態(tài)變化。使用處理器指令追蹤所述精簡指令狀態(tài)描述符，但并不追蹤處理器數(shù)據(jù)。
文檔編號G06F9/44GK101517530SQ200780035943
公開日2009年8月26日 申請日期2007年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日
發(fā)明者E·L·埃德加, R·泰卡特 申請人:Mips技術(shù)公司