專利名稱：精簡指令集計算機處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機處理器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。
技術(shù)背景虛擬機是20世紀(jì)60年代IBM公司提出的概念，并且付諸實現(xiàn)。當(dāng)時主 流計算機是大型機，通過把大型機分割成多個虛擬機，利用虛擬機監(jiān)視器 (Virtual Machine Monitor, VMM)的分隔，多種不同應(yīng)用或者多個用戶可以 共享這一稀缺資源。但是，隨著硬件成本降低和計算能力的增強，以及多任務(wù)操作系統(tǒng)(OS) 的出現(xiàn)，虛擬機監(jiān)視器慢慢退出歷史舞臺，微型計算機和個人計算機(PC) 大行其道。然而，由于虛擬機的強大和成功在于用戶可以訪問和利用僅僅通過指令集 的組合就可以形成的功能和設(shè)備，最近幾年，虛擬機監(jiān)視器重新成為學(xué)術(shù)界和 工業(yè)界的焦點。虛擬機監(jiān)視器為現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的真實限制提供一種虛擬解決 方案，其變成一個強大的工具，這一工具會大大擴展現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的能力。當(dāng)今X86架構(gòu)在很多的應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)的地位，很多大型的服務(wù)器類 的應(yīng)用都是X86架構(gòu)。精簡指令集計算機(Reduced Instruction Set Computing, RISC)架構(gòu)的微處理器為了能夠廣泛地運行服務(wù)類的應(yīng)用，實現(xiàn)與X86架構(gòu) 的兼容就成為了必要的任務(wù)。另外，現(xiàn)有X86架構(gòu)的計算機中，應(yīng)用程序更 加多樣化，很多商業(yè)軟件都是基于X86架構(gòu)的，所以RISC微處理器要想更為 廣泛地運行多樣化的應(yīng)用，也非常需要實現(xiàn)對X86的兼容。MIPS作為RISC很大的一個分支，目前有很多開源的虛擬機平臺，可以 實現(xiàn)MIPS到X86平臺的異構(gòu)支持。在MIPS架構(gòu)上用虛擬機兼容X86架構(gòu)需要考慮很多方面，其中一方面就是X86架構(gòu)中對標(biāo)志寄存器(EFLAGS)標(biāo)志位的使用。X86定點運算指令支持共6比特(Bit)的EFLAGS標(biāo)志位運算，即很多 運算指令除了產(chǎn)生數(shù)據(jù)值以外，還要產(chǎn)生標(biāo)志位，轉(zhuǎn)移指令把標(biāo)志位作為轉(zhuǎn)移 條件，實現(xiàn)指令運算。X86中標(biāo)志寄存器(EFLAGS)主要包括以下三部分內(nèi)容一、 狀態(tài)標(biāo)志(Status Flags)，包括CF (進(jìn)位標(biāo)志)、PF (奇偶位)、 AF (輔助進(jìn)位)、ZF (零標(biāo)志)、SF (非負(fù)標(biāo)志)和OF (溢出)共六位；二、 DF (方向標(biāo)志)標(biāo)志，用來控制串操作指令的方向；三、 其他系統(tǒng)標(biāo)志和I/O特權(quán)域(IOPL域)，這些標(biāo)志包括單步模式標(biāo) 志、中斷使能、1/0優(yōu)先級等，用戶程序不能修改這些標(biāo)志。關(guān)于標(biāo)志寄存器的第二和第三部分的內(nèi)容，MIPS64中已經(jīng)有相應(yīng)的硬件 可以實現(xiàn)，但對于第一部分的內(nèi)容沒有相應(yīng)的實現(xiàn)。X86中還有一個16位的浮點標(biāo)志寄存器，其中每兩位組成一個標(biāo)志 (TAG)，共8個標(biāo)志(TAG)。每個標(biāo)志(TAG)對應(yīng)一個浮點寄存器的 狀態(tài)，00表示valid, 01表示zero, 10表示special, 11表示empty。由于X86 中的浮點寄存器以棧的方式組織，浮點標(biāo)志寄存器主要用于檢測浮點訪問時會 不會發(fā)生棧溢出例外。現(xiàn)有技術(shù)中，標(biāo)志寄存器第一部分的內(nèi)容，即狀態(tài)標(biāo)志(Status Flags)和 浮點標(biāo)志寄存器的MIPS到X86的異構(gòu)實現(xiàn)，都沒有硬件實現(xiàn)，而軟件層次的 虛擬機異構(gòu)實現(xiàn)會產(chǎn)生很大的開銷，對性能造成很大的影響。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種精簡指令集計算機(RISC)處理器 裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。其擴大虛擬機的優(yōu)化空間，達(dá)到提高虛擬機性能的目 的。為實現(xiàn)本發(fā)明而提供的一種RISC處理器裝置，包括譯碼器，物理寄存器 堆和運算部件，以及譯碼器，物理寄存器堆和運算部件之間連接的數(shù)據(jù)通路， 所述物理寄存器堆中的每個物理寄存器擴展為72位，整個數(shù)據(jù)通路統(tǒng)一擴充 為72位；所述運算部件，包括擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作模式下時，在指令運算中，對物理寄存器堆中的72位寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。所述72位的物理寄存器，包括64位的數(shù)據(jù)位部分和8位的標(biāo)志位部分。所述物理寄存器堆，包括通用寄存器和浮點寄存器。所述擴展后的通用寄存器的第64到69位共6個標(biāo)志位，由低到高分別表 示CF位、PF位、AF位、ZF位、SF位和OF位。所述擴展后的浮點寄存器的第64位作為該浮點寄存器的TAG標(biāo)志位，表 示該浮點寄存器的狀態(tài)，用于檢測浮點訪問時會不會發(fā)生棧溢出例外。所述TAG位為0，則表示浮點棧此項為空，即浮點寄存器中的數(shù)值無效； 如果為1，則表示浮點寄存器中的數(shù)值有效。所述擴展運算模塊，包括通用寄存器擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于 X86虛擬機工作模式下時，利用所述擴展后的通用寄存器進(jìn)行運算，并把運算 結(jié)果的數(shù)據(jù)部分和標(biāo)志部分一起寫回到經(jīng)擴展后的目標(biāo)通用寄存器中。所述譯碼器包括最新標(biāo)志位指針，用于指向與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器。所述擴展運算模塊，包括浮點寄存器擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于 X86虛擬機工作模式下時，利用所述擴展后的浮點寄存器進(jìn)行運算，并根據(jù)運 算結(jié)果改寫浮點寄存器的TAG位。為實現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，包括下 列步驟步驟A，在設(shè)置RISC處理器的X86虛擬機工作模式時，物理寄存器堆中 的通用寄存器和浮點寄存器為72位物理寄存器；步驟B，在指令運算中，對物理寄存器堆中的72位寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行 修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。所述步驟B中，對于通用寄存器而言，包括下列步驟步驟B1，擴展后的通用寄存器進(jìn)行運算時，把運算得到的結(jié)果數(shù)據(jù)部分 和標(biāo)志部分一起寫回到目標(biāo)通用寄存器；步驟B2，根據(jù)指令運算，修改最新標(biāo)志位指針，譯碼器的最新標(biāo)志位指 針指向與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器。所述步驟B2之后還包括下列步驟步驟B3，如果一個新指令運算需要使用標(biāo)志位作為源操作數(shù)，則使用最 新標(biāo)志位指針指向的通用寄存器作為該指令的源操作數(shù)。所述步驟B2中，修改最新標(biāo)志位指針，包括下列步驟1) 如果指令運算時需要改變最新標(biāo)志位，則最新標(biāo)志位指針值改變?yōu)橹赶蛟撝噶畹哪繕?biāo)寄存器；2) 如果新指令運算時不需要改變最新標(biāo)志位，但是卻把最新標(biāo)志位指針 指向的物理寄存器作為目的操作數(shù)，則需要將原物理寄存器中的標(biāo)志位的值復(fù) 制到新的物理寄存器中，作為最新標(biāo)志位指針指向的通用寄存器；3) 如果指令修改全部標(biāo)志位，則修改通用寄存器中的6個標(biāo)志位，再將 最新標(biāo)志位指針指向新的通用寄存器；4) 如果指令只修改6位標(biāo)志位中的其中一位或者多位，則采用拼接的方 法把多位標(biāo)志位拼接在一起。所述步驟B中，對于浮點寄存器而言，包括下列步驟步驟B1'，如果浮點運算指令使用浮點棧中的浮點寄存器進(jìn)行運算時，則需要先判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)，如果TAG位為O即數(shù)據(jù)無效，則引發(fā)浮點棧溢出異常；步驟B2'，如果浮點運算指令判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)為1即有效，則正 常執(zhí)行運算，執(zhí)行之后將目標(biāo)浮點寄存器的TAG位置為1; 所述步驟B2'之后還包括下列步驟步驟B3'，使用對TAG置位的指令SETTAG使得相應(yīng)的浮點桟中項有 效或者無效。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，在MIPS架構(gòu)上對X86的標(biāo)志位和浮點棧做必要的硬件支 持，在RISC處理器上實現(xiàn)標(biāo)志寄存器6比特的標(biāo)志位運算以及防止浮點棧溢 出，實現(xiàn)與X86指令集的兼容，以擴大虛擬機的優(yōu)化空間，達(dá)到提高虛擬機 性能的目的。


圖1是本發(fā)明RISC處理器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實施例64位物理寄存器的擴展為72位寄存器，用作通用寄 存器標(biāo)志位(EFLAGS)的支持示意圖；圖3是本發(fā)明實施例64位物理寄存器的擴展為72位寄存器，用作浮點寄 存器TAG標(biāo)志位的支持示意圖；圖4是本發(fā)明RISC處理器裝置數(shù)據(jù)處理方法流程圖。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明的一種精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理 方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋 本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。在本發(fā)明實施例中，以精簡指令集計算機(RISC)的MIPS64指令集為例， 而對本發(fā)明的精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行說 明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，這不是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明同樣適用于其他精簡指 令集計算機(RISC)的情況。為實現(xiàn)本發(fā)明而提供一種精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置，如圖1 所示，包括譯碼器l、物理寄存器堆2和運算部件3，以及譯碼器l，物理寄 存器堆2和運算部件3之間連接的數(shù)據(jù)通路(數(shù)據(jù)總線)4。所述物理寄存器堆2包括通用寄存器21和浮點寄存器22。本發(fā)明實施例中，將物理寄存器堆2中的每個物理寄存器擴展為72位， 包括64位的數(shù)據(jù)位部分和8位的標(biāo)志位部分；同時，整個數(shù)據(jù)通路4 (數(shù)據(jù) 總線)包括發(fā)射通路等統(tǒng)一擴充為72位。擴展后的通用寄存器21的第64到69位共6個標(biāo)志位，由低到高分別表 示CF位、PF位、AF位、ZF位、SF位禾口OF位，如圖3所示。擴展后的浮點寄存器22的第64位作為該浮點寄存器22的TAG標(biāo)志位， 表示該浮點寄存器22的狀態(tài)，如圖4所示。與X86浮點棧項映射的浮點寄存 器22的這一TAG標(biāo)志位，用于檢測浮點訪問時會不會發(fā)生棧溢出例外，其他 的浮點寄存器的TAG位不起作用。由于X86處理器中的浮點棧只有8項，所以映射0-7號共8個浮點寄存器 為浮點棧中相應(yīng)項，其他浮點寄存器的TAG位不起作用。作為一種可實施方式，如果TAG位為0，則表示空(empty)，即無效； 如果為1，則表示有效(valid)。所述運算部件3，包括擴展運算模塊31，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機 工作模式下時，在指令運算中，對物理寄存器堆2中的72位寄存器的標(biāo)志位 進(jìn)行修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。所述擴展運算模塊31，包括通用寄存器擴展運算模塊311和浮點寄存器 擴展運算模塊312，其中所述通用寄存器擴展運算模塊311，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作模 式下時，利用所述擴展后的通用寄存器21進(jìn)行運算，并把運算得到的結(jié)果數(shù) 據(jù)部分和標(biāo)志部分一起寫回到經(jīng)擴展后的通用寄存器21中。所述浮點寄存器擴展運算模塊312，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作模 式下時，利用所述擴展后的浮點寄存器22和浮點寄存器22的TAG位進(jìn)行運 算，并根據(jù)運算結(jié)果改寫浮點寄存器22的TAG位。所述譯碼器1包括最新標(biāo)志位指針Reflagll，用于指向與最新標(biāo)志位結(jié)合 的通用寄存器21。所述最新標(biāo)志位，是指指令運算后，最后被改變的標(biāo)志位；所述與最新標(biāo) 志位結(jié)合的通用寄存器21，是指指令運算后，最后被改變的標(biāo)志位所在的通 用寄存器21。例如， 一條加指令A(yù)DD，運用第一通用寄存器和第二通用寄存 器中的值相加，結(jié)果放到第三通用寄存器中，并根據(jù)指令運算結(jié)果改變第三通 用寄存器的標(biāo)志位，則被改變的第三通用寄存器的標(biāo)志位為最新標(biāo)志位，該第 三通用寄存器為與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器，該最新標(biāo)志位指針Reflagll 指向第三通用寄存器。下面詳細(xì)說明本發(fā)明的精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置的數(shù)據(jù)處 理方法，包括下列步驟步驟S100，在設(shè)置RISC處理器的X86虛擬機工作模式時，設(shè)置物理寄 存器堆2中的通用寄存器21和浮點寄存器22為72位物理寄存器，包括64 位的數(shù)據(jù)位和8位的標(biāo)志位。72位的物理寄存器堆2包括64位的數(shù)據(jù)位和8位的標(biāo)志位。擴展后的通用寄存器21的第64到69位共6個標(biāo)志位，由低到高分別表 示CF位、PF位、AF位、ZF位、SF位和OF位，如圖3所示。擴展后的浮點寄存器22的第64位作為該浮點寄存器22的TAG標(biāo)志位， 表示該浮點寄存器22的狀態(tài)，如圖4所示。與X86浮點棧項映射的浮點寄存 器22的這一TAG標(biāo)志位，用于檢測浮點訪問時會不會發(fā)生棧溢出例外，其他 的浮點寄存器的TAG位不起作用。作為一種可實施方式，如果TAG位為0， 則表示空(empty)，即無效；如果為1，則表示有效(valid)。步驟S200，在指令運算中，對物理寄存器堆2中的72位寄存器的標(biāo)志位 進(jìn)行修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。步驟S200中，對于通用寄存器21而言，包括下列步驟-步驟S210，擴展后的通用寄存器21進(jìn)行運算時，把運算得到的結(jié)果數(shù)據(jù) 部分和標(biāo)志部分一起寫回到目標(biāo)通用寄存器21;步驟S220，根據(jù)指令運算，修改最新標(biāo)志位指針Reflagll，譯碼器1的 最新標(biāo)志位指針Reflagll指向與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器21;根據(jù)不同的指令，最新標(biāo)志位指針Reflagll有不同的修改方法A) 如果指令運算時需要改變最新標(biāo)志位，則最新標(biāo)志位指針Reflagll值 改變?yōu)橹赶蛟撝噶畹哪繕?biāo)寄存器；B) 如果新指令運算時不需要改變最新標(biāo)志位，但是卻把最新標(biāo)志位指針 Reflagll指向的物理寄存器作為目的操作數(shù)，則需要將原物理寄存器中的標(biāo)志 位的值復(fù)制到新的物理寄存器中，作為最新標(biāo)志位指針Reflagsll指向的通用 寄存器21;C) 如果指令修改全部標(biāo)志位，則修改通用寄存器21中的6個標(biāo)志位， 再將最新標(biāo)志位指針Reflagsl 1指向新的通用寄存器21;D) 如果指令只修改6位標(biāo)志位中的其中一位或者多位，則采用拼接的方 法把多位標(biāo)志位拼接在一起，例如and邏輯與指令只修改OF、 CF、 SF、 ZF 和PF標(biāo)志，那么就在目標(biāo)寄存器中修改這5位，再把最新標(biāo)志位的指針Reflag 指向的寄存器中的AF標(biāo)志位復(fù)制到新的目標(biāo)寄存器中拼接即可。步驟S230，如果一個新指令運算需要使用標(biāo)志位作為源操作數(shù)，則使用 最新標(biāo)志位指針Reflagll的指向的通用寄存器21作為該指令的源操作數(shù)。對于根據(jù)通用寄存器21的標(biāo)志位進(jìn)行跳轉(zhuǎn)和運算的指令，在運算部件3 執(zhí)行的時候可以直接讀取最新標(biāo)志位指針Reflagll所指向的72位擴展寄存器 中的高8位，得到標(biāo)志位的值作為源；對于直接運算得到通用寄存器21的標(biāo) 志位的指令，將運算得到的標(biāo)志位寫入到目標(biāo)寄存器的擴展高8位中。例如，本發(fā)明實施例中，根據(jù)通用寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行運算和直接運算得 到通用寄存器的標(biāo)志位的值，例如加法指令，它執(zhí)行MIPS指令集的加法操作， 但是在計算加法結(jié)果并存入目標(biāo)寄存器的同時，還要根據(jù)結(jié)果的值修改目標(biāo)寄 存器的高6位標(biāo)志位值；例如，根據(jù)通用寄存器的標(biāo)志位中的一位或者多位進(jìn)行分支跳轉(zhuǎn)指令，則 根據(jù)標(biāo)志位的一位或者是幾位進(jìn)行或跳轉(zhuǎn)。步驟S200中，對于浮點寄存器22而言，包括下列步驟步驟S210'，如果浮點運算指令使用浮點棧中的浮點寄存器進(jìn)行運算時，則需要先判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)，如果TAG位為0即數(shù)據(jù)無效，則引發(fā)浮點棧溢出異常；步驟S220'，如果浮點運算指令判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)為1即有效，則 正常執(zhí)行運算，執(zhí)行之后將目標(biāo)浮點寄存器的TAG位置為1; 所述步驟S220'之后還可以包括下列步驟步驟S230'，使用對TAG置位的指令SETTAG使得相應(yīng)的浮點棧中項 有效或者無效。作為一種可實施方式，SETTAG指令格式如下 SETTAG ft imm該指令設(shè)置浮點寄存器ft的TAG位為imm值，當(dāng)imm為0時表示相應(yīng) 的浮點寄存器中的數(shù)值無效，當(dāng)imm為1時表示相應(yīng)的浮點寄存器中的數(shù)值 有效。由于X86處理器中的浮點棧只有8項，所以ft在0到7之間，如果是序 號大于8的浮點寄存器使用這條指令，則不起任何作用。如果沒有寄存器的擴展，那么現(xiàn)有結(jié)構(gòu)如果要實現(xiàn)物理寄存器的標(biāo)志位 (EFLAGS)，每條計算得到物理寄存器的標(biāo)志位的指令都要被翻譯成很多條 指令來實現(xiàn)，其中包括首先計算得到結(jié)果，再根據(jù)結(jié)果的值進(jìn)行各種運算，以求得各個標(biāo)志位的值，并把這個標(biāo)志值保存起來(或者保存在寄存器中，或 者保存在內(nèi)存里，如果保存在寄存器中，那么其它指令在使用該寄存器的時候， 需要將這個值存入內(nèi)存中，再使用時再從內(nèi)存中恢復(fù))，這樣做必然增加了很多不必要的開銷。而本發(fā)明的精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù) 據(jù)處理方法，在MIPS架構(gòu)上對X86的物理寄存器做必要的硬件支持，以擴大 虛擬機的優(yōu)化空間，達(dá)到提高虛擬機性能的目的。通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征對本 領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。本發(fā)明的精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法，在 MIPS架構(gòu)上對X86的標(biāo)志寄存器(EFLAGS)做必要的硬件支持，以擴大虛 擬機的優(yōu)化空間，達(dá)到提高虛擬機性能的目的。以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述和說明，這些實施例應(yīng)被認(rèn)為其只 是示例性的，并不用于對本發(fā)明進(jìn)行限制，本發(fā)明應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求進(jìn)行 解釋。
權(quán)利要求
1、一種RISC處理器裝置，包括譯碼器，物理寄存器堆和運算部件，以及譯碼器，物理寄存器堆和運算部件之間連接的數(shù)據(jù)通路，其特征在于，所述物理寄存器堆中的每個物理寄存器擴展為72位，整個數(shù)據(jù)通路統(tǒng)一擴充為72位；所述運算部件，包括擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作模式下時，在指令運算中，對物理寄存器堆中的72位寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述72位的 物理寄存器，包括64位的數(shù)據(jù)位部分和8位的標(biāo)志位部分。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述物理寄 存器堆，包括通用寄存器和浮點寄存器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述擴展后 的通用寄存器的第64到69位共6個標(biāo)志位，由低到高分別表示CF位、PF 位、AF位、ZF位、SF位和OF位。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述擴展后 的浮點寄存器的第64位作為該浮點寄存器的TAG標(biāo)志位，表示該浮點寄存器 的狀態(tài)，用于檢測浮點訪問時會不會發(fā)生棧溢出例外。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述TAG位 為0，則表示浮點棧此項為空，即浮點寄存器中的數(shù)值無效；如果為1，則表 示浮點寄存器中的數(shù)值有效。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述擴展運 算模塊，包括通用寄存器擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作 模式下時，利用所述擴展后的通用寄存器進(jìn)行運算，并把運算結(jié)果的數(shù)據(jù)部分 和標(biāo)志部分一起寫回到經(jīng)擴展后的目標(biāo)通用寄存器中。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述譯碼器 包括最新標(biāo)志位指針，用于指向與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述擴展運 算模塊，包括浮點寄存器擴展運算模塊，用于當(dāng)處理器處于X86虛擬機工作模式下時，利用所述擴展后的浮點寄存器進(jìn)行運算，并根據(jù)運算結(jié)果改寫浮點寄存器的TAG位。
10、 一種RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，包括下列步驟:步驟A，在設(shè)置RISC處理器的X86虛擬機工作模式時，設(shè)置物理寄存器 堆中的通用寄存器和浮點寄存器為72位物理寄存器；步驟B，在指令運算中，對物理寄存器堆中的72位寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行 修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于，所述步驟B中，對于通用寄存器而言，包括下列步驟步驟Bl，擴展后的通用寄存器進(jìn)行運算時，把運算得到的結(jié)果數(shù)據(jù)部分 和標(biāo)志部分一起寫回到目標(biāo)通用寄存器；步驟B2，根據(jù)指令運算，修改最新標(biāo)志位指針，譯碼器的最新標(biāo)志位指 針指向與最新標(biāo)志位結(jié)合的通用寄存器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于，所述步驟B2之后還包括下列步驟步驟B3，如果一個新指令運算需要使用標(biāo)志位作為源操作數(shù)，則使用最 新標(biāo)志位指針指向的通用寄存器作為該指令的源操作數(shù)。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其 特征在于，所述步驟B2中，修改最新標(biāo)志位指針，包括下列步驟1) 如果指令運算時需要改變最新標(biāo)志位，則最新標(biāo)志位指針值改變?yōu)橹?向該指令的目標(biāo)寄存器；2) 如果新指令運算時不需要改變最新標(biāo)志位，但是卻把最新標(biāo)志位指針 指向的物理寄存器作為目的操作數(shù)，則需要將原物理寄存器中的標(biāo)志位的值復(fù) 制到新的物理寄存器中，作為最新標(biāo)志位指針指向的通用寄存器；3) 如果指令修改全部標(biāo)志位，則修改通用寄存器中的6個標(biāo)志位，再將 最新標(biāo)志位指針指向新的通用寄存器；4) 如果指令只修改6位標(biāo)志位中的其中一位或者多位，則采用拼接的方 法把多位標(biāo)志位拼接在一起。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于，所述步驟B中，對于浮點寄存器而言，包括下列步驟步驟Br ，如果浮點運算指令使用浮點棧中的浮點寄存器進(jìn)行運算時，則需要先判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)，如果TAG位為O即數(shù)據(jù)無效，則引發(fā)浮點 棧溢出異常；步驟B2'，如果浮點運算指令判斷TAG標(biāo)志位的狀態(tài)為1即有效，則正 常執(zhí)行運算，執(zhí)行之后將目標(biāo)浮點寄存器的TAG位置為1。
15、根據(jù)權(quán)利要求14所述的RISC處理器裝置的數(shù)據(jù)處理方法，其特征 在于，所述步驟B2'后還包括下列步驟步驟B3'，使用對TAG置位的指令SETTAG使得相應(yīng)的浮點棧中項有 效或者無效。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種精簡指令集計算機(RISC)處理器裝置及其數(shù)據(jù)處理方法。該裝置包括譯碼器，物理寄存器堆和運算部件，以及譯碼器，物理寄存器堆和運算部件之間連接的數(shù)據(jù)通路，所述物理寄存器堆中的每個物理寄存器擴展為72位，整個數(shù)據(jù)通路統(tǒng)一擴充為72位；所述運算部件，包括擴展運算模塊，用于在指令運算中，對物理寄存器堆中的72位寄存器的標(biāo)志位進(jìn)行修改，并根據(jù)修改的標(biāo)志位進(jìn)行新的指令運算。其擴大虛擬機的優(yōu)化空間，達(dá)到提高虛擬機性能的目的。
文檔編號G06F9/38GK101221496SQ20081005666
公開日2008年7月16日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月23日
發(fā)明者李曉鈺, 蔡嵩松 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所