提取高速緩存屬性工具及其指令制造技術

在操作計算機系統的方法中，提供了一種工具以及具有計算機體系結構的高速緩存機器指令，所述高速緩存機器指令用于指定目標高速緩存的高速緩存級別以及目標高速緩存屬性以便獲取一個或多個目標高速緩存的高速緩存屬性。所請求的所述目標高速緩存（多個）的高速緩存屬性保存在寄存器中。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及計算機系統，更具體地說，涉及計算機系統處理器指令功能。
技術介紹
商標IBM 是位于美國紐約阿蒙克的國際商業機器公司的注冊商標。S/390、Z900 和z990以及其他產品名稱是國際商業機器公司或其他公司的注冊商標或產品名。從上世紀六十年代被稱為IBM System 360的機器開始一直到現在，IBM開發 了一種被稱為“大型機”的體系結構，其操作原理通過描述可以在IBM專利技術家所專利技術的“大 型機”指令實現上執行的指令闡述了機器體系結構，由于這種“大型機”指令實現對于改進 “大型機”所表示的計算機器狀態具有重大貢獻(如多年來所稱的收錄在IBM的操作原理 中的重要貢獻)，因此被廣泛采用。2007年4月出版的第六版“IBM z/Architecture Principles of Operation (IBM z/Architecture⑧操作原理)”已成為出版的標準參考 SA22-7832-05 并被納入 IBM z9 mainframe sever (IBM z9 大型機服務器)中。IBM z/Architecture Principles of Operation (IBM z/Architecture ^ SA22-7832-05)在此全部引入作為參考。參考圖1Α，其中示出了現有技術主計算機系統50的代表組件。如本領域公知的， 計算機系統中也可以采用其他布置。代表性主計算機50包括一個或多個與主存儲裝置(計 算機存儲器2)通信的CPU 1以及到存儲設備11和網絡10的1/0接口以便與其他計算機 或SAN等通信。CPU 1與具有架構的指令集以及架構的功能性的體系結構兼容。CPU 1可 具有將程序地址(虛擬地址)轉換為存儲器的實地址的動態地址轉換(DAT) 3。DAT通常包 括轉換后備緩沖器(TLB)7，其用于對轉換進行緩存以便對計算機存儲器2塊的后續訪問沒 有地址轉換延遲。通常在計算機存儲器2和處理器1之間使用高速緩存9。高速緩存9可 具有層次結構，其中較大的高速緩存可用于多個CPU，而較小、較快(較低級別)的高速緩 存位于較大的高速緩存和每個CPU之間。在某些實施方式中，分割較低級別的高速緩存以 針對指令取回和數據訪問提供單獨的低級別高速緩存。在一個實施例中，由指令取回單元 4通過高速緩存9從存儲器2取回指令。所述指令在指令解碼單元(6)中進行解碼并被分 派到(在某些實施例中，與其他指令一起分派到)指令執行單元8。通常采用若干執行單元 8，例如算術執行單元、浮點執行單元和分支指令執行單元。指令由執行單元執行，所述執行 單元根據需要從指令指定的寄存器或存儲器存取操作數。如果要訪問的(加載或存儲的) 操作數來自存儲器2，則通常由加載/存儲單元5在被執行指令的控制下處理所述訪問。指 令可以在硬件電路或在內部微代碼(固件)中執行，也可以通過這兩者的組合來執行。在圖IB中，提供了仿真具有主機體系結構的主計算機系統50的現有技術的仿真 的主計算機系統21的實例。在仿真的主計算機系統21中，主處理器(CPU)I為仿真的主處 理器(或虛擬主處理器)且包括本機指令集體系結構不同于主計算機50的處理器1的指 令集體系結構的仿真處理器27。仿真的主計算機系統21具有可由仿真處理器27訪問的存 儲器22。在一個實例實施例中，存儲器22被分為主計算機存儲器2部分和仿真例程23部分。根據主計算機體系結構，主計算機存儲器2可用于仿真的主計算機21的程序。仿真處 理器27執行體系結構不同于仿真的處理器1的體系結構的架構指令集的本機指令(從仿 真例程存儲器23獲取所述本機指令)，并且可通過使用從序列和訪問/解碼例程獲取的一 個或多個指令，從主計算機存儲器2中的程序訪問指令以便執行，所述序列和訪問/解碼例 程可解碼所訪問的主機指令(多個)以確定用于仿真被訪問的主機指令的功能的本機指令 執行例程。其他針對主計算機系統50的體系結構定義的工具可以由架構的工具例程進行 仿真，其中包括諸如通用寄存器、控制寄存器、動態地址轉換和I/O子系統支持以及處理器 高速緩存之類的工具。所述仿真例程還可利用仿真處理器207中的可用功能(例如通用寄 存器和虛擬地址的動態轉換)提高自身的性能。還可提供專用硬件和卸載引擎來幫助處理 器27仿真主計算機50的功能。在大型機中，架構的機器指令由程序員使用，現在通常是由“C”語言程序員通過編 譯器應用進行使用。這些存儲在存儲介質中的指令可在zArchitecture IBM Server中本機 地執行，或者備選地在執行其他體系結構的機器內執行。它們可以在現有和將來的IBM大 型機服務器以及其他IBM機器(例如，pSeries Servers和xSeries Servers)上被仿 真。它們可以在運行Linux的機器或使用IBM 、Intel 、AMD 、Sun Microsystems以及其 他廠商制造的硬件的多種機器中執行。除了在運行Z/Architecture 的硬件上執行以外， 還可以使用 Linux 以及通過 Hercules、UMX、FSI (Fundamental Software, Inc)或 Platform Solutions, Inc使用仿真的機器，其中通常在仿真模式下執行指令。在仿真模式下，仿真軟 件由本機處理器執行以仿真被仿真的處理器的體系結構。本機處理器27通常執行包括固件或本機操作系統的仿真軟件23以執行對被仿真 處理器的仿真。仿真軟件23負責取回和執行被仿真處理器體系結構的指令。仿真軟件23 維護被仿真程序計數器以跟蹤指令邊界。仿真軟件23可一次取回一個或多個被仿真機器 指令并將所述一個或多個被仿真機器指令轉換為由本機處理器27執行的一組相應本機機 器指令。可以緩存這些轉換后的指令以便完成更快的轉換。盡管如此，仿真軟件必須維護 被仿真處理器體系結構的體系結構規則以確保為被仿真處理器編寫的操作系統和應用正 確運行。而且，仿真軟件必須提供由被仿真處理器1體系結構識別的資源，其中包括但不限 于控制寄存器、通用寄存器、浮點寄存器、包括例如段表和頁表的動態地址轉換功能、中斷 機制。上下文切換機制、日時(TOD)時鐘以及1/0子系統的架構接口，以便被設計為在被仿 真處理器上運行的操作系統或應用程序可以在具有仿真軟件的本機處理器上運行。解碼被仿真的特定指令，并且調用子例程以執行單個指令的功能。在例如“C” 子例程或驅動程序，或某些其他提供特定硬件的驅動程序的方法(本領域的技術人員在 理解優選實施例說明之后將理解此方法)中實現仿真被仿真的處理器1的功能仿真軟 件功能23。各種軟件和硬件仿真專利示出了多種仿真針對不同機器構建的目標機器指 令格式的已知方法，本領域的技術人員可以理解所述目標機器指令格式，以及上述引用 所使用的商業軟件技術，所述專利包括但不限于Beausolei 1等人的“Multiprocessor forhardware emulation(硬件仿真的多處理器，專利號US 5551013) ；Scalzi等人的 Preprocessing of stored target routines for emulatinginc本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種操作計算機的方法，所述方法包括：由處理系統的處理器取回針對計算機體系結構定義的高速緩存機器指令，所述高速緩存機器指令包括操作碼、操作數標識符，所述操作數標識符標識操作數位置；執行所述高速緩存機器指令，所述執行包括：根據高速緩存級別標識符，確定目標高速緩存；根據高速緩存屬性標識符，確定要提取的高速緩存屬性；從所述目標高速緩存提取所確定的高速緩存屬性；將所提取的高速緩存屬性保存在所標識的操作數位置中。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2008-1-11 11/972,675一種操作計算機的方法，所述方法包括由處理系統的處理器取回針對計算機體系結構定義的高速緩存機器指令，所述高速緩存機器指令包括操作碼、操作數標識符，所述操作數標識符標識操作數位置；執行所述高速緩存機器指令，所述執行包括根據高速緩存級別標識符，確定目標高速緩存；根據高速緩存屬性標識符，確定要提取的高速緩存屬性；從所述目標高速緩存提取所確定的高速緩存屬性；將所提取的高速緩存屬性保存在所標識的操作數位置中。2.如權利要求1中所述的方法，其中所述操作數標識符包括標識第一寄存器的第一寄 存器字段，其中確定所述高速緩存屬性標識符包括將所述指令的位移字段與所述指令的第二字段所關聯的值進行代數相加以確定所述 高速緩存屬性標識符。3.如權利要求1中所述的方法，其中要提取的高速緩存屬性包括以下項中的任意一個一個或多個高速緩存的高速緩存拓撲摘要； 所述目標高速緩存的行大??； 所述目標高速緩存的總大??；或 所述目標高速緩存的組關聯性級別。4.如權利要求3中所述的方法，其中所提取的高速緩存拓撲摘要包括一個或多個摘 要，每個摘要用于由所述高速緩存級別標識符指定的級別處的高速緩存，其中對應高...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D格雷納，T斯萊格爾，
申請(專利權)人：國際商業機器公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]