Перейменування регістрів

Динамічна диспетчеризація послідовності команд у програмі під час компіляції

Динамічна диспетчеризація передбачає проведення компіляції програми узгоджено з процесом виконання команд в комп’ютері з метою мінімізації кількості призупинень конвеєра. У англомовній літературі разом з терміном “динамічна диспетчеризація” часто застосовуються терміни “out-of-order execution” - невпорядковане виконання і “out-of- order issue” - невпорядковане видавання, які практично завжди наявні при динамічній диспетчеризації. При динамічній оптимізації в конвеєрі команд розміщується пристрій виявлення конфліктів, який інформує компілятора про наявність конфліктів з тим, щоб він міг реагувати в процесі компіляції на ці конфлікти. Одним з варіантів реагування є буферизація команд, що чекають вирішення конфлікту, і подання подальших, логічно не пов’язаних команд, в конвеєр. При цьому буферизовані команди можуть подаватися в потрібний ярус конвеєра, що забезпечується створенням в ньому комутуючих магістра­лей, які, крім того, забезпечують засилання результату операції безпосередньо в буфер, що зберігає логічно залежну команду, затриману через конфлікт, або безпосередньо на вхід функціонального пристрою до того, як цей результат буде записаний в регістровий файл або в пам’ять.

При динамічній диспетчеризації команди можуть подаватися на виконання не в тому порядку, в якому вони розташовані в програмі, проте засоби виявлення і усунення конфліктів між логічно зв’язаними командами мають забезпечувати отримання резуль­татів відповідно до заданої програми.

Ще одним апаратним методом мінімізації конфліктів за даними є метод перейме­нування регістрів. При реалізації цього методу в адресних полях команди вказуються номери не фізичних, а логічних (уявних) регістрів. Номери логічних регістрів динамічно відображаються на номери фізичних регістрів, які розміщуються в регістровому файлі процесора, за допомогою таблиць відображення, котрі оновлюються після декодування кожної команди. Кожен новий результат записується в фізичний регістр.

Проте попереднє (тимчасове) значення кожного логічного регістра зберігається і може бути відновлене, якщо виконання команди має бути перерване через виникнення виняткової ситуації або у випадку невірного передбачення напряму умовного переходу. В процесі виконання програми генерується велика кількість тимчасових результатів. Ці тимчасові результати записуються в регістрові файли разом з постійними результатами. Тимчасовий результат стає новим постійним результатом, коли завершується виконан­ня команди. У свою чергу, завершення виконання команди відбувається, коли виконан­ня всіх попередніх команд успішно завершено в заданому програмою порядку.

Програміст має справу тільки з логічними регістрами. Реалізація фізичних регістрів від нього прихована.

Метод перейменування регістрів спрощує контроль залежностей за даними. У ком­п’ютері, який може виконувати команди не у порядку їх розташування в програмі, но­мери логічних регістрів можуть стати двозначними, оскільки один і той же регістр може бути призначений послідовно для зберігання різних значень. Але оскільки номери фі­зичних регістрів унікально ідентифікують кожен результат, всі неоднозначності усува­ються.

Дата добавления: 2014-11-25