Способы и устройство для обеспечения корректного предварительного декодирования

Способы и устройство для обеспечения корректного предварительного декодирования

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к устранению ошибок синхронизации предварительного декодирования в процессорном конвейере, который обрабатывает команды, имеющие различные длины, и более конкретно к преимущественным методикам для заполняющего программного кода из условия, что механизм предварительного декодирования корректно определяет команды переменной длины как команды во время предварительного декодирования строки команд, включающей внедренные данные.

Уровень техники

Сегодняшние процессоры типично поддерживают наборы команд, которые имеют команды переменной длины. Например, набор команд ARM® состоит из команд, которые имеют длину 32 бит, и команды, которые имеют длину 16 бит. Конвейерные процессоры, которые поддерживают команды переменной длины, могут содержать конвейерный уровень предварительного декодирования для частичного декодирования команды, чтобы упростить уровень последовательного декодирования и, таким образом, упорядочить конвейер. Типичный конвейерный уровень предварительного декодирования проверяет по кодовой строке с помощью базового компонента кодовой строки по программному коду, предварительно кодирует кодовую строку и записывает предварительно декодированную информацию в кэш-память совместно с кодовой строкой. В зависимости от компилятора, используемого для создания программы или объектного кода, программный код может содержать внедренные данные совместно с командами.

Внедренные данные могут случайно оказаться похожими с командой или частью команды. В подобном случае механизм предварительного декодирования будет типично неверно понимать внедренные данные. Таким образом, где механизм предварительного декодирования некорректно предварительно декодирует 16 бит данных как первую часть 32-битовой команды, следующая 16-битовая команда может затем, в свою очередь, быть интерпретирована как вторая половина 32-битовой команды так, что неправильно предварительно декодированная информация будет храниться в кэш-памяти, и процесс предварительного декодирования может выйти из синхронизации для предварительного декодирования следующей команды. Типично этого не случится до следующего уровня декодирования, который определила ошибка синхронизации. Подобные результаты синхронизации ошибок в процессоре задерживают и не используют затраты мощности, когда пытаются восстановить от ошибки предварительного декодирования.

Традиционные подходы к вышеизложенной проблеме включают в себя предоставление механизма восстановления для повторной синхронизации механизма предварительного декодирования.

Сущность изобретения

Среди его нескольких аспектов первый вариант осуществления изобретения определяет, что существует необходимость в методике, которая мешает механизму предварительного декодирования из-за вынужденной повторной синхронизации, когда внедренные данные случайно кодируются как команда в потоке команд, причем поток команд содержит команды из набора команд переменной длины и внедренные данные. С этой целью этот вариант осуществления включает в себя определение гранулы, которая равна команде наименьшей длины в наборе команд, и определение числа гранул, которые составляют самую длинную команду в наборе команд как MAX. Вариант осуществления дополнительно включает в себя определение конца сегмента внедренных данных, когда программу компилируют или ассемблируют в строку команд, и вставку заполнения длиной MAX-1 в строку команд в конце внедренных данных. При последовательном предварительном декодировании заполненного потока команд устройство предварительного декодирования преимущественно поддерживает синхронизацию с командами в заполненном потоке команд, даже если внедренные данные случайно совпадут с существующей командой или частью команды в наборе команд переменной длины.

Более полное понимание настоящего изобретения, а также дополнительные признаки и преимущества изобретения будут очевидны из последующего подробного описания и сопроводительных чертежей.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 показывает примерную беспроводную систему связи, в которой вариант осуществления изобретения может преимущественно использоваться.

Фиг.2 является блок-схемой комплекса процессоров, в котором вариант осуществления изобретения может преимущественно использоваться.

Фиг.3 показывает иллюстративный программный сегмент, который содержит заполнение для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 16 и 32 бита согласно первому варианту осуществления изобретения, в котором используется заполнение фиксированной длины.

Фиг.4 показывает иллюстративный программный сегмент, содержащий три холостых байта для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 8, 16, 24 и 32 бита согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.5 показывает иллюстративный программный сегмент, который содержит два холостых байта для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 8, 16, 24 и 32 бита согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором используется заполнение переменной длины.

Фиг.6 показывает иллюстративный программный сегмент, который содержит один холостой байт для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 8, 16, 24 и 32 бита согласно второму варианту осуществления изобретения.

Фиг.7 является блок-схемой машиноисполняемого программного обеспечения согласно идеям изобретения.

Фиг.8 является блок-схемой процессорного конвейера, который действует согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.9 иллюстрирует телескопический подход к кодированию для постоянного размера заполнения согласно варианту осуществления изобретения.

Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, которая иллюстрирует способ для вставки заполнения постоянного размера в программный код согласно первому варианту осуществления изобретения.

Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций способа, которая иллюстрирует способ для вставки заполнения переменного размера в программный код согласно второму варианту осуществления изобретения.

Подробное описание

Теперь настоящее изобретение будет описано более полно со ссылкой на сопроводительные чертежи, в которых показаны несколько вариантов осуществления изобретения. Это изобретение может, однако, быть реализовано в различных формах и не должно толковаться как ограничивающее варианты осуществления, изложенные в данном документе. Скорее эти варианты осуществления предусматриваются так, что это раскрытие изобретения будет детальным и полным и будет полностью передавать объем изобретения специалистам в данной области техники.

Будет принято во внимание, что настоящее изобретение может быть реализовано как способы, системы или компьютерные программные продукты. Соответственно настоящее изобретение может принять форму варианта осуществления аппаратного обеспечения, варианта осуществления программного обеспечения или вариант осуществления, объединяющий программные и аппаратные аспекты. Более того, настоящее изобретение может принимать форму компьютерного программного продукта на машиноиспользуемом носителе информации, который имеет машиноиспользуемый программный код, реализованный в носителе информации. Любой подходящий машиночитаемый носитель информации может использоваться, включая приводы на жестком диске, компакт-диски, оптические устройства хранения данных, флэш-ПЗУ (постоянные запоминающие устройства) или магнитные запоминающие устройства.

Компьютерный программный код, который может быть компилирован, ассемблирован, предварительно декодирован после компилирования или ассемблирования или тому подобного согласно идеям изобретения, может быть сначала записан в языке программирования, например С, С++, в собственной системе команд Ассемблера, JAVA^®, Smalltalk, JavaScript^®, Visual Basic^®, TSQL, Perl или в других различных языках программирования. Программный код или машиночитаемый носитель информации ссылается на код машинного языка, например, объектный код, формат которого понятен процессору. Программные варианты осуществления изобретения не зависят от их реализации с помощью конкретного языка программирования.

Фиг.1 показывает примерную беспроводную систему 100 связи, в которой вариант осуществления изобретения может быть преимущественно использован. Для целей иллюстрации фиг.1 показывает три удаленных блока 120, 130 и 150 и две базовых станции 140. Признается, что типичная беспроводная система связи может иметь много удаленных блоков и базовых станций. Удаленные блоки 120, 130 и 150 включают в себя компоненты аппаратного обеспечения, выполняющие программный код 125А, 125В и 125С, соответственно. Программный код 125А, 125В и 125С изменяется согласно идеям изобретения, как обсуждается дополнительно ниже. Фиг.1 показывает сигнал 180 опережающей линии связи от базовых станций 140 и удаленных блоков 12, 13 и 15 и сигнал 190 обратной линии связи от удаленных блоков 12, 13 и 15 к базовым станциям 140.

На фиг.1 удаленный блок 120 показан как мобильный телефон, удаленный блок 130 показан как портативный компьютер и удаленный блок 150 показан как удаленный блок фиксированного расположения в системе местной радиосвязи. Например, удаленные блоки могут быть сотовыми телефонами, карманными устройствами системы персональной связи (PCS), портативными устройствами данных, например персональными цифровыми помощниками или устройствами данных фиксированного расположения, например оборудование с показаниями прибора. Хотя фиг.1 иллюстрирует удаленные блоки согласно идеям изобретения, изобретение не ограничено этими примерными иллюстративными блоками. Изобретение может быть соответственно использовано в любой среде конвейерной обработки, где используется уровень предварительного декодирования или механизм для предварительного декодирования строки команд, которая включает в себя команды переменной длины и внедренные данные.

Фиг.2 показывает комплекс 200 процессоров, в котором вариант осуществления изобретения может быть преимущественно использован. Комплекс 200 процессоров может быть соответствующим образом использован для выполнения и хранения программного кода 125A-C, измененного согласно идеям изобретения. Комплекс 200 процессоров включает в себя центральный процессор 240 (CPU), кэш-память 230 данных первого уровня, кэш-память 220 команд первого уровня и кэш-память 210 команд и данных второго уровня. CPU 240 соединяется с кэш-памятью 230 данных первого уровня, кэш-памятью 220 команд первого уровня и кэш-памятью 210 команд второго уровня. CPU 240 во время этапа предварительного декодирования предварительно декодирует программный код и записывает предварительно декодированную информацию с программным кодом либо в кэш-память 220 команд первого уровня, либо в кэш-память 210 команд второго уровня, если кэш-память команд первого уровня заполнена. CPU 240 извлекает команды и данные из кэш-памяти иерархическим образом. Например, когда CPU 240 необходимо вызвать команду, CPU 240 будет осуществлять доступ к кэш-памяти 220 команд первого уровня, чтобы определить соответствие. Если нет соответствия в кэш-памяти 220 команд первого уровня, CPU 240 будет осуществлять доступ к кэш-памяти 210 команд и данных второго уровня. Аналогично, когда CPU 240 необходимо вызвать данные, CPU 240 будет осуществлять доступ к кэш-памяти 230 данных первого уровня для определения соответствия. Если нет соответствия в кэш-памяти 230 данных первого уровня, CPU 240 будет осуществлять доступ к кэш-памяти 210 команд и данных второго уровня. Варианты осуществления изобретения не ограничиваются проиллюстрированным комплексом 200 процессоров и дополнительно применимы к любому комплексу процессоров, использующему механизм предварительного декодирования, например любые процессоры компьютера с сокращенным набором команд (RISC), с помощью примера. Признается, что изобретение не ограничивается средой RISC.

Фиг.3 показывает иллюстративный программный сегмент 300, содержащий заполнение согласно первому варианту осуществления изобретения, в которое вставляется заполнение постоянной длины. Программный сегмент 300 может быть соответствующим образом сохранен в строке кэш-памяти или строках кэш-памяти второго уровня, например кэш-памяти 210 второго уровня или в программном запоминающем устройстве. Следует заметить, что хотя для целей иллюстрации программный сегмент предполагается извлекать из строки кэш-памяти или строк, идеи изобретения применимы к обработке программного сегмента безотносительно запоминающего устройства, из которого извлекается программный сегмент. Так как строка кэш-памяти типично имеет фиксированную длину, термины строки команд или потока команд типично относятся к одному или более программным сегментам, которые могут охватывать или не охватывать строку кэш-памяти. Более того, программный сегмент 300 может также иллюстрировать часть строки кэш-памяти.

Иллюстративный программный сегмент 300 включает в себя команду 310, внедренные данные 320 и заполнение 330. Команды 310 происходят из набора команд переменной длины. Несколько примерных команд проиллюстрированы на фиг.3 из набора команд переменной длины. Команды в наборе команд переменной длины в этом примере равны 16 или 32 битам. Для иллюстративных целей признак 305 байта иллюстрирует расположение байт в строке кэш-памяти, где начинается команда, и указывает размер команды. Например, команда загрузки 0A начинается в положении 00 байта и заканчивается в положении 03 байта. Таким образом, загрузка 0A является командой из 32 бит. Аналогично команды сложения являются командами из 16 бит, а команда ветвления равна 32 битам. В программном сегменте 300 байты 322 и 324 внедренных данных следуют за командой ветвления. Холостые байты 332 и 334 заполнения 330 были вставлены согласно идее изобретения после байта 324 данных. Команда 326 сложения следует за холостым байтом 334.

Внедренные данные 320 не являются непосредственными данными и в целом относятся к близлежащей команде в программном сегменте, например команде 312 загрузки. Расположенность внедренных данных, в целом, является предметом удобства для стандартного компилятора. Многие стандартные компиляторы, например компилятор ARM^®, типично формируют внедренные данные 320 в пределах программного сегмента. Одной причиной, что стандартный компилятор может внедрять данные, не связанные с прилегающими командами, является то, что необходимо предоставить близлежащим командам более легкий доступ к пространству данных. Например, команды загрузки могли бы допускать использовать меньше бит смещения, когда адресуют данные. Ссылаясь на фиг.3, команда 312 загрузки 0A загружает байты 322 и 324 данных, которые начинаются в смещении 0А.

Для того чтобы проиллюстрировать преимущественную отличительную черту изобретения с помощью примера, сначала опишем ситуацию, в которой внедренные данные 230 случайно подобны первым двум байтам команды загрузки в 32 бита, и заполнение 330 не добавлено. В этом обстоятельстве во время операции предварительного декодирования конвейерного процессора устройство предварительного декодирования обрабатывает строку кэш-памяти проверкой с помощью команд строки кэш-памяти проверкой в 16 бит в момент времени.

Устройство предварительного декодирования частично декодирует каждую команду и последовательно записывает полную строку кэш-памяти с предварительно декодированной информацией обратно в кэш-память, например кэш-память 220 команды первого уровня и, если кэш-память первого уровня является полной, в кэш-память 210 второго уровня. Предварительно декодированная информация, в целом, может включать в себя информацию, например, где начинается команда в строке кэш-памяти для операции последовательного декодирования, является ли командой загрузки или хранения, является ли команда арифметической, является ли команда первой или второй половиной большей команды, является ли команда сложной и тому подобное. Из-за присутствия внедренных данных 320, которые мы подразумевали схожими с первой частью команды загрузки, внедренные данные будут некорректно интерпретированы как часть команды загрузки устройством предварительного декодирования. В этом примере последовательная команда 336 сложения будет некорректно предварительно декодирована как вторая половина команды загрузки.

Обращаясь к операции устройства предварительного декодирования с заполнением 330, добавленного, как показано на фиг.3, устройство предварительного декодирования будет выполнять шаг по строке 300 кэш-памяти в грануле с помощью базового компонента гранулы. Гранула является единицей измерения, равной размеру команды самой короткой длины в наборе команд переменной длины. Для этого примера набор команд содержит 16-битовые и 32-битовые команды. Таким образом, одна гранула равняется 16 битам. В целом размер внедренных данных является кратным грануле для набора команд. Относительно программного сегмента 300 устройство предварительного декодирования сначала проверяет первую гранулу, первые 16 бит команды 312 загрузки 0А, за которой следует вторая гранула, вторые 16 бит команды 312 загрузки 0А. Во-вторых, устройство предварительного декодирования проверяет следующую гранулу, 16 битов 16-битовой команды сложения. В-третьих, устройство предварительного декодирования проверяет следующую гранулу, первые 16 битов команды ветвления 0Е. Так как внедренные данные 320 оказываются первыми 16 битами команды загрузки, устройство предварительного декодирования предварительно декодирует внедренные данные 320, за которыми следует заполнение 330, как если бы они вместе составляли 32-битовую команду загрузки. Таким образом, из-за вставленного заполнения согласно идеям изобретения устройство предварительного декодирования преимущественно поддерживает синхронизацию со следующей командой в строке кэш-памяти так, что когда оно проверяет следующую гранулу, команда сложения, начинающаяся в положении 0Е байта, оно правильно определяет команду сложения. Как обсуждено выше, без вставленного заполнения, устройство предварительного декодирования будет предварительно декодировать команду 336 сложения, как если бы это были остающиеся 16 битов команды загрузки, что приводит в устройстве предварительного декодирования к некорректному предварительному декодированию команды 336 сложения и, возможно, также последующих команд.

Если строка кэш-памяти предварительно декодирована, строка кэш-памяти и предварительно декодированная информация записывается в кэш-память и готова для последовательной операции декодирования и выполнения. Следует отметить, что устройство предварительного декодирования может сформировать неверную предварительно декодированную информацию из-за предварительного декодирования внедренных данных и заполнения 330 как остающихся 16 битов команды загрузки. Подобная неверная предварительно декодированная информация не имеет значения, так как, когда программа действительно выполняется, по свойству последовательности выполнения программы, указатель команд не будет направлен для выполнения внедренных данных или внедренного заполнения. Например, после выполнения команды ветвления 0Е указатель команд будет указывать на адрес 0Е и вызывать дальнейшее выполнение команды 336 сложения, пренебрегая внедренными данными 320 и заполнением 330 и любой ассоциативно связанной неправильной предварительно декодированной информацией.

Фиг.4 показывает иллюстративный программный сегмент 400, который содержит три холостых байта для набора команд переменной длины, который имеет размеры команда 8, 16, 24 и 32 бита согласно первому варианту осуществления изобретения. Программный сегмент 400 может быть подходящим образом сохранен как часть строки кэш-памяти, строка кэш-памяти или множественные строки кэш-памяти кэш-памяти второго уровня, например, кэш-памяти 210 второго уровня. Альтернативно программный сегмент 400 может храниться в некоторой другой форме программного запоминающего устройства. Программный сегмент включает в себя команды 400, внедренные данные 420 и заполнение 430. В этом примере команды 410 исходят от набора команд переменной длины, который имеет длины в 8, 16, 24 или 32 бита. Размер гранулы для набора команд переменной длины равен 8 битам или одному байту. Для целей пояснения признак 405 байта иллюстрирует расположение байта в строке кэш-памяти. В программном сегменте 400 внедренные данные 420 следуют за командой 414 ветвления. Байты 432, 434 и 436 заполнения 430 были вставлены согласно идее изобретения после байта 426 данных в положениях 09, 0А и 0В байта, соответственно. Команда 416 сохранения (команда STOR), 8-битовая команда, следует за холостым байтом 436 и начинается в положении ОС байта. Команда 418 умножения (MULT), 24-битовая команда, начинается в следующем положении 0D байта.

Так как наименьшая команда в этом примере равна одному байту, гранула равна одному байту. Устройство предварительного декодирования будет проверять одну гранулу в момент обработки программного сегмента 400. Для всех программных сегментов 400, 500 и 600 фиг.4-6, соответственно, устройство предварительного декодирования действует по первым восьми байтам соответствующего программного сегмента тем же самым образом. Для того, чтобы упростить рассмотрение, опишем действие этих восьми байт со ссылкой на фиг.4. Устройство предварительного декодирования будет проверять первую гранулу команды 412 загрузки 06, будет определять, что первая гранула является командой загрузки, и последовательно проверять следующие три гранулы, положения 01-03 байта из строки кэш-памяти для предварительного декодирования команды 412 загрузки 06. Устройство предварительного декодирования затем будет проверять первую гранулу команды 414 ветвления 0С, определять, что первая гранула является командой ветвления 0С, и последовательно проверять следующую гранулу, положение 05 байта из строки кэш-памяти для предварительного декодирования команды 414 ветвления 0С. Байты 422 и 424 данных по-разному кодируются из любой команды в наборе команд переменной длины. Таким образом, устройство предварительного декодирования будет проверять гранулу в положении 06 байта, определять, что она содержит данные и продолжать. Оно продолжает проверять следующую гранулу в положении 07 байта, байт 424 данных и корректно определяет, что байт 424 данных также содержит данные.

Для примера, проиллюстрированного на фиг.4, байт 426 данных случайно совпадет с первыми 8 битами 32-битовой команды, например, команда загрузки. Последовательно, после того, как устройство предварительного декодирования предварительно декодирует байт 426 данных как первую часть 32-битовой команды загрузки, устройство предварительного декодирования будет рассматривать следующие три гранулы, холостые байты 432, 434 и 436, как если бы эти три байта являлись остатком этой случайной команды загрузки. Из-за заполнения 430 следующая команда 416 STOR будет корректно предварительно декодирована, таким образом, поддерживая синхронизацию между устройством предварительного декодирования и командами в строке кэш-памяти. Без вставляемого заполнения 430 устройство предварительного декодирования неправильно поймет байты, соответствующие команды 416 STOR и команды 418 MULTI, как байты, соответствующие последним 3 байтам случайной команды загрузки, что приводит в устройстве предварительного декодирования к предварительному декодированию команды 416 STOR, как второго байта случайной команды загрузки, и первых двух байтов команды 418 MULTI, как последних двух байтов случайной команде загрузки, таким образом заставляя устройство предварительного декодирования выйти из синхронизации с командами в строке кэш-памяти.

Как дополнительный пример, если байт 426 данных фиг.4 был закодирован, случайно совпадая с первыми 8 битами 24-битовой команды, подобно команде MULTI, устройство предварительного декодирования проверит следующие две гранулы, холостые байты 432 и 434, как если бы эти два байта принадлежали бы к случайной команде MULTI. Устройство предварительного декодирования проверяет затем следующую гранулу, холостой байт 436. Если холостой байт 436 был закодирован как 8-битовая команда или закодирован как данные, определяемые из набора команд, адресуемых дополнительно ниже, устройство предварительного декодирования проверяет затем следующую гранулу, найденную в положении 0С байта команды 416 STOR. Этот пример иллюстрирует, что безотносительно того, как байт 426 данных неверно понимается, заполнение 430 предотвращает целостность определения команды, следующей за внедренными данными.

Фиг.5 показывает иллюстративный программный сегмент 500, содержащий два холостых байта для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 8, 16, 24 и 32 бита согласно второму варианту осуществления изобретения, в котором используется изменяющийся размер заполнения. Фиг.5 иллюстрирует, как другой размер заполнения может быть вставлен в программный код, зависящий от того, как внедренные данные, которые совпадают с командой, неправильно понимаются устройством предварительного декодирования. Использование заполнения переменной длины преимущественно уменьшает размер программного кода. Программный сегмент 500 включает в себя команды 510, данные 520 и заполнение 530. Программный сегмент 500 является тем же самым, как и программный сегмент 400, исключая, что программный сегмент 500 имеет на один холостой байт меньше в заполнении 530, и, таким образом, команды, следующие за холостым байтом 534, сдвигаются на одно положение байта вверх в строке кэш-памяти. Из-за сдвига конечный адрес команды 514 ветвления 0В уменьшен на один байт.

Пример, проиллюстрированный на фиг.5, включает в себя байт 526 данных, который случайно совпадает с первыми 8 битами 24-битовой команды в наборе команд переменной длины. Таким образом, когда устройство предварительного декодирования начинает предварительно декодировать байт 526 данных, устройство предварительного кодирования проверяет следующие две гранулы, холостые байты 532 и 534, как если бы эти два байта являлись остатком случайной 24-битовой команды. Устройство предварительного декодирования затем проверяет следующую гранулу, команду 516 STOR для предварительного декодирования, поддерживающего синхронизацию между устройством предварительного кодирования и командами в строке кэш-памяти. В примере, проиллюстрированном на фиг.5, заполнение двух байтов скорее является достаточным, чем заполнение трех байтов, используемого в фиг.4.

Без вставляемого заполнения 530 устройство предварительного декодирования неправильно понимает гранулы, соответствующие команде 516 STOR и команде 518 MULTI как байты, соответствующие последним двум байтам случайной 24-битовой команде, приводящей к выходу устройства предварительного декодирования из синхронизации с помощью строки кэш-памяти. Таким образом, целостность определения команды, следующей за внедренными данными, подвергается риску.

Фиг.6 показывает иллюстративный программный сегмент 600, содержащий один холостой байт для набора команд переменной длины, который имеет размеры команд 8, 16, 24 и 32 бита согласно второму варианту осуществления изобретения. Фиг.6 иллюстрирует, как только один холостой байт может быть вставлен в программный код в зависимости от того, как данные неправильно поняты устройством предварительного декодирования. Программный сегмент 600 включает в себя команду 610, данные 620 и заполнение 630. Программный сегмент 600 является тем же самым программным сегментов 500, исключая, что программный сегмент 600 на один холостой байт меньше в заполнении 630, и таким образом, команды, следующие за холостым байтом 632, сдвигаются на одно положение байта в строке кэш-памяти. Из-за сдвига конечный адрес команды 614 ветвления 0А уменьшен на один байт.

Пример, проиллюстрированный на фиг.6, включает в себя байт 626 данных, который случайно совпадает с первыми 8 битами 16-битовой команды в наборе команд переменной длины. Когда устройство предварительного декодирования начинает предварительно декодировать байт 626 данных, устройство предварительного декодирования проверяет следующую гранулу, холостой байт 632, как если бы холостой байт 632 принадлежал бы к 16-битовой команде, обозначаемой байтом 626 данных. Устройство предварительного декодирования затем проверяет следующую гранулу, команду 616 STOR для предварительного декодирования, поддерживая синхронизацию между устройством предварительного декодирования и командами в строке кэш-памяти. В примере, проиллюстрированном на фиг.6, так как байт 632 данных совпадает с первыми 8 битами 16-битовой команды, заполнение размером в один байт является достаточным.

Как показано в примерах, описанных в связи с фиг.5 и 6, размер заполнения, вставляемого после вставленных данных, может различаться. Так как программный компилятор или ассемблер, выполняющийся на компьютере, формирует программный код, имеющий команды и внедренные данные, как проиллюстрировано на фиг.3-6 с языка программирования более высокого уровня, компилятор или ассемблер могут определять, когда внедренные данные совпадают с командой из набора команд переменной длины и, соответственно, вставлять заполнение. Как обсуждается дополнительно ниже, может использоваться заполнение фиксированной длины или переменной длины.

Фиг.7 является блок-схемой 700 компьютера 710, выполняющего программное обеспечение 730 согласно идеям изобретения. Хотя и не проиллюстрировано, компьютер 710 включает в себя внутренние компоненты, например процессор, запоминающее устройство, устройства ввода/вывода и шину для взаимодействия между этими внутренними компонентами. Программное обеспечение 730 может соответствующим образом быть компилятором или ассемблером, который изменяется согласно идеям изобретения. Программное обеспечение 730 постоянно хранится в запоминающем устройстве компьютера 710. Программное обеспечение 730 принимает программу 720 как ввод и формирует компилированный или ассемблированный программный код 740 с заполнением, вставленным согласно изобретению как вывод. Программа 720 может быть написана на C, С++, в собственной системе команд Ассемблера, JAVA^®, Smalltalk, JavaScript^®, Visual Basic^®, TSQL, Perl или в других различных языках программирования. Программа 720 записывается для выполнения конкретной функции в целевом процессоре, например, содержащегося в сотовом телефоне, карманных устройствах системы персональной связи (PCS), компьютере и портативных устройствах данных, тогда как программный код 740 выполняется в целевом процессоре. Целевой процессор может являться или может не являться другим, чем компьютер 710, который выполняет программное обеспечение 730.

Программное обеспечение 730 включает в себя средство для проведения синтаксического анализа программы 720, чтобы определить структурное содержание программы 720 и если программа 720 синтаксически верная. Средство для проведения синтаксического анализа также преобразовывает программу 720 во внутреннюю форму. Программное обеспечение 730 дополнительно включает в себя средство для формирования кода. Средство для формирования кода транслирует внутреннюю форму в объектный код, который может выполняться целевым процессором. Объектный код состоит из одного или более программных сегментов, которые имеют внедренные данные и команды из набора команд переменной длины. Программное обеспечение 730 дополнительно включает в себя средство для вставки заполнения в конце сегмента внедренных данных.

Для того чтобы вычислить размер заполнения для вставки между вставленными данными и последующей команды, программное обеспечение 730 включает в себя дополнительное средство анализа для анализа содержимого сегмента внедренных данных. Сегмент внедренных данных является внедренными данными в потоке команд, окруженный командами. Программное обеспечение 730 дополнительно включает в себя дополнительное средство определения. Во время компиляции программы 720 средство определения определяет, были ли закодированы какие-либо гранулы в пределах сегмента внедренных данных, чтобы быть похожими на гранулу команды в наборе команд. Если так, то средство вставки вставляет множество холостых гранул после внедренных данных, принимая во внимание длину команды, с которой гранула внедренных данных имеет сходство, и расположение гранулы внедренных данных относительно последующей команды.

Альтернативно программное обеспечение 730 может дополнительно включать в себя средство для вставки заполнения постоянного размера. Этот альтернативный подход преимущественно уменьшает сложность программного обеспечения 730 тем, что не нужно анализировать кодирование внедренных данных. В этом альтернативном варианте осуществления программное обеспечение 730 включает в себя средство для обнаружения перехода между концом сегмента внедренных данных и командой. Средство вставки затем вставляет заполнение, которое имеет постоянный номер холостых гранул, когда определяется переход от сегмента внедренных данных к команде. Каждая холостая гранула вставленного заполнения может быть соответствующим образом закодирована, чтобы содержать допустимую команду, которая имеет длину одной гранулы, уже определенной в наборе команд, или может просто содержать данные, которые необходимо кодировать и которые не имеют сходство с любой командой в наборе команд. Альтернативное кодирование заполнения обсуждается дополнительно в связи с рассмотрением фиг.9 ниже.

Для того чтобы определить число холостых гранул, формирующих заполнение постоянного размера, которое необходимо вставить в программный код 740, программное обеспечение 730 использует команды различной длины, которые формируют набор команд, поддерживаемый целевым процессором. Число холостых гранул, формирующих заполнение постоянного размера, может быть записано как:

P_Z= (Max(instrlen) - Min(instrlen))/Min{instrlen)

(1),

что упрощается до

Pz = (Max(instrlen)/Min(instrlen)) -1 и для удобства

(2)

MAX = (Max(instrlen)/Min(instrlen)), таким образом упрощая

(3)

Pz = MAX-l (4),

где Pz является размером заполнения в гранулах, Max(instrlen) является длиной самой длинной команды в битах, Min(instrlen) является длиной самой короткой команды в битах и MAX является длиной самой длинной команды в гранулах. Например, в наборе команд, имеющей 32- и 16-битовые команды, одна гранула равна 16 битам команды самой короткой длины. Число заполнений в гранулах равно (32[бита]/16[битов/гранула])-1, что равняется одной грануле или 16 битам. Таким образом, заполнение, содержащее 16-битовую команду, взятое из набора команд, может быть вставлено, где бы не существовал переход между данными и следующей командой.

С помощью другого примера в наборе команд, имеющем 32-, 16- и 8-битовые команды, одна гранула равняется 8 битам, самой короткой команды. Число заполнений в гранулах равно (32[бита]/8[битов/гранула])-1, что равняется трем гранулам или 24 битам. Таким образом, 24-битовое заполнение может затем быть вставлено, где бы ни существовал переход между данными и следующей командой. Другие возможные варианты того, что составляет 24-битовое заполнение, дополнительно описаны ниже в связи с рассмотрением фиг.9. Содержимое заполнения переменной длины описывается ниже в связи с фиг.11.

Фиг.8 является блок-схемой процессорного конвейера 800, который функционирует согласно варианту осуществления изобретения. Процессорный конвейер 800 включает в себя вызов из ячейки 810 кэш-памяти первого уровня, вызов из кэш-памяти 820 второго уровня, устройство 830 предварительного декодирования, ячейку 840 записи, ячейку 850 расположения команд и ячейку 860 декодирования и выполнения.

В вызове из ячейки 810 кэш-памяти первого уровня строка кэш-памяти вызывается из кэш-памяти первого уровня на основе адреса. Строка кэш-памяти может содержать один или более программных сегментов, которые могут быть аналогичны примерным программным сегментам, проиллюстрированным на фиг.3-6. Если существует пропуск в кэш-памяти, строка кэш-памяти вызывается из кэш-памяти второго уровня, как показано в ячейке 820 вызова, и направляется в устройство 830 предварительного декодирования. Устройство 830 предварительного декодиро