CN114579187A - 一种指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质，该方法包括：确定各个待分配指令对应的指令类型；根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。通过实施本申请，既可以保证待分配指令的顺序性，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列，又可以在此前提下，减少功能单元队列分配不均匀的情况，实现最大分配，使得CPU每一时钟周期内所执行的指令数量（ipc）最高，提高资源利用效率。

Description

一种指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质

技术领域

本申请涉及微处理器体系架构领域，尤其涉及一种指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质。

背景技术

基于微处理器技术的电子设备，对指令进行分配时，通常是仅按照指令的排列顺序，将指令逐一分配到对应的功能单元的队列中。由于每类功能单元的队列可分派的指令的数量存在最大值，因此，容易引起分配阻塞，资源不能被有效利用。例如，在具有4个A类型功能单元、4个B类型功能单元和4个C类型功能单元的体系架构中，存在顺序排列的6个AB类型指令、2个A类型指令和2个C类型指令，其中AB类型指令可以在A类型功能单元中执行，也可以在B类型功能单元中执行，但A类型指令只能在A类型功能单元中执行。A类型功能单元、B类型功能单元及C类型功能单元的队列可分派的指令的最大数量均为4。那么仅按照指令的排列顺序分配指令时，如果AB类型指令有4个分配到A类型功能单元，有2个分配到B类型功能单元，那么等到分配A类型指令时，则没有对应的功能单元，则这2个A类型指令和2个C类型功能单元将分配受阻，分配受阻的指令将不得不等待下一个周期，而这个周期却有2个B类型功能单元和4个C类型功能单元空闲，资源没有被有效利用。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例通过提供一种指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质，用以至少解决现有技术中存在的上述技术问题。

根据本申请第一方面，本申请实施例提供了一种指令分配方法，包括：确定各个待分配指令对应的指令类型；根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

可选地，根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序，包括：根据指令类型及每类功能单元可支持的指令类型确定各个待分配指令对应的候选功能单元队列；其中，每类功能单元具有一个功能单元队列；基于各个待分配指令对应的候选功能单元队列，按照候选功能单元队列的数量越少越优先分配的策略，确定各个待分配指令对应的预分配顺序。

可选地，根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果，包括：根据预分配顺序、各个待分配指令对应的候选功能单元队列及每个候选功能单元队列可支持的指令数量，确定各个待分配指令对应的实际功能单元队列，得到预分配结果。

可选地，第一条件包括：预分配结果中各个待分配指令均与一个功能单元队列匹配。

可选地，指令分配方法还包括：在确定预分配结果不满足第一条件的情况下，确定未与功能单元队列匹配的待分配指令；基于各个待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，得到重新预分配结果；根据重新预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

可选地，基于各个待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，包括：基于各个待分配指令的排列顺序及预分配结果，确定排列顺序在目标待分配指令之前的待分配指令已匹配的功能单元队列；基于每个候选功能单元队列可支持的指令数量及已匹配的功能单元队列，确定每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量；根据每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量及各个待分配指令对应的候选功能单元队列，依次确定目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令对应的目标功能单元队列。

可选地，指令分配方法还包括：在根据重新预分配结果确定存在未与功能单元队列匹配的待分配指令，对该待分配指令进行标识。

根据本申请第二方面，本申请实施例提供了一种指令分配装置，包括：第一确定单元，用于确定各个待分配指令对应的指令类型；第二确定单元，用于根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；预分配单元，用于根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；分配单元，用于在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

根据本申请第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任意实施方式中的指令分配方法。

根据本申请第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行如第一方面或第一方面任意实施方式中的指令分配方法。

根据本申请第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现第一方面或第一方面任意实施方式中的指令分配方法。

本申请实施例提供的指令分配方法、装置、电子设备及可读存储介质，通过确定各个待分配指令对应的指令类型；根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列；从而可以根据各个待分配指令对应的指令类型，确定各个待分配指令的优先级，并按优先级对各个待分配指令进行预分配，可以使得“紧俏”的资源被应用在最需要的地方，也即可以使得待分配指令专用的功能单元被优先分配给该待分配指令，并且在预分配结果满足第一条件的情况下，按照各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列，从而，既可以保证待分配指令的顺序性，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列，又可以在此前提下，减少功能单元队列分配不均匀的情况，实现最大分配，使得CPU每一时钟周期内所执行的指令数量（ipc）最高，提高资源利用效率。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

图1为本申请实施例中一种指令分配方法的流程示意图；

图2为本申请实施例中预分配结果示意图；

图3为本申请实施例中预分配结果和重新预分配结果示意图；

图4为本申请实施例中一种指令分配装置的结构示意图；

图5为本申请实施例中一种电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种指令分配方法，如图1所示，包括：

S101，确定各个待分配指令对应的指令类型。

在一些实施例中，待分配指令的指令类型在指令生成时即确定，主要由译码电路提供。可以通过对各个待分配指令进行特征识别，来确定各个待分配指令对应的指令类型。指令类型包括单周期指令、多周期指令、跳转指令、load指令、store指令、浮点指令。一般单周期功能单元只能执行单周期指令，多周期功能单元可以执行单周期指令和多周期指令。ls类功能单元有些可以执行load指令和store指令，有些只能执行load指令。

S102，根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序。

在一些实施例中，由于一般单周期功能单元只能执行单周期指令，多周期功能单元可以执行单周期指令和多周期指令。ls类功能单元有些可以执行load指令和store指令，有些只能执行load指令，因此，多周期指令只能在多周期功能单元中执行，store指令只能在支持store指令的ls类功能单元中执行。单周期指令既可在单周期功能单元中执行，又可在多周期功能单元中执行。load指令可在支持store指令的ls类功能单元中执行，也可在不支持store指令的ls类功能单元中执行。因此，根据指令类型可以确定哪些待分配指令只能在其专用功能单元执行，可以使只能在其专用功能单元执行的待分配指令优先预分配，从而确定各个待分配指令预分配时的优先级。

例如，在具有4个A类型功能单元、4个B类型功能单元和4个C类型功能单元的体系架构中，存在顺序排列的10个待分配指令，按照排列顺序分别是6个AB类型指令、2个A类型指令和2个C类型指令，其中AB类型指令可以在A类型功能单元中执行，也可以在B类型功能单元中执行，但A类型指令只能在A类型功能单元中执行。根据指令类型可以确定顺序排列的2个A类型指令优先预分配，其次是顺序排列的2个C类型指令，最后是顺序排列的6个AB类型指令。

S103，根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果。

在本申请实施例中，在确定了预分配顺序后，就可以按照预分配顺序，将各个待分配指令与各个功能单元队列进行匹配，得到预分配结果。

例如，A类型功能单元、B类型功能单元及C类型功能单元队列可分派的指令的最大数量均为4。根据指令类型确定了顺序排列的10个待分配指令中，排列顺序在第7和第8的2个A类型指令优先预分配，其次是排列顺序在第9和第10的2个C类型指令，最后是排列顺序在第1至第6的6个AB类型指令。则排列顺序在第7和第8的2个A类型指令优先预分配至A类型功能单元队列；排列顺序在第9和第10的2个C类型指令预分配至C类型功能单元队列；排列顺序在第1至第6的6个AB类型指令，4个AB类型指令预分配至B类型功能单元队列，2个AB类型指令预分配至A类型功能单元队列。从而完成对各个待分配指令的预分配，得到对应的预分配结果。

S104，在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

在本申请实施例中，各个待分配指令的排列顺序与预分配顺序不同。根据各个待分配指令生成的时间，可以将各个待分配指令顺序排列，使得生成时间早的待分配指令排序在前，生成时间晚的待分配指令排序在后。预分配顺序是指对待分配指令进行预分配时的顺序，预分配顺序是根据指令类型确定的。

在一些实施例中，第一条件包括：预分配结果中各个待分配指令均与一个功能单元队列匹配。在本申请实施例中，通过判断预分配结果中各个待分配指令是否均与一个功能单元队列匹配，可以快速确定各个待分配指令是否能分配完。

在一些实施例中，第一条件包括：预分配结果中排列顺序在前的待分配指令均与一个功能单元队列匹配。在本申请实施例中，通过确定排列顺序在前的待分配指令均与一个功能单元队列匹配，可以保证预分配结果中排序在前的待分配指令均有匹配的功能单元队列，排序在后从而可以保证后续正式分配时，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列。

当预分配结果满足第一条件，说明预分配结果中各个待分配指令均与一个功能单元队列匹配，或排列顺序在前的待分配指令均与一个功能单元队列匹配，从而可以基于各个待分配指令的排列顺序，以及预分配结果中各个待分配指令匹配的功能单元队列，将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

例如，顺序排列的10个待分配指令，按照排列顺序分别是6个AB类型指令、2个A类型指令和2个C类型指令。其中，分配结果中显示：排列顺序在第7和第8的2个A类型指令预分配至A类型功能单元队列；排列顺序在第9和第10的2个C类型指令预分配至C类型功能单元队列；排列顺序在第1至第6的6个AB类型指令，4个AB类型指令预分配至B类型功能单元队列，2个AB类型指令预分配至A类型功能单元队列。则从排序在第1的AB类型指令开始，分别将4个AB类型指令分配至B类型功能单元队列，将2个AB类型指令分配至A类型功能单元队列，然后将2个A类型指令分配至A类型功能单元队列，最后将2个C类型指令分配至C类型功能单元队列。

本申请实施例提供的指令分配方法，通过确定各个待分配指令对应的指令类型；根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列；从而可以根据各个待分配指令对应的指令类型，确定各个待分配指令的优先级，并按优先级对各个待分配指令进行预分配，可以使得“紧俏”的资源被应用在最需要的地方，也即可以使得待分配指令专用的功能单元被优先分配给该待分配指令，并且在预分配结果满足第一条件的情况下，按照各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列，从而，既可以保证待分配指令的顺序性，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列，又可以在此前提下，减少功能单元队列分配不均匀的情况，实现最大分配，使得CPU每一时钟周期内所执行的指令数量（ipc）最高，提高资源利用效率。

在一个可选的实施例中，步骤S102，根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序，包括：根据指令类型及每类功能单元可支持的指令类型确定各个待分配指令对应的候选功能单元队列；其中，每类功能单元具有一个功能单元队列；基于各个待分配指令对应的候选功能单元队列，按照候选功能单元队列的数量越少越优先分配的策略，确定各个待分配指令对应的预分配顺序。

具体实施时，由于每类功能单元具有一个功能单元队列，每类功能单元可支持的指令类型不同，例如，有些类功能单元只支持一类指令，而有些类功能单元支持多类指令，因此，基于指令类型及每类功能单元可支持的指令类型可以确定各个待分配指令预分配时，可以匹配的功能单元队列的数量及具体的候选功能单元队列。如果可以匹配的功能单元队列的数量大于或等于2，说明不需要专用的功能单元来处理该待分配指令，可以稍后预分配。如果可以匹配的功能单元队列的数量为1，说明需要专用的功能单元来处理该待分配指令，因此，该待分配指令需要优先分配。对于可以匹配的功能单元队列的数量相同的情况，再按照各个待分配指令的排列顺序，排序在前的优先分配的原则，就可以逐一确定各个待分配指令对应的预分配顺序。

例如，如图2所示，待分配指令为12个，包括顺序排列的6个A类型指令、3个B类型指令和3个C类型指令。功能单元队列包括A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列。其中，A类型指令可以在A类型功能单元、B类型功能单元和C类型功能单元中执行， B类型指令仅能在B类型功能单元中执行，C类型指令可以在B类型功能单元和C类型功能单元中执行。那么每个A类型指令对应3个候选功能单元队列，分别是A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列；每个B类型指令对应1个候选功能单元队列，为B类型功能单元队列；每个C类型指令对应2个候选功能单元队列，分别是B类型功能单元队列和C类型功能单元队列。按照候选功能单元队列数量少的优先分配的规则，可以确定B类型指令优先预分配，C类型指令次之，A类型指令最后预分配，则可以按照3个B类型指令的排列顺序，确定顺序排列的3个B类型指令的预分配顺序为1、2、3，顺序排列的3个C类型指令的预分配顺序为4、5、6，顺序排列的6个A类型指令的预分配顺序为7-12。

在本申请实施例中，通过确定各个待分配指令对应的候选功能单元队列，按照候选功能单元队列的数量越少越优先分配的策略，确定各个待分配指令对应的预分配顺序，可以使得“紧俏”的资源被应用在最需要的地方，也即可以使得待分配指令专用的功能单元被优先分配给该待分配指令，减少功能单元队列中待分配指令不均匀的情况。

在一个可选的实施例中，步骤S103，根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果，包括：根据预分配顺序、各个待分配指令对应的候选功能单元队列及每个候选功能单元队列可支持的指令数量，确定各个待分配指令对应的实际功能单元队列，得到预分配结果。

具体实施时，如图2所示，待分配指令为12个，包括顺序排列的6个A类型指令、3个B类型指令和3个C类型指令。其中，顺序排列的3个B类型指令的预分配顺序为1、2、3，顺序排列的3个C类型指令的预分配顺序为4、5、6，顺序排列的6个A类型指令的预分配顺序为7-12。A类型指令对应3个候选功能单元队列，分别是A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列； B类型指令对应1个候选功能单元队列，为B类型功能单元队列； C类型指令对应2个候选功能单元队列，分别是B类型功能单元队列和C类型功能单元队列。每个功能单元队列可分配的指令的最大数值为4。

那么首先分配预分配顺序为1的待分配指令，由于预分配顺序为1的待分配指令对应的候选功能单元队列为B类型功能单元队列，因此，将预分配顺序为1的指令预分配至B类型功能单元队列，预分配顺序为1的指令实际功能单元队列为B类型功能单元队列；然后预分配顺序为2的指令，由于预分配顺序为2的待分配指令对应的候选预分配队列为B类型功能单元的预分配队列，因此，将预分配顺序为2的指令预分配至B类型功能单元队列…。

然后分配预分配顺序为4的待分配指令，由于预分配顺序为4的待分配指令对应的候选预分配队列为B类型功能单元队列和C类型功能单元队列，而B类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，C类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为4，因此，优先将预分配顺序为4的待分配指令预分配至C类型功能单元队列…。

然后分配预分配顺序为7的待分配指令，由于预分配顺序为7的待分配指令对应的候选功能单元队列为A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列，而A类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为4， B类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，C类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，因此，优先将预分配顺序为7的待分配指令预分配至A类型功能单元队列…。

然后分配预分配顺序为10的待分配指令，由于预分配顺序为10的指令对应的候选功能单元队列为A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列，而A类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1， B类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，C类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，因此，可以基于预先设定的优先级为A、B、C的顺序，将预分配顺序为10的待分配指令预分配给A类型功能单元队列；然后分配预分配顺序为11的待分配指令，由于预分配顺序为11的待分配指令对应的候选预分配队列为A类型功能单元队列、B类型功能单元队列和C类型功能单元队列，而A类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为0， B类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，C类型功能单元队列当前可预分配的指令数量为1，因此，可以基于预先设定的优先级为A、B、C的顺序，将预分配顺序为11的待分配指令预分配给B类型功能单元队列…直到分配完所有的待分配指令或功能单元队列。预分配结果如图2所示。

在本申请实施例中，根据预分配顺序、各个待分配指令对应的候选功能单元队列及每个候选功能单元队列可支持的指令数量，确定各个待分配指令对应的实际功能单元队列，从而在满足每个候选功能单元队列可支持的指令数量的基础上，可以按照预分配顺序准确确定各个待分配指令预分配的实际功能单元队列，形成预分配结果。

在一个可选的实施例中，指令分配方法还包括：在确定预分配结果不满足第一条件的情况下，确定未与功能单元队列匹配的待分配指令；基于各个待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，得到重新预分配结果；根据重新预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

具体地，当确定预分配结果不满足第一条件，说明预分配结果中存在未与功能单元队列匹配的待分配指令，或排列顺序在后的待分配指令与功能单元队列匹配，反而排列顺序在前的待分配指令未与功能单元队列匹配。为了保证待分配指令正式分配时的顺序性，在确定预分配结果不满足第一条件的情况下，确定从预分配结果中确定未与功能单元队列匹配的待分配指令。然后将未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配。

具体实施时，基于各个待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，包括：基于各个待分配指令的排列顺序及预分配结果，确定排列顺序在目标待分配指令之前的待分配指令已匹配的功能单元队列；基于每个候选功能单元队列可支持的指令数量及已匹配的功能单元队列，确定每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量；根据每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量及各个待分配指令对应的候选功能单元队列，依次确定目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令对应的目标功能单元队列。

例如，如图3所示，顺序排列的待分配的指令为6个，包括4个A类型指令、2个B类型指令。功能单元队列包括A类型功能单元队列、B类型功能单元队列。每个功能单元队列可分配的指令的最大数值为2。其中，A类型指令可以在A类型功能单元、B类型功能单元中执行，B类型指令仅能在B类型功能单元中执行。则每个A类型指令对应2个候选功能单元队列，分别是A类型功能单元队列、B类型功能单元队列；每个B类型指令对应1个候选功能单元队列，为B类型功能单元队列；按照候选功能单元队列数量少的优先分配的规则，可以确定B类型指令优先预分配，A类型指令最后预分配，则可以按照2个B类型指令的排列顺序，确定顺序排列的2个B类型指令的预分配顺序为1、2，顺序排列的4个A类型指令的预分配顺序为3-6。预分配结果如图3中虚线所示。

对预分配结果进行检查时发现，第1、2个A类型指令分别与A类型功能单元队列匹配，符合要求，第3、4个A类型指令由于没有功能单元空间了，没有进行预分配，而排列顺序为5、6的B类型指令反而预分配了，那么预分配结果不满足第一条件。此时对第3个A类型指令及其后面的第4个A类型指令和两个B类型指令重新预分配。重新预分配时，就按照第3个A类型指令、第4个A类型指令、第一个B类型指令、第二个B类型指令的排列顺序进行重新预分配。并且，由于第1、2个A类型指令已经分别与A类型功能单元队列匹配，则确定A类型功能单元队列剩余可支持的指令数量为0，B类型功能单元队列剩余可支持的指令的数量为2，则将第3个A类型指令和第4个A类型指令分配到B功能单元队列中，剩余2个B类型指令没有功能单元空间了，则不能匹配对应的功能单元队列，得到重新预分配结果如图3中的实线所示。

然后，就可以按照重新预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

在本申请实施例中，在确定预分配结果不满足第一条件的情况下，从预分配结果中确定未与功能单元队列匹配的待分配指令，然后将未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，既可以满足待分配指令的顺序性，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列，又可以在此前提下，减少功能单元队列分配不均匀的情况，实现最大分配，使得CPU每一时钟周期内所执行的指令数量（ipc）最高，提高资源利用效率。

在一个可选的实施例中，指令分配方法还包括：在根据重新预分配结果确定存在未与功能单元队列匹配的待分配指令，对该待分配指令进行标识。

具体地，如图3所示，重新预分配结果中，两个B类型指令未与功能单元队列匹配，则可以对两个B类型指令进行标识，等待下一周期进行分配。

在本申请实施例中，通过对重新预分配结果中未与功能单元队列匹配的待分配指令进行标识，可以使得未与功能单元队列匹配的待分配指令重新标识为待分配指令，从而在下一周期优选进行分配，可以避免对未分配的指令的遗漏。

本申请实施例提供了一种指令分配装置，如图4所示，包括：

第一确定单元21，用于确定各个待分配指令对应的指令类型；具体的实施方式详见上述方法实施例步骤S101的描述，在此不再赘述。

第二确定单元22，用于根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；具体的实施方式详见上述方法实施例步骤S102的描述，在此不再赘述。

预分配单元23，用于根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；具体的实施方式详见上述方法实施例步骤S103的描述，在此不再赘述。

分配单元24，用于在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。具体的实施方式详见上述方法实施例步骤S104的描述，在此不再赘述。

本申请实施例提供的指令分配装置，通过确定各个待分配指令对应的指令类型；根据指令类型确定各个待分配指令对应的预分配顺序；根据预分配顺序对各个待分配指令进行预分配，得到预分配结果；在确定预分配结果满足第一条件的情况下，按照预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列；从而可以根据各个待分配指令对应的指令类型，确定各个待分配指令的优先级，并按优先级对各个待分配指令进行预分配，可以使得“紧俏”的资源被应用在最需要的地方，也即可以使得待分配指令专用的功能单元被优先分配给该待分配指令，并且在预分配结果满足第一条件的情况下，按照各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列，从而，既可以保证待分配指令的顺序性，使得排列顺序在前的指令被优先分配至对应的功能单元队列，又可以在此前提下，减少功能单元队列分配不均匀的情况，实现最大分配，使得CPU每一时钟周期内所执行的指令数量（ipc）最高，提高资源利用效率。

在一些实施例中，第二确定单元22，用于根据指令类型及每类功能单元可支持的指令类型确定各个待分配指令对应的候选功能单元队列；其中，每类功能单元具有一个功能单元队列；基于各个待分配指令对应的候选功能单元队列，按照候选功能单元队列的数量越少越优先分配的策略，确定各个待分配指令对应的预分配顺序。

在一些实施例中，预分配单元23，用于根据预分配顺序、各个待分配指令对应的候选功能单元队列及每个候选功能单元队列可支持的指令数量，确定各个待分配指令对应的实际功能单元队列，得到预分配结果。

在一些实施例中，第一条件包括：预分配结果中各个待分配指令均与一个功能单元队列匹配。

在一些实施例中，分配单元24，还用于在确定预分配结果不满足第一条件的情况下，确定未与功能单元队列匹配的待分配指令；基于各个待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，得到重新预分配结果；根据重新预分配结果及各个待分配指令的排列顺序将各个待分配指令分配至对应的功能单元队列。

在一些实施例中，分配单元24，用于基于各个待分配指令的排列顺序及预分配结果，确定排列顺序在目标待分配指令之前的待分配指令已匹配的功能单元队列；基于每个候选功能单元队列可支持的指令数量及已匹配的功能单元队列，确定每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量；根据每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量及各个待分配指令对应的候选功能单元队列，依次确定目标待分配指令及目标待分配指令之后的待分配指令对应的目标功能单元队列。

在一些实施例中，分配单元24，还用于在根据重新预分配结果确定存在未与功能单元队列匹配的待分配指令，对该待分配指令进行标识。

需要说明的是，自第一台通用电子计算机问世以来，计算机技术在几十年间取得了飞速的发展，计算机技术的飞速发展得益于计算机体系结构的改进以及计算机生产技术的发展。计算机生产技术对计算机技术的发展的贡献一直是稳定的；然而，由于计算机体系结构经历几十年的改进，使得计算机体系结构的改进空间愈发狭小，因此针对计算机体系结构的任意小的改进都将对处理器的性能和计算机技术的发展带来较明显的影响。

根据本申请的实施例，本申请还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。

图5示出了可以用来实施本申请的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本申请的实现。

如图5所示，设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器（ROM）802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器（RAM）803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出（I/O）接口805也连接至总线804。

设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。

计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元（CPU）、图形处理单元（GPU）、各种专用的人工智能（AI）计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器（DSP）、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如指令分配方法。例如，在一些实施例中，指令分配方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的指令分配方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式（例如，借助于固件）而被配置为执行指令分配方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）、专用标准产品（ASSP）、芯片上系统的系统（SOC）、负载可编程逻辑设备（CPLD）、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本申请的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本申请的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM或快闪存储器）、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器（CD-ROM）、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置（例如，CRT（阴极射线管）或者LCD（液晶显示器）监视器）；以及键盘和指向装置（例如，鼠标或者轨迹球），用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈（例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈）；并且可以用任何形式（包括声输入、语音输入或者、触觉输入）来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统（例如，作为数据服务器）、或者包括中间件部件的计算系统（例如，应用服务器）、或者包括前端部件的计算系统（例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互）、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信（例如，通信网络）来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网（LAN）、广域网（WAN）和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

本申请实施例还提供一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序/指令，计算机程序/指令被处理器执行时实现本申请的指令分配方法。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种指令分配方法，其特征在于，包括：

确定各个待分配指令对应的指令类型；

根据所述指令类型确定各个所述待分配指令对应的预分配顺序；

根据所述预分配顺序对各个所述待分配指令进行预分配，得到预分配结果；

在确定所述预分配结果满足第一条件的情况下，按照所述预分配结果及各个所述待分配指令的排列顺序将各个所述待分配指令分配至对应的功能单元队列。

2.根据权利要求1所述的指令分配方法，其特征在于，所述根据所述指令类型确定各个所述待分配指令对应的预分配顺序，包括：

根据所述指令类型及每类功能单元可支持的指令类型确定各个所述待分配指令对应的候选功能单元队列；其中，每类功能单元具有一个功能单元队列；

基于各个所述待分配指令对应的候选功能单元队列，按照所述候选功能单元队列的数量越少越优先分配的策略，确定各个所述待分配指令对应的预分配顺序。

3.根据权利要求2所述的指令分配方法，其特征在于，所述根据所述预分配顺序对各个所述待分配指令进行预分配，得到预分配结果，包括：

根据所述预分配顺序、各个所述待分配指令对应的候选功能单元队列及每个候选功能单元队列可支持的指令数量，确定各个所述待分配指令对应的实际功能单元队列，得到预分配结果。

4.根据权利要求1所述的指令分配方法，其特征在于，所述第一条件包括：所述预分配结果中各个所述待分配指令均与一个功能单元队列匹配。

5.根据权利要求4所述的指令分配方法，其特征在于，还包括：

在确定所述预分配结果不满足第一条件的情况下，确定未与功能单元队列匹配的待分配指令；

基于各个所述待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及所述目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，得到重新预分配结果；

根据所述重新预分配结果及各个所述待分配指令的排列顺序将各个所述待分配指令分配至对应的功能单元队列。

6.根据权利要求5所述的指令分配方法，其特征在于，所述基于各个所述待分配指令的排列顺序，对未与功能单元队列匹配的且排列顺序最小的目标待分配指令及所述目标待分配指令之后的待分配指令进行重新预分配，包括：

基于各个所述待分配指令的排列顺序及所述预分配结果，确定排列顺序在所述目标待分配指令之前的待分配指令已匹配的功能单元队列；

基于每个候选功能单元队列可支持的指令数量及所述已匹配的功能单元队列，确定每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量；

根据每个候选功能单元队列剩余可支持的指令数量及各个所述待分配指令对应的候选功能单元队列，依次确定所述目标待分配指令及所述目标待分配指令之后的待分配指令对应的目标功能单元队列。

7.根据权利要求5所述的指令分配方法，其特征在于，还包括：

在根据所述重新预分配结果确定存在未与功能单元队列匹配的待分配指令，对该待分配指令进行标识。

8.一种指令分配装置，其特征在于，包括：

第一确定单元，用于确定各个待分配指令对应的指令类型；

第二确定单元，用于根据所述指令类型确定各个所述待分配指令对应的预分配顺序；

预分配单元，用于根据所述预分配顺序对各个所述待分配指令进行预分配，得到预分配结果；

分配单元，用于在确定所述预分配结果满足第一条件的情况下，按照所述预分配结果及各个所述待分配指令的排列顺序将各个所述待分配指令分配至对应的功能单元队列。

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如权利要求1-7任意一项所述的指令分配方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使计算机执行如权利要求1-7任意一项所述的指令分配方法。

11.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序/指令，所述计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的指令分配方法。

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