JP2009508180A - マイクロプロセッサにおける効率的なサブプログラムリターン - Google Patents
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Abstract
Description
プログラムは、ある特定のタスクを行なうサブルーチンを特徴として備えることが多い。タスクが行なわれた後で、プログラムフローはサブルーチンからメインプログラムに戻る。サブルーチンリターンを行なうための1つの一般的なメカニズムは、リターンアドレスレジスタの内容を条件付きでまたは無条件でプログラムカウンタに移動させてからプログラム実行を継続するということを伴う。また、ブール値を表わし得るリテラル定数を用いてリターン値レジスタが更新されてもよい。サブプログラムリターンへの別のアプローチは、リターンアドレスをスタックからプログラムカウンタに「ポップ」し、そこからプログラム実行を継続することである。この演算はまた、スプールアウトされたあらゆるレジスタファイル内容をスタックからレジスタファイルにポップしてもよい。
Cに書込まれ、パイプラインがフラッシュされる(ブロック40)。図1で説明したリターン命令と同様に、パイプラインフラッシュ後に数サイクルが浪費される。
例示的な一実施例では、リターン演算を必要とし、リターン値レジスタの内容に基づいて状態フラグをセットする命令がフェッチされる。状態フラグは、リターン命令を処理するために必要とされる少なくとも1つの他の演算と並行してセットされる。状態フラグは、i)リターンアドレスレジスタの内容がプログラムカウンタに移動されること、または、ii)リターンアドレスがスタックからプログラムカウンタにポップされることのうちの一方が起こる前にセットされる。別の実施例では、プロセッサ読取り可能な記憶媒体が、プロセッサに、このサブルーチンリターン演算を行なわせる。
サブルーチンリターン演算の最中、リターン値レジスタのテストに従って(プロセッサの状態レジスタにおいて)状態フラグが更新される、より効率的なサブルーチンリターン演算が提供される。(先行技術では、テスト演算、たとえばリターン値レジスタのテストは、別個の命令に応答して行なわれる。)一実施例では、状態フラグは、条件付きリターン命令などの単一の命令、およびリターン演算を取り入れた単一の命令を実行する演算と並行してセットされる。命令はプロセッサ読取り可能媒体に格納され、この媒体は、電子回路、半導体記憶装置、ROM、フラッシュメモリ、フロッピー(登録商標)ディスケット、コンパクトディスク、光ディスクなどのような、情報を格納または転送可能なあらゆる媒体を含む。
ラインをフラッシュし、スタックからロードされたアドレスからの命令のフェッチを開始する)を行なう。
readreg2 126−オペランド2についてのレジスタファイルレジスタ。
writeaddr 130−結果が書戻されるレジスタについてのレジスタファイルレジスタ番号。
LR−リンクレジスタ。サブプログラムが完了した後で戻るべきアドレスを保持する。LRはまた、リターンアドレスレジスタ(RAR)とも呼ばれてもよい。
以下の表は、return_with_test命令のサイクルにおける制御/デコード部からの例示的な出力を示している。
演算CP R12,0の結果、フラグがセットされる。
フラグは、Reglist16[PC]==1である場合のみ更新される。
イクルを必要としてもよく、または、リターン演算は異なる命令の一部であってもよく、もしくは、リターン演算を実行するプロセッサは異なるアーキテクチャを有していてもよい。別の実施例では、リターン演算が1サイクルで完了され得るよう(すなわち、単一の命令に応答して行なわれる2つのマイクロ演算が1サイクルで完了されるよう)、より多くのハードウェアが追加されてもよい。
Claims (27)
- サブルーチンリターン演算を行なうための方法であって、前記方法は、
a)前記リターン演算を必要とする命令をフェッチするステップと、
b)前記リターン演算を処理するために必要とされる少なくとも1つの他の演算と並行して、リターン値レジスタの内容に基づいて状態フラグをセットするステップとを備え、前記状態フラグは、
i)リターンアドレスレジスタの内容がプログラムカウンタに移動されること、または、
ii)リターンアドレスがスタックから前記プログラムカウンタにポップされること
のうちの一方が起こる前にセットされる、方法。 - リターン条件が満たされているとテスト演算が判断したときのみ、前記リターンアドレスレジスタの前記内容が前記プログラムカウンタに移動されるか、またはリターンアドレスが前記スタックから前記プログラムカウンタにポップされる、請求項1に記載の方法。
- 前記リターン演算は、前記リターン演算を行なうための一方のマイクロ演算と、テスト演算を行なうための他方のマイクロ演算という2つのマイクロ演算に分割される、請求項1に記載の方法。
- 前記状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してリターンアドレスレジスタの内容を書込むことと並行してセットされる、請求項1に記載の方法。
- 前記状態フラグは、制御信号をマイクロプロセッサのデータメモリに、前記マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してルーティングすることと並行してセットされる、請求項1に記載の方法。
- ステップa)およびステップb)は、単一の命令に応答して行なわれる、請求項1に記載の方法。
- プロセッサにより実行されると、前記プロセッサにサブルーチンリターン演算を行なうための方法を行なわせる命令を格納したプロセッサ読取り可能な記憶媒体であって、前記方法は、
a)前記リターン演算を必要とする命令をフェッチするステップと、
b)前記リターン命令を処理するために必要とされる少なくとも1つの他の演算と並行して、リターン値レジスタの内容に基づいて状態フラグをセットするステップとを備え、前記状態フラグは、
i)リターンアドレスレジスタの内容がプログラムカウンタに移動されること、または、
ii)リターンアドレスがスタックから前記プログラムカウンタにポップされること
のうちの一方が起こる前にセットされる、プロセッサ読取り可能な記憶媒体。 - リターン条件が満たされているとテスト演算が判断したときのみ、前記リターンアドレスレジスタの前記内容が前記プログラムカウンタに移動されるか、またはリターンアドレスが前記スタックから前記プログラムカウンタにポップされる、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記リターン演算は、前記リターン演算を行なうための一方のマイクロ演算と、テスト演算を行なうための他方のマイクロ演算という2つのマイクロ演算に分割される、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してリターンアドレスレジスタの内容を書込むことと並行してセットされる、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記状態フラグは、制御信号をマイクロプロセッサのデータメモリに、前記マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してルーティングすることと並行してセットされる、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記方法は、前記リターンアドレスレジスタの前記内容または前記リターンアドレスが前記プログラムカウンタに書込まれる前にパイプラインをフラッシュするステップをさらに備える、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- ステップa)およびステップb)は、単一の命令に応答して行なわれる、請求項7に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- サブルーチンリターン演算を行なうための方法であって、
a)リターンアドレスをプログラムカウンタに置くステップと、
b)リターン値レジスタに対してテスト演算を実行するステップとを備え、前記テスト演算は、リターン演算を処理するために必要とされる少なくとも1つの他の演算と並行して行なわれ、前記方法はさらに、
c)プログラムのフローをターゲットアドレスに変更するステップと、
d)単一の命令に応答してステップa)、ステップb)およびステップc)を行なうステップとを備える、方法。 - 前記プログラムのフローを変更する前記ステップは、リターン条件が満たされていると前記テスト演算が判断したときのみ行なわれる、請求項14に記載の方法。
- 前記サブルーチンリターン演算は、命令デコード段にもう1サイクル保持される、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト演算のための状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してリターンアドレスレジスタの内容を書込むことと並行してセットされる、請求項14に記載の方法。
- 前記テスト演算のための状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置の下流に位置する前記マイクロプロセッサのデータメモリに制御信号をルーティングすることと並行してセットされる、請求項14に記載の方法。
- 多数のレジスタをロードするステップをさらに備える、請求項14に記載の方法。
- リターン値レジスタにおいてリターン値をセットするステップをさらに備える、請求項14に記載の方法。
- プロセッサにより実行されると、前記プロセッサにサブルーチンリターン演算を行なうための方法を行なわせる命令を格納したプロセッサ読取り可能な記憶媒体であって、前記方法は、
a)リターンアドレスをプログラムカウンタに置くステップと、
b)リターン値レジスタに対してテスト演算を実行するステップとを備え、前記テスト演算は、リターン演算を処理するために必要とされる少なくとも1つの他の演算と並行し
て行なわれ、前記方法はさらに、
c)プログラムのフローをターゲットアドレスに変更するステップと、
d)単一の命令に応答してステップa)、ステップb)およびステップc)を行なうステップとを備える、プロセッサ読取り可能な記憶媒体。 - 前記プログラムのフローを変更する前記ステップは、リターン条件が満たされていると前記テスト演算が判断したときのみ行なわれる、請求項21に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記リターン演算は、命令デコード段にもう1サイクル保持される、請求項21に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記テスト演算のための状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置を介してリターンアドレスレジスタの内容を書込むことと並行してセットされる、請求項21に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記テスト演算のための状態フラグは、マイクロプロセッサの算術演算論理装置の下流に位置する前記マイクロプロセッサのデータメモリに制御信号をルーティングすることと並行してセットされる、請求項21に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記方法は、多数のレジスタをロードするステップをさらに備える、請求項23に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
- 前記方法は、リターン値レジスタにおいてリターン値をセットするステップをさらに備える、請求項23に記載のプロセッサ読取り可能な記憶媒体。
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