JP6105307B2 - Instruction execution control device, instruction execution control system, instruction execution control method, and instruction execution control program - Google Patents

Instruction execution control device, instruction execution control system, instruction execution control method, and instruction execution control program Download PDF

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Description

本願発明は、命令間の追い越し機能を実装した計算機において、命令間の順序保障制御を行うための命令実行制御装置、命令実行制御システム、命令実行制御方法、及び、命令実行制御プログラムに関する。   The present invention relates to an instruction execution control device, an instruction execution control system, an instruction execution control method, and an instruction execution control program for performing order guarantee control between instructions in a computer having an overtaking function between instructions.

情報処理装置において、実効性能の向上は永年の課題である。実効性能を向上させるための手段の１つとして、メモリアクセス性能の向上がある。従来からプロセッサに、メモリロード命令とメモリストア命令との間での命令間の追い越し機能を実装して、メモリアクセス性能を向上させてきた。   In information processing apparatuses, improving effective performance has been a long-standing issue. One means for improving effective performance is to improve memory access performance. Conventionally, a processor has been provided with an overtaking function between a memory load instruction and a memory store instruction to improve memory access performance.

命令間の追い越し機能の実現においては、実行結果が不正にならないように、例えば、同一アドレスに対するストア命令とロード命令の間など、命令間で順序保障制御を行う必要がある。   In order to realize the overtaking function between instructions, it is necessary to perform order guarantee control between instructions, for example, between a store instruction and a load instruction for the same address so that the execution result does not become incorrect.

このような、命令間の追い越し機能を備えた情報処理装置における順序保障制御の関連技術として、特許文献１には、複数のベクトルストア命令と後続のベクトルロード命令のアドレスの依存関係のチェックを１つのアドレス比較論理で時分割に実行する装置が公開されている。この装置は、ベクトル命令のアドレス、ディスタンス、要素数情報から、メモリアクセス要素に展開する展開処理と、アドレス比較論理でのアドレス比較処理とを並行して実行して、ベクトル命令間追い越し可否判定を実行する。   As a related technique of order guarantee control in such an information processing apparatus having an overtaking function between instructions, Patent Document 1 discloses a check of the dependency relationship between addresses of a plurality of vector store instructions and subsequent vector load instructions. A device that performs time division using two address comparison logics is disclosed. This device executes the expansion processing to expand to the memory access element from the address, distance, and element number information of the vector instruction and the address comparison processing by the address comparison logic in parallel to determine whether or not the vector instruction can be overtaken. Run.

また、特許文献２には、マルチプロセッサコンピューティングシステムのメモリ整合性挙動をエミュレートするための方法において、メモリアクションの前にメモリバリア命令を実行する方法が公開されている。この方法では、メモリバリア命令の前に実行されたメモリアクションが全てのプロセッサによって登録されていることを保障し、メモリバリア命令が、メモリバリア命令後のメモリアクションが上述で登録された全てのメモリアクションの後で実行されることを、保障している。   Patent Document 2 discloses a method for executing a memory barrier instruction before a memory action in a method for emulating the memory consistency behavior of a multiprocessor computing system. In this method, it is ensured that the memory action executed before the memory barrier instruction is registered by all the processors, and the memory barrier instruction is registered in all the memories in which the memory action after the memory barrier instruction is registered as described above. Ensuring that it is implemented after the action.

特開2010-198439号公報JP 2010-198439 特開2004-110811号公報JP 2004-110811 A

例えば、ベクトル計算機におけるリストベクトルによるメモリアクセス命令は、規則性の無いアドレスに対して一度に複数のアクセスを行う。この場合、特許文献１のようなアドレス比較を行うためには、装置は一度に大量のアドレス比較を行う必要があり、限られたハードウェア量で時分割でアドレス比較を行うと、アドレス比較の処理に時間がかかるという問題がある。   For example, a memory access instruction using a list vector in a vector computer makes a plurality of accesses to an address having no regularity at a time. In this case, in order to perform the address comparison as in Patent Document 1, the apparatus needs to perform a large amount of address comparison at a time. If the address comparison is performed in a time-sharing manner with a limited amount of hardware, the address comparison is performed. There is a problem that processing takes time.

特許文献２のようにメモリバリア命令により順序保障制御を行うようにすれば、上述のようなアドレス比較の処理に時間がかかるという問題は回避できる。しかしながら、特許文献２は、メモリバリア命令を跨ぐ個別の命令間で、具体的にどのように順序保障制御を実現するかの詳細な技術については言及していない。   If the order guarantee control is performed by the memory barrier instruction as in Patent Document 2, the problem that the address comparison process as described above takes time can be avoided. However, Patent Document 2 does not mention a detailed technique on how to implement order guarantee control specifically between individual instructions straddling memory barrier instructions.

本願発明の目的は、上述の課題を解決した命令実行制御装置、命令実行制御システム、命令実行制御方法、及び、命令実行制御プログラムを提供することである。   An object of the present invention is to provide an instruction execution control device, an instruction execution control system, an instruction execution control method, and an instruction execution control program that solve the above-described problems.

本願発明の一実施形態の命令実行制御装置は、命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されているものを記憶する記憶手段と、前記命令を受信した順序以外の順序で実行する手段であって、前記命令発行装置からバリア命令を受信すると、当該バリア命令受信前から前記記憶手段に記憶されていた第一の前記命令の実行が開始するまで、当該バリア命令の後に受信した第二の前記命令の実行を、前記第一、及び、前記第二の前記命令の命令種別が所定の組み合わせである場合に保留する実行手段と、を備える。   An instruction execution control device according to an embodiment of the present invention includes a storage unit that stores instructions received from an instruction issuing device and whose execution is suspended, and executes in an order other than the order in which the instructions are received. When the barrier command is received from the command issuing device, the command is received after the barrier command until the execution of the first command stored in the storage unit is started before the barrier command is received. Execution means for suspending execution of the second instruction when the instruction types of the first and second instructions are a predetermined combination.

本願発明の一実施形態の命令実行制御方法は、命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されているものを記憶域に記憶し、前記命令を受信した順序以外の順序で実行する際に、前記命令発行装置からバリア命令を受信すると、当該バリア命令受信前から前記記憶域に記憶されていた第一の前記命令の実行が開始するまで、当該バリア命令の後に受信した第二の前記命令の実行を、前記第一、及び、前記第二の前記命令の命令種別が所定の組み合わせである場合に保留する。   An instruction execution control method according to an embodiment of the present invention stores an instruction received from an instruction issuing device and whose execution is suspended in a storage area, and executes the instructions in an order other than the order received. When receiving the barrier command from the command issuing device, the second received after the barrier command until the execution of the first command stored in the storage area is started before the barrier command is received. Is suspended when the instruction types of the first and second instructions are a predetermined combination.

本願発明の一実施形態の命令実行制御プログラムは、命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されているものを記憶域に記憶する記憶処理と、前記命令を受信した順序以外の順序で実行する処理であって、前記命令発行装置からバリア命令を受信すると、当該バリア命令受信前から前記記憶域に記憶されていた第一の前記命令の実行が開始するまで、当該バリア命令の後に受信した第二の前記命令の実行を、前記第一、及び、前記第二の前記命令の命令種別が所定の組み合わせである場合に保留する実行処理と、をコンピュータに実行させる。   An instruction execution control program according to an embodiment of the present invention includes a storage process for storing instructions received from an instruction issuing device whose execution is suspended in a storage area, and a sequence other than the order in which the instructions are received. When the barrier instruction is received from the instruction issuing device, the execution of the first instruction stored in the storage area from before the reception of the barrier instruction is started. The computer causes the computer to execute execution processing of the second instruction received later when the instruction types of the first and second instructions are a predetermined combination.

本願発明は、命令間の追い越し機能を備えた情報処理装置において、命令間の順序保障制御を限られたハードウェア量で行う場合の処理時間を短くすることを可能とする。   The present invention makes it possible to shorten the processing time in the case of performing order guarantee control between instructions with a limited amount of hardware in an information processing apparatus having an overtaking function between instructions.

本願発明の第１の実施形態の命令実行制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the instruction execution control system of 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第１の実施形態における記憶部のエントリ内のバリア前フラグと追い越し禁止フラグの設定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the setting operation | movement of the pre-barrier flag and overtaking prohibition flag in the entry of the memory | storage part in 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第１の実施形態における記憶部のエントリに格納された命令の命令実行動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the command execution operation | movement of the command stored in the entry of the memory | storage part in 1st Embodiment of this invention. 本願発明の第２の実施形態の命令実行制御システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the instruction execution control system of 2nd Embodiment of this invention. 本願発明の第２の実施形態における記憶部への命令情報格納動作と切り替えフラグの設定動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the instruction information storage operation | movement to the memory | storage part in the 2nd Embodiment of this invention, and the setting operation | movement of a switching flag. 本願発明の第２の実施形態における記憶部に格納された命令の命令実行動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the instruction execution operation | movement of the instruction | command stored in the memory | storage part in 2nd Embodiment of this invention. 本願発明の第３の実施形態の命令実行制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the instruction execution control apparatus of the 3rd Embodiment of this invention.

本願発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   A first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は本実施形態の命令実行制御システム１の構成を示すブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an instruction execution control system 1 of the present embodiment.

本実施形態の命令実行制御システム１は、命令実行制御装置１０と、命令発行装置２０と、を包含している。命令発行装置２０は、命令実行制御システム１が実行する命令を発行して、命令実行制御装置１０へ送信する。   The instruction execution control system 1 of this embodiment includes an instruction execution control device 10 and an instruction issue device 20. The instruction issuing device 20 issues an instruction to be executed by the instruction execution control system 1 and transmits it to the instruction execution control device 10.

命令実行制御装置１０は、設定部１１と、実行部１２と、記憶部１３と、を包含している。設定部１１、及び、実行部１２は、電子回路である場合もあれば、コンピュータプログラムである場合もある。記憶部１３は、電子回路あるいはコンピュータプログラムによりアクセス制御が行われる電子メモリ等の記憶装置である。尚、命令実行制御システム１は、全て、プロセッサコア内に実装される場合もある。   The instruction execution control device 10 includes a setting unit 11, an execution unit 12, and a storage unit 13. The setting unit 11 and the execution unit 12 may be electronic circuits or computer programs. The storage unit 13 is a storage device such as an electronic memory in which access control is performed by an electronic circuit or a computer program. Note that the instruction execution control system 1 may all be mounted in the processor core.

記憶部１３は、実行待ち状態にある命令を格納する３個のエントリ１３０−１乃至１３０−３を包含している。記憶部１３が包含するエントリの数は、３個に限定されるわけではない。エントリ１３０−１乃至１３０−３は、それぞれ、命令情報１３１−１乃至１３１−３と、バリア前フラグ１３２−１乃至１３２−３と、追い越し禁止フラグ１３３−１乃至１３３−３と、追い越し禁止フラグ１３４−１乃至１３４−３と、を包含している。   The storage unit 13 includes three entries 130-1 to 130-3 for storing instructions that are waiting to be executed. The number of entries included in the storage unit 13 is not limited to three. The entries 130-1 to 130-3 respectively include instruction information 131-1 to 131-3, pre-barrier flags 132-1 to 132-3, an overtaking prohibition flag 133-1 to 133-3, and an overtaking prohibition flag. 134-1 to 134-3.

命令情報１３１−１乃至１３１−３は、命令発行装置２０から発行された後、命令実行待ちの状態にある命令の、命令コード等の命令情報である。命令発行装置２０から発行された命令の命令情報は、実行部１２により、エントリ１３０−１乃至１３０−３におけるいずれかの空きエントリに格納され、当該命令が実行されるまで、当該エントリに記憶される。命令発行装置２０から発行された命令が、実行待ちになる要因としては、システム内の資源に対するアクセス権の獲得待ちや、他の命令との同期等がある。   The command information 131-1 to 131-3 is command information such as a command code of a command that has been issued from the command issuing device 20 and is waiting for command execution. The instruction information of the instruction issued from the instruction issuing device 20 is stored in any empty entry in the entries 130-1 to 130-3 by the execution unit 12, and is stored in the entry until the instruction is executed. The Factors that cause an instruction issued from the instruction issuing device 20 to wait for execution include waiting for acquisition of access rights to resources in the system, synchronization with other instructions, and the like.

バリア前フラグ１３２−１乃至１３２−３は、それぞれ、エントリ１３０−１乃至１３０−３に格納された命令が、バリア命令前に発行されたことを示すフラグである。   The pre-barrier flags 132-1 to 132-3 are flags indicating that the instructions stored in the entries 130-1 to 130-3 are issued before the barrier instruction, respectively.

追い越し禁止フラグ１３３−１乃至１３３−３、及び、追い越し禁止フラグ１３４−１乃至１３４−３は、それぞれ、エントリ１３０−１乃至１３０−３に格納された命令が、バリア命令前に発行された命令を追い越して実行できないことを示すフラグである。   The overtaking prohibition flags 133-1 to 133-3 and the overtaking prohibition flags 134-1 to 134-3 are instructions issued by the instructions stored in the entries 130-1 to 130-3, respectively, before the barrier instruction. Is a flag indicating that execution cannot be performed by overtaking.

追い越し禁止フラグは、エントリ１３０−１乃至１３０−３の各々に、２個ずつ備えられている。追い越し禁止フラグ１３３−１は、エントリ１３０−１に格納された命令が、バリア命令前に発行されたエントリ１３０−２に格納された命令を追い越すことができないことを示すフラグである。追い越し禁止フラグ１３４−１は、エントリ１３０−１に格納された命令が、バリア命令前に発行されたエントリ１３０−３に格納された命令を追い越すことができないことを示すフラグである。   Two overtaking prohibition flags are provided for each of the entries 130-1 to 130-3. The overtaking prohibition flag 133-1 is a flag indicating that the instruction stored in the entry 130-1 cannot overtake the instruction stored in the entry 130-2 issued before the barrier instruction. The overtaking prohibition flag 134-1 is a flag indicating that the instruction stored in the entry 130-1 cannot overtake the instruction stored in the entry 130-3 issued before the barrier instruction.

同様に、追い越し禁止フラグ１３３−２乃至１３４−２は、それぞれ、エントリ１３０−２に格納された命令が、バリア命令前に発行された、エントリ１３０−１、及び、エントリ１３０−３に格納された命令を追い越すことができないことを示すフラグである。追い越し禁止フラグ１３３−３乃至１３４−３は、それぞれ、エントリ１３０−３に格納された命令が、バリア命令前に発行された、エントリ１３０−１、及び、エントリ１３０−２に格納された命令を追い越すことができないことを示すフラグである。   Similarly, the overtaking prohibition flags 133-2 to 134-2 are respectively stored in the entry 130-1 and the entry 130-3 in which the instruction stored in the entry 130-2 is issued before the barrier instruction. This flag indicates that the command cannot be overtaken. The overtaking prohibition flags 133-3 to 134-3 indicate the instructions stored in the entry 130-1 and the entry 130-2 issued by the instruction stored in the entry 130-3 before the barrier instruction. This flag indicates that it cannot be overtaken.

設定部１１は、命令発行装置２からバリア命令を受信すると、エントリ１３０−１乃至１３０−３の中で、命令情報が登録されているものが存在するかどうか確認する。設定部１１は、命令情報が登録されているエントリが存在する場合、命令情報が登録されている全てのエントリにおけるバリア前フラグを１に設定する。   When the setting unit 11 receives a barrier command from the command issuing device 2, the setting unit 11 checks whether any of the entries 130-1 to 130-3 has registered command information. When there is an entry in which instruction information is registered, the setting unit 11 sets the pre-barrier flag to 1 in all entries in which instruction information is registered.

設定部１１は、命令発行装置２０から発行されたバリア命令を除く命令が、エントリ１３０−１乃至１３０−３の何れかの空きエントリに実行待ちの命令として格納されると、当該エントリ以外のエントリのバリア前フラグの値を確認する。   When an instruction other than the barrier instruction issued from the instruction issuing device 20 is stored as an instruction waiting for execution in any empty entry of the entries 130-1 to 130-3, the setting unit 11 Check the value of the pre-barrier flag.

例えば、実行待ちの命令がエントリ１３０−１に格納された場合、設定部１１は、エントリ１３０−２乃至１３０−３におけるバリア前フラグ１３２−２乃至１３２−３の値を確認する。バリア前フラグ１３２−２が点灯している場合、設定部１１は、命令情報１３１−１、及び、命令情報１３１−２の命令種別が、事前に登録された所定の組み合わせであるか否かを確認する。   For example, when an instruction waiting for execution is stored in the entry 130-1, the setting unit 11 checks the values of the pre-barrier flags 132-2 to 132-3 in the entries 130-2 to 130-3. When the pre-barrier flag 132-2 is turned on, the setting unit 11 determines whether or not the command information 131-1 and the command type of the command information 131-2 are a predetermined combination registered in advance. Check.

設定部１１は、バリア命令により命令実行の順序保障制御を行う対象とする命令種別の組み合わせの情報を記憶している。例えば、命令実行制御装置１０が、主記憶へのリストベクトルアクセス命令であるＶＧＴ（リストベクトル読み出し）命令とＶＳＣ（リストベクトル書き込み）命令についてのみバリア命令による順序保障制御を行う場合、設定部１１は、バリア命令を跨ぐ命令の組み合わせとして、ＶＧＴ−ＶＳＣ、ＶＳＣ−ＶＧＴ、ＶＳＣ−ＶＳＣの３通りの組み合わせを記憶している。尚、ＶＧＴ−ＶＧＴの組み合わせについては、主記憶への書き込みが発生しないため、設定部１１は、バリア命令による順序保障制御の対象外としている。   The setting unit 11 stores information on a combination of instruction types to be subjected to instruction execution order guarantee control using a barrier instruction. For example, when the instruction execution control device 10 performs the order guarantee control by the barrier instruction only for the VGT (list vector read) instruction and the VSC (list vector write) instruction which are list vector access instructions to the main memory, the setting unit 11 As combinations of instructions over the barrier instructions, three combinations of VGT-VSC, VSC-VGT, and VSC-VSC are stored. Note that since the VGT-VGT combination is not written to the main memory, the setting unit 11 is excluded from the order guarantee control by the barrier instruction.

命令実行制御装置１０が、リストベクトルアクセス命令に限らず、主記憶アクセス系の命令全体について、バリア命令による順序保障制御を行う場合は、設定部１１は、上述の場合よりも多くの命令種別の組み合わせを、バリア命令による順序保障制御を行う対象として記憶している。   When the instruction execution control device 10 performs the order guarantee control by the barrier instruction for all the instructions of the main memory access system as well as the list vector access instruction, the setting unit 11 has more instruction types than the above case. The combination is stored as an object to be subjected to the order guarantee control by the barrier instruction.

上述で、命令情報１３１−１、及び、命令情報１３１−２の命令種別が、事前に登録された所定の組み合わせである場合、設定部１１は、追い越し禁止フラグ１３３−１を点灯させる。命令情報１３１−１、及び、命令情報１３１−２の命令種別が、事前に登録された所定の組み合わせではない場合、エントリ１３０−１に格納された命令は、バリア命令前に発行されたエントリ１３０−２に格納された命令を追い越すことが可能であるため、設定部１１は、追い越し禁止フラグ１３３−１を点灯させない。   As described above, when the instruction types of the instruction information 131-1 and the instruction information 131-2 are a predetermined combination registered in advance, the setting unit 11 turns on the overtaking prohibition flag 133-1. When the instruction types of the instruction information 131-1 and the instruction information 131-2 are not a predetermined combination registered in advance, the instruction stored in the entry 130-1 is the entry 130 issued before the barrier instruction. Since the instruction stored in -2 can be overtaken, the setting unit 11 does not light the overtake prohibition flag 133-1.

設定部１１は、エントリ１３０−１乃至１３０−３のいずれかに格納された命令が実行されると、追い越し禁止フラグ１３３−１乃至１３３−３、及び、１３４−１乃至１３４−３のうち、当該エントリに対応付けられたもので点灯しているものがあれば、当該追い越し禁止フラグをクリアする。例えば、エントリ１３０−１に格納された命令が実行された場合、設定部１１は、追い越し禁止フラグ１３３−２、及び、追い越し禁止フラグ１３３−３のうちで点灯しているものがあれば、当該追い越し禁止フラグをクリアする。   When the instruction stored in any of the entries 130-1 to 130-3 is executed, the setting unit 11 includes the overtaking prohibition flags 133-1 to 133-3 and 134-1 to 134-3. If any of the items associated with the entry is lit, the overtaking prohibition flag is cleared. For example, when the instruction stored in the entry 130-1 is executed, the setting unit 11 determines that the overtaking prohibition flag 133-2 and the overtaking prohibition flag 133-3 are lit if any Clear the overtaking prohibition flag.

実行部１２は、エントリ１３０−１乃至１３０−３の何れかに格納された命令が、実行可能な状態になっても、当該命令を格納したエントリ内の２つの追い越し禁止フラグのいずれかが点灯している場合、当該命令の実行を保留する。実行部１２は、当該命令を格納したエントリ内の２つの追い越し禁止フラグの値が０になると当該命令を実行し、当該命令を実行したことを、設定部１１、及び、記憶部１３へ送信する。   Even if the instruction stored in one of the entries 130-1 to 130-3 becomes executable, one of the two overtaking prohibition flags in the entry storing the instruction is lit. If so, the execution of the instruction is suspended. The execution unit 12 executes the instruction when the values of the two overtaking prohibition flags in the entry storing the instruction become 0, and transmits the execution of the instruction to the setting unit 11 and the storage unit 13. .

記憶部１３は、命令発行装置２０から発行された命令の命令情報を、エントリ１３０−１乃至１３０−３の何れかの空きエントリに格納する。記憶部１３は、実行部１２から、命令を実行したことを受信すると、当該命令を格納していたエントリの命令情報とバリア前フラグをクリアし、当該エントリを未使用状態に設定する。   The storage unit 13 stores the instruction information of the instruction issued from the instruction issuing device 20 in any empty entry of the entries 130-1 to 130-3. When the storage unit 13 receives the execution of the instruction from the execution unit 12, the storage unit 13 clears the instruction information and the pre-barrier flag of the entry storing the instruction, and sets the entry to an unused state.

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施形態のエントリ１３０−１乃至１３０−３における、バリア前フラグと追い越し禁止フラグの設定動作について詳細に説明する。   Next, the setting operation of the pre-barrier flag and the overtaking prohibition flag in the entries 130-1 to 130-3 of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

命令実行制御部１０は、命令発行装置２０から発行された命令を受信する（Ｓ１０１）。受信した命令がバリア命令の場合（Ｓ１０２でＹｅｓ）、設定部１１は、記憶部１３におけるエントリ１３０−１乃至１３０−３の中で、命令情報が登録されているものが存在するか確認する（Ｓ１０３）。   The instruction execution control unit 10 receives an instruction issued from the instruction issuing device 20 (S101). When the received command is a barrier command (Yes in S102), the setting unit 11 checks whether any of the entries 130-1 to 130-3 in the storage unit 13 in which command information is registered exists ( S103).

命令情報が登録されているエントリが存在しない場合（Ｓ１０４でＮｏ）、全体の処理は終了する。命令情報が登録されているエントリが存在する場合（Ｓ１０４でＹｅｓ）、設定部１１は、命令情報が登録されているエントリ１３０−ｘ（ｘは１乃至３の整数。ただし１つとは限らない）のバリア前フラグ１３２−ｘを１に設定し、全体の処理は終了する。   If there is no entry in which the command information is registered (No in S104), the entire process ends. When there is an entry in which the instruction information is registered (Yes in S104), the setting unit 11 registers the entry 130-x in which the instruction information is registered (x is an integer of 1 to 3, but is not limited to one). The pre-barrier flag 132-x is set to 1, and the entire process ends.

Ｓ１０２において、受信した命令がバリア命令でない場合（Ｓ１０２でＮｏ）、記憶部１３は、受信した命令の命令情報を、未使用エントリ１３０−ｉ（ｉは１乃至３のいずれかの整数）に、命令情報１３１−ｉとして格納する（Ｓ１０６）。設定部１１は、記憶部１３におけるエントリ１３０−ｉを除くエントリ１３０−１乃至１３０−３の中で、バリア前フラグ１３３−１乃至１３３−ｎが１であるものが存在するか確認する（Ｓ１０７）。   In S102, when the received command is not a barrier command (No in S102), the storage unit 13 sets the command information of the received command to the unused entry 130-i (i is an integer from 1 to 3). Stored as instruction information 131-i (S106). The setting unit 11 checks whether any of the entries 130-1 to 130-3 except the entry 130-i in the storage unit 13 has the pre-barrier flags 133-1 to 133-n being 1 (S107). ).

バリア前フラグが１であるものが存在しない場合（Ｓ１０８でＮｏ）、全体の処理は終了する。バリア前フラグが１であるものが存在する場合（Ｓ１０８でＹｅｓ）、設定部１１は、バリア前フラグが１であるエントリ１３０−ｙ（ｙはｉを除く１乃至３の整数。ただし１つとは限らない）の命令情報１３１−ｙと、エントリ１３０−ｉの命令情報１３１−ｉが、所定の組み合わせの命令種別であるか確認する（Ｓ１０９）。   If no pre-barrier flag is 1 (No in S108), the entire process ends. If there is a flag with a pre-barrier flag of 1 (Yes in S108), the setting unit 11 enters an entry 130-y with a pre-barrier flag of 1 (y is an integer from 1 to 3 excluding i. It is confirmed whether the instruction information 131-y (not limited) and the instruction information 131-i of the entry 130-i are of a predetermined combination of instruction types (S109).

命令情報１３１−ｙと命令情報１３１−ｉが所定の組み合わせの命令種別でない場合（Ｓ１１０でＮｏ）、全体の処理は終了する。命令情報１３１−ｙと命令情報１３１−ｉが所定の組み合わせの命令種別である場合（Ｓ１１０でＹｅｓ）、設定部１１は、エントリ１３０−ｉにおける、追い越し禁止フラグ１３３−ｉ乃至１３４−ｉのうち、エントリ１３０−ｙに対応するものを１に設定し（Ｓ１１１）、全体の処理は終了する。   When the instruction information 131-y and the instruction information 131-i are not a predetermined combination of instruction types (No in S110), the entire process ends. When the instruction information 131-y and the instruction information 131-i are a predetermined combination of instruction types (Yes in S110), the setting unit 11 includes the overtaking prohibition flags 133-i to 134-i in the entry 130-i. , The entry corresponding to the entry 130-y is set to 1 (S111), and the entire process is terminated.

次に、図３のフローチャートを参照して、本実施形態のエントリ１３０−１乃至１３０−３に格納された命令の命令実行動作について詳細に説明する。   Next, the instruction execution operation of the instructions stored in the entries 130-1 to 130-3 of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

実行部１２は、エントリ１３０−ｊ（ｊは１乃至３のいずれかの整数）の追い越し禁止フラグ１３３−ｊ乃至１３４−ｊが、いずれも０であるか確認する（Ｓ２０１）。追い越し禁止フラグ１３３−ｊ乃至１３４−ｊのうち、少なくともいずれかが０でない場合（Ｓ２０２でＮｏ）、実行部１２は、エントリ１３０−ｊに格納されている命令の実行を保留し（Ｓ２０３）、全体の処理は終了する。   The execution unit 12 checks whether the overtaking prohibition flags 133-j to 134-j of the entry 130-j (j is an integer from 1 to 3) are all 0 (S201). When at least one of the overtaking prohibition flags 133-j to 134-j is not 0 (No in S202), the execution unit 12 suspends execution of the instruction stored in the entry 130-j (S203). The entire process ends.

追い越し禁止フラグ１３３−ｊ乃至１３４−ｊが、いずれも０である場合（Ｓ２０２でＹｅｓ）、実行部１２は、エントリ１３０−ｊに命令情報１３１−ｊが格納されている命令が、実行可能の状態にあるか確認する（Ｓ２０４）。当該命令が実行可能でない場合（Ｓ２０５でＮｏ）、処理はＳ２０３へ進む。当該命令が実行可能である場合（Ｓ２０５でＹｅｓ）、実行部１２は、エントリ１３０−ｊに格納されていた命令を実行し、当該命令を実行したことを記憶部１3、及び設定部１１へ送信する（Ｓ２０６）。   When the overtaking prohibition flags 133-j to 134-j are all 0 (Yes in S202), the execution unit 12 can execute the instruction whose instruction information 131-j is stored in the entry 130-j. Whether it is in a state is confirmed (S204). If the instruction is not executable (No in S205), the process proceeds to S203. When the instruction can be executed (Yes in S205), the execution unit 12 executes the instruction stored in the entry 130-j and transmits the execution of the instruction to the storage unit 13 and the setting unit 11. (S206).

記憶部１３は、エントリ１３０−ｊの命令情報１３１−ｊとバリア前フラグ１３２−ｊの情報をクリアし、エントリ１３０−ｊを未使用状態に設定する（Ｓ２０７）。設定部１３は、エントリ１３０−ｊを除くエントリ１３０−１乃至１３０−３における、追い越し禁止フラグ１３３−１乃至１３３−３、及び、１３４−１乃至１３４３のうち、エントリ１３０−ｊに対応したものをクリアし（Ｓ２０８）、全体の処理は終了する。   The storage unit 13 clears the instruction information 131-j and the pre-barrier flag 132-j information of the entry 130-j, and sets the entry 130-j to an unused state (S207). The setting unit 13 corresponds to the entry 130-j among the overtaking prohibition flags 133-1 to 133-3 and 134-1 to 1343 in the entries 130-1 to 130-3 except the entry 130-j. Is cleared (S208), and the entire process ends.

本実施形態には、命令間の追い越し機能を備えたシステムにおいて、命令間の順序保障制御を限られたハードウェア量で行う場合に処理時間を短くし、また、実装するハードウェア量を少なくする効果がある。その理由は、設定部１１が、バリア命令の受信により、各エントリのバリア前フラグを点灯させ、バリア命令後に発行されてエントリに格納された命令が、バリア命令前の先行命令を追いこすことができない場合、バリア前フラグの点灯状態をもとに、当該命令に対応する追い越し禁止フラグを点灯させ、実行部１２が、当該命令の実行を、追い越し禁止フラグが消灯するまで保留するからである。命令実行制御装置１０は、上述の動作により、命令間の順序保障を実現する。   In this embodiment, in a system having an overtaking function between instructions, the processing time is shortened and the amount of hardware to be mounted is reduced when order guarantee control between instructions is performed with a limited amount of hardware. effective. The reason is that the setting unit 11 turns on the pre-barrier flag of each entry upon receipt of the barrier instruction, and the instruction issued after the barrier instruction and stored in the entry cannot track the preceding instruction before the barrier instruction. This is because, based on the lighting state of the pre-barrier flag, the overtaking prohibition flag corresponding to the command is turned on, and the execution unit 12 suspends execution of the command until the overtaking prohibition flag is turned off. The instruction execution control device 10 realizes order guarantee between instructions by the above-described operation.

命令間の追い越し機能を備えたシステムにおいて、同一アドレスへアクセスする命令間で順序保障制御を行う場合、順序保障の対象となる各命令のアクセスアドレスを比較する必要がある。この方式のシステムの場合、例えば、ベクトル計算機におけるリストベクトルによるメモリアクセス命令では、規則性の無いアドレスに対して一度に複数のアドレス比較を行わなければならないため、大規模なアドレス比較回路を実装する必要が生じ、コスト等の問題から、順序保障制御の実現が困難である。   In a system having an overtaking function between instructions, when order guarantee control is performed between instructions that access the same address, it is necessary to compare the access addresses of the instructions to be subject to order guarantee. In the case of this type of system, for example, in a memory access instruction using a list vector in a vector computer, a plurality of address comparisons must be performed at once on an address having no regularity, so a large-scale address comparison circuit is implemented. It becomes necessary, and it is difficult to realize order guarantee control due to problems such as cost.

本実施形態では、命令実行制御装置１０が、バリア命令を利用して命令間での順序保障制御を行うため、上述のようなアドレス比較を行う必要がなく、リストベクトルによるメモリアクセス命令であっても、短い処理時間で、命令間での順序保障制御を行うことが可能となる。   In this embodiment, since the instruction execution control device 10 performs order guarantee control between instructions using a barrier instruction, it is not necessary to perform the address comparison as described above, and the memory access instruction is a list vector. However, it is possible to perform order guarantee control between instructions in a short processing time.

また、本実施形態では、設定部１１は、バリア命令を跨ぐ命令の種別の組み合わせが、所定の組み合わせのときのみ、追い越し禁止フラグを点灯させ、所定の組み合わせ以外の場合は、追い越し禁止フラグを点灯させずに、バリア命令を跨いでの追い越しを許可することで、システム性能の低下を回避する効果もある。
＜第２の実施形態＞
次に、本願発明の第２の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 Further, in the present embodiment, the setting unit 11 lights the overtaking prohibition flag only when the combination of instruction types across the barrier instructions is a predetermined combination, and lights the overtaking prohibition flag when the combination is not a predetermined combination. In addition, by allowing overtaking across barrier instructions, there is also an effect of avoiding system performance degradation.
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図４は本願発明の第２の実施形態の命令実行制御システム１の構成を示すブロック図である。本実施形態の命令実行制御装置１は、第１の実施形態と同様に、命令実行制御装置１０と、命令発行装置２０と、を包含している。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the instruction execution control system 1 according to the second embodiment of the present invention. The instruction execution control device 1 of this embodiment includes an instruction execution control device 10 and an instruction issue device 20 as in the first embodiment.

命令実行制御装置１０は、実行部１２と、記憶部１３と、切り替えフラグ１４と、を包含している。実行部１２は、電子回路である場合もあれば、コンピュータプログラムである場合もある。記憶部１３は、電子回路あるいはコンピュータプログラムによりアクセス制御が行われる電子メモリ等の記憶装置である。切り替えフラグ１４は、電子回路あるいはコンピュータプログラムにより値が設定されるレジスタ等の回路である。   The instruction execution control device 10 includes an execution unit 12, a storage unit 13, and a switching flag 14. The execution unit 12 may be an electronic circuit or a computer program. The storage unit 13 is a storage device such as an electronic memory in which access control is performed by an electronic circuit or a computer program. The switching flag 14 is a circuit such as a register whose value is set by an electronic circuit or a computer program.

記憶部１３は、バッファ１５乃至１６を包含している。バッファ１５乃至１６は、ぞれぞれ、１つ以上の命令情報１５０乃至１６０を包含している。命令情報１５０乃至１６０は、命令発行装置２０から発行され、実行待ちの状態にある命令の命令情報である。   The storage unit 13 includes buffers 15 to 16. Each of the buffers 15 to 16 includes one or more instruction information 150 to 160. The command information 150 to 160 is command information of commands issued from the command issuing device 20 and waiting for execution.

記憶部１３は、命令発行装置２０から、バリア命令を除く命令を受信すると、切り替えフラグ１４の値を参照する。記憶部１３は、切り替えフラグ１４の値が０の場合は、当該命令の命令情報を、命令情報１５０としてバッファ１５に格納し、切り替えフラグ１４の値が１の場合は、当該命令の命令情報を、命令情報１６０としてバッファ１６に格納する。   When the storage unit 13 receives an instruction excluding the barrier instruction from the instruction issuing device 20, the storage unit 13 refers to the value of the switching flag 14. When the value of the switching flag 14 is 0, the storage unit 13 stores the instruction information of the instruction in the buffer 15 as the instruction information 150. When the value of the switching flag 14 is 1, the storage unit 13 stores the instruction information of the instruction. The instruction information 160 is stored in the buffer 16.

記憶部１３は、切り替えフラグ１４の値が変更され、命令情報を格納するバッファを切り替えたときに、切り替え先のバッファに、まだ実行待ちの命令の命令情報が残っている場合は、切り替え先のバッファから全ての実行待ちの命令がなくなるまで、命令情報の格納動作を保留する。   When the value of the switching flag 14 is changed and the buffer for storing the instruction information is switched, the storage unit 13 changes the switching destination buffer if the instruction information of the instruction waiting for execution remains in the switching destination buffer. The instruction information storage operation is deferred until there are no more instructions waiting to be executed from the buffer.

記憶部１３は、バッファ１５、あるいはバッファ１６に格納された命令が、実行部１２により実行されると、当該命令の命令情報を、バッファ１５、あるいはバッファ１６から削除する。   When an instruction stored in the buffer 15 or the buffer 16 is executed by the execution unit 12, the storage unit 13 deletes the instruction information of the instruction from the buffer 15 or the buffer 16.

切り替えフラグ１４は、命令発行装置２０からバリア命令を受信すると、値が０のときは１へ、値が１のときは０へ、値を更新する。   When the barrier flag is received from the instruction issuing device 20, the switching flag 14 updates the value to 1 when the value is 0 and to 0 when the value is 1.

実行部１２は、切り替えフラグ１４の値を確認し、切り替えフラグ１４の値が０である場合、バリア命令前に発行された命令を格納しているバッファ１６の中に、実行可能な状態の命令があるか確認する。実行部１２は、同様に、切り替えフラグ１４の値が１である場合、バッファ１５の中に、実行可能な状態の命令があるか確認する。   The execution unit 12 confirms the value of the switching flag 14, and when the value of the switching flag 14 is 0, the instruction in an executable state is stored in the buffer 16 storing the instruction issued before the barrier instruction. Check if there is. Similarly, when the value of the switching flag 14 is 1, the execution unit 12 checks whether there is an executable instruction in the buffer 15.

実行部１２は、上述の確認で、実行可能な状態の命令が存在する場合、当該命令を実行して、当該命令を実行したことを記憶部１３へ送信する。実行部１２は、上述の確認で、実行可能な状態の命令が存在しない場合、もう片方のバッファに実行可能な命令が存在するか確認する。   When there is an executable instruction in the above confirmation, the execution unit 12 executes the instruction and transmits the execution of the instruction to the storage unit 13. If there is no executable instruction, the execution unit 12 checks whether there is an executable instruction in the other buffer.

実行部１２は、もう片方のバッファに実行可能な命令が存在する場合、当該命令の命令種別と、当該命令を格納したバッファでない方のバッファに格納された何れかの命令の命令種別の組み合わせが、所定の組み合わせの命令種別に該当するか確認する。   When there is an executable instruction in the other buffer, the execution unit 12 has a combination of the instruction type of the instruction and the instruction type of any instruction stored in the non-buffer storing the instruction. Confirm whether it corresponds to the instruction type of a predetermined combination.

実行部１２は、所定の組み合わせの命令種別に該当するものが存在する場合、当該命令の実行を保留する。実行部１２は、所定の組み合わせの命令種別に該当するものが存在しない場合は、当該命令を実行する。   The execution unit 12 suspends execution of the instruction when there is an instruction type corresponding to a predetermined combination of instruction types. If there is no instruction corresponding to the predetermined combination of instruction types, the execution unit 12 executes the instruction.

次に、図５のフローチャートを参照して、本実施形態の記憶部１３への命令情報格納動作と切り替えフラグの設定動作について詳細に説明する。   Next, with reference to the flowchart of FIG. 5, the operation of storing the instruction information in the storage unit 13 and the operation of setting the switching flag according to the present embodiment will be described in detail.

命令実行制御装置１０は、命令発行装置２０から発行された命令を受信する（Ｓ３０１）。受信した命令がバリア命令である場合（Ｓ３０２でＹｅｓ）、切り替えフラグ１４は、値を０から１、あるいは１から０へ更新する（Ｓ３０６）。記憶部１３は、切り替えフラグ１４が示すバッファが空であるかどうか確認する（Ｓ３０７）。   The instruction execution control device 10 receives the instruction issued from the instruction issuing device 20 (S301). When the received command is a barrier command (Yes in S302), the switching flag 14 updates the value from 0 to 1, or from 1 to 0 (S306). The storage unit 13 checks whether or not the buffer indicated by the switching flag 14 is empty (S307).

切り替えフラグ１４が示すバッファが空である場合（Ｓ３０８でＹｅｓ）、全体の処理は終了する。切り替えフラグ１４が示すバッファが空でない場合（Ｓ３０８でＮｏ）、記憶部１３は、切り替えフラグが示すバッファへの命令情報格納動作を保留し（Ｓ３０９）、処理はＳ３０８へ戻る。   When the buffer indicated by the switching flag 14 is empty (Yes in S308), the entire process ends. When the buffer indicated by the switching flag 14 is not empty (No in S308), the storage unit 13 suspends the instruction information storing operation in the buffer indicated by the switching flag (S309), and the process returns to S308.

受信した命令がバリア命令でない場合（Ｓ３０２でＮｏ）、切り替えフラグ１４の値が０
の場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、記憶部１３は、受信した命令の命令情報を、命令情報１５０としてバッファ１５に格納し（Ｓ３０４）、全体の処理は終了する。切り替えフラグ１４の値が１の場合（Ｓ３０３でＮｏ）、記憶部１３は、受信した命令の命令情報を、命令情報１６０としてバッファ１６に格納し（Ｓ３０５）、全体の処理は終了する。 If the received command is not a barrier command (No in S302), the value of the switching flag 14 is 0.
In this case (Yes in S303), the storage unit 13 stores the instruction information of the received instruction in the buffer 15 as the instruction information 150 (S304), and the entire process ends. When the value of the switching flag 14 is 1 (No in S303), the storage unit 13 stores the instruction information of the received instruction in the buffer 16 as the instruction information 160 (S305), and the entire process ends.

次に、図６のフローチャートを参照して、本実施形態の記憶部１３に格納された命令の命令実行動作について詳細に説明する。   Next, the instruction execution operation of the instructions stored in the storage unit 13 of this embodiment will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

実行部１２は、切り替えフラグ１４の値を確認する（Ｓ４０１）。切り替えフラグ１４の値が０の場合（Ｓ４０２でＹｅｓ）、実行部１２は、バッファ１６内に格納された命令で、実行可能な状態にあるものがあるか確認する（Ｓ４０３）。切り替えフラグ１４の値が１の場合（Ｓ４０２でＮｏ）、実行部１２は、バッファ１５内に格納された命令で、実行可能な状態にあるものがあるか確認する（Ｓ４０５）。   The execution unit 12 checks the value of the switching flag 14 (S401). When the value of the switching flag 14 is 0 (Yes in S402), the execution unit 12 checks whether there is an instruction that can be executed among the instructions stored in the buffer 16 (S403). When the value of the switching flag 14 is 1 (No in S402), the execution unit 12 confirms whether there is an instruction that is executable in the instructions stored in the buffer 15 (S405).

バッファ１６に、実行可能な状態の命令が存在する場合（Ｓ４０４でＹｅｓ）、あるいは、バッファ１５に、実行可能な状態の命令が存在する場合（Ｓ４０６でＹｅｓ）、実行部１２は、実行可能な状態の命令を実行し、当該命令を実行したことを記憶部１３へ送信する（Ｓ４１１）。   If there is an executable instruction in the buffer 16 (Yes in S404), or if there is an executable instruction in the buffer 15 (Yes in S406), the execution unit 12 is executable. The state instruction is executed, and the execution of the instruction is transmitted to the storage unit 13 (S411).

バッファ１６に、実行可能な状態の命令が存在しない場合（Ｓ４０４でＮｏ）、あるいは、バッファ１５に、実行可能な状態の命令が存在しない場合（Ｓ４０６でＮｏ）、実行部１２は、もう片方のバッファに格納された命令で、実行可能な状態にあるものがあるか確認する（Ｓ４０７）。   When there is no executable instruction in the buffer 16 (No in S404), or when there is no executable instruction in the buffer 15 (No in S406), the execution unit 12 It is checked whether there are instructions stored in the buffer that are in an executable state (S407).

もう片方のバッファに、実行可能な状態の命令が存在しない場合（Ｓ４０８でＮｏ）、全体の処理は終了する。もう片方のバッファに、実行可能な状態の命令が存在する場合（Ｓ４０８でＹｅｓ）、実行部１２は、実行可能な状態の命令の命令種別と、当該命令を格納したバッファでない方のバッファに格納された何れかの命令の命令種別の組み合わせが、所定の組み合わせの命令種別に該当するか確認する（Ｓ４０９）。   If there is no executable instruction in the other buffer (No in S408), the entire process ends. If there is an executable instruction in the other buffer (Yes in S408), the execution unit 12 stores the instruction type of the executable instruction and the non-buffer storing the instruction. It is confirmed whether the combination of the instruction types of any of the instructions that have been executed corresponds to the instruction type of the predetermined combination (S409).

所定の組み合わせの命令種別に該当するものが存在する場合（Ｓ４１０でＹｅｓ）、実行部１２は、実行可能な状態の命令の実行を保留し（Ｓ４１３）、全体の処理は終了する。所定の組み合わせの命令種別に該当するものが存在しない場合（Ｓ４１０でＮｏ）、実行部１２は、実行可能な状態の命令を実行し、当該命令を実行したことを記憶部１３へ送信する（Ｓ４１１）。記憶部１３は、実行した命令の命令情報を、バッファ１５、あるいは、バッファ１６から削除し（Ｓ４１２）、全体の処理は終了する。   If there is an instruction type corresponding to the predetermined combination of instructions (Yes in S410), the execution unit 12 suspends execution of the executable instruction (S413), and the entire process ends. If there is no instruction corresponding to the predetermined combination of instruction types (No in S410), the execution unit 12 executes an instruction in an executable state and transmits the execution of the instruction to the storage unit 13 (S411). ). The storage unit 13 deletes the instruction information of the executed instruction from the buffer 15 or the buffer 16 (S412), and the entire process ends.

本実施形態には、第１の実施形態と同様に、命令間の追い越し機能を備えたシステムにおいて、命令間の順序保障制御を限られたハードウェア量で行う場合に処理時間を短くし、また、実装するハードウェア量を少なくする効果がある。その理由は、切り替えフラグ１４がバリア命令を受信して値が切り替わることで、記憶部１３がバリア命令前後で命令情報を格納するバッファを切り替え、実行部１２が、順序保障制御の対象とする命令に関して、バリア命令前の命令を格納している方のバッファに格納された命令の実行を開始するまで、もう片方のバッファに格納された命令の実行を保留するからである。命令実行制御装置１０は、上述の動作により、命令間の順序保障を実現する。   In this embodiment, as in the first embodiment, in a system having an overtaking function between instructions, the processing time is shortened when the order guarantee control between instructions is performed with a limited amount of hardware. This has the effect of reducing the amount of hardware to be implemented. The reason is that the switching flag 14 receives the barrier instruction and the value is switched, so that the storage unit 13 switches the buffer for storing the instruction information before and after the barrier instruction, and the execution unit 12 is the instruction that is the target of the order guarantee control. This is because the execution of the instruction stored in the other buffer is suspended until the execution of the instruction stored in the buffer storing the instruction before the barrier instruction is started. The instruction execution control device 10 realizes order guarantee between instructions by the above-described operation.

本実施形態でも、第１の実施形態と同様に、命令実行制御装置１０が、バリア命令を利用して命令間での順序保障制御を行うため、アドレス比較回路を実装する必要がなく、簡易なハードウェア構成で、命令間での順序保障制御を行うことが可能となる。   Also in the present embodiment, as in the first embodiment, the instruction execution control device 10 performs order guarantee control between instructions using a barrier instruction, so it is not necessary to mount an address comparison circuit, and simple With a hardware configuration, it is possible to perform order guarantee control between instructions.

尚、本実施形態では、１ビットの切り替えフラグ１４により、記憶部１３は、２つのバッファ１５０乃至１６０の切り替え制御を行っているが、２ビット以上の切り替えフラグ１４により、３つ以上のバッファの切り替え制御を行ってもよい。その場合、比較的近いタイミングで複数のバリア命令が発行された場合であっても、命令実行制御装置１０が、各バリア命令間を跨ぐ命令間での順序保障制御を行うことが可能となる。
＜第３の実施形態＞
次に、本願発明の第３の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 In the present embodiment, the storage unit 13 performs switching control of the two buffers 150 to 160 by the 1-bit switching flag 14. Switching control may be performed. In this case, even when a plurality of barrier instructions are issued at relatively close timings, the instruction execution control device 10 can perform order guarantee control between instructions straddling each barrier instruction.
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図７は本願発明の第３の実施形態の命令実行制御装置１０の構成を示すブロック図である。本実施形態の命令実行制御装置１０は、実行部１２と、記憶部１３と、を包含している。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the instruction execution control apparatus 10 according to the third embodiment of the present invention. The instruction execution control device 10 of the present embodiment includes an execution unit 12 and a storage unit 13.

記憶部１３は、命令発行装置２０から受信された命令であって、実行が保留されているものを、命令情報１３１−１乃至１３１−ｎとして記憶する。   The storage unit 13 stores instructions received from the instruction issuing device 20 and whose execution is suspended as instruction information 131-1 to 131-n.

実行部１２は、命令情報１３１−１乃至１３１−ｎの命令を、命令を受信した順序以外の順序で実行する。実行部１２は、命令発行装置２０からバリア命令を受信すると、当該バリア命令受信前から記憶部１３に命令情報が記憶されていた、順序保障制御の対象となる全ての命令の実行を開始するまで、当該バリア命令の後に受信した命令の実行を、バリア命令前の命令、及び、バリア命令後の命令の命令種別が、所定の組み合わせである場合に保留する。   The execution unit 12 executes the instructions in the instruction information 131-1 to 131-n in an order other than the order in which the instructions are received. When the execution unit 12 receives a barrier command from the command issuing device 20, the execution unit 12 starts executing all commands that have been stored in the storage unit 13 before receiving the barrier command and are subject to order assurance control. The execution of the instruction received after the barrier instruction is suspended when the instruction type of the instruction before the barrier instruction and the instruction after the barrier instruction is a predetermined combination.

本実施形態には、第１、および、第２の実施形態と同様に、命令間の追い越し機能を備えたシステムにおいて、命令間の順序保障制御を限られたハードウェア量で行う場合に処理時間を短くし、また、実装するハードウェア量を少なくする効果がある。その理由は、実行部１２が、命令発行装置２０からバリア命令を受信すると、当該バリア命令受信前から記憶部１３に命令情報が記憶されていた全て命令の実行を開始するまで、当該バリア命令の後に受信した命令の実行を保留するからである。命令実行制御装置１０は、上述の動作により、命令間の順序保障を実現する。   In the present embodiment, as in the first and second embodiments, in a system having an overtaking function between instructions, the processing time when order guarantee control between instructions is performed with a limited amount of hardware. And the amount of hardware to be mounted is reduced. The reason is that when the execution unit 12 receives a barrier command from the command issuing device 20, the execution unit 12 starts executing all commands whose command information is stored in the storage unit 13 before receiving the barrier command. This is because execution of an instruction received later is suspended. The instruction execution control device 10 realizes order guarantee between instructions by the above-described operation.

以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されたものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made to the configuration and details of the present invention within the scope of the present invention.

１ 命令実行制御システム
１０ 命令実行制御装置
１１ 設定部
１２ 実行部
１３ 記憶部
１３０−１乃至１３０−３ エントリ
１３１−１乃至１３１−ｎ 命令情報
１３２−１乃至１３２−３ バリア前フラグ
１３３−１乃至１３３−３ 追い越し禁止フラグ
１３４−１乃至１３４−３ 追い越し禁止フラグ
１４ 切り替えフラグ
１５乃至１６ バッファ
１５０乃至１６０ 命令情報
２０ 命令発行装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Instruction execution control system 10 Instruction execution control apparatus 11 Setting part 12 Execution part 13 Storage part 130-1 thru | or 130-3 Entry 131-1 thru | or 131-n Instruction information 132-1 thru | or 132-3 Pre-barrier flag 133-1 thru | or 133-3 Overtaking prohibition flag 134-1 to 134-3 Overtaking prohibition flag 14 Switching flag 15 to 16 Buffer 150 to 160 Instruction information 20 Instruction issuing device

Claims (10)

命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されている命令の命令情報を記憶する記憶域を複数備え、前記記憶域は、バリア命令を受信した場合に当該バリア命令を受信した時点で前記命令を記憶していた前記記憶域が特定可能である、記憶手段と、
前記記憶域に記憶された前記命令情報の前記命令を、前記命令が受信された順序以外の順序で実行しうる手段であって、前記バリア命令の後に受信された前記命令である第二の命令の実行を、前記バリア命令の前に受信された前記命令である第一の命令で、かつ当該第二の命令の命令種別との組み合わせが所定の組み合わせであるような命令種別である前記第一の命令が、すべて実行されるまで、保留する実行手段と、
を備える命令実行制御装置。 Instructions received from the instruction issuing device , comprising a plurality of storage areas for storing instruction information of instructions whose execution is suspended, and the storage area receives the barrier instruction when receiving the barrier instruction Storage means capable of specifying the storage area storing the instructions in
It said instruction of said instruction information stored in the storage area, wherein the instructions comprising: means capable of out of the order has been received, the second instruction is the instruction that has been received after the barrier instruction Execution of the first instruction that is the first instruction that is the instruction received before the barrier instruction and the instruction type is such that the combination with the instruction type of the second instruction is a predetermined combination Execution means for holding until all the instructions are executed,
An instruction execution control device comprising: 実行待ちの前記命令の命令情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行されたことを示すバリア前情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行された前記命令を追い越すことができないことを示す追い越し禁止情報を対応付けて記憶するための前記記憶域であるエントリを複数備えた前記記憶手段と、
前記命令発行装置から前記バリア命令を受信したときに、前記命令の命令情報が格納されている前記エントリにおける前記バリア前情報を設定し、前記命令発行装置から前記バリア命令以外の前記第二の前記命令の命令情報が何れかの前記エントリに格納されたときに、当該エントリの前記命令種別と、前記バリア前情報が設定された、当該エントリを除くいずれかの前記エントリの、前記第一の前記命令の前記命令情報の前記命令種別が、前記所定の組み合わせである場合、当該エントリにおける前記追い越し禁止情報を、当該エントリを除く前記エントリに対応づけて設定する設定手段と、を備え、
前記実行手段は、前記エントリの前記追い越し禁止情報が設定されている場合、当該エントリに前記命令情報が格納された前記命令の実行を保留する、
請求項１の命令実行制御装置。 Instruction information of the instruction waiting to be executed, pre-barrier information indicating that the instruction has been issued before the barrier instruction, and indicates that the instruction cannot pass the instruction issued before the barrier instruction The storage means comprising a plurality of entries as the storage area for storing the overtaking prohibition information in association with each other;
When the barrier command is received from the command issuing device, the pre-barrier information is set in the entry in which the command information of the command is stored, and the second command other than the barrier command is set from the command issuing device. When the instruction information of an instruction is stored in any of the entries, the instruction type of the entry, and the pre-barrier information are set, and the first of the entries of any of the entries excluding the entry A setting means for setting the overtaking prohibition information in the entry in association with the entry excluding the entry when the instruction type of the instruction information of the instruction is the predetermined combination;
The execution means suspends execution of the instruction in which the instruction information is stored in the entry when the overtaking prohibition information of the entry is set.
The instruction execution control device according to claim 1. 前記命令発行装置から前記バリア命令を受信するたびに、２つの値を交互に切り替える切り替えフラグをさらに備え、
前記記憶手段は、前記切り替えフラグの値に対応付けられた、前記記憶域としての２つのバッファを備え、前記命令発行装置から受信した、前記バリア命令を除く実行待ちの前記命令の命令情報を、前記切り替えフラグの値が切り替わった後、前記切り替えフラグの値で特定される前記バッファが一旦空になった後に、当該バッファに記憶し、
前記実行手段は、前記切り替えフラグの値で特定される前記バッファとは異なる前記バッファに記憶されている前記第一の命令が存在する場合で、前記切り替えフラグの値で特定される前記バッファに記憶されている前記第二の前記命令の命令種別との組み合わせが、前記所定の組み合わせであるような命令種別である、前記第一の命令が存在するかを確認し、存在が確認された場合には、当該第二の命令の実行を保留する、
請求項１の命令実行制御装置。 A switching flag for alternately switching two values each time the barrier command is received from the command issuing device;
The storage means includes two buffers as the storage area associated with the value of the switching flag, and receives instruction information of the instruction waiting for execution excluding the barrier instruction received from the instruction issuing device. After the value of the switching flag is switched, the buffer specified by the value of the switching flag is once empty, and then stored in the buffer.
The execution means, in the case where said first instructions stored in different said buffer from said buffer identified by the value of the switching flag is present, stored in the buffer specified by the value of the switching flag The combination of the second instruction and the instruction type is an instruction type that is the predetermined combination, and confirms whether the first instruction exists, and if the existence is confirmed suspends the execution of the second instruction,
The instruction execution control device according to claim 1. 請求項１から３のいずれか一項に記載の命令実行制御装置と、前記命令発行装置とを包含する命令実行制御システム。 An instruction execution control system including the instruction execution control device according to claim 1 and the instruction issuing device. 命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されている命令の命令情報を複数の記憶域により記憶し、前記記憶域は、バリア命令を受信した場合に当該バリア命令を受信した時点で前記命令を記憶していた前記記憶域が特定可能であり、
前記記憶域に記憶された前記命令情報の前記命令を、前記命令が受信された順序以外の順序で実行する際に、前記バリア命令の後に受信された前記命令である第二の命令の実行を、前記バリア命令の前に受信された前記命令である第一の命令で、かつ当該第二の命令の命令種別との組み合わせが所定の組み合わせであるような命令種別である前記第一の命令が、すべて実行されるまで、保留する、
命令実行制御方法。 A command received from the command issuing device and stored in a plurality of storage areas of command information of a command whose execution is suspended, and the storage area receives the barrier command when a barrier command is received. The storage area that has stored the instruction in can be specified,
Said instruction of said instruction information stored in the storage area, in performing of the order in which the command is received, the execution of the second instruction is the instruction that has been received after the barrier instruction The first instruction, which is the first instruction that is the instruction received before the barrier instruction, and the instruction type is such that the combination with the instruction type of the second instruction is a predetermined combination. , Hold until all run ,
Instruction execution control method. 実行待ちの前記命令の命令情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行されたことを示すバリア前情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行された前記命令を追い越すことができないことを示す追い越し禁止情報を対応付けて前記記憶域である複数のエントリに記憶し、
前記命令発行装置から前記バリア命令を受信したときに、前記命令の命令情報が格納されている前記エントリにおける前記バリア前情報を設定し、前記命令発行装置から前記バリア命令以外の前記第二の前記命令の命令情報が何れかの前記エントリに格納されたときに、当該エントリの前記命令種別と、前記バリア前情報が設定された、当該エントリを除くいずれかの前記エントリの、前記第一の前記命令の前記命令情報の前記命令種別が、前記所定の組み合わせである場合、当該エントリにおける前記追い越し禁止情報を、当該エントリを除く前記エントリに対応づけて設定し、
前記エントリの前記追い越し禁止情報が設定されている場合、当該エントリに前記命令情報が格納された前記命令の実行を保留する、
請求項５の命令実行制御方法。 Instruction information of the instruction waiting to be executed, pre-barrier information indicating that the instruction has been issued before the barrier instruction, and indicates that the instruction cannot pass the instruction issued before the barrier instruction Storing the overtaking prohibition information in association with the plurality of entries in the storage area ;
When the barrier command is received from the command issuing device, the pre-barrier information is set in the entry in which the command information of the command is stored, and the second command other than the barrier command is set from the command issuing device. When the instruction information of an instruction is stored in any of the entries, the instruction type of the entry, and the pre-barrier information are set, and the first of the entries of any of the entries excluding the entry When the instruction type of the instruction information of the instruction is the predetermined combination, the overtaking prohibition information in the entry is set in association with the entry excluding the entry,
When the overtaking prohibition information of the entry is set, execution of the instruction in which the instruction information is stored in the entry is suspended.
The instruction execution control method according to claim 5. 前記記憶域は、２つの値を交互に切り替える切り替えフラグの前記２つの値にそれぞれ対応付けられる２つの命令記憶域であり、
前記命令実行制御方法は、さらに、
前記命令発行装置から前記バリア命令を受信するたびに、前記切り替えフラグの値を切り替え、
前記命令発行装置から受信した、前記バリア命令を除く実行待ちの前記命令の命令情報を、前記切り替えフラグの値が切り替わった後、前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域が一旦空になった後に、当該命令記憶域に記憶し、
前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域とは異なる前記命令記憶域に記憶されている前記第一の命令が存在する場合で、前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域に記憶されている前記第二の前記命令の命令種別との組み合わせが、前記所定の組み合わせであるような命令種別である、前記第一の命令が存在するかを確認し、存在が確認された場合には、当該第二の命令の実行を保留する、
請求項５の命令実行制御方法。 The storage area is two instruction storage areas respectively associated with the two values of the switching flag for alternately switching two values.
The instruction execution control method further includes:
Each time it receives the barrier instruction from the instruction issue unit, switching the value of the switching flag,
The instruction storage area specified by the value of the switching flag is temporarily emptied after the value of the switching flag is switched in the instruction information of the instruction waiting for execution excluding the barrier instruction received from the instruction issuing device. After that, store it in the instruction storage area,
In the case where the command storage area wherein the first instructions stored in said different instruction storage is a specified by the value of the switching flag is present, the command storage area specified by the value of the switching flag The combination of the second instruction stored with the instruction type is an instruction type that is the predetermined combination, and the existence of the first instruction is confirmed. the suspends the execution of the second instruction,
The instruction execution control method according to claim 5. 命令発行装置から受信された命令であって、実行が保留されている命令の命令情報を複数の記憶域に記憶し、前記記憶域は、バリア命令を受信した場合に当該バリア命令を受信した時点で前記命令を記憶していた前記記憶域が特定可能である、記憶処理と、
前記記憶域に記憶された前記命令情報の前記命令を、前記命令が受信された順序以外の順序で実行しうる処理であって、前記バリア命令の後に受信された前記命令である第二の命令の実行を、前記バリア命令の前に受信された前記命令である第一の命令で、かつ当該第二の命令の命令種別との組み合わせが所定の組み合わせであるような命令種別である前記第一の命令が、すべて実行されるまで、保留する実行処理と、
をコンピュータに実行させる命令実行制御プログラム。 Instructions received from an instruction issuing device and stored in a plurality of storage areas of instruction information of instructions pending execution, and when the storage area receives a barrier instruction, the storage area receives the barrier instruction A storage process in which the storage area storing the instruction can be specified ;
Said instruction of said instruction information stored in the storage area, wherein the instructions a process that can be executed in an order other than the order in which they are received, the second instruction is the instruction that has been received after the barrier instruction Execution of the first instruction that is the first instruction that is the instruction received before the barrier instruction and the instruction type is such that the combination with the instruction type of the second instruction is a predetermined combination Execution processing to be held until all the instructions are executed,
Instruction execution control program for causing a computer to execute 前記記憶域は、実行待ちの前記命令の命令情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行されたことを示すバリア前情報と、当該命令が前記バリア命令前に発行された前記命令を追い越すことができないことを示す追い越し禁止情報を対応付けて記憶するための複数のエントリであり、
前記命令実行制御プログラムは、
前記命令発行装置から前記バリア命令を受信したときに、前記命令の命令情報が格納されている前記エントリにおける前記バリア前情報を設定し、前記命令発行装置から前記バリア命令以外の前記第二の前記命令の命令情報が何れかの前記エントリに格納されたときに、当該エントリの前記命令種別と、前記バリア前情報が設定された、当該エントリを除くいずれかの前記エントリの、前記第一の前記命令の前記命令情報の前記命令種別が、前記所定の組み合わせである場合、当該エントリにおける前記追い越し禁止情報を、当該エントリを除く前記エントリに対応づけて設定する設定処理と、
前記エントリの前記追い越し禁止情報が設定されている場合、当該エントリに前記命令情報が格納された前記命令の実行を保留する前記実行処理と、
をコンピュータに実行させる、請求項８の命令実行制御プログラム。 The storage area overtakes the instruction information of the instruction waiting to be executed, pre-barrier information indicating that the instruction is issued before the barrier instruction, and the instruction issued before the barrier instruction. A plurality of entries for associating and storing the overtaking prohibition information indicating that the
The instruction execution control program is
When the barrier command is received from the command issuing device, the pre-barrier information is set in the entry in which the command information of the command is stored, and the second command other than the barrier command is set from the command issuing device. When the instruction information of an instruction is stored in any of the entries, the instruction type of the entry, and the pre-barrier information are set, and the first of the entries of any of the entries excluding the entry When the instruction type of the instruction information of the instruction is the predetermined combination, setting processing for setting the overtaking prohibition information in the entry in association with the entry excluding the entry;
If the overtaking prohibition information before Symbol entry is set, and the execution process to suspend the execution of the instruction that the instruction information in the entry is stored,
9. The instruction execution control program according to claim 8 , which causes a computer to execute. 前記記憶域は、２つの値を交互に切り替える切り替えフラグの前記２つの値にそれぞれ対応付けられる２つの命令記憶域であり、
前記命令実行制御プログラムは、
前記命令発行装置から前記バリア命令を受信するたびに、前記切り替えフラグの値を切り替える切り替え処理と、
前記命令発行装置から受信した、前記バリア命令を除く実行待ちの前記命令の命令情報を、前記切り替えフラグの値が切り替わった後、前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域が一旦空になった後に、当該命令記憶域に記憶する前記記憶処理と、
前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域とは異なる前記命令記憶域に記憶されている前記第一の命令が存在する場合で、前記切り替えフラグの値で特定される前記命令記憶域に記憶されている前記第二の前記命令の命令種別との組み合わせが、前記所定の組み合わせであるような命令種別である、前記第一の命令が存在するかを確認し、存在が確認された場合には、当該第二の命令の実行を保留する前記実行処理と、
をコンピュータに実行させる、請求項８の命令実行制御プログラム。 The storage area is two instruction storage areas respectively associated with the two values of the switching flag for alternately switching two values.
The instruction execution control program is
Each time it receives the barrier instruction from said instruction issuing apparatus, and a switching processing for switching the value of the switching flag,
Received from the previous SL instruction issue unit, the instruction information of the instruction awaiting execution except for the barrier instruction, after the value of the switching flag has been switched, the instruction storage is temporarily empty specified by the value of the switching flag The storage processing to be stored in the instruction storage area,
In the case where the command storage area wherein the first instructions stored in said different instruction storage is a specified by the value of the switching flag is present, the command storage area specified by the value of the switching flag The combination of the second instruction stored with the instruction type is an instruction type that is the predetermined combination, and the existence of the first instruction is confirmed. The execution process for deferring execution of the second instruction,
9. The instruction execution control program according to claim 8 , which causes a computer to execute.
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