控制时间密集的指令制造技术

运行时间密集指令可导致关键事件被延迟响应或完全不回应。信息处理设备包含：处理电路系统60，用于执行包含一个或多个时间密集指令的指令；及异常产生电路系统100，用于针对处理电路系统产生至少一个异常。处理电路系统保持控制值20，该控制值用于指示是否可运行时间密集指令。当遭遇时间密集指令时，若控制值指示不可运行时间密集指令，则第一异常触发处理电路系统遏止对时间密集指令的执行。或者，若控制值指示可运行时间密集指令，则运行时间密集指令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术针对数据处理装置领域。更特定言之，本专利技术可与数据处理装置中控制时间密集的指令相关。
技术介绍
在实时系统中，常常需要在一时段内或在特定时间响应特定事件。为了实现此点，此类系统常常依赖于作为整体的系统的确定性行为。举例而言，可能需要提供在预定间隔或时间处对处理器或另一硬件装置(诸如传感器)存取的软件。实时系统的一个实例是安全气囊展开系统，该系统被设计为侦测车辆的碰撞且在侦测到此碰撞时展开安全气囊。在此系统中，可能必须在自侦测到碰撞事件的极短时段内展开安全气囊。然而，若硬件繁忙，则在给定时段内响应特定事件的问题变得复杂。详言之，若处理器正执行耗时指令，则在可实施任何其他工作前存在延迟。例如，设想安全气囊展开系统，若处理器开始执行耗时指令，随后立即发生碰撞事件，则可能需要处理器完成执行耗时指令，之后可展开安全气囊。这可能导致以下情形：已发生碰撞，但在耗时指令完成前安全气囊展开系统将长时间无法操作。因此，在实时系统中，在不方便时执行耗时指令可能对该系统的总体效能具有明显不利影响，且甚至可能导致系统的完全故障。处理此类指令的一种方式为，当发生关键事件时单纯终止指令的执行。然而，这将浪费已在该指令上消耗的任何处理器资源，且可能常常需要消耗甚至更多的处理器资源以将处理器的状态恢复到耗时指令开始执行前的样子。另外，一些指令为本质上不可中断或者若中断则可能产生不便的不良影响。<br>
技术实现思路
根据一方面，提供一种信息处理设备，该信息处理设备包含：处理电路系统，该处理电路系统被配置为执行包含一个或多个时间密集指令的指令；及异常产生电路系统，该异常产生电路系统被配置为针对该处理电路系统产生至少一个异常，其中配置该处理电路系统以保持控制值，该控制值用于指示是否可执行这些时间密集指令；其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示不可执行这些时间密集指令的第一状态时，响应于这些时间密集指令中的一者而产生第一异常以触发处理电路系统遏止对这些时间密集指令中的这一者的执行；及其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示可执行这些时间密集指令的第二状态时，响应于这些时间密集指令中的一者而执行这些时间密集指令中的这一者。本技术认识到，运行时间密集指令有时可能是不利的，特别是在实时系统中在必须相对迅速响应的关键事件前发生此类指令时。举例而言，若系统本将开始运行时间密集指令且本将随后立即发生关键事件或异常，则在可响应关键事件或异常前可能需要完成时间密集指令。在实时系统中，这可能是不可接受的，因为可能需要在极短时段内响应异常或事件。根据以上方面，提供控制值用于指示是否可由处理电路系统运行时间密集指令(亦即，是否容许运行时间密集指令)。若将控制值设置为不可运行时间密集指令的状态，则尝试运行时间密集指令将导致由异常产生电路系统产生的第一异常，引发遏止对该时间密集指令的执行。或者，若控制值的状态使得可运行时间密集指令，则继续执行这些指令且不产生第一异常。因此，通过控制控制值的状态，可根据需要容许或不允许时间密集指令。因此，若已知关键事件即将发生或具有高发生概率，则可将控制值设置为不允许在该事件前的时间密集指令。因此，当事件本身发生时，应没有耗时指令发生且可迅速响应该事件。存在时间密集指令的许多不同实例。在一些实施例中，可认为时间密集指令为需要处理电路系统的多个处理周期来执行的指令。代替此实例或除此实例外，时间密集指令可包含一旦开始则不可中断的指令。除这两个实例中的任一者外或代替该任一者，时间密集指令可包括以下各项中的至少一者：浮点平方根指令、除法指令、不可中断加载多个指令、不可中断储存多个指令及至少一个预定单指令多数据(SIMD)指令。浮点平方根指令及整数或浮点除法指令可能是耗时的，单纯是由于这些指令需要大量处理周期完成的本质。不中断这些指令可为较佳，因为否则将需要时间密集操作再次开始。此外，以程序次序在时间密集平方根或除法指令后或并行执行的后来指令可能在完成该指令前复写平方根或除法指令的输入寄存器，使得若中断则很难或甚至不可能重新开始这些指令。举例而言，若将指令中所引用的内存的地址视为装置(Device)类型内存，则可将加载及储存指令标记为不可中断。可将此内存映像至硬件装置，并且对这些内存位置的读取或写入可使得装置以特定方式行动。中断这些指令可导致硬件装置的不正确或不确定的行为。SIMD指令是在相同输入操作数内对多个数据元素并行执行单个处理运算符的指令。至少一些SIMD操作可涉及许多处理器周期且与整数或浮点除法指令一样，若中断则不可能重新开始此类指令。术语“时间密集指令”的其他适宜实例将对熟习此项技术者显而易见且可代替或除上文所提供的这些实例中的任一者使用这些实例。处理电路系统可被配置为在第一特权等级下执行第一软件及在比第一特权等级更高的第二特权等级下执行第二软件。即，在比第二软件更低的特权等级下执行第一软件。术语“更高”是指特权的等级，而非与该特权等级关联的任何数值。因此，特权较多的等级可在数字上比特权较少的等级更高或更低。大体而言，“更高”特权软件可具有“更低”特权下的软件不可用的权利。在这些实施例中的一些实施例中，第二软件可被配置为控制处理电路系统改变该控制值。异常产生电路系统可被配置为响应于该第一软件的这些时间密集指令中的一者而产生第一异常。亦即，当第一软件尝试运行时间密集指令中的一者时，异常产生电路系统可产生第一异常。可因此藉由控制值来管控第一软件的行为。因此，以更多特权执行的第二软件可设置控制值，而在更少特权等级下执行的第一软件可受控制值影响。此类实施例适于一组软件由另一件软件管控的系统，诸如虚拟化环境中。异常产生电路系统可被配置为仅响应于在比该第二特权等级更低的特权等级下执行的软件的时间密集指令的一者而产生第一异常。亦即，将仅针对在比第二特权等级更低的特权等级下执行的软件产生第一异常。换言之，异常产生电路系统被配置为响应于在该第二特权等级下执行的软件的时间密集指令的一者而不产生第一异常。在这些实施例中的一些实施例中，异常产生电路系统被配置为响应于在特权最大等级下执行的软件的这些时间密集指令中的一者而不产生该第一异常。因此，一些软件可总是有权产生时间密集指令。举例而言，超管理器或管控软件可有权总是运行时间密集指令。第一软件可包含一个或多个客操作系统，并且第二软件可包含超管理器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信息处理设备，该信息处理设备包括：处理电路系统，该处理电路系统被配置为执行包括一个或多个时间密集指令的指令；以及异常产生电路系统，该异常产生电路系统被配置为针对该处理电路系统产生至少一个异常，其中该处理电路系统被配置为保持控制值，该控制值用于指示是否可执行所述时间密集指令；其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示不可执行所述时间密集指令的第一状态时，响应于所述时间密集指令中的一者而产生第一异常以触发该处理电路系统遏止对所述时间密集指令中的这一者的执行；以及其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示可执行所述时间密集指令的第二状态时，响应于所述时间密集指令的一者而执行所述时间密集指令的这一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.23 GB 1315109.71.一种信息处理设备，该信息处理设备包括：
处理电路系统，该处理电路系统被配置为执行包括一个或多个时间密
集指令的指令；以及
异常产生电路系统，该异常产生电路系统被配置为针对该处理电路系
统产生至少一个异常，
其中该处理电路系统被配置为保持控制值，该控制值用于指示是否可
执行所述时间密集指令；
其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示不可执行所述
时间密集指令的第一状态时，响应于所述时间密集指令中的一者而产生第
一异常以触发该处理电路系统遏止对所述时间密集指令中的这一者的执
行；以及
其中该异常产生电路系统被配置为当该控制值处于指示可执行所述时
间密集指令的第二状态时，响应于所述时间密集指令的一者而执行所述时
间密集指令的这一者。
2.如权利要求1所述的信息处理设备，
其中所述时间密集指令包括需要该处理电路系统的多个处理周期来执
行的指令。
3.如任一前述权利要求所述的信息处理设备，
其中所述时间密集指令包括不可中断的指令。
4.如任一前述权利要求所述的信息处理设备，
其中所述时间密集指令包括以下各项中的至少一者：浮点平方根指
令、除法指令、不可中断加载多个指令、不可中断储存多个指令及至少一
个预定单指令多数据(SIMD)指令。
5.如任一前述权利要求所述的信息处理设备，
其中该处理电路系统被配置为在第一特权等级下执行第一软件及在比
该第一特权等级更高的第二特权等级下执行第二软件。
6.如权利要求5所述的信息处理设备，
其中该第二软件被配置为控制该处理电路系统以改变该控制值。
7.如权利要求5到6中的任一项所述的信息处理设备，
该异常产生电路系统被配置为响应于该第一软件的时间密集指令中的
一者而产生该第一异常。
8.如权利要求5到7中的任一项所述的信息处理设备，其中该异常产
生电路系统被配置为仅在响应于比该第二特权等级更低的特权等级下执行
的软件的时间密集指令的一者而产生该第一异常。
9.如权利要求5到8中的任一项所述的信息处理设备，
其中该第一软件包括一个或多个客操作系统；以及
其中该第二软件包括超管理器。
10.如任一前述权利要求所述的信息处理设备，
其中该处理电路系统被配置为响应于一个或多个预定事件来改变该控
制值。
11.如权利要求10所述的信息处理设备，
其中该一个或多个预定事件包括上下文切换。
12.如权利要求11所述的信息处理设备，
其中响应于该上下文切换，该处理电路系统被配置为将该控制值变成
该第二状态。
13.如权利要求10到12中的任一项所述的信息处理设备，
其中该一个或多个预定事件包括第二异常；...

【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·克拉斯克，安东尼·彭顿，
申请(专利权)人：ARM有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB