專利名稱：一種risc處理器裝置及其有界訪存方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機(jī)處理器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種精簡指令集計算機(jī) (RISC)處理器裝置及其有界訪存方法。
背景技術(shù)：
虛擬機(jī)是20世紀(jì)60年代IBM公司提出的概念，并且付諸實(shí)現(xiàn)。當(dāng)時主 流計算機(jī)是大型機(jī)，通過把大型機(jī)分割成多個虛擬機(jī)，利用虛擬機(jī)監(jiān)視器 (Virtual Machine Monitor, VMM)的分隔，多種不同應(yīng)用或者多個用戶可以 共享這一稀缺資源。但是，隨著硬件成本降低和計算能力的增強(qiáng)，以及多任務(wù)操作系統(tǒng)(OS) 的出現(xiàn)，虛擬機(jī)監(jiān)視器慢慢退出歷史舞臺，微型計算機(jī)和個人計算機(jī)(PC) 大行其道。然而，由于虛擬機(jī)的強(qiáng)大和成功在于用戶可以訪問和利用僅僅通過指令集 的組合就可以形成的功能和設(shè)備，最近幾年，虛擬機(jī)監(jiān)視器重新成為學(xué)術(shù)界和 工業(yè)界的焦點(diǎn)。虛擬機(jī)監(jiān)視器為現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)體系機(jī)構(gòu)的限制提供一種虛擬 解決方案，使其變成一個強(qiáng)大的工具，這一工具會大大擴(kuò)展現(xiàn)代計算機(jī)系統(tǒng)的 能力。當(dāng)今X86架構(gòu)在很多的應(yīng)用中占據(jù)了主導(dǎo)的地位，很多大型的服務(wù)器類 的應(yīng)用都是X86架構(gòu)。精簡指令集計算機(jī)(Reduced Instruction Set Computing, RISC)架構(gòu)的微處理器為了能夠廣泛地運(yùn)行服務(wù)類的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與X86架構(gòu) 的兼容就成為了必要的任務(wù)。另外，現(xiàn)有X86架構(gòu)的計算機(jī)中，應(yīng)用程序更 加多樣化，很多商業(yè)軟件都是基于X86架構(gòu)的，所以RISC微處理器要想更為 廣泛地運(yùn)行多樣化的應(yīng)用，也非常需要實(shí)現(xiàn)對X86的兼容。MIPS作為RISC很大的一個分支，目前有很多開源的虛擬機(jī)平臺，可以 實(shí)現(xiàn)MIPS到X86平臺的異構(gòu)支持。X86是段式存儲方式，有專門的段界限寄存器，訪存時要檢查內(nèi)存地址是否超過段界限，如果超過段界限就要報地址越界例外。而RISC處理器，如MIPS中并沒有這一機(jī)制。RISC處理器要支持X86虛擬機(jī)指令的處理，把X86虛擬機(jī)指令代碼翻譯 成MIPS指令代碼，需要在RISC處理器中實(shí)現(xiàn)段式存儲方式。而現(xiàn)有技術(shù)中， 由于X86的訪存操作本身就是比較頻繁的操作，因此，RISC處理器支持的虛 擬機(jī)中，從X86虛擬機(jī)指令到MIPS指令的翻譯，大大影響了虛擬機(jī)運(yùn)行的速 度，使得虛擬機(jī)的運(yùn)行效率很低，難以滿足人們對性能的需求。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題在于提供一種RISC處理器裝置及其有界訪存方 法。其在RISC處理器支持的X86虛擬機(jī)中，提高X86虛擬機(jī)的速度。為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明而提供的一種RISC處理器裝置，包括物理寄存器堆，譯碼 器和運(yùn)算部件，所述物理寄存器堆包括上界地址寄存器，用于存儲作為上界的 有效地址；以及下界地址寄存器，用于存儲作為下界的有效地址；所述運(yùn)算部件，包括第一判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄 存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操 作數(shù)地址的有效性。所述運(yùn)算部件，還包括第二判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址 寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令 地址的有效性。所述上界地址寄存器、下界地址寄存器可以是物理寄存器中任一通用寄存器°所述訪存指令包括取操作數(shù)指令和/或存操作數(shù)指令。所述讀操作數(shù)指令，為帶上邊界條件的取字節(jié)、帶下邊界條件的取字節(jié)、 帶上邊界條件的取半字、帶下邊界條件的取半字、帶上邊界條件的取字、帶下 邊界條件的取字、帶上邊界條件的取雙字、帶下邊界條件的取雙字、帶上邊界 條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的取 雙精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上的 組合。所述存操作數(shù)指令，為帶上邊界條件的存字節(jié)、帶下邊界條件的存字節(jié)、 帶上邊界條件的存半字、帶下邊界條件的存半字、帶上邊界條件的存字、帶下 邊界條件的存字、帶上邊界條件的存雙字、帶下邊界條件的存雙字、帶上邊界 條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的存 雙精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上組 合。所述RISC處理器為MIPS64指令集的RISC處理器。 為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的還提供一種RISC處理器裝置的有界訪存方法，包括下 列步驟步驟A，在RISC處理器的X86虛擬機(jī)中，設(shè)置物理寄存器堆中兩個通用 寄存器分別為上界地址寄存器和下界地址寄存器；步驟B，在進(jìn)行X86虛擬機(jī)指令集到MIPS指令集翻譯時，譯碼器將指令 進(jìn)行譯碼，得到可被RISC處理器處理的二進(jìn)制代碼；步驟C，運(yùn)算部件在譯碼后的訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的 上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操作數(shù)地址的有 效性。步驟D，在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下 界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令地址的有效性。 所述步驟C包括下列步驟步驟C1，指令譯碼后，寄存器中的地址界限作為指令的一個寄存操作數(shù)， 操作內(nèi)容數(shù)據(jù)根據(jù)base方式形成有效地址；步驟C2，該有效地址首先跟寄存器中的地址界限比較；步驟C3，如果符合指令的語義條件，即如果寄存器為上界地址寄存器， 該有效地址小于或者等于寄存器中的地址界限；或者如果寄存器為下界地址寄 存器，該有效地址大于或者等于寄存器中的地址界限，那么完成正常的該存操 作；否則引發(fā)地址錯例外。所述步驟C還包括下列步驟步驟C4，在同時判斷上下界的指令中，地址要同時滿足上界條件和下界 條件， 一旦有一個邊界不滿足就發(fā)出越界例外。所述步驟C中，包括下列步驟之一或者其組合步驟T ，如果為帶上邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn) 行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟2'，如果為帶下邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符 號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟3'，如果為帶上邊界條件的取半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這 個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟4'，如果為帶下邊界條件的取半字，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得 到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位 擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟5'，如果為帶上邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù) 據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟6'，如果為帶下邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn) 行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟7',如果為帶上邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt];步驟8'，如果為帶下邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt];步驟9'，如果為帶上邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，.則先從GPR[base]的' 內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到 FPR[ft]的低32位；步驟10'，如果為帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到FPR間 的低32位；步驟11'，如果為帶上邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到FP卿；步驟12'，如果為帶下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]。所述步驟3'和/或4'中，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任 何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟5'和/或6'和/或9'和/或10'中，所述有效地址是對齊的， 如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟7'和/或8'禾B/或1T和/或12'中，所述有效地址是對齊的， 如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外。所述步驟C中，包括下列步驟之一或者其組合步驟1〃 ，如果為帶上邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址；步驟2〃 ，如果為帶下邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址；步驟3〃 ，如果為帶上邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地吃錯例外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有 效地址；歩驟4〃 ，如果為帶下邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 侈'J外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；步驟5〃 ，如果為帶上邊界條件的存字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；歩驟6〃 ，如果為帶下邊界條件的存字指令，則先從GPR[baseI的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址；步驟7"，如果為帶上邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；步驟8"，如果為帶下邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址；步驟9"，如果為帶上邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的 內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊 的有效地址；步驟10〃 ，如果為帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的 有效地址；步驟11〃 ，如果為帶上邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base〗 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，貝U發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的 有效地址；步驟12〃 ，如果為帶下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效 地址。所述步驟3〃和/或4〃中，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任 何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述歩驟5〃和/或6〃和/或9〃和/或10〃中，所述有效地址是對齊的， 如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟7"和/或8〃和/或11〃和/或12〃中，所述有效地址是對齊的， 如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外。所述步驟D包括下列步驟步驟D1，在取操作數(shù)指令中，比較上界地址寄存器，即第一通用寄存器 和下界地址寄存器，即第二通用寄存器中的值，如果上界地址寄存器中的值小 于等于下界地址寄存器中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)例外。所述步驟D包括下列步驟步驟D2，在讀操作數(shù)指令中，比較上界地址寄存器，即第三通用寄存器 和下界地址寄存器，即第四通用寄存器中的值，如果上界地址寄存器中的值小 于等于下界地址寄存器中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)例外。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的RISC處理器裝置及其有界訪存方法，在 RISC處理器支持的虛擬機(jī)中，在從X86虛擬機(jī)指令到MIPS指令集的翻譯成 二進(jìn)制代碼，在RISC處理器上運(yùn)行時，提高翻譯的速度，而將對虛擬機(jī)運(yùn)行 的速度影響降低，提高虛擬機(jī)的運(yùn)行效率。


圖1是本發(fā)明RISC處理器裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例gsLBLE指令實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)格式示意圖； 圖3是本發(fā)明實(shí)施例gsSBLE指令實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)格式示意圖； 圖4是本發(fā)明RISC處理器裝置有界訪存方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明的一種RISC處理器裝置及其有界訪存方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說 明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定 本發(fā)明。本發(fā)明的RISC處理器裝置及其有界訪存方法，用于在RISC處理器上支 持虛擬機(jī)，當(dāng)進(jìn)行從X86指令集到RISC處理器MIPS指令集的翻譯過程中出 現(xiàn)訪存操作時，增加了對訪存地址的判斷，判斷訪存地址是否越界，進(jìn)而對 X86訪存操作的翻譯提高速度。本發(fā)明實(shí)施例中，以MIPS64指令集的RISC處理器為例，對本發(fā)明的RISC 處理器裝置及其有界訪存方法進(jìn)行詳細(xì)說明，但應(yīng)當(dāng)說明的是，其并不是對本 發(fā)明的限制，本發(fā)明請求保護(hù)的范圍，以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。X86的段式存儲方式中，地址界限分為上界和下界，訪存的有效地址要保 證不能大于或者不能小于下界。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例的MIPS指令集的RISC處理器裝置，包括物 理寄存器堆l，譯碼器2和運(yùn)算部件3。所述物理寄存器堆1包括上界地址寄存器11，用于存儲作為上界的有效 地址；以及下界地址寄存器12，用于存儲作為下界的有效地址。所述上界地址寄存器11、下界地址寄存器12可以是物理寄存器中任一通 用寄存器。所述譯碼器2，用于將指令進(jìn)行譯碼，得到可被RISC處理器處理的二進(jìn) 制代碼。所述運(yùn)算部件3，包括第一判斷模塊31，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地 址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指 令操作數(shù)地址的有效性。在MIPS指令集中的每條訪存指令，如load指令或者store指令中，增加 界限的判斷，這些指令如果訪存地址滿足條件則正常訪存，否則引發(fā)MIPS中 的地址錯例外。在MIPS指令集的base尋址方式的訪存指令中，增加上界地址寄存器和/或下界地址寄存器，分別存儲地址上界界限和/或下界界限。指令譯碼后，寄存器中的地址界限作為指令的一個寄存操作數(shù)，當(dāng)操作內(nèi)容數(shù)據(jù)根據(jù)base方式形成有效地址后，該有效地址首先跟寄存器中的地址界 限比較，如果符合指令的語義條件，即如果寄存器為上界地址寄存器，該有效 地址小于或者等于寄存器中的地址界限，或者如果寄存器為下界地址寄存器， 該有效地址大于或者等于寄存器中的地址界限，那么完成正常的該存操作；否 則引發(fā)地址錯例外。本發(fā)明實(shí)施例中，作為一種可實(shí)施方式，對MIPS指令集中的共24條訪 存指令，包括load指令和store指令，增加界限判斷。其中12條load指令，包含8條定點(diǎn)指令，4條浮點(diǎn)指令，尋址方式都是base方式。這些指令分別為帶上邊界條件的取字節(jié)、帶下邊界條件的取字節(jié)、帶上邊 界條件的取半字、帶下邊界條件的取半字、帶上邊界條件的取字、帶下邊界條 件的取字、帶上邊界條件的取雙字、帶下邊界條件的取雙字、帶上邊界條件的 取單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的取雙精度 浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上組合。指令的詳細(xì)描述如下gsLBLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取 出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。gsLBGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié) 數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。gs3LHLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi) 存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLHGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出16位半 字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLWLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi) 存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLWGT rt, base, bound先從GPH[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出 32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLDLE rt， base, bound先從GPR[basel的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi) 存中取出64位雙字到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLDGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出 64位雙字到GPR[rt]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLWLECl ft， base, bound先從'GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi) 存中取出32位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]的低32位。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLWGTCl ft, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出 32位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]的低32位。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLDLEC 1 ft, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[boimd;i中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi) 存中取出64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsLDGTC 1 ft， base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound〗 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出 64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。本發(fā)明實(shí)施例利用現(xiàn)有MIPS64指令集中保留的LWC2和SWC2空槽的 值來定義。以gsLBLE為例，其指令實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)格式如圖2所示。由于MIPS64 指令集的32位指令碼的高6位(31bit: 26bit)為opcode域。LWC2 (opcode 為110010)和SWC2 (opcode為111010)指令槽按MIPS的規(guī)定是可以由用 戶自主定義的。其他指令類似，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該指令格式示意圖，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明 的其他指令，因此，在本發(fā)明實(shí)施例中不再一一詳細(xì)描述。12條store指令，包含8條定點(diǎn)指令，4條浮點(diǎn)指令，尋址方式都是base 方式。這些指令分別為帶上邊界條件的存字節(jié)、帶下邊界條件的存字節(jié)、帶上邊 界條件的存半字、帶下邊界條件的存半字、帶上邊界條件的存字、帶下邊界條 件的存字、帶上邊界條件的存雙字、帶下邊界條件的存雙字、帶上邊界條件的 存單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的存雙精度 浮點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上組合。指令的詳細(xì)描述如下gsSBLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù) 內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址。gsSBGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到 內(nèi)存中這個有效地址。gsSHLE rt， base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù) 內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSHGT rt， base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到 內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSWLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi) 容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSWGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi) 存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSDLE rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容 保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSDGT rt, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存 中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSWLECl ft, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù) 內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSWGTCl ft， base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到 內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSDLJECl ft, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于 GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容 保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。gsSDGTCl ft, base, bound先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound] 中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存 中這個對齊的有效地址。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。以gsSBLE指令為例，其實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)格式如圖3所示。其他指令類似，本 領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)該指令格式示意圖，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的其他指令，因此，在 本發(fā)明實(shí)施例中不再一一詳細(xì)描述。在同時判斷上下界的指令中，地址要同時滿足上界條件和下界條件， 一旦 有一個邊界不滿足就會發(fā)出越界例外。較佳地，所述運(yùn)算部件3還包括第二判斷模塊32，用于在訪存指令中， 根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地 址，判斷指令地址的有效性。作為一種可實(shí)施方式，在RISC處理器MIPS指令集中增加兩條指令，用 于進(jìn)行寄存器值的比較，這兩條指令用于地址是否越界的判斷，如果地址滿足條件則空操作，否則引發(fā)RISC處理器中的地址錯例外。 另外，實(shí)現(xiàn)兩條指令gsLErs， rt禾卩gsGTrs， rt。指令的詳細(xì)描述如下gsLE rs， rt比較寄存器中的值，置條件地址錯例外。比較通用寄存器GPR [rs]和通用寄存器GPR [rt]中的值，如果GPR [rs]中 的值小于等于GPR[rt]中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)adel例外。gsGT rs， rt比較寄存器中的值，置條件地址錯例外。比較通用寄存器GPR [rs]和通用寄存器GPR [rt]中的^t，如果GPR [rs]中 的值大于GPR[rt]中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)add例外。這兩條指令用于地址比較，rs寄存器中存放地址界限值，rt寄存器存放待 比較的有效地址，如果滿足條件則順序執(zhí)行下一條指令，否則引發(fā)地址錯例外。這兩條指令分別比較通用寄存器GPR[rs]和通用寄存器GPR[rt]中的值，如 果GPR[rs]中的值小于等于或者大于GPR[rt]中的值，其中，小于等于是對于 gsLErs， rt而言的；大于是對于gsGTrs， rt而言的，則順序執(zhí)行下一條指令； 否則引發(fā)地址錯例外。相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種RIRSC處理器裝置的有界訪存方法，如圖4 所示，其包括如下歩驟步驟S100，在RISC處理器的X86虛擬機(jī)中，設(shè)置物理寄存器堆1中兩 個通用寄存器分別為上界地址寄存器和下界地址寄存器。其中，上界地址寄存器存儲作為上界的有效地址；下界地址寄存器存儲作 為下界的有效地址。步驟S200，在進(jìn)行X86虛擬機(jī)指令集到MIPS指令集翻譯時，譯碼器2 將指令進(jìn)行譯碼，得到可被RISC處理器處理的二進(jìn)制代碼。步驟S300，運(yùn)算部件3在譯碼后的訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中 存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操作數(shù)地 址的有效性。在MIPS指令集中的每條訪存指令，如load指令或者store指令中，增加 界限的判斷，這些指令如果訪存地址滿足條件則正常訪存，否則引發(fā)MIPS中 的地址錯例外。所述步驟S300包括下列步驟步驟S310，指令譯碼后，寄存器中的地址界限作為指令的一個寄存操作數(shù)，操作內(nèi)容數(shù)據(jù)根據(jù)base方式形成有效地址；步驟S320，該有效地址首先跟寄存器中的地址界限比較；步驟S330，如果符合指令的語義條件，即如果寄存器為上界地址寄存器，該有效地址小于或者等于寄存器中的地址界限；或者如果寄存器為下界地址寄存器，該有效地址大于或者等于寄存器中的地址界限，那么完成正常的該存操作；否則引發(fā)地址錯例外。具體地，所述歩驟S330，對于取操作數(shù)(load)指令操作，貝IJ: 如果為帶上邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]，艮卩gsLBLE rt， base, bound。如果為帶下邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則 根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后 存到GPR[rt]，艮卩gsLBGT rt, base, bound 。如果為帶上邊界條件的取半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行 符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt]，即gsLHLE rt, base, bound。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的取半字，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地址， 如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根據(jù)這 個有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到 GPR[rt]，即gsLHGT rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地 址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否 則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號 位擴(kuò)展后存到GPR[rt]，即gsLWLE rt， base, bound。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地 址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則根 據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò) 展后存到GPR[rt〗，艮卩gsLWGT rt, base, bound。較佳地，有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā)生地 址錯例外。如果為帶上邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容得到有效地 址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否 則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt]，即gsLDLE rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容得到有效地 址，如果有效地址不大于GPR[boimdl中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否則根 據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt]，即gsLDGT rt, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]的低32 位，艮卩gsLWLECl ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]的低32位， 即gsLWGTCl ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容得到有 效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外 否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]，即 gsLDLECl ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容得到有 效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外否 則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]，即 gsLDGTC 1 ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。所述步驟S330，對于存操作數(shù)(store)指令操作，貝廿 如果為帶上邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址，即gsSBLE rt, base, bound 。如果為帶下邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則 將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址，即gsSBGT rt, base, bound 。如果為帶上邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地吃錯例外； 否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSHLE rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則 將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSHGT rt, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低1位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的存字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地 址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否 則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSWLE rt, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的存字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效地 址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則將 GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即gsSWGT rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSDLE rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到有效 地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外；否則 將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址。即gsSDGT rt， base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 夕卜；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址， 即gsSWLECl ft, base, bound 。較佳±也，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSWGTCl ft, base, bound。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶上邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外;否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSDLECl ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。如果為帶下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得到 有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址，即 gsSDGTCl ft, base, bound 。較佳地，所述有效地址是對齊的，如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā) 生地址錯例外。所述步驟S300還包括下列步驟步驟S340，在同時判斷上下界的指令中，地址要同時滿足上界條件和下 界條件， 一旦有一個邊界不滿足就發(fā)出越界例外。更佳地，所述步驟S300之后還包括下列步驟步驟S400，在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器ll中存儲的上界地址和 /或下界地址寄存器12中存儲的下界地址，判斷指令地址的有效性。 所述步驟S400包括下列步驟步驟S410，在取操作數(shù)(load)指令中，比較通用寄存器GPR[rs]，即上 界地址寄存器11和通用寄存器GPR[rt]，即下界地址寄存器12中的值，如果 GPR [rs]中的值小于等于GPR [rt]中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā) adel例夕卜，艮卩gsLE rs, rt。步驟S420，在寫操作數(shù)(store)指令中，比較通用寄存器GPR [rsj，即上 界地址寄存器11和通用寄存器GPR[rt]，即下界地址寄存器12中的值，如果 GPR [rs]中的值大于GPR [rt]中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)adel 例外，即gsGT rs,rt。本發(fā)明的RISC處理器裝置及其有界訪存方法，在RISC處理器支持的虛 擬機(jī)中，在從X86虛擬機(jī)指令到MIPS指令集的翻譯成二進(jìn)制代碼，在RISC 處理器上運(yùn)行時，提高翻譯的速度，而將對虛擬機(jī)運(yùn)行的速度影響降低，提高 虛擬機(jī)的運(yùn)行效率。以上通過結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它方面及特征 對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見的。應(yīng)當(dāng)說明的是這些實(shí)施例應(yīng)被認(rèn)為其 只是示例性的，并不用于對本發(fā)明進(jìn)行限制，本發(fā)明應(yīng)根據(jù)所附的權(quán)利要求進(jìn) 行解釋。
權(quán)利要求
1、一種RISC處理器裝置，包括物理寄存器堆，譯碼器和運(yùn)算部件，其特征在于所述物理寄存器堆包括上界地址寄存器，用于存儲作為上界的有效地址；以及下界地址寄存器，用于存儲作為下界的有效地址；所述運(yùn)算部件，包括第一判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操作數(shù)地址的有效性。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述運(yùn)算部 件，還包括第二判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的 上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令地址的有效性。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述上界地址寄存器、下界地址寄存器可以是物理寄存器中任一通用寄存器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述訪 存指令包括取操作數(shù)指令和/或存操作數(shù)指令。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述讀操作 數(shù)指令，為帶上邊界條件的取字節(jié)、帶下邊界條件的取字節(jié)、帶上邊界條件的 取半字、帶下邊界條件的取半字、帶上邊界條件的取字、帶下邊界條件的取字、 帶上邊界條件的取雙字、帶下邊界條件的取雙字、帶上邊界條件的取單精度浮 點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)、帶 下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上的組合。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述存操作 數(shù)指令，為帶上邊界條件的存字節(jié)、帶下邊界條件的存字節(jié)、帶上邊界條件的 存半字、帶下邊界條件的存半字、帶上邊界條件的存字、帶下邊界條件的存字、 帶上邊界條件的存雙字、帶下邊界條件的存雙字、帶上邊界條件的存單精度浮 點(diǎn)數(shù)、帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)、帶上邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)、帶 下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)指令中的一種或者一種以上組合。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的RISC處理器裝置，其特征在于，所述RISC 處理器為MIPS64指令集的RISC處理器。
8、 一種RISC處理器裝置的有界訪存方法，其特征在于，包括下列步驟步驟A，在RISC處理器的X86虛擬機(jī)中，設(shè)置物理寄存器堆中兩個通用 寄存器分別為上界地址寄存器和下界地址寄存器；步驟B，在進(jìn)行X86虛擬機(jī)指令集到MIPS指令集翻譯時，譯碼器將指令 進(jìn)行譯碼，得到可被RISC處理器處理的二進(jìn)制代碼；步驟C，運(yùn)算部件在譯碼后的訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的 上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操作數(shù)地址的有 效性。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的有界訪存方法，其特征在于，還包括下列步驟 步驟D，在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令地址的有效性。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟C 包括下列步驟步驟C1，指令譯碼后，寄存器中的地址界限作為指令的一個寄存操作數(shù)，操作內(nèi)容數(shù)據(jù)根據(jù)base方式形成有效地址；步驟C2，該有效地址首先跟寄存器中的地址界限比較；步驟C3，如果符合指令的語義條件，即如果寄存器為上界地址寄存器，該有效地址小于或者等于寄存器中的地址界限；或者如果寄存器為下界地址寄存器，該有效地址大于或者等于寄存器中的地址界限，那么完成正常的該存操作；否則引發(fā)地址錯例外。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟C還 包括下列步驟步驟C4，在同時判斷上下界的指令中，地址要同時滿足上界條件和下界 條件， 一旦有一個邊界不滿足就發(fā)出越界例外。
12、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟C 中，包括下列步驟之一或者其組合步驟l'，如果為帶上邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bmmd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn) 行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟2'，如果為帶下邊界條件的取字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出8位字節(jié)數(shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符 號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟3'，如果為帶上邊界條件的取半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這 個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟4'，如果為帶下邊界條件的取半字，則先從GPR[base]的內(nèi)容中得 到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例外； 否則根據(jù)這個有效地址從內(nèi)存中取出16位半字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn)行符號位 擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟5'，如果為帶上邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù) 據(jù)進(jìn)行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟6'，如果為帶下邊界條件的取字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位字?jǐn)?shù)據(jù)，將這個數(shù)據(jù)進(jìn) 行符號位擴(kuò)展后存到GPR[rt];步驟7'，如果為帶上邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt];步驟8'，如果為帶下邊界條件的取雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位雙字到GPR[rt];步驟9'，如果為帶上邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的 內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到 FPR[ft]的低32位；步驟10'，如果為帶下邊界條件的取單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出32位數(shù)據(jù)存到FPR[ft] 的低32位；步驟ir ，如果為帶上邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到 FPR[ft];步驟12'，如果為帶下邊界條件的取雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外否則根據(jù)這個對齊的有效地址從內(nèi)存中取出64位數(shù)據(jù)存到FPR[ft]。
13、 根據(jù)權(quán)利要求12所述的有界訪存方法，其特征在于 所述步驟3'和/或4'中，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟5'和/或6'和/或9'和/或10'中，所述有效地址是對齊的， 如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟7'和/或8'和/或ll'和/或12'中，所述有效地址是對齊的， 如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外。
14、 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟C 中，包括下列步驟之一或者其組合步驟1〃 ，如果為帶上邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址；步驟2"，如果為帶下邊界條件的存字節(jié)指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則將GPR[rt]中的8位字節(jié)數(shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個有效地址；步驟3〃 ，如果為帶上邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 吃錯例外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有 效地址；步驟4"，如果為帶下邊界條件的存半字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bmmd]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則將GPR[rt]中的16位半字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；步驟5〃 ，如果為帶上邊界條件的存字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址 錯例外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；步驟6〃，如果為帶下邊界條件的存字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容中 得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯例 外；否則將GPR[rt]中的32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址；步驟7〃 ，如果為帶上邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地 址錯例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地 址；步驟8〃 ，如果為帶下邊界條件的存雙字指令，則先從GPR[base]的內(nèi)容 中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出地址錯 例外；否則將GPR[rt]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效地址；步驟9〃 ，如果為帶上邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base]的 內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā) 出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊 的有效地址；步驟10〃 ，如果為帶下邊界條件的存單精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[bound]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則將FPR[ft]中的低32位字?jǐn)?shù)據(jù)內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的 有效地址；步驟11〃 ，如果為帶上邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不小于等于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則 發(fā)出地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的 有效地址；步驟12〃 ，如果為帶下邊界條件的存雙精度浮點(diǎn)數(shù)，則先從GPR[base] 的內(nèi)容中得到有效地址，如果有效地址不大于GPR[boimd]中的內(nèi)容，則發(fā)出 地址錯例外；否則將FPR[ft]中的64位雙字內(nèi)容保存到內(nèi)存中這個對齊的有效 地址。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的有界訪存方法，其特征在于 所述步驟3〃和/或4"中，所述有效地址是對齊的，如果低l位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟5〃和/或6〃和/或9"和/或10"中，所述有效地址是對齊的， 如果低2位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外；所述步驟7〃和/或8〃和/或ll"和/或12"中，所述有效地址是對齊的， 如果低3位地址中任何一位非零，則發(fā)生地址錯例外。
16、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟D包 括下列步驟步驟D1，在取操作數(shù)指令中，比較上界地址寄存器，即第一通用寄存器 和下界地址寄存器，即第二通用寄存器中的值，如果上界地址寄存器中的值小 于等于下界地址寄存器中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)例外。
17、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的有界訪存方法，其特征在于，所述步驟D包 括下列步驟步驟D2，在讀操作數(shù)指令中，比較上界地址寄存器，即第三通用寄存器 和下界地址寄存器，即第四通用寄存器中的值，如果上界地址寄存器中的值小 于等于下界地址寄存器中的值，則順序執(zhí)行下一條指令；否則引發(fā)例外。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種RISC處理器裝置及其有界訪存方法。該裝置包括物理寄存器堆，譯碼器和運(yùn)算部件，所述物理寄存器堆包括上界地址寄存器，用于存儲作為上界的有效地址；以及下界地址寄存器，用于存儲作為下界的有效地址；所述運(yùn)算部件，包括第一判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令操作數(shù)地址的有效性；還包括第二判斷模塊，用于在訪存指令中，根據(jù)上界地址寄存器中存儲的上界地址和/或下界地址寄存器中存儲的下界地址，判斷指令地址的有效性。其在RISC處理器支持的X86虛擬機(jī)中，提高X86虛擬機(jī)的速度。
文檔編號G06F9/38GK101226468SQ20081005721
公開日2008年7月23日 申請日期2008年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日
發(fā)明者李國杰, 胡偉武, 蔡嵩松 申請人:中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所