为什么编译器必须对 RISC 指令集架构“更智能”

Question

精简指令集架构 (RISC) 旨在减少指令数量，从而提高性能。这种方法的唯一缺点是编译器必须“更聪明”。

我的讲师说“编译器必须更聪明”是什么意思，为什么会这样

Answer 1

RISC，老实说，代表“降低指令集复杂性”——指令的数量不一定减少，但每条指令都更简单，就执行它所需的机器周期和门的数量而言（或微码存储）致力于实现它。

理论（至少部分实现）是，通过减少控制逻辑的数量，更多的芯片空间可用于寄存器和数据路径。因此，RISC 机器的寄存器数量通常是 CISC 机器的 2-4 倍。

这让编译器来完成那个省略的控制逻辑的工作，包括“调度”操作（对它们进行排序），这样，比如说，你不做两个背靠背的加法，而是做一个加法然后一个移位（然后不同的寄存器），因此加法器和移位器都得到了最佳利用。并且编译器还必须管理寄存器集，以优化进出寄存器的移动，最大限度地减少存储访问。此外，编译器必须知道如何最好地利用奇数指令（例如“左移并用文字掩码”），因为这些通常有一些（也许是奇怪的）场景，它们相对强大。

因此，一个好的 RISC 编译器生成的指令几乎不可能破译。即使您很了解指令集，即使不是一直发生的复杂移位和掩码操作，也很难弄清楚半小时前的某个值仍然在寄存器 12 中。

（对于那些显然不相信我知道我在说什么的人，我在 70 年代初期第一次参与了 IBM 801 的 RISC，并且我与 George Radin 和 Marty Hopkins 以名字命名.)