表3.9 寄存器窗口技术的效果 程序名称 调用次数 最大调用深度 RISC II 溢出次数 RISC II 访存次数 VAX-11 访存次数 Quicksort 111K(0.7％) 10 64 4K(0.8％) 696K(50％) Puzzle 43K(8.0％) 20 124 8K(1.0％) 444K(28％) 　　表3.10是RISC II处理机与几种CISC处理机的每次过程调用的开销比较。从表中可以看出，在执行时间、执行指令条数、访问存储器次数等方面，采用重叠寄存器窗口技术都是十分有效的。 表3.10 过程调用所需开销的比较 机 器 执行指令条数 执行时间(微秒) 访问存储器次数 VAX-11 PDP-11 MC68000 RISC II 5 19 9 6 26 22 19 2 10 15 12 0.2 　　4、指令流调整技术 　　为了使RISC处理机中的指令流水线高效率地工作，尽量不断流。优化编译器必须分析程序的数据流和控制流，当发现指令流有断流可能时，要调整指令序列。对有些可以通过变量重新命名来消除的有数据相关，要尽量消除。这样，可以提高流水线的执行效率，缩短程序的执行时间。 　　例如，有图3.9(a)这样一个简单的指令序列，由于存在R3寄存器的数据相关，第二条指令必须等第一条指令执行完后才能开始执行，后续的指令也是这样。如果执行一条指令需要两个机器周期，那么，每两条指令之间都要浪费一个机器周期。 　　图3.9(b)是通过优化编译器调整后的指令序列。在两条乘法指令中用R0寄存器代替原来的R3寄存器，消除了两条乘法指令与两条加法指令之间的数据相关，并且重新调整了指令序列。调整后的指令序列比原指令序列的执行速度快一倍。 图3.9 指令流调整技术 　　5．硬件为主固件为辅 　　指令系统用微程序实现的主要优点是：便于实现复杂的指令，便于修改指令系统，增加了机器的灵活性和适应性。主要缺点是：执行速度低。RISC要求主要指令能在单周期内执行完成，采用微程序技术是不可能做到的 　　RISC必须主要采用硬联逻辑来实现指令系统。对于那些必须的复杂指令，也可用固件（微程序技术）实现。因此，目前商用的RISC处理机在实现指令系统时，一般都采用以硬件为主固件为辅的方法。 　　6．优化编译技术 　　RISC思想在采用硬件技术提高处理机性能的同时，也十分重视软件的优化编译技术。可以说，RISC是硬件和软件相结合的产物。离开了优化编译技术的支持，RISC处理机的性能就不可能得到充分的发挥。 　　RISC的硬件设计为优化编译程序的设计带来了许多方便的地方，同时也造成一些困难。 　　RISC对优化编译程序带来的方便主要有： 　　(1)由于RISC的指令系统比较简单，而且对称、均匀，优化编译程序不必为具有类似功能的指令做复杂的指令选择工作。 　　(2)RISC的寻址方式简单，只有LOAD和STORE指令能够访问存储器，其它指令均在通用寄存器之间进行操作。因此，可以简化优化编译器在选择寻址方式过程种要做的工作，省去了是否要生成访问存储器指令的选择工作。 　　(3)因为大多数指令都能在一个周期内执行完成，为优化编译器调整指令序列提供了极大的方便。 　　RISC对优化编译器造成的困难主要有： 　　(1)优化编译器必须选择哪些变量放在通用寄存器中，哪些变量放在主存储器中，必须精心安排每一个寄存器的用法，以便充分发挥每一个通用寄存器的效率，尽量减少访问主存储器的次数。 　　(2)优化编译器要做数据和控制相关性分析，要调整指令的执行序列。并与硬件相配合实现指令延迟技术和指令取消技术等个。 　　(3)要设计复杂的子程序库，因为在CISC中的一条指令在RISC中要用一段子程序来实现。所以，RISC的子程序库通常要比CISC的大得多。