[发明专利]一种CPU中优化寄存器访问的方法

说明书

本发明公开了一种CPU中优化寄存器访问的方法，包括：根据预设的映射策略将数据寄存器和内存栈建立映射关系；根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作。在建立数据寄存器与内存栈的映射关系后，可假定所有的临时变量都在栈上，系统直接访问寄存器即可访问内存栈上这些变量。通过实施本发明，能够在大幅增加数据寄存器的同时，精简了大量的栈存取代码，从而有效降低了编译的复杂度与难度，有效提升了CPU性能。

技术领域

本发明涉及编译优化技术领域，尤其是涉及一种CPU中优化寄存器访问的方法。

背景技术

寄存器是CPU的核心组成部分，它是高速存储部件，用来暂存指令、数据和地址。寄存器的存在大大加快了计算及内存访问效率，因此理论上寄存器的数量越多越好。现有的X86架构上寄存器只有几个，ARM则有十多个，RISC-V则更多，有三十多个。但是，以目前技术状况，想要进一步增加寄存器的数量非常困难，因为寄存器过多会增加指令复杂度，加大了编译器的编译难度，这样会由于增加代码量而导致降低系统执行效率。因此，现有技术无法通过增加寄存器数量来有效提高系统运行效率。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种CPU中优化寄存器访问的方法，在大幅增加寄存器数量时能够避免由于增加寄存器而引发的缺陷，从而能够通过增加寄存器数量来有效提高系统运行效率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种CPU中优化寄存器访问的方法，包括：

根据预设的映射策略将数据寄存器和内存栈建立映射关系；

根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作。

进一步地，所述CPU中优化寄存器访问的方法还包括：

根据所述预设的映射策略对栈指针进行设置，以使系统在栈指针移动时对内存栈和数据寄存器进行同步操作。

进一步地，所述CPU中优化寄存器访问的方法还包括：

根据所述预设的映射策略对编译器进行修改，以对寄存器分配方案、变量存取方式以及汇编生成形式进行调整。

进一步地，所述根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作，包括：

响应变量的栈存取需求，根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，对变量的出入栈指令进行精简，并根据精简后的操作指令对变量进行数据访问操作。

进一步地，所述根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作，还包括：

响应子函数的调用请求，根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，对子函数的出入栈指令进行精简，并根据精简后的操作指令对变量进行数据访问操作。

进一步地，所述根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作，还包括：

响应中断函数的访问请求，根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，对中断函数的出入栈指令进行精简，并根据精简后的操作指令对中断函数进行数据访问操作。

进一步地，所述根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，将栈存取操作指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行数据访问操作，还包括：

响应多线程切换请求，根据所述数据寄存器和内存栈的映射关系，对线程切换的出入栈指令进行精简，并根据精简后的操作指令进行线程切换操作。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：