软件管道有什么好处？

Question

优化编译器通常考虑通过软件管道进行指令调度。但是由于存在硬件管道，我想知道软件管道调度的优势是什么？

Answer 1

在某些情况下（CPU特定的）执行速度可能取决于执行顺序。通过软件流水线操作，编译器可以重新排序语句以获得最佳顺序，如果可以这样做而不影响最终结果。

最佳顺序可能取决于现有的硬件流水线，或者某些寄存器可能在某些执行顺序下更优化地使用，等等。

Answer 2

软件流水线操作可以使循环执行得更快。在某些情况下真的更快。

例如：

num = 100;
i = 0;
loop:
load r0 sp+i;
add r2 r1 r0;
i++;
if ( i < num) goto loop

在此示例中，add指令必须等到r0从内存加载值。如果延迟是3个周期。然后，每次迭代将有3个周期的开销用于执行该循环。这可能是一个重大的开销。通过软件流水线操作，这种开销可以减少一点。

num = 100;
load r0 sp+0;
i=0;
loop:
add r2 r1 r0;
i++;
load r0 sp+i
if (i < num) goto loop

在程序进入循环的第二种情况下，当执行r0指令时，它已经具有add中的值。在时间程序到达add指令的每次迭代中，值都在r0中。因此延迟减少了。

PS：我刚用助记符来解释这个想法。这不是某种架构的真正汇编语言。