2017.4.21下午

二．处理器相关的优化ARM方法
(1)保持流水线畅通
从前面的介绍可知，流水线延迟或阻断会对处理器的性能造成影响，因此应该尽量保持流水线畅通。流水线延迟难以避免， 但可以利用延迟周期进行其它ARM操作。

LOAD/STORE 指令中的自动索引（auto-indexing）功能就是为利用ARM流水线延迟周期而设计的。当流水线处于延迟周期时， 处理器的执行单元被占用， 算术逻辑单元ARM（ALU ）和桶形移位器却可能处于空闲状态，此时可以利用它们来完成往基址寄存器上加一个偏移量的操作，
供后面的指令使用。例如：指令 LDR R1, [R2], #4 完成 R1= *R2 及 R2 += 4 两个操作，是后索引（post-indexing）的例子；而指令 LDR R1, [R2, #4]! 完成 R1 = *(R2 + 4) 和 R2 +=4 两个操作，是前索引（pre-indexing）的例子。

流水线阻断的情况可通过循环拆解等方法加以改善。一个循环可以考虑拆解以减小跳转指令在循环指令中所占的比重， 进而提高代码效率。下面以一个内存复制函数加以ARM说明。

void memcopy(char *to, char *from, unsigned int nbytes)
{
while(nbytes--)ARM
*to++ = *from++;
}

为简单起见，这里假设nbytes 为16 的ARM倍数（省略对余数的处理）。上面的函数每处理一个字节就要进行一次判断和跳转， 对其中的循环体可作如下拆解：

void memcopy(char *to, char *from, unsigned int nbytes)
{
while(nbytes) {
*to++ = *from++;
*to++ = *from++;ARM
*to++ = *from++;
*to++ = *from++;
nbytes - = 4;
}
}

这样一来， 循环体中的指令数增加了，循环次数却减少了。跳转指令ARM带来的负面影响得以削弱。利用ARM 7 处理器32 位字长的特性， 上述代码可进一步作如下调整：

void memcopy(char *to, char *from, unsigned int nbytes)ARM
{
int *p_to = (int *)to;
int *p_from = (int *)from;
while(nbytes) {
*p_to++ = *p_from++;
*p_to++ = *p_from++;
*p_to++ = *p_from++;
*p_to++ = *p_from++;
nbytes - = 16;
}
}
经过优化后，一次循环可以处理16 个字节。跳转指令带来的影响ARM进一步得到减弱。不过可以看出， 调整后的代码在代码量方面有所增加。

(2)使用寄存器变量
CPU 对寄存器的存取要比对内存的存取快得多ARM， 因此为变量分配一个寄存器， 将有助于代码的优化和运行效率的提高。整型、指针、浮点等类型的变量都可以分配寄存器； 一个结构的部分或者全部也可以分配寄存器。给循环体中需要频繁访问的变量分配寄存器也能在
一定程度上提高程序效率。