当前位置:首页 > 芯闻号 > 基础知识科普站
[导读]本章涉及的一些技术不仅适用于ARM处理器,也适用于其他RISC处理器。本章首先从ARM编译器及其优化入手,讲解C编译器在优化代码时所碰到的一些问题。

本章将帮助读者在ARM处理器上编写高效的C代码。本章涉及的一些技术不仅适用于ARM处理器,也适用于其他RISC处理器。本章首先从ARM编译器及其优化入手,讲解C编译器在优化代码时所碰到的一些问题。理解这些问题,将有助于编写出在提高执行速度和减少代码尺寸方面更高效的C源代码。

本章假定读者熟悉C语言,并且有一些汇编语言编程方面的知识。有关ARM编程的详细信息,请参阅本书的相关章节。

14.1C编译器及其优化

本章主要讲解C编译器在代码优化时遇到的一些问题。要编写高效的C语言源代码,必须了解C编译器对什么形式的代码有所改动,编译器涉及的处理器结构的限制,以及一些特殊的C编译器的限制。

14.1.1为编译器选择处理器结构

在编译C源文件时,必须为编译器指定正确的处理器类型。这样可以使编译的代码最大限度地利用处理器的硬件结构,如对半字加载(HalfwordLoad)、存储指令(StoreInstructions)和指令调度(InstructionScheduling)的支持。所以编译程序时,应该尽量准确地告诉编译器该代码是运行在什么类型的处理器上。有些处理器类型编译器是不能直接支持,如SA-1100,这时可以使用与该类型处理器为同一指令集的基本处理器,比如对于SA-100,可以使用StrongARM。

注意

指定目标处理器可能使代码与其他ARM处理器不兼容。例如,编译时指定了ARMv6体系结构的代码,可能不能运行在ARM920T的处理器上(如果代码中使用了ARMv6体系结构中特有的指令)。

选择处理器类型可以使用--cpuname编译选项。该选项生成用于特定ARM处理器或体系结构的代码。

高效的C编程之:C编译器及其优化(上)

如果name是处理器名称。

·输入名称必须和ARM数据表中所示严格一致,例如ARM7TDMI。该选项不接受通配符字符。有效值是任何ARM6或更高版本的ARM处理器。

·选择处理器操作会选择适当的体系结构、浮点单元(FPU)以及存储结构。

·某些--cpu选择暗含--fpu选择。例如,当使用--arm选项编译时,--cpuARM1136JF-S暗含--fpuvfpv2。隐式FPU只覆盖命令行上出现在--cpu选项前面的显式--fpu选项。如果没有指定--fpu选项和--cpu选项,则使用--fpusoftvfp。

14.1.2调试选项

如果在编译C源程序时,设置了调试选项,这将很大程度地影响最终代码的大小和执行效率。因为带调试信息的代码映像,为了能够在调试程序时正确地显示变量或设置断点,包含很多冗余的代码和数据。所以如果想最大限度地提供程序执行效率、减少代码尺寸,就要在编译源文件时,去除编译器的调试选项。

以下选项指定调试表生成方法。

·-g(--debug):该选项启用生成当前编译的调试表。无论是否使用-g选项,编译器都生成的代码是相同的。惟一差别是调试表的存在与否。编译器是否对代码进行优化是由-O选项指定调的。默认情况下,使用-g选项等价于使用:-g-dwarf2--debug_macros。

注意

编译程序时,只使用-g选项而没有使用优化选项,编译器会提示警告信息。

·--no_debug:该选项禁止生成当前编译的调试表。这是默认选项。

·--no_debug_macros:当与-g一起使用时,该选项禁止生成预处理程序宏定义的调试表条目(Entry)。这会减小调试映像的大小。-gt-p是-gtp的同义字。

--debug_macros当与-g一起使用时,该选项启用生成预处理程序宏定义的调试表条目。这是默认选项,会增加调试映像的大小。一些调试程序忽略预处理程序条目。

14.1.3优化选项

使用-Onum选择编译器的优化级别。优化级别分别为。

·-O0:除一些简单的代码编号之外,关闭所有优化。使用该编译选项可以提供最直接的优化信息。

·-O1:关闭严重影响调试效果的优化功能。使用该编译选项,编译器会移除程序中未使用到的内联函数和静态函数。如果与--debug一起使用,该选项可以在较好的代码密度下,给出最佳调试视图。

·-O2:生成充分优化代码。如果与--debug一起使用,调试效果可能不令人满意,因为目标代码到源代码的映射可能因为代码优化而发生变化。

如果不生成调试表,这是默认优化级别。

·-O3:最高优化级别。使用该优化级别,使生成的代码在时间和空间上寻求平衡。该选项常和-Ospace和-Otime配合使用。

·-O3–Otime:使用该选项编译的代码比-O2–Otime选项编译的代码,在执行速度上要快,但占用的空间也更大。

·-O3-Ospace:产生的代码比使用-O2-Ospace选项产生的代码尺寸小,但执行效率可能会差。

如果要使编译的代码更侧重于代码的尺寸或执行效率(两者往往不可兼得),可以使用下面的编译选项。

·-Ospace:指示编译程序执行优化,以延长执行时间为代价减小映像大小。例如,由外部函数调用代替内联函数。如果代码大小比性能更重要,则使用该选项。这是编译器的默认设置。

·-Otime:指示编译程序执行优化,以增大映像大小为代价缩短执行时间。如果执行时间比代码大小更重要,则使用该选项。例如,它编译:

while(expression)body;

为:

if(expression){

dobody;

while(expression);

}

如果既不指定-Otime也不指定-Ospace,则编译器默认使用-Ospace。可使用-Otime编译代码中对时间要求严格的部分,使用-Ospace编译其余部分。但不能在同一编译程序调用中同时指定-Otime和-Ospace。

14.1.4AAPCS选项

ARM结构过程调用标准AAPCS(ProcedureCallStandardfortheARMArchitecture)是ARM体系结构二进制接口ABI(ApplicationBinaryInterfacefortheARMArchitecture【BSABI】)标准的一部分。使用该标准可以很方便的执行C和汇编语言的相互调用。

编译程序时,使用--apcs选项可以指定所使用得AAPCS标准的版本。如果没有指定--apcs或--cpu选项,则编译器使用下面默认编译选项。

--apcs/noswst/nointer/noropi/norwpi--cpuARM7TDMI--fpusoftvfp

有关AAPCS的详细信息,请参加ARM相关文档。

14.1.5编译选项对代码生成影响示例

本节举例说明编译器的优化选项如何影响代码生成。

1.使用-O0选项

下面的例子显示了即使使用-O0编译选项对代码进行编译时,有些冗余代码还是会被编译器自动清除。

intf(int*p)

{

return(*p==*p);

}

使用armcc-c-O0对源程序进行编译,生成的汇编代码如下所示。

f

MOVr1,r0

MOVr0,#1

MOVpc,lr

通过上面的例子可以看到,编译出的最终代码中没有加载(Load)指针P的值,变量*p被编译器优化掉了。如果不想让编译器对变量*p做优化,可以使用“volatile”对变量进行声明。下面的例子,显示了将变量声明为“volatile”类型后,使用armcc编译(-O2的优化级别)后的结果。

f

LDRr1,[r0]

LDRr0,[r0]

CMPr1,r0

MOVNEr0,#0

MOVEQr0,#1

MOVpc,lr

另外,编译的代码中的“MOVr1,r0”并没有实际意义,只是为了方便调试程序时设置断点使用。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

9月2日消息,不造车的华为或将催生出更大的独角兽公司,随着阿维塔和赛力斯的入局,华为引望愈发显得引人瞩目。

关键字: 阿维塔 塞力斯 华为

加利福尼亚州圣克拉拉县2024年8月30日 /美通社/ -- 数字化转型技术解决方案公司Trianz今天宣布,该公司与Amazon Web Services (AWS)签订了...

关键字: AWS AN BSP 数字化

伦敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英国汽车技术公司SODA.Auto推出其旗舰产品SODA V,这是全球首款涵盖汽车工程师从创意到认证的所有需求的工具,可用于创建软件定义汽车。 SODA V工具的开发耗时1.5...

关键字: 汽车 人工智能 智能驱动 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越来越多用户希望企业业务能7×24不间断运行,同时企业却面临越来越多业务中断的风险,如企业系统复杂性的增加,频繁的功能更新和发布等。如何确保业务连续性,提升韧性,成...

关键字: 亚马逊 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,据媒体报道,腾讯和网易近期正在缩减他们对日本游戏市场的投资。

关键字: 腾讯 编码器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中国国际大数据产业博览会开幕式在贵阳举行,华为董事、质量流程IT总裁陶景文发表了演讲。

关键字: 华为 12nm EDA 半导体

8月28日消息,在2024中国国际大数据产业博览会上,华为常务董事、华为云CEO张平安发表演讲称,数字世界的话语权最终是由生态的繁荣决定的。

关键字: 华为 12nm 手机 卫星通信

要点: 有效应对环境变化,经营业绩稳中有升 落实提质增效举措,毛利润率延续升势 战略布局成效显著,战新业务引领增长 以科技创新为引领,提升企业核心竞争力 坚持高质量发展策略,塑强核心竞争优势...

关键字: 通信 BSP 电信运营商 数字经济

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央广播电视总台与中国电影电视技术学会联合牵头组建的NVI技术创新联盟在BIRTV2024超高清全产业链发展研讨会上宣布正式成立。 活动现场 NVI技术创新联...

关键字: VI 传输协议 音频 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日举办的2024年长三角生态绿色一体化发展示范区联合招商会上,软通动力信息技术(集团)股份有限公司(以下简称"软通动力")与长三角投资(上海)有限...

关键字: BSP 信息技术
关闭
关闭