引言
ARM处理器以其高性能、低功耗、低成本等优势被广泛应用于各种成功的32位嵌入式系统中。提高执行速度和减小代码尺寸是嵌入式软件设计的关键需求。尽管大多数的ARM编译器和调试器都带有性能优化工具,但是为了保证其正确性,编译器必须是稳妥和安全的,而且它还受到处理器自身结构的限制。因此,编程人员必须在理解编译器工作特点的基础上来实现代码优化。代码的优化方法较多,本文针对函数优化方法进行阐述。
1 函数局部变量的数据类型
局部变量包括函数内局部变量、函数参数、函数返回值。由于ARM数据操作都是32位,即使数据本身只需要8位或16位,对于这三类局部变量也应尽可能使用32位的数据类型int或lONg,以提高代码执行效率。下面以简单求和函数为例进行分析。
函数add1计算包含10个字的数组array的累加和,add2与add1功能相同,只是将函数add1的参数array类型改为16位的short,函数内局部变量i类型改为8位的CHAR,sum改为16位的short。add1、add2的C源代码如下:
int add1(int *array){
unsigned int i;
int sum=0;
for(i=0;i<10;i++)
sum=sum+array[i];
return sum;
}
short add2(short *array){
CHAR i;
short sum=0;
for(i=0;i<10;i++)
sum= sum+array[i];
return sum;
}
add1经编译产生的汇编代码:
add1
mov r2,r0
mov r0,#0
mov r1,#0
add1_loop
ldr r3,[r2,r1,lsl #2]
add r1,r1,#1
cmp r1,#0x0a
add r0,r3,r0
bcc add1_loop
mov pc,r14
add2经编译产生的汇编代码:
add2
mov r2,r0
mov r0,#0
mov r1,#0
add2_loop
add r3,[r2,r1,lsl #1];增加语句①
ldrh r3,[r3,#0]
add r1,r1,#1
and r1,r1,0xff;增加语句②
cmp r1,#0x0a
add r0,r3,r0
bcc add2_loop
mov r0,r0,lsl #16;增加语句③
mov r0,r0,asr #16;增加语句④
mov pc,r14
比较add1和add2两个函数的汇编代码,可以发现add2_loop循环比add1_loop循环增加了4条语句。
语句①:函数add2中变量sum为16位short类型,ARM指令中ldrh指令不支持移位地址偏移,因此增加add指令计算数组下标地址。
语句②:由于函数add2中循环变量i为8位的CHAR类型,而ARM处理器的寄存器为32位,此语句用于处理循环变量累加过程中引起的溢出问题。即:当i累加到255时,再加1应该为0,而不是256。
语句③、④:函数add2中返回结果sum为short类型,在返回前需将32位寄存器的前16位用符号位填充,即转换为16位short类型。
来源:维库开发网