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嵌入式开发中C语言源代码的应用优化方案

MCU开发加油站 2021-07-02 16:42 次阅读

作者:王全明

转自:嵌入式云IOT技术圈

1、选择合适的算法和数据结构

选择一种合适的数据结构很重要,如果在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和删除指令,那使用链表要快得多。数组与指针语句具有十分密切的关系,一般来说,指针比较灵活简洁,而数组则比较直观,容易理解。对于大部分的编译器,使用指针比使用数组生成的代码更短,执行效率更高。

在许多种情况下,可以用指针运算代替数组索引,这样做常常能产生又快又短的代码。与数组索引相比,指针一般能使代码速度更快,占用空间更少。使用多维数组时差异更明显。下面的代码作用是相同的,但是效率不一样。数组索引:

指针方法的优点是,array的地址每次装入地址p后,在每次循环中只需对p增量操作。在数组索引方法中,每次循环中都必须根据i值求数组下标的复杂运算。

2、使用尽量小的数据类型

能够使用字符型(char)定义的变量,就不要使用整型(int)变量来定义;能够使用整型变量定义的变量就不要用长整型(long int),能不使用浮点型(float)变量就不要使用浮点型变量。当然,在定义变量后不要超过变量的作用范围,如果超过变量的范围赋值,C编译器并不报错,但程序运行结果却错了,而且这样的错误很难发现。

在ICCAVR中,可以在Options中设定使用printf参数,尽量使用基本型参数(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式说明符),少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明符),至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用,其它C编译器也一样。在其它条件不变的情况下,使用%f参数,会使生成的代码的数量增加很多,执行速度降低。

3、减少运算的强度

(1)查表 (游戏程序员必修课)一个聪明的游戏大虾,基本上不会在自己的主循环里搞什么运算工作,绝对是先计算好了,再到循环里查表。看下面的例子:

旧代码:

long factorial(int i)

{

if (i == 0)

return 1;

else

return i * factorial(i - 1);

}

新代码:

static long factorial_table[] = {1, 1, 2, 6, 24, 120, 720 /* etc */ };

long factorial(int i)

{

return factorial_table[i];

}

如果表很大,不好写,就写一个init函数,在循环外临时生成表格。

(2)求余运算

a=a%8; 可以改为:a=a&7;

说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C编译器的“%”运算均是调用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n方的余数,均可使用位操作的方法来代替。

(3)平方运算

a=pow(a, 2.0); 可以改为:a=a*a;

说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列),乘法运算比求平方运算快得多,因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,在自带硬件乘法器的AVR单片机中,如ATMega163中,乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置硬件乘法器的AVR单片机中,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行速度快。如果是求3次方,如:

a=pow(a,3.0); 更改为:a=a*a*a;

则效率的改善更明显。

(4)用移位实现乘除法运算

a=a*4; b=b/4;

可以改为:

a=a《《2; b=b》》2;

通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中,如果乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果,如:=a*9 可以改为:a=(a《《3)+a

采用运算量更小的表达式替换原来的表达式,下面是一个经典例子:

旧代码:

x = w % 8;

y = pow(x, 2.0);

z = y * 33;

for (i = 0;i 《 MAX;i++)

{

h = 14 * i;

printf(“%d”, h);

}

新代码:

x = w & 7; /* 位操作比求余运算快*/

y = x * x; /* 乘法比平方运算快*/

z = (y 《《 5) + y; /* 位移乘法比乘法快 */

for (i = h = 0; i 《 MAX; i++)

{

h += 14; /* 加法比乘法快 */

printf(“%d”,h);

}

(5)避免不必要的整数除法整数除法是整数运算中最慢的,所以应该尽可能避免。一种可能减少整数除法的地方是连除,这里除法可以由乘法代替。这个替换的副作用是有可能在算乘积时会溢出,所以只能在一定范围的除法中使用。

不好的代码:

int i, j, k, m; m = i / j / k;

推荐的代码:

int i, j, k, m; m = i / (j * k);

(6)使用增量和减量操作符

在使用到加一和减一操作时尽量使用增量和减量操作符,因为增量符语句比赋值语句更快,原因在于对大多数CPU来说,对内存字的增、减量操作不必明显地使用取内存和写内存的指令,比如下面这条语句: x=x+1; 模仿大多数微机汇编语言为例,产生的代码类似于:

move A,x ;把x从内存取出存入累加器A

add A,1 ;累加器A加1

store x ;把新值存回x

如果使用增量操作符,生成的代码如下:

incr x ; x加1

显然,不用取指令和存指令,增、减量操作执行的速度加快,同时长度也缩短了。

(7)使用复合赋值表达式复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的程序代码。

(8)提取公共的子表达式在某些情况下,C++++编译器不能从浮点表达式中提出公共的子表达式,因为这意味着相当于对表达式重新排序。需要特别指出的是,编译器在提取公共子表达式前不能按照代数的等价关系重新安排表达式。这时,程序员要手动地提出公共的子表达式(在VC.NET里有一项“全局优化”选项可以完成此工作,但效果就不得而知了)。不好的代码:

float a, b, c, d, e, f;

。..

e = b * c / d;

f = b / d * a;

推荐的代码:

float a, b, c, d, e, f;

。..

const float t(b / d);

e = c * t;

f = a * t;

4、结构体成员的布局

很多编译器有“使结构体字,双字或四字对齐”的选项。但是,还是需要改善结构体成员的对齐,有些编译器可能分配给结构体成员空间的顺序与他们声明的不同。但是,有些编译器并不提供这些功能,或者效果不好。所以,要在付出最少代价的情况下实现最好的结构体和结构体成员对齐,建议采取下列方法:

(1)按数据类型的长度排序把结构体的成员按照它们的类型长度排序,声明成员时把长的类型放在短的前面。编译器要求把长型数据类型存放在偶数地址边界。在申明一个复杂的数据类型 (既有多字节数据又有单字节数据) 时,应该首先存放多字节数据,然后再存放单字节数据,这样可以避免内存的空洞。编译器自动地把结构的实例对齐在内存的偶数边界。

(2)把结构体填充成最长类型长度的整倍数把结构体填充成最长类型长度的整倍数。照这样,如果结构体的第一个成员对齐了,所有整个结构体自然也就对齐了。下面的例子演示了如何对结构体成员进行重新排序:不好的代码,普通顺序:

struct

{

char a[5];

long k;

double x;

} baz;

推荐的代码,新的顺序并手动填充了几个字节:

struct

{

double x;

long k;

char a[5];

char pad[7];

} baz;

这个规则同样适用于类的成员的布局。

(3)按数据类型的长度排序本地变量

当编译器分配给本地变量空间时,它们的顺序和它们在源代码中声明的顺序一样,和上一条规则一样,应该把长的变量放在短的变量前面。如果第一个变量对齐了,其它变量就会连续的存放,而且不用填充字节自然就会对齐。有些编译器在分配变量时不会自动改变变量顺序,有些编译器不能产生4字节对齐的栈,所以4字节可能不对齐。下面这个例子演示了本地变量声明的重新排序:

不好的代码,普通顺序

short ga, gu, gi;

long foo, bar;

double x, y, z[3];

char a, b;

float baz;

推荐的代码,改进的顺序

double z[3];

double x, y;

long foo, bar;

float baz;

short ga, gu, gi;

(4)把频繁使用的指针型参数拷贝到本地变量

避免在函数中频繁使用指针型参数指向的值。因为编译器不知道指针之间是否存在冲突,所以指针型参数往往不能被编译器优化。这样数据不能被存放在寄存器中,而且明显地占用了内存带宽。注意,很多编译器有“假设不冲突”优化开关(在VC里必须手动添加编译器命令行/Oa或/Ow),这允许编译器假设两个不同的指针总是有不同的内容,这样就不用把指针型参数保存到本地变量。否则,请在函数一开始把指针指向的数据保存到本地变量。如果需要的话,在函数结束前拷贝回去。

不好的代码:

// 假设 q != r

void isqrt(unsigned long a, unsigned long* q, unsigned long* r)

{

*q = a;

if (a 》 0)

{

while (*q 》 (*r = a / *q))

{

*q = (*q + *r) 》》 1;

}

}

*r = a - *q * *q;

}

推荐的代码:

// 假设 q != r

void isqrt(unsigned long a, unsigned long* q, unsigned long* r)

{

unsigned long qq, rr;

qq = a;

if (a 》 0)

{

while (qq 》 (rr = a / qq))

{

qq = (qq + rr) 》》 1;

}

}

rr = a - qq * qq;

*q = qq;

*r = rr;

}

5、循环优化

(1)充分分解小的循环要充分利用CPU的指令缓存,就要充分分解小的循环。特别是当循环体本身很小的时候,分解循环可以提高性能。注意:很多编译器并不能自动分解循环。

不好的代码:

// 3D转化:把矢量 V 和 4x4 矩阵 M 相乘

for (i = 0;i 《 4;i ++)

{

r[i] = 0;

for (j = 0;j 《 4;j ++)

{

r[i] += M[j][i]*V[j];

}

}

推荐的代码:

r[0] = M[0][0]*V[0] + M[1][0]*V[1] + M[2][0]*V[2] + M[3][0]*V[3];

r[1] = M[0][1]*V[0] + M[1][1]*V[1] + M[2][1]*V[2] + M[3][1]*V[3];

r[2] = M[0][2]*V[0] + M[1][2]*V[1] + M[2][2]*V[2] + M[3][2]*V[3];

r[3] = M[0][3]*V[0] + M[1][3]*V[1] + M[2][3]*V[2] + M[3][3]*v[3];

(2)提取公共部分

对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面,这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等,应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起,放到一个init的初始化程序中进行。

(3)延时函数通常使用的延时函数均采用自加的形式:

void delay (void)

{

unsigned int i;

for (i=0;i《1000;i++) ;

}

将其改为自减延时函数:

void delay (void)

{

unsigned int i;

for (i=1000;i》0;i--) ;

}

两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1- 3个字节,因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令,采用后一种方式能够生成这类指令。在使用while循环时也一样,使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少1-3个字母。但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时,使用预减循环有可能使数组超界,要引起注意。

(4)while循环和do…while循环用while循环时有以下两种循环形式:

unsigned int i;

i=0;

while (i《1000)

{

i++;

//用户程序

}

unsigned int i;

i=1000;

do

{

i--;

//用户程序

}

while (i》0);

在这两种循环中,使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。

(5)循环展开

这是经典的速度优化,但许多编译程序(如gcc -funroll-loops)能自动完成这个事,所以现在你自己来优化这个显得效果不明显。

旧代码:

for (i = 0; i 《 100; i++)

{

do_stuff(i);

}

新代码:

for (i = 0; i 《 100; )

{

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

do_stuff(i); i++;

}

可以看出,新代码里比较指令由100次降低为10次,循环时间节约了90%。不过注意:对于中间变量或结果被更改的循环,编译程序往往拒绝展开,(怕担责任呗),这时候就需要你自己来做展开工作了。还有一点请注意,在有内部指令cache的CPU上(如MMX芯片),因为循环展开的代码很大,往往cache溢出,这时展开的代码会频繁地在CPU 的cache和内存之间调来调去,又因为cache速度很高,所以此时循环展开反而会变慢。还有就是循环展开会影响矢量运算优化。

(6)循环嵌套

把相关循环放到一个循环里,也会加快速度。

旧代码:

for (i = 0; i 《 MAX; i++) /* initialize 2d array to 0‘s */

for (j = 0; j 《 MAX; j++)

a[i][j] = 0.0;

for (i = 0; i 《 MAX; i++) /* put 1’s along the diagonal */

a[i][i] = 1.0;

新代码:

for (i = 0; i 《 MAX; i++) /* initialize 2d array to 0‘s */

{

for (j = 0; j 《 MAX; j++)

a[i][j] = 0.0;

a[i][i] = 1.0; /* put 1’s along the diagonal */

}

(7)Switch语句中根据发生频率来进行case排序

Switch 可能转化成多种不同算法的代码。其中最常见的是跳转表和比较链/树。当switch用比较链的方式转化时,编译器会产生if-else-if的嵌套代码,并按照顺序进行比较,匹配时就跳转到满足条件的语句执行。所以可以对case的值依照发生的可能性进行排序,把最有可能的放在第一位,这样可以提高性能。此外,在case中推荐使用小的连续的整数,因为在这种情况下,所有的编译器都可以把switch 转化成跳转表。

不好的代码:

int days_in_month, short_months, normal_months, long_months;

。..

switch (days_in_month)

{

case 28:

case 29:

short_months ++;

break;

case 30:

normal_months ++;

break;

case 31:

long_months ++;

break;

default:

cout 《《 “month has fewer than 28 or more than 31 days” 《《 endl;

break;

}

推荐的代码:

int days_in_month, short_months, normal_months, long_months;

。..

switch (days_in_month)

{

case 31:

long_months ++;

break;

case 30:

normal_months ++;

break;

case 28:

case 29:

short_months ++;

break;

default:

cout 《《 “month has fewer than 28 or more than 31 days” 《《 endl;

break;

}

(8)将大的switch语句转为嵌套switch语句

当switch语句中的case标号很多时,为了减少比较的次数,明智的做法是把大switch语句转为嵌套switch语句。把发生频率高的case 标号放在一个switch语句中,并且是嵌套switch语句的最外层,发生相对频率相对低的case标号放在另一个switch语句中。比如,下面的程序段把相对发生频率低的情况放在缺省的case标号内。

pMsg=ReceiveMessage();

switch (pMsg-》type)

{

case FREQUENT_MSG1:

handleFrequentMsg();

break;

case FREQUENT_MSG2:

handleFrequentMsg2();

break;

。。。。。。

case FREQUENT_MSGn:

handleFrequentMsgn();

break;

default: //嵌套部分用来处理不经常发生的消息

switch (pMsg-》type)

{

case INFREQUENT_MSG1:

handleInfrequentMsg1();

break;

case INFREQUENT_MSG2:

handleInfrequentMsg2();

break;

。。。。。。

case INFREQUENT_MSGm:

handleInfrequentMsgm();

break;

}

}

如果switch中每一种情况下都有很多的工作要做,那么把整个switch语句用一个指向函数指针的表来替换会更加有效,比如下面的switch语句,有三种情况:

enum MsgType{Msg1, Msg2, Msg3}

switch (ReceiveMessage()

{

case Msg1;

。。。。。。

case Msg2;

。。。。。

case Msg3;

。。。。。

}

为了提高执行速度,用下面这段代码来替换这个上面的switch语句。

/*准备工作*/

int handleMsg1(void);

int handleMsg2(void);

int handleMsg3(void);

/*创建一个函数指针数组*/

int (*MsgFunction [])()={handleMsg1, handleMsg2, handleMsg3};

/*用下面这行更有效的代码来替换switch语句*/

status=MsgFunction[ReceiveMessage()]();

(9)循环转置

有些机器对JNZ(为0转移)有特别的指令处理,速度非常快,如果你的循环对方向不敏感,可以由大向小循环。

旧代码:

for (i = 1; i 《= MAX; i++)

{

。。。

}

新代码:

i = MAX+1;

while (--i)

{

。。。

}

不过千万注意,如果指针操作使用了i值,这种方法可能引起指针越界的严重错误(i = MAX+1;)。当然你可以通过对i做加减运算来纠正,但是这样就起不到加速的作用,除非类似于以下情况:

旧代码:

char a[MAX+5];

for (i = 1; i 《= MAX; i++)

{

*(a+i+4)=0;

}

新代码:

i = MAX+1;

while (--i)

{

*(a+i+4)=0;

}

(10)公用代码块

一些公用处理模块,为了满足各种不同的调用需要,往往在内部采用了大量的if-then-else结构,这样很不好,判断语句如果太复杂,会消耗大量的时间的,应该尽量减少公用代码块的使用。(任何情况下,空间优化和时间优化都是对立的–东楼)。当然,如果仅仅是一个(3==x)之类的简单判断,适当使用一下,也还是允许的。记住,优化永远是追求一种平衡,而不是走极端。

(11)提升循环的性能

要提升循环的性能,减少多余的常量计算非常有用(比如,不随循环变化的计算)。

不好的代码(在for()中包含不变的if()):

for( i 。。。)

{

if( CONSTANT0 )

{

DoWork0( i );// 假设这里不改变CONSTANT0的值

}

else

{

DoWork1( i );// 假设这里不改变CONSTANT0的值

}

}

推荐的代码:

if( CONSTANT0 )

{

for( i 。。。)

{

DoWork0( i );

}

}

else

{

for( i 。。。)

{

DoWork1( i );

}

}

如果已经知道if()的值,这样可以避免重复计算。虽然不好的代码中的分支可以简单地预测,但是由于推荐的代码在进入循环前分支已经确定,就可以减少对分支预测的依赖。

(12)选择好的无限循环

在编程中,我们常常需要用到无限循环,常用的两种方法是while (1)和for (;;)。这两种方法效果完全一样,但那一种更好呢?然我们看看它们编译后的代码:

编译前:while (1);

编译后:

mov eax,1

test eax,eax

je foo+23h

jmp foo+18h

编译前:for (;;);

编译后:jmp foo+23h

显然,for (;;)指令少,不占用寄存器,而且没有判断、跳转,比while (1)好。

6、提高CPU的并行性

(1)使用并行代码尽可能把长的有依赖的代码链分解成几个可以在流水线执行单元中并行执行的没有依赖的代码链。很多高级语言,包括C++,并不对产生的浮点表达式重新排序,因为那是一个相当复杂的过程。需要注意的是,重排序的代码和原来的代码在代码上一致并不等价于计算结果一致,因为浮点操作缺乏精确度。在一些情况下,这些优化可能导致意料之外的结果。幸运的是,在大部分情况下,最后结果可能只有最不重要的位(即最低位)是错误的。不好的代码:

double a[100], sum;

int i;

sum = 0.0f;

for (i=0;i《100;i++)

sum += a[i];

推荐的代码:

double a[100], sum1, sum2, sum3, sum4, sum;

int i;

sum1 = sum2 = sum3 = sum4 = 0.0;

for (i = 0;i 《 100;i += 4)

{

sum1 += a[i];

sum2 += a[i+1];

sum3 += a[i+2];

sum4 += a[i+3];

}

sum = (sum4+sum3)+(sum1+sum2);

要注意的是:使用4路分解是因为这样使用了4段流水线浮点加法,浮点加法的每一个段占用一个时钟周期,保证了最大的资源利用率。

(2)避免没有必要的读写依赖当数据保存到内存时存在读写依赖,即数据必须在正确写入后才能再次读取。虽然AMD Athlon等CPU有加速读写依赖延迟的硬件,允许在要保存的数据被写入内存前读取出来,但是,如果避免了读写依赖并把数据保存在内部寄存器中,速度会更快。在一段很长的又互相依赖的代码链中,避免读写依赖显得尤其重要。如果读写依赖发生在操作数组时,许多编译器不能自动优化代码以避免读写依赖。所以推荐程序员手动去消除读写依赖,举例来说,引进一个可以保存在寄存器中的临时变量。这样可以有很大的性能提升。下面一段代码是一个例子:不好的代码:

float x[VECLEN], y[VECLEN], z[VECLEN];

。。。。。。

for (unsigned int k = 1;k 《 VECLEN;k ++)

{

x[k] = x[k-1] + y[k];

}

for (k = 1;k 《VECLEN;k++)

{

x[k] = z[k] * (y[k] - x[k-1]);

}

推荐的代码:

float x[VECLEN], y[VECLEN], z[VECLEN];

。。。。。。

float t(x[0]);

for (unsigned int k = 1;k 《 VECLEN;k ++)

{

t = t + y[k];

x[k] = t;

}

t = x[0];

for (k = 1;k 《;VECLEN;k ++)

{

t = z[k] * (y[k] - t);

x[k] = t;

}

7、循环不变计算对于一些不需要循环变量参加运算的计算任务可以把它们放到循环外面,现在许多编译器还是能自己干这件事,不过对于中间使用了变量的算式它们就不敢动了,所以很多情况下你还得自己干。对于那些在循环中调用的函数,凡是没必要执行多次的操作通通提出来,放到一个init函数里,循环前调用。另外尽量减少喂食次数,没必要的话尽量不给它传参,需要循环变量的话让它自己建立一个静态循环变量自己累加,速度会快一点。还有就是结构体访问,东楼的经验,凡是在循环里对一个结构体的两个以上的元素执行了访问,就有必要建立中间变量了(结构这样,那C++的对象呢?想想看),看下面的例子:旧代码:

total = a-》b-》c[4]-》aardvark + a-》b-》c[4]-》baboon + a-》b-》c[4]-》cheetah + a-》b-》c[4]-》dog;

新代码:

struct animals * temp = a-》b-》c[4];

total = temp-》aardvark + temp-》baboon + temp-》cheetah + temp-》dog;

一些老的C语言编译器不做聚合优化,而符合ANSI规范的新的编译器可以自动完成这个优化,看例子:

float a, b, c, d, f, g;

。。。

a = b / c * d;

f = b * g / c;

这种写法当然要得,但是没有优化

float a, b, c, d, f, g;

。。。

a = b / c * d;

f = b / c * g;

如果这么写的话,一个符合ANSI规范的新的编译器可以只计算b/c一次,然后将结果代入第二个式子,节约了一次除法运算。

8、函数优化

(1)Inline函数在C++中,关键字Inline可以被加入到任何函数的声明中。这个关键字请求编译器用函数内部的代码替换所有对于指出的函数的调用。这样做在两个方面快于函数调用:第一,省去了调用指令需要的执行时间;第二,省去了传递变元和传递过程需要的时间。但是使用这种方法在优化程序速度的同时,程序长度变大了,因此需要更多的ROM。使用这种优化在Inline函数频繁调用并且只包含几行代码的时候是最有效的。

(2)不定义不使用的返回值函数定义并不知道函数返回值是否被使用,假如返回值从来不会被用到,应该使用void来明确声明函数不返回任何值。

(3)减少函数调用参数使用全局变量比函数传递参数更加有效率。这样做去除了函数调用参数入栈和函数完成后参数出栈所需要的时间。然而决定使用全局变量会影响程序的模块化和重入,故要慎重使用。

(4)所有函数都应该有原型定义

一般来说,所有函数都应该有原型定义。原型定义可以传达给编译器更多的可能用于优化的信息。

(5)尽可能使用常量(const)

尽可能使用常量(const)。C++ 标准规定,如果一个const声明的对象的地址不被获取,允许编译器不对它分配储存空间。这样可以使代码更有效率,而且可以生成更好的代码。

(6)把本地函数声明为静态的(static)

如果一个函数只在实现它的文件中被使用,把它声明为静态的(static)以强制使用内部连接。否则,默认的情况下会把函数定义为外部连接。这样可能会影响某些编译器的优化——比如,自动内联。

9、采用递归与LISP之类的语言不同,C语言一开始就病态地喜欢用重复代码循环,许多C程序员都是除非算法要求,坚决不用递归。事实上,C编译器们对优化递归调用一点都不反感,相反,它们还很喜欢干这件事。只有在递归函数需要传递大量参数,可能造成瓶颈的时候,才应该使用循环代码,其他时候,还是用递归好些。

10、变量(1)register变量在声明局部变量的时候可以使用register关键字。这就使得编译器把变量放入一个多用途的寄存器中,而不是在堆栈中,合理使用这种方法可以提高执行速度。函数调用越是频繁,越是可能提高代码的速度。

在最内层循环避免使用全局变量和静态变量,除非你能确定它在循环周期中不会动态变化,大多数编译器优化变量都只有一个办法,就是将他们置成寄存器变量,而对于动态变量,它们干脆放弃对整个表达式的优化。尽量避免把一个变量地址传递给另一个函数,虽然这个还很常用。C语言的编译器们总是先假定每一个函数的变量都是内部变量,这是由它的机制决定的,在这种情况下,它们的优化完成得最好。但是,一旦一个变量有可能被别的函数改变,这帮兄弟就再也不敢把变量放到寄存器里了,严重影响速度。看例子:

a = b(); c(&d);

因为d的地址被c函数使用,有可能被改变,编译器不敢把它长时间的放在寄存器里,一旦运行到c(&d),编译器就把它放回内存,如果在循环里,会造成N次频繁的在内存和寄存器之间读写d的动作,众所周知,CPU在系统总线上的读写速度慢得很。比如你的赛杨300,CPU主频300,总线速度最多66M,为了一个总线读,CPU可能要等4-5个周期,得。。得。。得。。想起来都打颤。

(2)同时声明多个变量优于单独声明变量(3)短变量名优于长变量名,应尽量使变量名短一点(4)在循环开始前声明变量

11、使用嵌套的if结构在if结构中如果要判断的并列条件较多,最好将它们拆分成多个if结构,然后嵌套在一起,这样可以避免无谓的判断。

该方案主要是考虑到在嵌入式开发中对程序执行速度的要求特别高,所以该方案主要是为了优化程序的执行速度。

注意:优化是有侧重点的,优化是一门平衡的艺术,它往往要以牺牲程序的可读性或者增加代码长度为代价。

责任编辑:gt


原文标题:嵌入式C语言源代码优化方案(非编译器优化)

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发表于 09-19 09:09 307次 阅读

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学习就是要不断的吸纳知识,在研发过程中,经常会遇到一些问题,这种发现问题并解决问题的过程就是进步。为什么选择学习嵌入式?...
发表于 09-18 16:42 299次 阅读
【嵌入式资料精选合集】嵌入式工程师资料免费分享

MSK调制解调器的matlab仿真

继续讲解程序!MSK也能进行相干解调?是的!同样是采用锁相环!先来看看MSK的优点,这是由于下面的这....
的头像 通信工程师专辑 发表于 09-18 11:43 102次 阅读
MSK调制解调器的matlab仿真

介绍3种方法跨时钟域处理方法

跨时钟域处理是FPGA设计中经常遇到的问题,而如何处理好跨时钟域间的数据,可以说是每个FPGA初学者....
的头像 FPGA设计论坛 发表于 09-18 11:33 617次 阅读
介绍3种方法跨时钟域处理方法

机智云追踪外卖骑手保温箱硬件开发和项目演示

01 本章实现功能介绍 追踪外卖骑手的保温箱的GPS定位信息以及外卖箱是否被人打开,以防止骑手在送餐....
的头像 机智云开发者 发表于 09-18 11:03 103次 阅读

如何充分利用各种类型的断点

代码断点是最简单的断点。开发人员只需要选择C代码或者反汇编窗口中的ASM指令并设置断点即可。一旦断点....
发表于 09-18 11:03 616次 阅读
如何充分利用各种类型的断点

Silicon Labs和涂鸦智能携手为物联网应用提供性能强大的Sub-GHz解决方案

Silicon Labs的EFR32FG片上系统助力涂鸦智能打造用于家居、商业和工业物联网的低功耗、....
发表于 09-18 10:58 917次 阅读
Silicon Labs和涂鸦智能携手为物联网应用提供性能强大的Sub-GHz解决方案

深入探究Linux系统噪音统计(osnoise tracer)

在Linux系统中作为一个普通线程是非常苦逼的。不仅NMI 、硬中断、软中断可以打断它,甚至其它普通....
的头像 Linux阅码场 发表于 09-18 10:53 143次 阅读
深入探究Linux系统噪音统计(osnoise tracer)

学习嵌入式linux为什么推荐stm32mp157开发板?

stm32mp157是ST推出的一款双A7+M4多核异构处理器,既可以学习linux,又可以学习stm32单片机开发,还可以拓展物联网、人工智能...
发表于 09-18 10:08 101次 阅读

avr单片机INT0是如何去模拟代码的

avr单片机INT0是如何去模拟代码的?怎样去编写其代码?...
发表于 09-18 06:49 0次 阅读

C语言教程:STL-for-each算法

C语言教程:STL-for-each算法(电源技术版面费5400)-文档为C语言教程:STL-for....
发表于 09-17 12:42 2次 阅读
C语言教程:STL-for-each算法

瑞芯微RK3399方案香橙派4开发板安卓系统的ADB功能使用方法

1) 首先准备一根品质良好的 Type-C 数据线,建议使用左图这种白色口 Type-C 2.0 的数据线,下图右侧所示的紫色口的快充线在 ...
发表于 09-17 12:02 101次 阅读
瑞芯微RK3399方案香橙派4开发板安卓系统的ADB功能使用方法

虹科合作推出小型可靠的嵌入式计算机

虹科与高性能FPGA系统开发领域的技术领跑者Gidel合作,最新推出了一款为高通量图像采集和为图像处....
的头像 广州虹科电子科技有限公司 发表于 09-17 11:17 708次 阅读

三菱交流伺服系统伺服故障和报警代码

伺服故障和报警代码大全,超实用!使用三菱交流伺服系统主要由三个系列:MR-ES、MR-J2S、MR-J3。通常故障情况可由伺服...
发表于 09-17 08:54 0次 阅读

如何利用51单片机制作从左至右再从右制作的流水灯呢

如何利用51单片机制作从左至右再从右制作的流水灯呢?如何编写其代码程序?...
发表于 09-17 06:52 0次 阅读

static在c语言中是什么意思

2019-10-10阅读(64)最主要有两点用途。让一个变量长期有效,而不管其是在什么地方被申明。比如:intfun1(){staticints_value=0;....
发表于 09-17 06:42 0次 阅读

如何去使用Wireshark抓包工具呢

Wireshark是什么? 怎样去安装一种Wireshark抓包工具? 如何去使用Wireshark抓包工具呢? ...
发表于 09-17 06:31 0次 阅读

松下伺服报警代码保护功能

《松下伺服故障报警代码分析及处理》由会员分享,可在线阅读,更多相关《松下伺服故障报警代码分析及处理(2页珍藏版)》请在人人文...
发表于 09-17 06:20 0次 阅读

意法半导体和 Blues Wireless 合作加快嵌入式蜂窝技术的应用

 STM32 MCU、运动温度传感器、STSAFE-A 安全模块和其他产品助力高安全性、高能效的嵌入....
发表于 09-16 17:41 1336次 阅读
意法半导体和 Blues Wireless 合作加快嵌入式蜂窝技术的应用

​开发板上玩GTA RISC-V多项移植项目成功运作中

电子发烧友网报道(文/周凯扬)RISC-V近期再度掀起了不小的热度,苹果招募RISC-V程序员负责其....
的头像 电子发烧友网 发表于 09-16 11:59 140次 阅读
​开发板上玩GTA RISC-V多项移植项目成功运作中

嵌入式开发中实用的宏打印函数

宏打印函数在我们的嵌入式开发中,使用printf打印一些信息是一种常用的调试手段。但是,在打印的信息....
的头像 FPGA之家 发表于 09-16 10:05 98次 阅读
嵌入式开发中实用的宏打印函数

使用Kotlin替代Java重构AOSP应用

两年前,Android 开源项目 (AOSP) 应用团队开始使用 Kotlin 替代 Java 重构....
的头像 谷歌开发者 发表于 09-16 09:26 101次 阅读
使用Kotlin替代Java重构AOSP应用

使用C语言进行PID算法实现

前文对PID算法离散化和增量式PID算法原理进行来探索,之后又使用Matlab进行了仿真实验,对PID三个参数又有了更深入的认...
发表于 09-16 09:11 0次 阅读

魔方网表,无代码开发平台NCDP的无冕之王

NCDP也就是No-code development platform,无代码开发平台,我第一次听到....
的头像 话说科技 发表于 09-15 14:34 85次 阅读

C语言中struct的用法有哪些

定义结构体变量       下面举一个例子来说明怎样定义结构体变量。                ....
的头像 STM32嵌入式开发 发表于 09-15 09:41 665次 阅读

51单片机的启动文件作用是什么

在我们使用kei c51创建一个51单片机项目时,会有如下图所示的提示: 一般情况下,需要选择“是”....
的头像 嵌入式ARM 发表于 09-15 09:12 181次 阅读
51单片机的启动文件作用是什么

官宣:米尔电子携新品入驻企业号

的头像 电子发烧友开放平台 发表于 09-14 16:24 169次 阅读
官宣:米尔电子携新品入驻企业号

工业品质4G Cat.1核心板——Core_Air724UG,很贵,但不是因为颜值

 让万物互联更简单,合宙通信在技术及服务方面不断探索突破,为行业应用带来工业品质4G Ca....
的头像 闫国梁 发表于 09-14 10:45 42次 阅读
工业品质4G Cat.1核心板——Core_Air724UG,很贵,但不是因为颜值

FastThreadLocal快在哪里

blog.csdn.net/mycs2012/article/details/90898128 1 ....
的头像 Android编程精选 发表于 09-13 09:17 132次 阅读

单片机C语言程序设计实训100例电子版下载

小白可以借鉴学习
发表于 09-13 09:15 64次 阅读

嵌入式开发中JTAG接口详解

通常所说的JTAG大致分两类,一类用于测试芯片的电气特性,检测芯片是否有问题;一类用于Debug;一....
的头像 开源嵌入式 发表于 09-12 16:11 520次 阅读

C++基础语法友元类和友元函数

本期是C++基础语法分享的第五节,今天给大家来分享一下: (1)explicit(显式)关键字; (....
的头像 C语言编程学习基地 发表于 09-12 09:52 190次 阅读

一条SQL语句是怎么被执行的

一直是想知道一条SQL语句是怎么被执行的,它执行的顺序是怎样的,然后查看总结各方资料,就有了下面这一....
的头像 Linux爱好者 发表于 09-12 09:44 168次 阅读
一条SQL语句是怎么被执行的

计算机如何执行你写的代码

计算机如何执行你写的代码?知乎上有人提问:电脑怎样执行编程语言的? 很多刚刚入坑的小白可能对此完全没....
的头像 嵌入式ARM 发表于 09-12 09:33 256次 阅读
计算机如何执行你写的代码

今日直播|秋天已来,火力全开,看启明云端如何用极具性价比方案让彩屏化86盒“出圈”

化繁为简,集中控制如何让你的家庭变得更智能;如何让操控变得更简单;如何花小成本就能让自己的家有大改变....
的头像 杨杨 发表于 09-10 18:57 16次 阅读
今日直播|秋天已来,火力全开,看启明云端如何用极具性价比方案让彩屏化86盒“出圈”

一文读懂NXP i.MX8M Plus有多优秀

.MX 8M Plus应用处理器中集成的新IP(例如NPU和ISP)虽然很强大,但同时也可能会给工程....
的头像 栾新科 发表于 09-10 18:13 56次 阅读
一文读懂NXP i.MX8M Plus有多优秀

iMX8MPlus开发板试用进行时-飞凌嵌入式

为配合飞凌嵌入式iMX8MPlus新品发布,电子发烧友企业号上线了测评试用活动,邀请电子发烧友海量的....
的头像 栾新科 发表于 09-10 17:35 69次 阅读
iMX8MPlus开发板试用进行时-飞凌嵌入式

如何通过Python脚本实现WIFI密码的暴力破解

前言 本文将记录学习下如何通过 Python 脚本实现 WIFI 密码的暴力破解,从而实现免费蹭网。....
的头像 马哥Linux运维 发表于 09-10 17:09 323次 阅读
如何通过Python脚本实现WIFI密码的暴力破解

安信Windows驱动开发教程第五部分

安信Windows驱动开发教程:创建一个简单的 Windows 11 应用
发表于 09-10 15:49 30次 阅读

安信Windows驱动开发教程第四部分

安信Windows驱动开发教程:更新现有应用
发表于 09-10 15:48 27次 阅读

安信Windows驱动开发教程第三部分

安信Windows驱动开发教程:适用于 Windows 的 React Native
发表于 09-10 15:42 31次 阅读

安信Windows驱动开发教程第二部分

安信Windows驱动开发教程:win 11 创建新应用的方法
发表于 09-10 15:41 25次 阅读

安信Windows驱动开发教程第一部分

安信Windows驱动开发教程:什么是通用 Windows 平台 (UWP) 应用程序?有什么功能?
发表于 09-10 15:39 52次 阅读

网络数据采集卡NET6043-S使用说明书

网络数据采集卡NET6043-S使用说明书
发表于 09-10 14:16 32次 阅读

网络数据采集卡NET6025-S使用说明书

网络数据采集卡NET6025-S使用说明书
发表于 09-10 14:15 26次 阅读

网络数据采集卡NET6024-S使用说明书

网络数据采集卡NET6024-S使用说明书
发表于 09-10 11:51 15次 阅读

NET数据采集卡V1.2使用说明书

NET数据采集卡V1.2使用说明书
发表于 09-10 11:49 21次 阅读

华为携手宝山助力上海加快智能光伏、嵌入式电源等技术落地

华为致力于通过技术创新,帮助各行各业持续降低能源消耗,助力能源结构转型。
的头像 华为数字能源 发表于 09-10 09:17 1421次 阅读

软件工程师为什么要写文档

在大多数软件工程师对编写、使用和维护代码的抱怨中,一个常见的问题是缺乏高质量的文档。缺乏文档有什么副....
的头像 Linux阅码场 发表于 09-09 11:26 249次 阅读

使用deepstream-test的范例代码修改车牌识别与遮盖

前一篇文章提到使用deepstream-test的范例代码,修改成“车牌识别”与“遮盖(redact....
的头像 NVIDIA英伟达企业解决方案 发表于 09-09 10:04 176次 阅读
使用deepstream-test的范例代码修改车牌识别与遮盖

在STM32G4片内不同存储空间运行的速度差异

最近有人问起程序在STM32G4片内不同存储空间运行的速度差异。说实在的,这个很难说死或说出个绝对的....
的头像 茶话MCU 发表于 09-09 09:57 235次 阅读
在STM32G4片内不同存储空间运行的速度差异

嵌入式Linux应用程序开发标准教程电子版

共计12章,有需要剩下部分的私信我哦~免费分享
发表于 09-09 09:29 24次 阅读

总线的定义于分类和传输的基本原理

在进行嵌入式开发中你一定遇到了各种总线,包括芯片内的地址总线和数据总线,高速总线和低速总线,还有芯片....
的头像 嵌入式ARM 发表于 09-09 09:16 194次 阅读
总线的定义于分类和传输的基本原理

骑手保温箱追踪及温湿度监测4G设备接入机智云教程

01 前言 利用机智云提供的通用版App即使不懂云和App开发,也可以在不用写任何代码的情况下,轻松....
的头像 机智云开发者 发表于 09-09 09:16 147次 阅读
骑手保温箱追踪及温湿度监测4G设备接入机智云教程

Kitronik ARCADE游戏手柄实现连连看

连连看相信大家都玩过,但这个用Kitronik AR CADE游戏手柄来玩连连看的项目你相信是一个高....
的头像 电子森林 发表于 09-08 11:47 223次 阅读
Kitronik ARCADE游戏手柄实现连连看

Cortex-M裸机环境下临界区保护的三种实现

今天给大家分享的是Cortex-M裸机环境下临界区保护的三种实现。 搞嵌入式玩过 RTOS 的朋友想....
的头像 strongerHuang 发表于 09-08 09:23 1013次 阅读
Cortex-M裸机环境下临界区保护的三种实现

嵌入式开发中软件架构存在的意义

在嵌入式软件开发,包括单片机开发中,软件架构对于开发人员是一个必须认真考虑的问题。软件架构对于系统整....
的头像 strongerHuang 发表于 09-08 09:18 203次 阅读
嵌入式开发中软件架构存在的意义

如何把Docker Registry迁移到Harbor

“要如何将 docker registry 中的镜像迁移至 harbor?本文介绍了四种具体的思路和....
的头像 马哥Linux运维 发表于 09-07 16:29 300次 阅读
如何把Docker Registry迁移到Harbor

最为精简的一个Linux Fork炸弹解析

转自:http://blog.saymagic.cn/2015/03/25/fork-bomb.ht....
的头像 Linux爱好者 发表于 09-07 16:12 115次 阅读