最近,看到群里的小伙伴在討論【我的代碼不按照流程執(zhí)行】相關(guān)的話題。這類問題,有經(jīng)驗的工程師肯定能想到是什么原因?qū)е碌模蔷褪蔷幾g器把你代碼優(yōu)化了。
本文將圍繞Keil MDK優(yōu)化選項,以及相關(guān)拓展知識(微庫、實際應(yīng)用、調(diào)試)進(jìn)行講述,希望能對你的項目開發(fā)有所幫助。
一、概 述
我們所指的優(yōu)化,主要包括兩個方面:
代碼大小(Size)
代碼性能(運行時間)
在MDK-ARM中,優(yōu)化相關(guān)的配置選項:
當(dāng)然,如果選擇編譯器(AC5、AC6)不同,優(yōu)化選項也有差異(下面講述)。
舉個例子:
某些項目MCU容量有限時,你除了修改代碼(優(yōu)化開支),同時你有必要使用優(yōu)化選項。
某些項目(比如某算法)需要高效(最短時間)運行,此時有必要使用優(yōu)化選項。
二、優(yōu)化選項說明
本節(jié)詳細(xì)講述了優(yōu)化相關(guān)選項,同時,編譯器選擇AC5和AC6時有差異,下面也會針對AC5和6分別講述。
1、Use Cross-Module Optimization:使用跨模塊優(yōu)化
使用跨模塊優(yōu)化可以啟用鏈接器反饋文件(進(jìn)行兩次編譯),從而允許進(jìn)一步的代碼優(yōu)化。
提示:
不針對庫目標(biāo)執(zhí)行跨模塊優(yōu)化;
跨模塊優(yōu)化將增加構(gòu)建項目所需的時間,因為會自動執(zhí)行多個編譯和鏈接步驟。
2、Use MicroLIB:使用微庫
它是ISO標(biāo)準(zhǔn)C運行時庫的子集(其中一部分),提供了性能和代碼大小之間的權(quán)衡。
微庫并不完全兼容ANSI,但對于大多數(shù)小型嵌入式應(yīng)用程序來說,它已經(jīng)足夠了。
3、Use Link-Time Code Generation:使用鏈接時代碼生成(優(yōu)化)
在V5版本之前有這個優(yōu)化選項,多文件編譯,鏈接時進(jìn)行優(yōu)化:
函數(shù)跨模塊內(nèi)聯(lián)
刪除未引用的變量和函數(shù)
通過重新排列變量優(yōu)化內(nèi)存訪問
在可能的情況下重用內(nèi)存
4、Execute-only Code:生成只執(zhí)行的代碼
不包含未使用(函數(shù)、變量等)代碼段。
僅限于:
C、Thumb代碼
基于Cortex-M3、M4的處理器
編譯器5.04以上
5、Optimize for Time:優(yōu)化時間
以更大的代碼大小為代價,減少執(zhí)行時間,比如使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)。
編譯器為AC6時,此選項為【Link-Time Optimization】,在鏈接狀態(tài)下執(zhí)行模塊間優(yōu)化。
6、Split Load and Store Multiple:分割加載和多存儲
指示編譯器將LDM和STM指令拆分為兩個或多個LDM或STM指令,以減少延遲,此選項可以提高系統(tǒng)的總體性能。
7、The One ELF Section per Function:每個函數(shù)一個ELF段
ELF代碼段通常包含許多函數(shù)的代碼,此選項告訴編譯器將所有函數(shù)放入它們自己的ELF段,這允許鏈接器刪除未使用的ELF段(而不是未使用的函數(shù))。
8、AC5時:Optimization優(yōu)化選項
Level 0 (-O0):關(guān)閉大部分優(yōu)化,除了一些簡單的轉(zhuǎn)換,生成的代碼具有最佳的調(diào)試視圖。
Level 1 (-O1):應(yīng)用受限優(yōu)化。
比如:刪除未使用的內(nèi)聯(lián)函數(shù)和靜態(tài)函數(shù),刪除冗余代碼和重新排序指令等。生成的代碼經(jīng)過合理優(yōu)化,具有良好的調(diào)試視圖。
Level 2 (-O2):高度優(yōu)化,目標(biāo)代碼到源代碼的映射并不一定對應(yīng),因此,不利于調(diào)試。
Level 3 (-O3):最大級別優(yōu)化,級別3與時間優(yōu)化相結(jié)合可能生成比級別2更多的代碼。
9、AC6時:Optimization優(yōu)化選項
當(dāng)編譯器選擇AC6時,優(yōu)化選項有差異(有更多優(yōu)化選項):
AC6優(yōu)化選型中前面5項(default、-O0 ~ 3)和AC5的作用基本一樣,但AC6多了三個選項。
-Ofast:啟用-O3的所有優(yōu)化,以及其他可能違反語言標(biāo)準(zhǔn)(嚴(yán)格遵守)的優(yōu)化。
-Os balanced:平衡代碼大小與代碼速度。默認(rèn)情況下,編譯器執(zhí)行優(yōu)化以提高性能,但可能會增加image文件大小。
-Oz image size:優(yōu)化代碼大小。
三、如何優(yōu)化?
本節(jié)講述三種編譯優(yōu)化,使其達(dá)到最優(yōu)(代碼最小、性能最好):
代碼大小
代碼性能(速度)
代碼平衡(大小和速度)
1、優(yōu)化代碼大小
針對AC5編譯器:
Use MicroLIB
Use Cross-module optimization
Optimization:level 2 (-O2)
針對AC6編譯器:
Use MicroLIB
Optimization:-Oz image size
說明:
代碼量大(ELF代碼段通常包含許多函數(shù)的代碼),可考慮使用The One ELF Section per Function選項減小代碼。
AC6編譯器改進(jìn)了優(yōu)化功能(可以理解為增加的3個選項集成了優(yōu)化功能)。
代碼優(yōu)化大?。▽Ρ龋?/strong>
2、優(yōu)化代碼性能
針對AC5編譯器:
Use Cross-module optimization
Optimization:level 3 (-O3)
Optimize for Time
針對AC6編譯器:
Optimization:-Ofast
Link-Time Optimization
代碼優(yōu)化性能(對比):
3、代碼平衡
這種情況下,在滿足代碼大小的同時,我們應(yīng)盡量滿足性能。
這里其實就是一個相關(guān)平衡的關(guān)系,結(jié)合上面兩種優(yōu)化方式根據(jù)自己實際情況出發(fā),一般優(yōu)化考慮如下配置。
針對AC5編譯器:
Use Cross-module optimization
Optimization:level 3 (-O3)
Optimize for Time
針對AC6編譯器:
Optimization:-Os balanced
Link-Time Optimization
當(dāng)然,AC6中-Os balanced優(yōu)化選項更智能。
四、拓 展
Keil MDK的優(yōu)化功能需要結(jié)合項目實際情況進(jìn)行優(yōu)化。對一些項目能起到很大幫助作用,但優(yōu)化之后也可能帶來一些影響。
比如,使用高度優(yōu)化(-O1以上),可能會影響Debug調(diào)試(因為優(yōu)化之后,編譯輸出和實際代碼不匹配)。
還有,指定源文件/文件組優(yōu)化。有些代碼不需要優(yōu)化,我們優(yōu)化指定的源文件/文件組就行。
本文轉(zhuǎn)載自嵌入式專欄
審核編輯:湯梓紅
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原文標(biāo)題:寫個單片機程序,居然被優(yōu)化了!
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