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嵌入式中C和汇编的一些技巧

发布时间:2008/8/18 0:00:00 访问次数:745

  arm汇编部分:

  a. 条件执行

  cmp r0,#5

beq bypass

add r1,r1,r0

sub r1,r1,r2

  bypass ......

  可以替代为:

  cmp r0,#5

  addne r1,r1,r0

  subne r1,r1,r2

......

  如果被跳过的指令序列并不进行复杂的操作,使用条件执行都要比使用转移好,因为arm转义指令一般要用3个周期来执行。

  对于以下的条件执行可以这样来写汇编:

  ; if ( (a = = b) && (c = = d) ) e++

  cmp r0,r1

  cmpeq r2,r3

  addeq r4,r4,#1

  c语言部分:

  a. 很多人认为以下两种变量定义空间效率一样的:

① char a;

short b;

char c;

int d;

② char a;

char b;

short c;

int d;

  其实不然,定义次序的不同导致最终映像中不同的数据布局,实际中第二种定义方式能够节约更多的存储空间,所以在变量声名时,最好把所有相同类型的变量放在一起定义,这样可以优化存储器布局。

  b. 我们总是设法使用short或者char来定义变量,认为这样能够节省存储空间,但也有例外,我们先来看下这几段c代码及其相应的汇编:

  ① c代码:

int addition(int a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

  ② c代码:

short addition(short a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

mov a1,a1,lsl #16

mov a1,a1,asr #16

mov pc,lr

  ③ c代码:

char addition(char a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

and a1,a1,# &ff

mov pc,lr

  因为char 类型、short类型分别是8位、16位,完成加法操作后,需要在32位的寄存器中进行符号扩展,所以使用32位的int以及unsinged int做加法效率最高。

  c.冗余变量要消耗空间,许多人都不赞同使用它,但是下面这种情况就不同了。

int m ( void );

int n ( void );

int fg;

  ① void func_1 ( void )

{

fg += m ( );

fg += n ( );

}

  ② void func_2 ( void )

{

int tmp = fg;

tmp += m ( );

tmp += n ( );

fg = tmp;

}

  在func_1 ( ) 中每次对全局变量fg的加法操作都需要从存储器load到寄存器里,加完数据后还要store回原来的存储器,所以这个函数就进行了两次load和两次store操作。在func_2 ( ) 中,tmp作为局部变量,系统为其分配一寄存器,首先执行一次load操作后,由tmp进行加法,最后只需一次store操作把结果送给fg,节省了很多时间,毕竟读/写存储器的时间耗费要比读/写寄存器高得多。

  d.关于计数循环的问题,一般我们都会使用累加计数的方式,递减计数用得比较少,虽然从c代码上看累加和递减两种方式时间复杂度相同,但是在对时间要求严格的嵌入式领域,这两者执行时间还是有差别的。

  ① 累加计数方式:

for ( i = 1; i < times; i ++ )

{

tmp = tmp * i ;

}

  汇编:

……

0x06: mul r2,r1,r2

0x10: add r1,r1,#1

0x14: cmp r2,r0

0x18: ble 0x06

……

  ② 递减计数方式:

for ( i = times; i > 1; i -- )

{

tmp = tmp * i ;

}

  汇编:

……

0x06: mul r0,r1,r0

0x10: sub r1,r1,#1

0x14: bne 0x06

……

  从上面的汇编可以看出,累加计数需要用到专门的cmp指令来判断条件,而递减计数只需要利用条件执行的ne进行判别,当循环次数的量很大的话时间效率就有差别了。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  arm汇编部分:

  a. 条件执行

  cmp r0,#5

beq bypass

add r1,r1,r0

sub r1,r1,r2

  bypass ......

  可以替代为:

  cmp r0,#5

  addne r1,r1,r0

  subne r1,r1,r2

......

  如果被跳过的指令序列并不进行复杂的操作,使用条件执行都要比使用转移好,因为arm转义指令一般要用3个周期来执行。

  对于以下的条件执行可以这样来写汇编:

  ; if ( (a = = b) && (c = = d) ) e++

  cmp r0,r1

  cmpeq r2,r3

  addeq r4,r4,#1

  c语言部分:

  a. 很多人认为以下两种变量定义空间效率一样的:

① char a;

short b;

char c;

int d;

② char a;

char b;

short c;

int d;

  其实不然,定义次序的不同导致最终映像中不同的数据布局,实际中第二种定义方式能够节约更多的存储空间,所以在变量声名时,最好把所有相同类型的变量放在一起定义,这样可以优化存储器布局。

  b. 我们总是设法使用short或者char来定义变量,认为这样能够节省存储空间,但也有例外,我们先来看下这几段c代码及其相应的汇编:

  ① c代码:

int addition(int a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

  ② c代码:

short addition(short a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

mov a1,a1,lsl #16

mov a1,a1,asr #16

mov pc,lr

  ③ c代码:

char addition(char a)

{ return a+1; }

  汇编:

add a1,a1,#1

and a1,a1,# &ff

mov pc,lr

  因为char 类型、short类型分别是8位、16位,完成加法操作后,需要在32位的寄存器中进行符号扩展,所以使用32位的int以及unsinged int做加法效率最高。

  c.冗余变量要消耗空间,许多人都不赞同使用它,但是下面这种情况就不同了。

int m ( void );

int n ( void );

int fg;

  ① void func_1 ( void )

{

fg += m ( );

fg += n ( );

}

  ② void func_2 ( void )

{

int tmp = fg;

tmp += m ( );

tmp += n ( );

fg = tmp;

}

  在func_1 ( ) 中每次对全局变量fg的加法操作都需要从存储器load到寄存器里,加完数据后还要store回原来的存储器,所以这个函数就进行了两次load和两次store操作。在func_2 ( ) 中,tmp作为局部变量,系统为其分配一寄存器,首先执行一次load操作后,由tmp进行加法,最后只需一次store操作把结果送给fg,节省了很多时间,毕竟读/写存储器的时间耗费要比读/写寄存器高得多。

  d.关于计数循环的问题,一般我们都会使用累加计数的方式,递减计数用得比较少,虽然从c代码上看累加和递减两种方式时间复杂度相同,但是在对时间要求严格的嵌入式领域,这两者执行时间还是有差别的。

  ① 累加计数方式:

for ( i = 1; i < times; i ++ )

{

tmp = tmp * i ;

}

  汇编:

……

0x06: mul r2,r1,r2

0x10: add r1,r1,#1

0x14: cmp r2,r0

0x18: ble 0x06

……

  ② 递减计数方式:

for ( i = times; i > 1; i -- )

{

tmp = tmp * i ;

}

  汇编:

……

0x06: mul r0,r1,r0

0x10: sub r1,r1,#1

0x14: bne 0x06

……

  从上面的汇编可以看出,累加计数需要用到专门的cmp指令来判断条件,而递减计数只需要利用条件执行的ne进行判别,当循环次数的量很大的话时间效率就有差别了。

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



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