高效率嵌入式程序開發(fā)技巧

通常，工程師總是竭力避免使用冗余變量，以精簡程序。一般情況下這樣做是正確的，但是也有例外，如下所示：
int f(void);
int g(void);
file://f()和g()不訪問全局變量errs
int errs; file://全局變量
void test1(void)
{ errs += f();
errs += g();
}
void test2(void)
{ int localerrs = errs;
// 定義冗余的局部變量
localerrs += f();
localerrs += g();
errs = localerrs;
}
在第一種情況test1()里，每次訪問全局變量errs時都要先從相應(yīng)的存儲器下載到寄存器里，經(jīng)f()或g()函數(shù)調(diào)用后再存儲回原來的存儲器里面。在該例子中，一共要進行兩次這樣的下載/存儲操作。而在第二種情況test2()里，局部變量localerrs被分配以寄存器，這樣一來，整個函數(shù)就只需要一次下載/存儲全局變量存儲器了。盡量節(jié)省存儲器訪問的次數(shù)，對于提高系統(tǒng)性能非常有用。

循環(huán)程序的處理
計數(shù)循環(huán)是程序中常用的流程控制結(jié)構(gòu)。在C中，類似下面的for循環(huán)比比皆是：
for(loop=1；loop=limit；loop++)

這種累加計數(shù)的方法符合一般的自然思維習(xí)慣，所以比下面的遞減計數(shù)方法使用更多：
for(loop=limit；loop！=0； loop--)
這兩者在邏輯上并沒有效率差異，但是映射到具體的體系結(jié)構(gòu)中，就產(chǎn)生了很大的不同。

累加法比遞減法多用了一條指令，當(dāng)循環(huán)次數(shù)比較多的時候，這兩段代碼就會在性能上產(chǎn)生明顯的差異。分析其本質(zhì)原因，在于當(dāng)進行一個非零常數(shù)比較時，必須用專門的CMP指令來執(zhí)行；而當(dāng)一個變量與零進行比較時，ARM指令可以直接利用條件執(zhí)行的特性(NE)來進行判斷。很多時候循環(huán)展開由編譯器自動完成，不過應(yīng)注意對中間變量或結(jié)果被更改的循環(huán)，編譯程序往往拒絕展開，這時候就需要工程師自己來做展開工作了。

尤其值得注意的是，在有內(nèi)部指令cache的CPU上(如ARM946ES芯片)，因為循環(huán)展開的代碼很大，往往會出現(xiàn)高速緩沖存儲器溢出。這時展開的代碼會頻繁地在CPU的高速緩沖存儲器和內(nèi)存之間來回調(diào)用，又因為高速緩沖存儲器速度很高，所以此時循環(huán)展開反而會變慢。同時，循環(huán)展開會影響矢量運算優(yōu)化。

ARM處理器核對NZ(零比較轉(zhuǎn)移)有特別的指令處理，速度非?？?，如果你的循環(huán)對方向不敏感，可以由大向小循環(huán)。需要注意的是，如果指針操作使用了i值，這種方法可能引起指針?biāo)饕绲膰?yán)重錯誤(i = MAX+1)。當(dāng)然你可以通過對i做加減運算來糾正，但是如果這樣就沒有提高效率的作用了。

結(jié)語
本文對高效率嵌入式ARM程序開發(fā)總結(jié)了一些編程技巧。在實際的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中，可以大大的提高系統(tǒng)的性能，特別是在多媒體和通信等復(fù)雜度高的應(yīng)用中，對程序設(shè)計具有指導(dǎo)意義。