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ARM程序優(yōu)化及其在嵌入式TCP/IP協(xié)議實現(xiàn)中的應(yīng)用

作者: 時間:2012-04-20 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

因此,面向的C語言設(shè)計的條件判斷應(yīng)當(dāng)盡量采用“與0比較”的形式。C語言中,條件執(zhí)行語句大多數(shù)在if條件判斷中,也有在復(fù)雜的關(guān)系運(yùn)算(,==,>等)及位操運(yùn)算(,!,and等)中的。面向的C語言設(shè)計中,有符號型變量應(yīng)盡量采取x lt;0、x>=0、x==0、x!=0的關(guān)系運(yùn)算;對于無符號型的變量應(yīng)采用x==0、x!=0(或者x>0)關(guān)系運(yùn)算符。編譯器都可以對條件執(zhí)行進(jìn)行。

對于設(shè)計中的條件語句,應(yīng)盡量簡化if和else判斷條件。與傳統(tǒng)的C語言程序設(shè)計有所不同,面向的C語言程序設(shè)計中,關(guān)系表述中類似的條件應(yīng)該集中在一起,使編譯器能夠?qū)ε袛鄺l件進(jìn)行

循環(huán)

循環(huán)是程序設(shè)計中非常普遍的結(jié)構(gòu)。在系統(tǒng)中,微處理器執(zhí)行時間在循環(huán)中運(yùn)行的比例較大,因此關(guān)注循環(huán)的執(zhí)行效率是非常必要的。除了在保證系統(tǒng)正確工作的前提下盡量簡化核循環(huán)體的過程以外,正確和高效的循環(huán)結(jié)束標(biāo)志條件也非常重要。按照以上所述的“與0比較”原則,程序中的循環(huán)結(jié)束條件應(yīng)該是“減到0” 的循環(huán),結(jié)束條件盡量簡單。應(yīng)盡可能在關(guān)鍵循環(huán)中采取上述的判斷形式,這樣可以在關(guān)鍵循環(huán)中省去一些不必要的比較語句,減少不必要的開銷,提高性能。如下面二個示例:

53.jpg

fact1 和fact2中通過定義局部變量a來減少對n的load/store操作。fact2函數(shù)遵循了“與0比較”原則,省去了fact1編譯結(jié)果中的比較指令,并且,變量n在整個循環(huán)過程不參與運(yùn)算,也不需要保存。由于省去了寄存器分配,從而給其他部分程序的編譯帶來了方便,提高了運(yùn)行效率。

“減到0”的方法同樣適用于while和do語句。如果一個循環(huán)體只循環(huán)幾次,可以用展開的方法提高運(yùn)行效率。當(dāng)循環(huán)展開后,不需要循環(huán)計數(shù)器和相關(guān)的跳轉(zhuǎn)語句,雖然代碼的長度有所增加,但是得到了更高的執(zhí)行效率。

除法和求余

ARM 指令集中沒有提供整數(shù)的除法,除法是由C語言函數(shù)庫中的代碼(符號型_rt_sdiv和無符號型的_rt_udiv)的。一個32位數(shù)的除法需要 20~140個周期,依賴于分子和分母的取值。除法操作所用的時間是一個時間常量乘每一位除法所需要的時間:

Time(分子/分母)=C0+C1×log2(分子/分母)

=C0+C1×(log2(分子)-log2(分母))

由于除法的執(zhí)行周期長,耗費(fèi)的資源多,程序設(shè)計中應(yīng)當(dāng)盡量避免使用除法。以下是一些避免調(diào)用除法的變通辦法:

(1)在某些特定的程序設(shè)計時,可以把除法改寫為乘法。例如:(x/y)>z,在已知y是正數(shù)而且y×z是整數(shù)的情況下,就可以寫為x>(z×y)。

(2)盡可能使用2的次方作為除數(shù),編譯器使用移位操作完成除法,如128就比100更加適合。在程序設(shè)計中,使用無符號型的除法要快于符號型的除法。

(3)使用求余運(yùn)算的一個目的是為了按模計算,這樣的操作有時可以使用if的判斷語句來完成,考慮如下的

uintcounter1(uintcount)uintcounter2(uintcount)

{{return(++count`);if(++count>=60)}count=0;

return(count);}

(4)對于一些特殊的除法和求余運(yùn)算,采用查找表的方法也可以獲得很好的運(yùn)行效果。

在除以某些特定的常數(shù)時,編寫特定的函數(shù)完成此操作會比編譯產(chǎn)生的代碼效率高很多。ARM的C語言庫中就有二個這樣的符號型和無符號型數(shù)除以10的函數(shù),用來完成十進(jìn)制數(shù)的快速運(yùn)算。在toolkit子目錄的examplesexplasmdiv.c和examplesthumbdiv.c文件中,有這二個函數(shù)的ARM和Thumb版本。

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