LTO优化负面影响并找到最佳解决方案

时间:2015-07-10 18:43:20

标签: c++ embedded bootloader lto

我的MCU闪存分区(像往常一样)。 链接器将.struct_init,.struct_init_const,.struct_not_init部分放到地址属于闪存部分20。它在链接描述文件中是硬编码的。

考虑以下测试代码: test.h

typedef struct
{
    int val1;
    int val2;
} mystruct_t;

TEST.CPP

#include "test.h"

// each variable is placed in dedicated section
// sections are placed in flash section20
// linker exports symbols with address of eaach section
__attribute__((section(".struct_init")))
mystruct_t struct_init = {
    .val1 = 1,.val2 = 2};

__attribute__((section(".struct_init_const")))
extern const mystruct_t struct_init_const = {
    .val1 = 1, .val2 = 2};

__attribute__((section(".struct_not_init")))
mystruct_t struct_not_init;

的main.cpp

#include <stdint.h>

// This symbols exported by linker
// contains addresses of corresponding sections
extern uintptr_t LNK_STRUCT_INIT_ADDR;
extern uintptr_t LNK_STRUCT_INIT_CONST_ADDR;
extern uintptr_t LNK_STRUCT_NOT_INIT_ADDR;

// Pointers for indirect access to data
mystruct_t* struct_init_ptr = (mystruct_t*)LNK_STRUCT_INIT_ADDR;
const mystruct_t* struct_init_const_ptr = (const mystruct_t*)LNK_STRUCT_INIT_CONST_ADDR;
mystruct_t* struct_not_init_ptr = (mystruct_t*)LNK_STRUCT_NOT_INIT_ADDR;

// Extern variables declarations for DIRECT access data
extern mystruct_t struct_init;
extern const mystruct_t struct_init_const;
extern mystruct_t struct_not_init;

// This is some variables representing config values
// They can be more complex objects(classes) with internal state and logic..
int param1_direct;
int param1_init_const_direct;
int param1_not_init_direct;

int param1_indirect;
int param2_init_const_indirect;
int param1_not_init_indirect;

int main(void)
{
    // local variables init with direct access
    int param1_direct_local = struct_init.val1;
    int param1_init_const_direct_local = struct_init_const.val1;
    int param1_not_init_direct_local = struct_not_init.val1;

    // local variables init with indirect access
    int param1_indirect_local = struct_init_ptr->val1;
    int param2_init_const_indirect_local = struct_init_const_ptr->val1;
    int param1_not_init_indirect_local = struct_not_init_ptr->val1;

    //global variables init direct
    param1_direct = struct_init.val1;
    param1_init_const_direct = struct_init_const.val1;
    param1_not_init_direct = struct_not_init.val1;
    //global variables init indirect
    param1_indirect = struct_init_ptr->val1;
    param2_init_const_indirect = struct_init_const_ptr->val1;
    param1_not_init_indirect = struct_not_init_ptr->val1;

    while(1){
        // use all variables we init above
        // usage of variables may also occure in some functions or methods
        // directly or indirectly called from this loop
    }
}

我想确保param1_变量的初始化将导致从flash获取数据。因为闪存部分20中的数据可以使用引导加载程序进行更改(在主固件未运行时)。

问题是:LTO(以及其他优化)是否可以从闪存中丢弃提取并仅替换已知值,因为它们在链接时因初始化而已知。 什么方法更好? 如果LTO可以替换值 - 那么应该避免初始化? 我知道volatile可以帮助,但在这种情况下真的需要吗?

代码示例显示了访问和初始化数据的不同方法。 not_init版本似乎是最好的,因为编译器无法替代任何东西。但是有一些默认参数是个好主意,所以如果可以使用它,我更喜欢init版本。

应该选择什么方法?

目前我使用的是GCC 4.9.3,但这是关于任何C / C ++编译器的一般性问题。

1 个答案:

答案 0 :(得分:3)

C和C ++都有extern个变量,它们允许您定义常量而不会立即放弃它们的值:

// .h
extern int const param1;
extern char const* const param2;
// ...

通常,您会在(单个)源文件中定义它们,这会将它们隐藏在此源文件中的任何 not 之外。当然,这不是LTO弹性,但如果你可以禁用LTO,这是一个很容易的策略。

如果禁用LTO不是一个选项,另一个解决方案是不定义它们,让LTO生成二进制文件,然后使用脚本拼接右侧部分生成的二进制文件中的定义(可以闪存的那个)

如果LTO时间没有该值,则可以保证不会替换它。

至于您提供的解决方案,虽然volatile确实是标准兼容解决方案,但它意味着该值不是常量,这可以防止在运行时缓存它。这是否可以接受是为了让您知道,请注意它可能会对性能产生影响,因为您使用的是LTO我猜想你想避免。