Question

我有一个需要新功能的传统固件应用程序。应用程序的大小已经接近设备的有限闪存容量，并且少数新功能和变量将其推到了边缘。打开编译器优化可以解决这个问题，但客户对这样做很谨慎，因为它们过去曾导致过失败。那么，在重构C代码以产生较小的输出时，需要注意哪些常见的事情呢？

Answer 1

尽可能使用生成函数代替数据表
禁用内联函数
将常用的宏转换为函数
降低大于本机大小的变量的分辨率（即8位微量，尝试去除16位和32位变量 - 使一些代码序列翻倍和翻两番）
如果micro具有较小的指令集（Arm thumb），则在编译器中启用它
如果内存是分段的（即分页或非线性）那么
- 重新排列代码，以便需要使用更少的全局调用（更大的调用指令）
- 重新排列代码和变量用法以消除全局内存调用
- 重新评估全局内存使用情况 - 如果它可以放在堆栈上，那就更好了
确保您在关闭调试时进行编译 - 在某些处理器上它会产生很大的差异
压缩无法动态生成的数据 - 然后在启动时解压缩为ram以便快速访问
深入研究编译器选项 - 可能每个调用都是自动全局的，但您可以在逐个文件的基础上安全地禁用它以减小大小（有时显着）

如果您仍然需要比启用compile with optimizations更多的空间，请查看生成的程序集与未优化的代码。然后重新编写发生最大变化的代码，以便编译器根据棘手的C重写生成相同的优化，并关闭优化。

例如，您可能有几个'if'语句进行类似的比较：

if(A && B && (C || D)){}
if(A && !B && (C || D)){}
if(!A && B && (C || D)){}

然后创建一个新变量并提前进行一些比较将使编译器免于重复代码：

E = (C || D);

if(A && B && E){}
if(A && !B && E){}
if(!A && B && E){}

如果打开它，这是编译器为您自动执行的优化之一。还有很多很多其他的，如果你想学习如何在C代码中手工完成，你可以考虑阅读一些编译器理论。

Answer 2

通常：利用您的链接器映射或工具来确定最大/最多的符号是什么，然后可能使用反汇编程序查看它们。你会对这种方式感到惊讶。

使用perl或类似的东西，你可以缩短.xMAP文件或“objdump”或“nm”的结果，并以各种方式对相关信息进行重新排序。

特定于小指令集：注意literal pool用法。从例如改变ARM（每条指令32位）指令设置为THUMB（每条指令16位）指令集在某些ARM处理器上非常有用，它减小了“立即”字段的大小。

突然间，全局或静态的直接负载变得非常间接;它必须首先将全局/静态的地址加载到寄存器中，然后从中加载，而不是直接在指令中编码地址。所以你在文字池中得到一些额外的指令和一个额外的条目，通常是一条指令。

解决这个问题的策略是将全局和静态组合成结构;这样，您只存储一个文字（全局结构的地址）并从中计算偏移量，而不是在访问多个静态/全局变量时存储许多不同的文字。

我们将“单例”类从管理自己的实例指针转换为仅仅是大型“struct GlobalTable”中的成员，并且在某些情况下，它在代码大小（百分之几）和性能方面产生了明显的差异。

否则：留意静态结构和非平凡构造数据的数组。这些中的每一个通常都会生成大量的.sinit代码（“隐藏函数”，如果你愿意的话），它们在main（）之前运行，以正确填充这些数组。如果你只能在静力学中使用琐碎的数据类型，那么你的状况会好得多。

这又是通过在“nm”或“objdump”等结果上使用工具可以容易地识别的东西。如果你有很多.sinit的东西，你会想要调查！

哦，并且 - 如果你的编译器/链接器支持它，不要害怕选择性地为某些文件或函数启用优化或更小的指令集！

Answer 3

重构duplicate code应该对程序的内存占用产生最大的影响。

Answer 4

注意宏。他们可以从一次宏扩展中生成大量代码。如果你发现了这样的宏 - 尝试重写它们，以便最小化它们的大小，并将功能转移到函数中。

注意重复的代码 - 复制粘贴和逻辑复制。尝试将重复的代码分成函数。

检查编译器是否支持内联，并且可以将其关闭。

Answer 5

引发错误的编译器优化？真奇怪。获取程序的地图，看看是否应该定位数据或代码。寻找重复的代码。寻找具有类似目标的代码。其中一个例子是busybox代码，它的目标是占用大量内存。

它有利于大小而不是可读性，因此它有时会变得非常丑陋，有了等等。

Answer 6

以上答案声称“打开编译器优化[减小代码大小]”。鉴于我在嵌入式系统 TI DSP编程方面的所有文档和经验，我知道开启优化将增加您的代码大小（对于TI DSP芯片）！

让我解释一下：

TI TMSCx6416 DSP有9个编译器标志，会影响您的代码大小。

对于我的编译器，当您打开优化级别3时，文档说明：

什么是软件流水线？

这就是编译器在汇编中做的事情，它使for循环的执行速度明显加快（速度提高了几倍），但代价是更大的代码。我建议阅读software pipelining at wikipedia（寻找循环展开，prolog和epilog）。

请检查您的文档，确保优化不会使您的代码变大。

另一个建议是查找与代码大小相关的编译器标志。 如果您有代码大小的编译器标志，请确保将它们调高到最高设置。通常编译代码大小意味着您的代码执行速度会变慢......但您可能必须这样做。

Answer 7

您可以做很多事情，但是这两件事在过去对我有很大帮助我只想建议一个

1-请勿使用通用标准C库，例如 sprintf ，... 它们非常通用，如果您编写自己的函数，则会释放大量空间

2-如果您有一个char数组的本地声明（如果您知道最大长度），则应明确给出该长度，而不是通过输入参数来获取该长度，例如

如果您有这样的功能

void foo(char* str,uint8_t length){
char local_string[length];
....
}

您最好找到所用的最大长度，然后将其更改为

void foo(char* str,uint8_t length){
char local_string[MAXIMUM_LENGTH];
....
}