arm處理器提高執行速度和減小**尺寸是嵌入式軟體設計的關鍵需求，以其高效能、低功耗、低成本等優勢被廣泛應用於各種成功的32位嵌入式系統中。儘管大多數的arm編譯器和偵錯程式都帶有效能優化工具，但是為了保證其正確性，編譯器必須是穩妥和安全的，而且它還受到處理器自身結構的限制。因此，程式設計人員必須在理解編譯器工作特點的基礎上來實現**優化。**的優化方法較多，本文針對函式優化方法進行闡述。
1 函式區域性變數的資料型別
區域性變數包括函式內區域性變數、函式引數、函式返回值。由於arm資料操作都是32位，即使資料本身只需要8位或16位，對於這三類區域性變數也應盡可能使用32位的資料型別int或long，以提高**執行效率。下面以簡單求和函式為例進行分析。
函式add1計算包含10個字的陣列array的累加和，add2與add1功能相同，只是將函式add1的引數array型別改為16位的short，函式內區域性變數i型別改為8位的char，sum改為16位的short。add1、add2的c源**如下：
int add1(int *array)
short add2(short *array)
add1經編譯產生的彙編**：
add1
mov r2,r0
mov r0,#0
mov r1,#0
add1_loop
ldr r3,[r2,r1,lsl #2]
add r1,r1,#1
cmp r1,#0x0a
add r0,r3,r0
bcc add1_loop
mov pc,r14
add2經編譯產生的彙編**：
add2
mov r2,r0
mov r0,#0
mov r1,#0
add2_loop
add r3,[r2,r1,lsl #1];
增加語句
①ldrh r3,[r3,#0]
add r1,r1,#1
and r1,r1,0xff;增加語句
②cmp r1,#0x0a
add r0,r3,r0
bcc add2_loop
mov r0,r0,lsl #16;增加語句
③mov r0,r0,asr #16;增加語句
④mov pc,r14
比較add1和add2兩個函式的彙編**，可以發現add2_loop迴圈比add1_loop迴圈增加了4條語句。
語句①：函式add2中變數sum為16位short型別，arm指令中ldrh指令不支援移位位址偏移，因此增加add指令計算陣列下標位址。
語句②：由於函式add2中迴圈變數i為8位的char型別，而arm處理器的暫存器為32位，此語句用於處理迴圈變數累加過程中引起的溢位問題。即：當i累加到255時，再加1應該為0,而不是256。
語句③、④：函式add2中返回結果sum為short型別，在返回前需將32位暫存器的前16位用符號位填充，即轉換為16位short型別。
2 函式區域性變數的個數
為了加快程式的執行速度，函式編譯時應盡可能將區域性變數都分配在暫存器中。當區域性變數多於可用的暫存器時，編譯器會將多餘的變數壓入堆疊(即存入儲存器中)，因此必須控制區域性變數的個數。
arm處理器採用risc結構，帶有豐富的內部暫存器。在編譯器使用apcs開關選項，即支援atpcs(armthumb procedure call standard)標準時，理論上有14個暫存器(r0～r12，r14)可以用來存放區域性變數。但是實際上有些暫存器有自身特殊的用途，例如r9在與讀 寫位置無關（rwpi）的編譯情況下作為靜態基址暫存器使用，r12作為子程式內部呼叫的臨時過渡暫存器使用。atpcs規則中的暫存器名稱及說明如表1 所列。
表1 atpcs規則中暫存器說明
[url=
因此，應盡量限制區域性變數的數目：①對於函式的引數個數應控制在4個以內，只有r0～r3可用來儲存引數，當引數多於4個時將被壓入堆疊。如果由於實際應用的需要，引數多於4個，也可以採用結構體來組織引數，傳遞結構體指標來實現。②函式內部區域性變數的個數應控制在12個以內 （r0～r11），r12～r15都有特定用途。
3 函式內**的編寫
3.1 迴圈**的編寫
迴圈的控制條件設為遞減到零的形式，可以減少指令條數。以求10個數的累加和為例進行分析。
**1：
int sum=0;
for(int i=0;i<10;i++)
sum=sum+i;
**2：
int sum=0;
for(int i=10;i!=0;i--)
sum=sum+i;
彙編**1：
mov r0,#0
mov r1,#0
add1
add r1,r1,#1
cmp r1,#0x0a
add r0,r1,r0
bcc add1
彙編**2：
mov r0,#0
mov r1,#0x0a
add2
subs r1,r1,#1
add r0,r1,r0
bne add2
比較**1和**2，兩者的功能是相同的，但是**2在迴圈中少了1條指令。該迴圈的執行次數為10次，即在執行時共減少了10條指令。
3.2 內聯函式的使用
當函式體**較少（通常只有一兩條語句），且又被經常呼叫時，可將它設為內聯函式（inline）。對內聯函式的呼叫類似於巨集定義的展開，因此沒有函式呼叫的開銷（即引數的傳遞和函式值的返回），只是增加了被呼叫函式的**量。
例如在嵌入式系統中，經常訪問的外設埠的讀寫**就可以設成內聯函式，以提高執行效率。外設暫存器的讀寫函式如下：
inline unsigned short reg_read(unsigned short reg)
inline void reg_write(unsigned short reg, unsigned short val)
這兩個函式的共同特點是：函式體的**很少，只有1個語句；使用的區域性變數很少，只有1～2個引數。由於定義為內聯函式，程式的可讀性較好；在執行時由於沒有呼叫開銷，執行效率較高；函式體很小，在被展開時空間開銷不大。
結語由於嵌入式系統對儲存空間的限制和實時性的需求，在編寫**時必須採用相應的方法和原則以減少**的空間開銷和時間開銷。**優化需要花費時間，並且**優化後將降低源**的可讀性。因此，只有對經常被呼叫且對效能影響較大的函式進行優化，才能最有效地優化系統。
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