网上找到了一篇文章关于高效c代码的编写，在这里贴出来，供大家参考吧。可能大家使用的平台不同，但是总体来说还是有借鉴意义的。
* 编程经验—随着程序员编程经验的增长,优化代码的技术也会相应提高。
* 对指令集映射的理解—单片机的内核不同其架构和特性也不相同。必须清楚C语言和汇编语句之间的映射关系,即这句C语句生成了哪几句汇编语句。
* 对编译器/连接器特性的了解—单片机不同其编译器也不同,即使是同一内核的单片机,不同编译器的代码效率和优化方法也是不同的。
* 清楚地认识系统—除了要了解与系统成本相关的内存,也要了解系统中其他重要的部分,比如对系统运行时间和运行速度的控制、哪些存储资源有限(RAM、ROM/Flash 和堆栈等) 以及系统的可读性等等。
从减少ROM、RAM和堆栈空间的消耗以及提高系统执行速度的角度来说,优化代码的方法有许多种。这里不可能给出所有的方法,只是将一些能显著提高代码效率的方法罗列出来。
变量的定义
要写出好的程序,变量起了很重要的作用,因为大部分的代码都是和数据有关的操作。即使是在以硬件控制为主的系统中,变量也起了很大的作用,MCU的大部分工作是在把外部硬件(如传感器,按钮等)的数值读进来,进行运算处理(和存储)之后输出相应的结果,用以驱动外围硬件。在使用变量的时候,以下几点需要注意：
(1)变量的大小
不同架构的MCU中,数据类型的长度是不同的,这对于代码效率有很大的影响。在8位机中,例如HC(S)08系列单片机,8bit数据的执行效率是最高的,因为大部分的指令都以字节为运算单位。在台式机环境下,我们通常用int(整型)作为数据类型,但是int数据的长度在不同的机器和编译器中是不同的。所以,要得到高效的C语言程序,我们应该使用类型定义(typedef)的方式规定各种数据类型的长度,尽可能的采用8位数据长度。例如,用uint8_t表示一个无符号8位整型数据(一个字节),用uint16_t表示一个无符号16位整型数据。在运算表达式中,采用类型转换方式把表达式结果值的数据长度缩减到最低所需。表1给出了零页地址内不同数据长度的两个变量相加得到不同数据长度结果所需代码的多少。从中我们可以看出,数据类型长度的选择对于代码效率的影响是很大的。
(2)无符号数和定点数
除了数据长度,数据是否是有符号数也会影响代码效率。比如两个8位长度的有符号数相加,得到一个16位长度的有符号数,这需要31个字节的代码,有符号数与无符号数进行比较运算所需的代码也比两个都是无符号数运算所需的代码要多。对于运算复杂、精度要求较高的场合,常常需要用到浮点运算。如果控制器硬件上带有浮点运算单元的话,执行起来效率会比较高。但是,大多数8位MCU只支持整数运算。对于浮点运算,既要得到精确的计算结果又不降低代码效率的话,我们可以先把数据按比例放大,运算结束后再按相同比例缩小。例如,要进行十进制小数的运算,可以用101表示10.1,待运算结束后,再用除法得到我们所需的浮点值。因为HC(S)08系列单片机的乘除运算效率很高,把浮点数转成定点数运算,能提高代码效率。此外,还可以用移位的方法来替代乘除运算,Codewarrior支持用移位来替代2的倍数的乘除运算。当然,是否采用移位方式由程序员自己决定。当然,在这个过程中需要考虑是否有溢出、取整是否合理等问题,否则不但可能得到错误的结果,还有可能需要大的数据长度（比如32位的数据)来存储中间值,反而降低了代码效率。
(3)全局变量、静态变量和局部变量
在嵌入式系统中,全局变量的使用可以有效地提高代码效率。全局变量一般会有一个固定的存储位置,如果把它放在零页地址中,代码效率将大大提高。给零页地址中的全局变量赋值可以采用MOV指令,只有3个字节的代码。而给非零页地址中的全局变量赋值就需要用LDA和STA指令,这需要5个字节的代码。如果用局部变量,因为它是存放在堆栈中的,所以在某些情况下需要用到H:X寄存器,而把堆栈指针放到H:X寄存器中去需要4到6个字节的代码(如果堆栈是在零页地址内)。在全局资源有限的情况下,使用局部变量反而代码效率更高。这里的建议是把那些要频繁使用的或者有位操作的变量定义为全局变量放置在零页地址内,这样能极大的提高代码效率。使用静态变量也是一种非常有用的方法,可以在把变量存储在全局地址范围的同时保持代码的可移植性和再使用性。但是,用来存放静态变量的RAM空间不能释放出来给其他子程序使用。 |
