ARM程序優(yōu)化及其在嵌入式TCP/IP協(xié)議實(shí)現中的應用

因此，面向ARM的C語(yǔ)言程序設計的條件判斷應當盡量采用“與0比較”的形式。C語(yǔ)言中，條件執行語(yǔ)句大多數應用在if條件判斷中，也有應用在復雜的關(guān)系運算（，==，>等）及位操運算（，！，and等）中的。面向ARM的C語(yǔ)言程序設計中，有符號型變量應盡量采取x lt;0、x>=0、x==0、x!=0的關(guān)系運算；對于無(wú)符號型的變量應采用x==0、x!=0（或者x>0）關(guān)系運算符。編譯器都可以對條件執行進(jìn)行優(yōu)化。

對于程序設計中的條件語(yǔ)句，應盡量簡(jiǎn)化if和else判斷條件。與傳統的C語(yǔ)言程序設計有所不同，面向ARM的C語(yǔ)言程序設計中，關(guān)系表述中類(lèi)似的條件應該集中在一起，使編譯器能夠對判斷條件進(jìn)行優(yōu)化。

循環(huán)

循環(huán)是程序設計中非常普遍的結構。在嵌入式系統中，微處理器執行時(shí)間在循環(huán)中運行的比例較大，因此關(guān)注循環(huán)的執行效率是非常必要的。除了在保證系統正確工作的前提下盡量簡(jiǎn)化核循環(huán)體的過(guò)程以外，正確和高效的循環(huán)結束標志條件也非常重要。按照以上所述的“與0比較”原則，程序中的循環(huán)結束條件應該是“減到0” 的循環(huán)，結束條件盡量簡(jiǎn)單。應盡可能在關(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(yǔ)句，減少不必要的開(kāi)銷(xiāo)，提高性能。如下面二個(gè)示例：

fact1 和fact2中通過(guò)定義局部變量a來(lái)減少對n的load/store操作。fact2函數遵循了“與0比較”原則，省去了fact1編譯結果中的比較指令，并且，變量n在整個(gè)循環(huán)過(guò)程不參與運算，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(lái)了方便，提高了運行效率。

“減到0”的方法同樣適用于while和do語(yǔ)句。如果一個(gè)循環(huán)體只循環(huán)幾次，可以用展開(kāi)的方法提高運行效率。當循環(huán)展開(kāi)后，不需要循環(huán)計數器和相關(guān)的跳轉語(yǔ)句，雖然代碼的長(cháng)度有所增加，但是得到了更高的執行效率。

除法和求余

ARM 指令集中沒(méi)有提供整數的除法，除法是由C語(yǔ)言函數庫中的代碼（符號型_rt_sdiv和無(wú)符號型的_rt_udiv）實(shí)現的。一個(gè)32位數的除法需要 20～140個(gè)周期，依賴(lài)于分子和分母的取值。除法操作所用的時(shí)間是一個(gè)時(shí)間常量乘每一位除法所需要的時(shí)間：

Time（分子/分母）=C0+C1×log2（分子/分母）

=C0+C1×（log2（分子）-log2（分母））

由于除法的執行周期長(cháng)，耗費的資源多，程序設計中應當盡量避免使用除法。以下是一些避免調用除法的變通辦法：

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

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

（3）使用求余運算的一個(gè)目的是為了按模計算，這樣的操作有時(shí)可以使用if的判斷語(yǔ)句來(lái)完成，考慮如下的應用：

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算，采用查找表的方法也可以獲得很好的運行效果。

在除以某些特定的常數時(shí)，編寫(xiě)特定的函數完成此操作會(huì )比編譯產(chǎn)生的代碼效率高很多。ARM的C語(yǔ)言庫中就有二個(gè)這樣的符號型和無(wú)符號型數除以10的函數，用來(lái)完成十進(jìn)制數的快速運算。在toolkit子目錄的examplesexplasmdiv.c和examplesthumbdiv.c文件中，有這二個(gè)函數的ARM和Thumb版本。