c - 有哪些重构方法可以减少编译代码的大小？

Question

我有一个需要新功能的旧版固件应用程序。应用程序的大小已经接近设备有限的闪存容量，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问题，但客户对此持谨慎态度，因为他们过去曾导致失败。那么，在重构 C 代码以产生更小的输出时，需要寻找哪些常见的东西呢？

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尽可能使用生成函数而不是数据表
禁用内联函数
把常用的宏变成函数
降低大于本机机器大小的变量的分辨率（即 8 位微，尝试摆脱 16 位和 32 位变量 - 将某些代码序列加倍和加倍）
如果 micro 具有较小的指令集（Arm thumb），请在编译器中启用它
如果内存是分段的（即分页的或非线性的），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使用以消除全局内存调用
- 重新评估全局内存使用 - 如果它可以放在堆栈上，那就更好了
确保您在关闭调试的情况下进行编译 - 在某些处理器上它会产生很大的不同
压缩无法即时生成的数据 - 然后在启动时解压缩到 ram 中以便快速访问
深入研究编译器选项 - 可能每个调用都是自动全局的，但您可以安全地逐个文件禁用它以减小大小（有时显着）

如果您仍然需要比compile with optimizations打开时更多的空间，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，以便编译器在关闭优化的情况下基于棘手的 C 重写生成相同的优化。

例如，您可能有几个进行类似比较的“if”语句：

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){}

如果您打开它，这是编译器自动为您执行的优化之一。还有很多很多其他的，如果您想学习如何在 C 代码中手动执行此操作，您可能会考虑阅读一些编译器理论。

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通常：使用您的链接器映射或工具来确定您最大/最多的符号是什么，然后可能使用反汇编程序查看它们。你会惊讶于你以这种方式找到的东西。

使用一些 perl 等，您可以对 .xMAP 文件或“objdump”或“nm”的结果进行简短处理，并以各种方式重新排序以获取相关信息。

特定于小型指令集：注意文字池的使用。虽然从例如 ARM（每条指令 32 位）指令集更改为 THUMB（每条指令 16 位）指令集在某些 ARM 处理器上可能很有用，但它减小了“立即”字段的大小。

突然之间，来自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。因此，您会在文字池中获得一些额外的指令和一个额外的条目，这些条目通常是一条指令。

解决这个问题的策略是将全局变量和静态变量组合成结构；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”类从管理它们自己的实例指针转换为仅作为大型“struct GlobalTable”中的成员，并且在某些情况下，它在代码大小（几个百分比）和性能方面产生了显着差异。

否则：留意静态结构和非平凡构造的数据数组。其中每一个通常会生成大量 .sinit 代码（“不可见的函数”，如果您愿意的话），这些代码在 main() 之前运行以正确填充这些数组。如果您只能在静态数据中使用微不足道的数据类型，那么您的情况会好得多。

这又是可以通过使用工具对“nm”或“objdump”等的结果轻松识别的东西。如果您有大量 .sinit 文件，您会想要进行调查！

哦，而且——如果你的编译器/链接器支持它，不要害怕为某些文件或函数选择性地启用优化或更小的指令集！

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重构重复代码应该对程序的内存占用影响最大。

于 2009-03-19T14:37:26.203 回答

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注意宏。他们可以从一个宏扩展中生成大量代码。如果您发现这样的宏 - 尝试重写它们，以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 - 复制粘贴和逻辑重复。尝试将重复的代码分成函数。

检查编译器是否支持内联，可以关闭。

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触发错误的编译器优化？那很奇怪。获取您的程序的地图，看看您是否应该以数据或代码为目标。寻找重复的代码。寻找具有类似目标的代码。其中一个示例是busybox 代码，它旨在减少内存占用。

它更倾向于大小而不是可读性，所以有时它会变得非常丑陋，比如 goto 等等。

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上述答案声称“打开编译器优化[减少代码大小]”。鉴于我在嵌入式系统TI DSP 编程方面的所有文档和经验，我知道启用优化将增加您的代码大小（对于 TI DSP 芯片）！

让我解释：

TI TMSCx6416 DSP 有 9 个编译器标志，它们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？

这就是编译器将在汇编中做的事情，使 for 循环执行得更快（最多快几倍），但以更大的代码大小为代价。我建议阅读维基百科上的软件流水线（寻找循环展开、序言和结语）。

因此，请检查您的文档以确保优化不会使您的代码变大。

另一个建议是寻找与代码大小相关的编译器标志。如果您有代码大小编译器标志，请确保将它们提高到最高设置。通常针对代码大小进行编译意味着您的代码执行速度会变慢……但您可能必须这样做。

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你可以做很多事情，但是这两件事过去对我帮助很大，我只想建议一个

1-不要使用像sprintf这样的通用标准 C 库，...它们非常通用，如果您编写自己的函数，它会释放大量空间

2-如果你有一个 char 数组的本地声明，如果你知道最大长度，你应该明确给出长度，而不是通过输入参数获取长度，例如

如果你有这样的功能

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

您最好找到您使用的最大长度，然后将其更改为

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

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