为8位处理器优化一行C代码

Question

我正在使用8位处理器，并且已经在C编译器中编写代码，现在超过140行代码只占用1200字节，而这条单行占用的字节超过200字节。 eeprom_read()是一个函数，这个1000和100和10乘法应该有问题。

romAddr = eeprom_read(146)*1000 + eeprom_read(147)*100 +
          eeprom_read(148)*10 + eeprom_read(149);

处理器是8位， romAddr数据类型是int 。 有没有办法以更优化的方式编写这一行？

Answer 1

使用最多空间的东西可能是乘法的使用。 如果您的处理器缺少执行乘法的指令，则编译器必须逐步使用软件来执行此操作，这可能需要相当多的代码。

很难说，因为您没有指定目标处理器（或您正在使用的编译器）的任何内容。

一种方法可能是以某种方式尝试减少内联，因此可以重复使用乘以10的代码（在所有四个术语中使用）。

要知道是否属于这种情况，必须检查机器代码。 顺便说一下，使用十进制常量进行地址计算实际上很奇怪。

Answer 2

有时可以将乘法编译成一系列加法，是的。 您可以通过使用左移运算符来优化它。

A*1000 = A*512 + A*256 + A*128 + A*64 + A*32 + A*8

或者同样的事情：

A<<9 + A<<8 + A<<7 + A<<6 + A<<5 + A<<3

这仍然比单个“乘法”指令长一些，但是你的处理器显然没有它，所以这可能是下一个最好的事情。

Answer 3

你关注的是空间，而不是时间，对吧？ 你有四个函数调用，每个函数都传递一个整数参数，然后乘以一个常量，然后加上。 就像第一个猜测一样，那可能是

1. 将整数常量加载到寄存器中（6个字节）
2. 推送寄存器（2个字节，
3. 调用eeprom_read （6个字节）
4. 调整堆栈（4个字节）
5. 将整数乘法器加载到寄存器中（6个字节）
6. 推两个寄存器（4个字节），
7. 调用乘法例程（6个字节）
8. 调整堆栈（4个字节）
9. 将临时总和加载到寄存器中（6个字节）
10. 添加到该寄存器的乘法结果（2个字节）
11. 存储回临时总和（6个字节）。

让我们看看，6 + 2 + 6 + 4 + 6 + 4 + 6 + 4 + 6 + 2 + 6 =每次调用eeprom_read约52个字节。 最后一次调用会更短，因为它不会成倍增加。

我会尝试不使用像146这样的参数来调用eeprom_read ，而是使用(unsigned char)146 ，并且乘以1000而不是(unsigned short)1000 。 这样，您可以使编译器使用更短的指令，并且可能使用乘法指令而不是乘法函数调用。 此外，对eeprom_read的调用可能会被宏观化为直接内存提取，从而节省了参数的推送，函数的调用以及堆栈调整。

另一个技巧可能是将四个产品中的每一个存储在一个局部变量中，并在最后将它们全部加在一起。 这可能会产生更少的代码。 所有这些可能性也会使它更快，更小，尽管你可能不需要关心它。

节省空间的另一种可能是使用循环，如下所示：

static unsigned short powerOf10[] = {1000, 100, 10, 1};
unsigned short i;
romAddr = 0;
for (i = 146; i < 150; i++){
  romAddr += powerOf10[i-146] * eeprom_read(i);
}

这应该通过调用和乘法仅一次，加上循环指令而不是四个副本来节省空间。

在任何情况下，都可以使用编译器生成的汇编语言。

Answer 4

它非常非常依赖于编译器，但我建议你至少通过这种方式简化乘法：

romAddr = ((eeprom_read(146)*10 + eeprom_read(147))*10 +
          eeprom_read(148))*10 + eeprom_read(149);

你可以把它放在一个循环中：

uint8_t i = 146;
romAddr = eeprom_read(i);
for (i = 147; i < 150; i++)
    romAddr = romAddr * 10 + eeprom_read(i);

希望编译器应该认识到将16位值乘以10会更简单，而单独实现乘法1000和100则相比。

不过，我并不完全依赖编译器来有效地处理循环。

也许：

uint8_t hi, lo;
hi = (uint8_t)eeprom_read(146) * (uint8_t)10 + (uint8_t)eeprom_read(147);
lo = (uint8_t)eeprom_read(148) * (uint8_t)10 + (uint8_t)eeprom_read(149);
romAddr = hi * (uint8_t)100 + lo;

所有这些都是未经测试的。