我怎样才能最小化这个程序的代码大小？

Posted 2023-02-16

【中文标题】我怎样才能最小化这个程序的代码大小？

【英文标题】：How can I minimize the code size of this program?

【发布时间】：2014-04-16 12:04:28

【问题描述】：

我有一些记忆问题。在这个函数中是否可以减少编译程序的内存？

它使用时间变量 hh,mm,ss.0 进行一些计算并返回取决于当前进度 (_SHOOT_COUNT) 的时间（在 millis 中）

unsigned long hour_koef=3600000L;
unsigned long min_koef=60000;

unsigned long timeToMillis(int* time)

  return (hour_koef*time[0]+min_koef*time[1]+1000*time[2]+100*time[3]);


float Func1(float x)

  return (x*x)/(x*x+(1-x)*(1-x));


float EaseFunction(byte percent,byte type)

  if(type==0)
    return Func1(float(percent)/100); 



unsigned long DelayEasyControl()


  long dd=timeToMillis(D1); 
  long dINfrom=timeToMillis(Din);
  long dOUTto=timeToMillis(Dout);
  if(easyINmode==0 && easyOUTmode==0) return dd;
  if(easyINmode==1 && easyOUTmode==0)
  
    if(_SHOOT_COUNT<duration) return (dINfrom+(dd-dINfrom)*EaseFunction(_SHOOT_COUNT*100/duration,0));
    else return dd;
   
  if(easyOUTmode==1)
  
    if(_SHOOT_COUNT>=_SHOOT_activation && _SHOOT_activation!=-1)
       
      if((_SHOOT_COUNT-_SHOOT_activation)<current_settings.delay_easyOUT_duration) return (dOUTto-(dOUTto-dd)*(1-EaseFunction((_SHOOT_COUNT-_SHOOT_activation)*100/duration,0)));
      else return dOUTto;
     
    else 
    
      if(easyINmode==0) return dd;
      else if(_SHOOT_COUNT<duration) return (dINfrom+(dd-dINfrom)*EaseFunction(_SHOOT_COUNT*90/duration,0));
      else return dd;
    
  

【问题讨论】：

我在这里看不到单个内存分配。 EaseFunction 是做什么的？您是如何得出此函数使用过多内存的结论的？

对不起，我的意思是编译后的程序大小）EaseFunction 看起来像这样float Func1(float x) return (x*x)/(x*x+(1-x)*(1-x)); float EaseFunction(byte percent,byte type) if(type==0) return Func1(float(percent)/100);

您应该编辑问题，以便其他人更容易找到和理解您的问题。

该代码看起来不大。您的目标是哪种机器/微控制器/环境？

你试过 gcc 的 -Os 选项吗（看看这里：gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Optimize-Options.html）？您也可以尝试在编译后剥离您的二进制文件 (sourceware.org/binutils/docs-2.16/binutils/strip.html)。

【参考方案1】：

您提到要优化的是代码大小，并且您在 Arduino 克隆（基于 ATmega32U4）上执行此操作。

那些控制器不支持浮点的硬件，所以这一切都将在占用大量代码的软件中进行模拟。

尝试重写它来做定点运算，这样你会节省很多代码空间。

通过优化其他数据类型，您可能会看到微小的收益，即uint16_t 而不是long 可能足以满足某些值，并且将函数标记为inline 可以节省执行跳转所需的指令。当然，编译器可能已经内联了。

【讨论】：

是的！再次感谢 - 它有效）使用 FIXED 计算我节省了超过 2.5kB 的程序）#define FIXED_FBITS 8 #define FIXED_TO_INT(a) ((a) >> FIXED_FBITS) #define FIXED_FROM_INT(a) (int32_t)((a) << FIXED_FBITS) #define FIXED_MAKE(a) (int32_t)((a*(1 << FIXED_FBITS))) static int32_t FIXED_Mul(int32_t a, int32_t b) return(((int32_t)a*(int32_t)b) >> FIXED_FBITS);

【参考方案2】：

大多数编译器都有优化大小的选项，请先尝试。然后，您可以尝试一些 8 位 MCU 的编译器中提供的非标准 24 位浮点类型，例如 NXP's MRK III 或 MPLAB XC8

默认情况下，XC8 编译器使用 24 位浮点格式，它是 32 位格式的截断形式，具有 8 位指数但只有 16 位有符号尾数。

Understanding Floating-Point Values

这将大大减少浮点数学库的大小无需任何代码更改，但对于您的 MCU 而言它可能仍然太大。在这种情况下，您需要重写程序。最有效的解决方案是切换到fixed-point（A.K.A 缩放整数），如@unwind 所说，如果您不需要非常宽的范围。事实上，这比软件浮点解决方案要快得多，而且占用的 ROM 大小要少得多。上面的 Microchip 文档也提出了解决方案：

较大的 IEEE 格式允许精确的数字，涵盖要处理的大范围值。然而，这些格式需要更多的数据内存来存储这种类型的值，并且处理这些值的库例程非常大而且速度很慢。浮点计算总是比整数计算慢得多，应尽可能避免使用，尤其是在使用 8 位设备时。 page 表示您可以考虑的一种替代方案。

此外，您可以尝试将重复的表达式（如 x*x 和 1-x）存储到一个变量中，而不是像 (x*x)/(x*x+(1-x)*(1-x)) 这样计算它们两次，如果编译器太笨，这会有所帮助。与easyINmode==0、easyOUTmode==1相同...

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其他一些事情：

ALL_CAPS 只能用于宏和常量 标识符以_ 开头，并且为图书馆保留大写字母。 C 也可以将它用于将来的功能，例如 _Bool 或 _Atomic。见What are the rules about using an underscore in a C++ identifier?（Arduino 可能是 C++） 对于重复使用多次的东西，使用函数而不是宏，因为内联扩展每次使用都会占用一些空间