9、微控制器优化C++编程指南

微控制器优化C++编程指南

1. 嵌入式系统软件的特点与挑战

嵌入式系统软件对时间要求极为严格，并且在代码大小方面有着成本敏感的限制。每一位微控制器软件代码都占用着宝贵的代码空间和执行周期，即使是最微小的软件缺陷，也可能导致系统资源出现严重问题。因此，编写高效的微控制器C++代码，需要扎实掌握C++语言，并遵循良好的开发实践。

2. 使用编译器优化设置

编译器的优化设置能够灵活调整代码生成方式，可以侧重于空间优化、速度优化，或者两者兼顾。GNU编译器拥有丰富的命令行优化选项。

以MD5消息摘要算法为例，该算法包含大量32位运算。原始的MD5代码基于RFC 1321的参考实现，经过了重构和针对微控制器的优化。优化后的代码在8位微控制器上进行了两次编译，一次针对速度优化，一次针对空间优化。

以下是优化设置和对应的结果：
| 优化目标 | MD5代码大小（字节） | MD5(“creativity”)运行时间（微秒） |
| — | — | — |
| 空间 | 9588 | 1690 |
| 速度 | 11276 | 1400 |

速度优化时使用的设置：

-O3 -finline-functions -finline-limit=64

空间优化时使用的设置：

-Os -fno-inline-functions

从结果可以看出，空间优化