9、优化DSP应用程序：从指针访问到显式数组访问的转换

优化DSP应用程序：从指针访问到显式数组访问的转换

在当今的嵌入式系统中，数字信号处理（DSP）应用程序的高效实现至关重要。然而，目前许多用C语言编写的DSP应用程序大量使用指针算术，这给编译器的分析和优化带来了很大困难。本文将介绍一种将DSP代码中特定类型的基于指针的内存访问转换为带有显式索引函数的数组访问的方法。

1. 背景与动机

嵌入式处理器在消费产品中得到了广泛应用，如手机和电源控制系统等。这些处理器通常用于运行对性能要求极高的DSP应用程序。早期，为了追求高性能，开发者采用手工编写汇编代码的方式来实现专门的架构。但随着嵌入式系统开发成本中算法和软件开发所占比重的增加，越来越多的开发者开始使用高级编程语言（如C语言）和优化编译器。

尽管使用C语言编程比手工编写汇编代码更省时，但由于当前编译器技术无法完全达到手工编写代码的效率，因此在性能上存在一定损失。为了平衡性能和开发时间，开发者通常会对C程序进行源代码级的调优。然而，这种调优方式对于具有大型、同质寄存器集和规则架构的现代DSP优化编译器来说，往往会适得其反。

在DSP应用程序中，指针算术的使用非常普遍。例如，在DSPstone基准测试中可以明显看到这一点。有些开发者错误地认为使用基于指针的代码可以让编译器生成更好的代码，但实际上，这种代码形式给编译器的进一步分析和优化带来了很大挑战。

以下是一个典型的基于指针的数组遍历示例：

int *p_a = &A[0] ;
int *p_b = &B[0] ;
int *p_c = &C[0] ;
for (k = 0 ; k < Z ;