ARM程序優化及其在嵌入式TCP/IP協議實現中的應用

因此，面向ARM的C語言程序設計的條件判斷應當盡量采用“與0比較”的形式。C語言中，條件執行語句大多數應用在if條件判斷中，也有應用在復雜的關系運算（，==，>等）及位操運算（，！，and等）中的。面向ARM的C語言程序設計中，有符號型變量應盡量采取x lt;0、x>=0、x==0、x!=0的關系運算；對于無符號型的變量應采用x==0、x!=0（或者x>0）關系運算符。編譯器都可以對條件執行進行優化。

對于程序設計中的條件語句，應盡量簡化if和else判斷條件。與傳統的C語言程序設計有所不同，面向ARM的C語言程序設計中，關系表述中類似的條件應該集中在一起，使編譯器能夠對判斷條件進行優化。

循環

循環是程序設計中非常普遍的結構。在嵌入式系統中，微處理器執行時間在循環中運行的比例較大，因此關注循環的執行效率是非常必要的。除了在保證系統正確工作的前提下盡量簡化核循環體的過程以外，正確和高效的循環結束標志條件也非常重要。按照以上所述的“與0比較”原則，程序中的循環結束條件應該是“減到0” 的循環，結束條件盡量簡單。應盡可能在關鍵循環中采取上述的判斷形式，這樣可以在關鍵循環中省去一些不必要的比較語句，減少不必要的開銷，提高性能。如下面二個示例：

fact1 和fact2中通過定義局部變量a來減少對n的load/store操作。fact2函數遵循了“與0比較”原則，省去了fact1編譯結果中的比較指令，并且，變量n在整個循環過程不參與運算，也不需要保存。由于省去了寄存器分配，從而給其他部分程序的編譯帶來了方便，提高了運行效率。

“減到0”的方法同樣適用于while和do語句。如果一個循環體只循環幾次，可以用展開的方法提高運行效率。當循環展開后，不需要循環計數器和相關的跳轉語句，雖然代碼的長度有所增加，但是得到了更高的執行效率。

除法和求余

ARM 指令集中沒有提供整數的除法，除法是由C語言函數庫中的代碼（符號型_rt_sdiv和無符號型的_rt_udiv）實現的。一個32位數的除法需要 20～140個周期，依賴于分子和分母的取值。除法操作所用的時間是一個時間常量乘每一位除法所需要的時間：

Time（分子/分母）=C0+C1×log2（分子/分母）

=C0+C1×（log2（分子）-log2（分母））

由于除法的執行周期長，耗費的資源多，程序設計中應當盡量避免使用除法。以下是一些避免調用除法的變通辦法：

（1）在某些特定的程序設計時，可以把除法改寫為乘法。例如：（x/y）>z，在已知y是正數而且y×z是整數的情況下，就可以寫為x>（z×y）。

（2）盡可能使用2的次方作為除數，編譯器使用移位操作完成除法，如128就比100更加適合。在程序設計中，使用無符號型的除法要快于符號型的除法。

（3）使用求余運算的一個目的是為了按模計算，這樣的操作有時可以使用if的判斷語句來完成，考慮如下的應用：

uintcounter1（uintcount）uintcounter2（uintcount）

{{return（++count`）；if（++count>=60）}count=0;

return（count）；}

（4）對于一些特殊的除法和求余運算，采用查找表的方法也可以獲得很好的運行效果。

在除以某些特定的常數時，編寫特定的函數完成此操作會比編譯產生的代碼效率高很多。ARM的C語言庫中就有二個這樣的符號型和無符號型數除以10的函數，用來完成十進制數的快速運算。在toolkit子目錄的examplesexplasmdiv.c和examplesthumbdiv.c文件中，有這二個函數的ARM和Thumb版本。