arm設(shè)計(jì)進(jìn)階(編輯修改稿)
2025-03-27 12:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ? RVDS對(duì)代碼密度的提升、代碼執(zhí)行速度的提高，都可以由 ARM開(kāi)發(fā)工具自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，而不需要軟件開(kāi)發(fā)人員花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間手動(dòng)優(yōu)化高級(jí)語(yǔ)言代碼。這是 RVDS的優(yōu)勢(shì)所在。 ? 先前版本中的編譯器 armcc， tcc，armcpp， tcpp 已經(jīng)整合成一個(gè)編譯器armcc，可以將標(biāo)準(zhǔn)的 C或 C++語(yǔ)言源程序編譯成 32位 ARM指令代碼或者 16位 Thumb指令代碼或者 Thumb2指令代碼。編譯器輸出的 ELF格式的目標(biāo)文件，包含調(diào)試信息。除此之外，編譯器可以輸出所生成的匯編語(yǔ)言列表文件。 ? RVDS的編譯器根據(jù)最新的 ARM架構(gòu)進(jìn)行特別的優(yōu)化，針對(duì)每個(gè) ARM架構(gòu)都提供最好的代碼執(zhí)行性能，最優(yōu)的代碼密度。可以根據(jù)需要選擇調(diào)試信息級(jí)別，以及不同的代碼優(yōu)化方向和優(yōu)化級(jí)別。 RVCT中 C 和 RogueWaveC++庫(kù)包括 ? 完整 ISO標(biāo)準(zhǔn) C語(yǔ)言庫(kù) 標(biāo)準(zhǔn) C語(yǔ)言函數(shù)集， C語(yǔ)言庫(kù)需要的支持函數(shù)以及在 Semihosted執(zhí)行環(huán)境中需要的目標(biāo)相關(guān)的函數(shù)。 ARM C語(yǔ)言庫(kù)結(jié)構(gòu)使用戶(hù)很容易定義目標(biāo)相關(guān)函數(shù)，以適應(yīng)特定的目標(biāo)環(huán)境。 ? 浮點(diǎn)函數(shù)庫(kù)使用 ARM 在 IEEE754標(biāo)準(zhǔn)（二進(jìn)制浮點(diǎn)算法）上實(shí)現(xiàn)的浮點(diǎn)環(huán)境。 RogueWaveC++庫(kù) RogueWaveC++庫(kù)包含標(biāo)準(zhǔn) C++函數(shù)，編譯器需要的支持函數(shù)。 各種源文件經(jīng)過(guò) ARM編譯器編譯后生成 ELF 格式的目標(biāo)文件。這些目標(biāo)文件和相應(yīng)的 C/C++運(yùn)行時(shí)庫(kù)經(jīng)過(guò) ARM連接器處理后，生成 ELF格式映像文件。 ? 通常在 嵌入式 系統(tǒng)中，指令和數(shù)據(jù)代碼會(huì)固化在非易失性存儲(chǔ)器中（ ROM或 Flash），可以從這些地方上電啟動(dòng)。從運(yùn)行速度方面考慮，部分指令和數(shù)據(jù)代碼會(huì)在啟動(dòng)后搬運(yùn)到易失性存儲(chǔ)器 (RAM)中，因此連接器可以使用一些方法機(jī)制來(lái)配置調(diào)度。 ? 這種分散裝載（ scatterloading）的機(jī)制可以讓把不同的指令和數(shù)據(jù)分散的放到不同的地址，而且這些地址在系統(tǒng)啟動(dòng)和系統(tǒng)運(yùn)行可以是不同的映射。 詳細(xì)的地址分配可以是用參數(shù)來(lái)指定，或者用一個(gè)描述文件來(lái)作為連接器的參數(shù)。使用描述文件會(huì)使維護(hù)起來(lái)非常簡(jiǎn)單，而且如果要改變地址分配，不需要把整個(gè)項(xiàng)目完全重新來(lái)做，只要把項(xiàng)目中需要的目標(biāo)重新連接即可。 一個(gè) scatterloading文件的示例： ? LOAD_FLASH 0x04000000 0x80000 。 啟動(dòng)地址和長(zhǎng)度 { EXE_FLASH 0x04000000 0x80000 { (Init, +First) 。 * (+RO) 。 } 32bitRAM 0x0000 0x2023 { (Vect, +First) 。 (+RO) } 16bitRAM 0x2023 0x80000 { * (+RW,+ZI) ? 。 } } ? 本文件定義了啟動(dòng)區(qū)域和三個(gè)執(zhí)行區(qū)域。在大括號(hào)外面定義了啟動(dòng)區(qū)域（ LOAD_FLASH），里面三個(gè)定義了執(zhí)行區(qū)域 (EXEC_FLASH,32bitRAM,16bitRAM)。 為了提高運(yùn)行速度，異常向量（在 ）和異常句柄（在 ）被重新放置到 32bitRAM的零地址開(kāi)始的地方。 可以讀寫(xiě)的變量被復(fù)制到 16bitRAM的 0x2023地址開(kāi)始的地方。 零初始化的數(shù)據(jù)和可讀寫(xiě)數(shù)據(jù)放在 16bitRAM內(nèi)。 其他不需要搬運(yùn)的代碼只需要還放在 Flash里就好。 RVCT 的優(yōu)化級(jí)別與優(yōu)化方向 ? 提到 RVCT就不能不提 ARMcc的四個(gè)優(yōu)化級(jí)別和兩個(gè)編譯選項(xiàng)， O O O O4，以及 Otime、 Ospace。 Ospace與 Otime負(fù)責(zé)給編譯器提供代碼優(yōu)化的大方向，告知編譯器編譯任務(wù)的主要目標(biāo)是代碼密度（ Ospace）還是代碼性能（ Oti ? me）。而 O O O O4則分別代表 4種逐次遞進(jìn)的不同優(yōu)化級(jí)別。 OSpace 還是 OTime？ ? 顯然代碼密度與代碼執(zhí)行速度在很多情況下是一對(duì)矛盾。以下面的代碼為例。例 1中左右兩段代碼可以完成相同的任務(wù)，但是左邊的有較高的代碼密度，右邊的則有較高的執(zhí)行速度。因?yàn)楫?dāng)expr = 0時(shí)，標(biāo)志循環(huán)結(jié)束時(shí)，右邊的代碼可以順序執(zhí)行下去；而左邊代碼必須先跳轉(zhuǎn)至循環(huán)體首部判斷 expr的值，隨后再跳轉(zhuǎn)道循環(huán)體尾，繼續(xù)執(zhí)行下一條指令。 ? 例 1 代碼速度與尺寸的對(duì)比 while (expr) if (expr) do { { do body。 { body。 } while (expr)。 } } ? 那么我們什么時(shí)候使用 Otime 什么時(shí)候使用Ospace呢？ Otime與 Ospace需要 開(kāi)發(fā) 人員根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際需求來(lái)決定，最好的情況是在兩者之間找到一個(gè)合適的平衡點(diǎn)，而不是單純的追求速度或者代碼尺寸的縮小。即，將不同的代碼模塊根據(jù)其特性分別使用不同的編譯選項(xiàng)。
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