如果供應(yīng)商為我自己的項目提供了一個起點，那就太好了。工作'blinky'始終是一個偉大的首發(fā)。方便總是有代價，而且“blinky”就是夸大“切換GPIO引腳”的代碼大小。對于具有少量RAM和FLASH的設(shè)備，這可能會引起關(guān)注：如果'blinky'占用那么多，我的應(yīng)用程序是否適合該設(shè)備？不要擔(dān)心：可以輕松地修剪掉（或任何其他項目）。

恩智浦LPC845-BRK主板上的Binky

我在這里使用一個'blinky'項目作為一個例子：修剪技巧也適用于任何其他類型的項目。

在本教程中，我在BRK（突破）板上使用NXPLPC845：

恩智浦LPC845-BRK板

1、Blinky示例

我所使用的是基于Eclipse的NXP MCUXpresso IDE：

選擇SDK板

我使用供應(yīng)商默認(rèn)設(shè)置創(chuàng)建了'blinky'項目：

Blinky項目

一個'blinky'應(yīng)該閃爍一個LED，對任何項目來說都是一個好的開手機(jī)。構(gòu)建相當(dāng)小的項目，代碼大小如下：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH:	10536 B	64 KB	16.08%
SRAM:	2424 B	16 KB	14.79%

text	data	bss	dec	hex	filename
10532	4	2420	12956	329c	lpc845breakout_led_blinky.axf

該信息也在控制臺中顯示，分為文本，數(shù)據(jù)和bss：

10K的'blinky'看起來有點夸張。但是我們現(xiàn)在將在接下來的步驟中修改它。

2、大小信息

有關(guān)大小信息的含義，請閱讀“?text，data和bss：Code and Data Size Explained?”。查看我的設(shè)備上使用空間的正常方法是檢查鏈接器映射文件（* .map）：

鏈接器映射文件

但是這個map文件很難閱讀，而且對于專家來說更是如此：它列出了具有地址和大小的部分：

鏈接器映射文件內(nèi)容

使用MCUXpresso IDE V11，有一個很好的“圖像信息”視圖，它基本上是一個更好的ma'p文件信息查看器：

圖像信息查看

我可以過濾和排序數(shù)據(jù)，這讓我知道代碼和數(shù)據(jù)使用了多少空間：

圖像信息存儲器內(nèi)容

當(dāng)然，它需要一些關(guān)于應(yīng)用程序應(yīng)該做什么的知識。我總是瀏覽視圖中的項目列表，看看是否有任何我不希望的東西：也許應(yīng)用程序正在使用可以刪除的東西。

3、源代碼

對于一個簡單的眨眼，這是相當(dāng)小的。首先要檢查程序正在做什么。main.c有這個：

/* * Copyright 2017 NXP* All rights reserved.** SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause*/#include "board.h" #include "fsl_gpio.h"#include "pin_mux.h" /******************************************************************************** Definitions******************************************************************************/ #define BOARD_LED_PORT 1U#define BOARD_LED_PIN 2U /******************************************************************************** Prototypes******************************************************************************/ /******************************************************************************** Variables******************************************************************************/ volatile uint32_t g_systickCounter; /******************************************************************************** Code******************************************************************************/void SysTick_Handler(void) {if (g_systickCounter != 0U){g_systickCounter--;} }void SysTick_DelayTicks(uint32_t n) {g_systickCounter = n;while (g_systickCounter != 0U){} }/*! * @brief Main function */ int main(void) {/* Define the init structure for the output LED pin*/gpio_pin_config_t led_config = {kGPIO_DigitalOutput,0,};/* Board pin init */BOARD_InitPins();BOARD_InitBootClocks();BOARD_InitDebugConsole();/* Init output LED GPIO. */GPIO_PortInit(GPIO, BOARD_LED_PORT);GPIO_PinInit(GPIO, BOARD_LED_PORT, BOARD_LED_PIN, &led_config);/* Set systick reload value to generate 1ms interrupt */if (SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000U)){while (1){}}while (1){/* Delay 1000 ms */SysTick_DelayTicks(1000U);GPIO_PortToggle(GPIO, BOARD_LED_PORT, 1u << BOARD_LED_PIN);} }

基本上，代碼正在初始化引腳，時鐘，設(shè)置SysTick定時器，然后在循環(huán)中執(zhí)行'blinky'，使用Systick計數(shù)器延遲閃爍周期。

4、調(diào)試控制臺

但我可以看到它初始化一個調(diào)試控制臺（以及它的UART硬件）：

BOARD_InitDebugConsole();

去掉這些，我們就可以得到：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH:	5616 B	64 KB	8.57%
SRAM:	2400 B	16 KB	14.65%

在許多情況下，演示應(yīng)用程序會設(shè)置一些通信通道，但之后就不會使用它們。鏈接器可以很好地刪除未使用的對象（函數(shù)/變量），但前提是它們沒有被引用。

5、半主控和printf（）

接下來要看的是是否存在任何半主機(jī)或printf（）。該項目正在使用'Redlib'，這是一個優(yōu)化的庫，與'標(biāo)準(zhǔn)'newlib或較小標(biāo)準(zhǔn)的newlib-nano相比：

Redlib

盡管如此，該庫可能會增加代碼大小，因為它使用半主機(jī)（通過調(diào)試器發(fā)送消息）。查看Memory視圖，我可以直接或間接地看到所需的所有這些標(biāo)準(zhǔn)I / O函數(shù)：

stdio功能

擁有該功能的所有鉤子只有在使用它時才有意義，并且“blinky”不會使用它。因此，擺脫半主機(jī)和所有未使用的標(biāo)準(zhǔn)I / O意味著使用'none'變體：

沒有標(biāo)準(zhǔn)I / O的庫

這讓我們了解到這一點：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH:	3372 B	64 KB	5.15%
SRAM:	2208 B	16 KB	13.48%

?

或者使用較小的變體或?qū)崿F(xiàn)。有關(guān)此問題的更多背景信息，請參閱本文末尾的鏈接。

6、DEBUG和NDEBUG

接下來要檢查編譯器是否定義了列出的DEBUG。事實上，情況就是這樣：

DEBUG定義

使用該定義集，SDK和示例驅(qū)動程序中有許多額外的代碼，它們使用'assert（）'宏檢查好的值：

SDK代碼中斷言的用法

在這里，圖像信息視圖再次有用：它向我展示了使用assert()的所有地方：

斷言用法

實際上，在代碼中使用斷言來盡早捕獲編程錯誤是一種很好的做法。但是所有的assert()代碼確實加起來了。要關(guān)閉額外的代碼（和安全帶！），我將宏更改為NDEBUG：

NDEBUG

這讓我們了解到一點：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	3144 B	64 KB	4.80％
SRAM：	2208 B	16 KB	13.48％

7、中斷和向量

圖像信息視圖再次是一個很好的起點。我正在檢查使用過的中斷。Blinky正在使用預(yù)期的SysTick中斷。但是仍然使用UART中斷？

使用中斷

大多數(shù)中斷都實現(xiàn)為“weak”：實現(xiàn)為默認(rèn)/空，可以被應(yīng)用程序覆蓋。但UART沒有意義，因為”blinky”沒有使用任何UART通信？

事實證明，NXP SDK默認(rèn)啟用了UART事務(wù)API：

UART Transactional API設(shè)置

事務(wù)API允許在通信組塊/事務(wù)中發(fā)送/接收UART數(shù)據(jù)。但我們不需要在我們的眨眼中，所以讓我們把它關(guān)掉：

關(guān)閉UART TransactionalAPI

這樣一來，內(nèi)存情況為：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH:	2964 B	64 KB	4.52%
SRAM:	2184 B	16 KB	13.33%

但我認(rèn)為CMSIS（設(shè)置中斷優(yōu)先級，通用時鐘設(shè)置）非常有用，所以我不在這里觸摸它。應(yīng)用程序中最大的功能是SysTick代碼用來將定時器的優(yōu)先級設(shè)置為最低優(yōu)先級，以節(jié)省另外220個字節(jié)：

CMSIS作為最大的單一功能代碼大小貢獻(xiàn)者

8、優(yōu)化

到目前為止，我已經(jīng)刪除了不需要的或未使用的功能。接下來我可以打開編譯器優(yōu)化。默認(rèn)情況下，項目設(shè)置為-O0：

編譯器優(yōu)化

-O0表示無優(yōu)化：代碼直觀且易于調(diào)試。

-O1主要優(yōu)化函數(shù)進(jìn)入/退出代碼，并且能夠在不影響調(diào)試的情況下減少代碼大小。在這個例子中，它將代碼大小減少了一半！

?

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1540 B	64 KB	2.35％
SRAM：	2184 B	16 KB	13.33％

-O2優(yōu)化更多并盡可能地將事物保存在寄存器中。因為應(yīng)用程序中的功能相當(dāng)小，所以改進(jìn)并不大：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1516 B	64 KB	2.31％
SRAM：	2184 B	16 KB	13.33％

-O3通過額外的內(nèi)聯(lián)優(yōu)化最佳。-O3的目標(biāo)是速度，所以難怪代碼大小再次增加：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1792 B	64 KB	2.73％
SRAM：	2184 B	16 KB	13.33％

代碼大小優(yōu)化的最佳選擇是-Os（針對大小進(jìn)行優(yōu)化）：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1456 B	64 KB	2.22％
SRAM：	2184 B	16 KB	13.33％

現(xiàn)在看起來很合理！當(dāng)然現(xiàn)在有一些方法可以為“裸露的裸眼”切斷更多，但是現(xiàn)有的一切（啟動代碼，時鐘和GPIO初始化）對于真正的應(yīng)用程序是有意義的，所以我現(xiàn)在停在這里。

9、RAM：堆和堆棧

看起來不正確的是SRAM的使用。'heap'使用了一大塊：

堆內(nèi)存使用情況

該堆用于動態(tài)內(nèi)存分配（malloc（））。嵌入式編程的一般規(guī)則是避免它。但它默認(rèn)在這里。它可以在鏈接器設(shè)置中關(guān)閉：演示使用1K用于堆和堆棧。由于我沒有使用malloc（），我可以將堆大小設(shè)置為0x0。對于真正依賴于應(yīng)用程序的保留堆棧。在ARM Cortex上，MSP用于啟動/主控和中斷（參見“?ARMCortex-M中斷和FreeRTOS?”）。0x100（256字節(jié)）應(yīng)該足夠我的眨眼。

堆和堆棧大小

這讓我了解到一點：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1456 B	64 KB	2.22％
SRAM：	392 B	16 KB	2.39％

如果它是關(guān)于進(jìn)一步減小堆棧大小，我可以查看調(diào)用圖信息，它給出了有關(guān)使用多少堆棧空間的信息：

堆棧大小的圖形顯示

有一些項目的大小信息未知（標(biāo)有“？”）因為它們在庫中。驗證實際堆棧使用情況的方法是編寫模式（例如0xffff'ffff），然后運(yùn)行應(yīng)用程序一段時間：

使用的堆棧

這表明實際使用了72個字節(jié)。有一點余地，在這種情況下將堆棧大小設(shè)置為128字節(jié)看起來是合理的。這給出了：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1456 B	64 KB	2.22％
SRAM：	264 B	16 KB	1.61％

堆棧溢出可能是嵌入式應(yīng)用程序中最常見的問題。如果可以的話，可以為堆棧提供盡可能多的RAM。如果縮小尺寸，請確保進(jìn)行了足夠的分析以證明堆疊尺寸合理。

10、MTB

剩下的一件事就是使用RAM空間：MTB緩沖區(qū)。微跟蹤緩沖區(qū)用于跟蹤，這非常有用（請參閱“?使用MTB跟蹤調(diào)試ARM Cortex-M0 +硬故障?”）。可以使用宏禁用緩沖區(qū)：

mtb.c

__MTB_DISABLE

這讓我對此：

Memory region	Used Size	Region Size	%age Used
PROGRAM_FLASH：	1456 B	64 KB	2.22％
SRAM：	136 B	16 KB	0.83％

我想在這里我們可以很開心

11、摘要

供應(yīng)商的例子很棒：它們給了我一個很好的起點。它們沒有經(jīng)過優(yōu)化，這是故意的。但它們可能帶有我不需要的功能和功能。了解使用切斷功能或調(diào)整設(shè)置來優(yōu)化應(yīng)用程序的不同方法對于優(yōu)化RAM和FLASH使用非常有用。在本教程中，我展示了如何將'blinky'降低到大約1KB閃存和大約136字節(jié)的SRAM。當(dāng)然這一切都取決于功能和用法，但我認(rèn)為現(xiàn)在為我的應(yīng)用程序添加額外的功能是一個非常合理的狀態(tài)。

我希望這些提示可能對您的項目有用。

12、鏈接

• 文本，數(shù)據(jù)和bss：代碼和數(shù)據(jù)大小說明
• 拆箱恩智浦LPC845-BRK板
• 教程：使用恩智浦LPC845-BRK主板閃爍
• 使用恩智浦Kinetis SDK V2.0進(jìn)行半主機(jī)（再次！）
• 為什么我不喜歡printf（）
• XFormat，輕量級printf（）和sprintf（）替代品
• 優(yōu)化Kinetis gcc啟動
• 新的恩智浦MCUXpresso Eclipse IDE v11.0

聲明： 此篇由 Erich Styger的《Tutorial: How to Optimize Code and RAM?Size》翻譯。原文地址為：https://mcuoneclipse.com/2019/08/17/tutorial-how-to-optimize-code-and-ram-size/。權(quán)屬歸原作者所有。

歡迎關(guān)注：

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的如何优化代码和RAM大小的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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