TASKING VX-toolset软件全局配置项详解

概述

本文主要描述如何基于TASKING进行代码优化，满足对于生成的代码尺寸的优化，或者对于代码运行速度的优化。

目标读者：软件工程师。

术语：section，表示函数或者变量。

对应编译链接后的结果是：.text、.bss或者.data。

代码优化设置

接下来我们分为4个部分，逐一介绍代码的优化设置，分别是：

• C++代码优化
• C代码优化
• 汇编优化
• 链接优化

在C/C++ Compiler、Assembler、Linker的option中都提供了配置选项，在编译、汇编和链接三个阶段可以进行代码的优化。

C++代码的相关选项

在TASKING VX-toolset中，C++代码首先要转换成.ic文件（C语言），然后同.c文件一起进行编译。C语言的的优化设置，同样会影响到C++，所以代码优化“Optimization”一栏中并没有专门针对C++代码的选项。但是，在“Language”选项大类中，C++语言的部分选项也会影响到生成的代码尺寸或者运行速度，也可以认为是C++代码的优化选项。

对代码尺寸影响巨大的Exception选项

C++语言选项当中的“Support for C++ exception handling ”选项，如果选择C++ 03 这个版本，该选项默认是禁止的；而选择C++ 11之后的版本，选项默认是使能的。这个选项会严重影响到生成代码的尺寸。禁止该选项，C++代码编译后的输出代码尺寸会缩减到原来的四分之一左右。所以，如果对于存储器的空间受限，可以禁止该选项。

使能和禁止该选项， 不能通过勾选来实现配置，需要在“Miscellameous Additional options”中添加指令：

添加“--no-exceptions”，禁止C++ exception选项。

添加“--exceptions”，使能C++ exception 选项。

这里需要注意，“--no-exceptions”与“--suppress-vtbl”选项相互冲突，如果同时使能之后会出现诸如“bad function call”的报错。

注：选项“--suppress-vtb”，使能“Suppress definition of virtual function tables”选项，抑制虚函数表格定义。

内联函数的使用

内联函数inline的使用可以加快代码的执行速度，不使用的话，会缩减生成的代码尺寸。默认情况下，C++代码中使用inline函数 。在这里是 “Minimal inlining of function calls (C++)”选项，通过“Miscellameous Additional options”中添加指令“--no-inlining”来实现。

经测试可以把生成的代码尺寸缩减到原来的70%左右。同时，这个选项会大幅增加软件的编译时间。

C代码优化选项

上文提到，“C/C++ Compiler”中的“Optimization”都是针对C代码。优化选项见下图 2。这里分为2个部分：

• 代码优化，“Custom optimization”。
• 编译速度， “Compilation Speed”。

代码优化选项当中，“Optimizition level”，优化等级设置；分为0~3，共4个等级可选。0表示无优化，3表示优化程度最高。也可以选择Custom，然后自定义各优化选项。

Trade-off between speed and size：0~4一共5个优化级别可选。其中2表示兼顾代码的尺寸和运行速度，1和0偏向代码运行速度，3和4表示侧重生成的代码尺寸。

当 “Optimizition level” 选择Custom时，各优化选项处于可配置的状态，工程师可以根据实际的需要进行选择（见图 3）。

编译速度的优化见下图 4，可以通过缓存生成的代码的方式提高编译速度，设置缓存的路径，文件在缓存中保存的时间，以及工程执行“clean”指令时是否清缓存。如果对于编译速度有要求，可以通过设置这些选项提高编译速度。

汇编器（Assembler）优化选项

汇编器的优化只有2个选项（见图5）。

使用短指令/Allow generic instructions

使用这个选项可以在汇编代码中使用“generic instructions”，汇编器会尝试使用更快、更小的指令。默认情况下这个选项是使能的，应为更短的指令可能影响循环的次数，如果使用手写的时间代码，可能需要禁止这个选项，这样汇编器会按照原本的样式去解码指令。

优化指令尺寸

Optimize instruction size

当这个选项使能时，汇编器会为了所有的指令尝试寻找最短的操作数解码方式，默认情况下这个选项也是使能的。

链接器（Linker）优化选项

链接器选项的优化，在“LinkerOptimization”中，共5个选项（见图 6）。

• Delete unreferenced sections：删除未用到的Section
• Use a 'first-fit decreasing' algorithm：使用“第一拟合递减”算法
• Compress copy table： 压缩复制表格
• Delete duplicate code：删除重复的代码
• Delete duplicate data： 删除重复的数据

命令行语法如下所示。

长指令：--optimize=flag,...

短指令：-Oflags

在链接器的优化选项设置时可以看到--optimize=2或 -O2等设置，其涵义如下所示。

无忧化选项，为0级。所有的优化选项都禁止。（大写字母为禁能，小写字母为使能）

对应的短指令设置： -OCLTXY

--optimize=0 或-O0

默认的选项设置，为1级。

对应的短指令设置：-OcLtxy

--optimize=1或 -O1

使能全部的优化选项，为2级。

对应的短指令设置： -Ocltxy

--optimize=2或 -O2

下面针对各项展开详细的论述。

删除代码中未用到的Section

这项优化从生成的对象文件中删除未被引用的Section，包括函数和变量，用于减小生成的代码尺寸。

如果满足两个条件中的任何一个，该优化选项就认为这是被引用了section（函数或变量），而不会被删除。

1. 这个Section被保护起来，不会被删除，下列条件都认为是被保护：

• 这个函数或变量分配了一个绝对地址。
• LSL文件中使用了这个section的准确名字（而不是通配符模式*）。
• LSL文件中引用了一个定义在这个section的符号。
• 这个section中使用了受保护的标识，无论是在源代码文件或LSL中。

2. 这个section通过重定位被另一个section所引用，section被认为是被引用的。

第一拟合递减算法——优化代码定位

当物理内存被分割或地址空间被嵌套时，可能会出现以下情况，尽管可用的物理内存大于代码和数据的尺寸，但是特定程序无法定位。当这种情况发生时，需要启用“First fit decreasing”的优化，并重新链接你的应用程序。

链接器的默认行为是按照LSL文件中指定的顺序来放置各section（即从低内存地址到高内存地址或反之亦然）。这也适用于不受限制的组内的section。如果一个内存区域被部分地填满，剩余部分不足以定位一段特定的section，那么这段section和后续就会定位在临近的区域，这样做的结果就是存在内存的缝隙。

当启用“First-fit-decreasing”优化时，链接器将首先把最大的section放在可以容纳该section的最小内存区域内，小的section最后定位，并有可能被放在剩余内存的空隙当中。

压缩“ Copy table”

启动代码初始化应用程序的数据区域，应当清零的内存地址和需要从ROM复制到RAM中的内存区间的信息存储在copy table中。

当启动了“copy table-compression ”优化选项之后，链接器会以尽可能小的方式定位各个section，从而减少应用程序的ROM映像。

请注意，这个优化选项仅影响需要从copy table中进行初始化操作的非限制section，受影响的sections会得到一个簇状的限制。非限制section是指没有限制其绝对位置或与其他section相对位置的section。

删除重复的代码和数据

优化选项“delete-duplicate-code”，是用来移除目标文件中重复定义的代码（函数）。

优化选项“delete-duplicate-data”，是用来移除目标文件中重复定义的常量数据。

这里需要注意，当使用这两个优化选项，不同的数据对象或函数可能具有相同的地址。如果程序中需要使用相同定义的函数或者数据对象（数组、结构体）时，比如相同数据结构，不同内容的标定数据定义，可以根据实际需求禁止这两个选项中的一个或者全部。

本文主要参考《TASKING VX-toolset for TriCore User Guide》，更多内容请阅读原文。

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