基于ARM9體系架構的編譯優化研究

葛吳超，周亦敏

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

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基于ARM9體系架構的編譯優化研究

葛吳超，周亦敏

(上海理工大學 光電信息與計算機工程學院，上海 200093)

在嵌入式系統軟件開發過程中, GCC編譯循環程序時的窺孔優化比較欠缺，編譯代碼在性能上較ARM商業編譯器低。文中提出針對于ARM9處理器的循環計數值組合、循環處理數據合并和循環最優展開等3種窺孔優化方法優化匯編代碼。選取矩陣乘法，圖像合并和內存設置等經典程序運行在ARM9平臺上，分別驗證3種窺孔優化方法。實驗數據表明，與GCC編譯代碼相比，經文中提出的方法優化后的代碼在寄存器使用數量上，平均節省了50%,性能提升近2倍。

窺孔優化；循環計數值組合；循環處理數據合并；循環最優展開

嵌入式系統中，包含一些決定系統性能的關鍵程序。通過程序優化可大幅提升系統的性能，降低系統的整體功耗。優化可將一個不可行的系統變得可行，亦可將一個無競爭力的系統變得極具競爭力。對于程序的優化，使用傳統的編譯器優化可得到性能較好的目標代碼。但要獲得最佳性能，就要通過手寫匯編來優化對軟件性能起到決定作用的關鍵程序。手工編寫匯編代碼，可直接控制高級語言編程時不能有效使用的3個優化手段：條件執行、指令調整和寄存器分配[1]。本文基于ARM9指令架構的特點，應用上述優化手段，對決定系統性能的關鍵程序的匯編代碼做二次優化。

1　ARM處理器結構

ARM采用RISC(Reduced Instruction Set Computer)指令結構，使用簡單高效的指令，并通過簡單指令組合來完成不常用的復雜功能。……