Necromancer's notes

Как видно, разница одна инструкция против пяти. Четыре уходят на загрузку адреса. то есть 8 байт против двух.

Реально, конечно, оверхед не слишком большой, если функцию по указателю дергаем не так часто. Но не забываем, что каждая объявленная функция – это затраты на то, чтобы отправить в стек содержимое регистров и потом их оттуда достать. именно это и делает код в том же самом мейне, не относящийся к nop’ам.

Но не все же мы будем пихать в мейн, так? Тут опять есть выход.
Инлайны. Инлайн фунция, не заставляет компилятор загнать все регистры в стек, прыгнуть к коду, а потом вновь достать регистры из стека и вернуться при помощи ret. Она просто подставляет ее текст в место, где это надо.
В каких случаях это оптимально?
Смотрим дизасм функции callme состоящей из одного единственного nop и офигеваем.

00000054 :
54: df 93 push r29
56: cf 93 push r28
58: cd b7 in r28, 0x3d ; 61
5a: de b7 in r29, 0x3e ; 62
5c: 00 00 nop
5e: cf 91 pop r28
60: df 91 pop r29
62: 08 95 ret



На таком тесте видно, что это уже куча 14 байт оверхеда. Мелочь, если у нас сотни килобайт памяти, и в тоже время это ценное место, если у нас памяти кот наплакал – 1кб или 512 байт, на самых маленьких мк.

Но этого маловато, чтобы писать оптимально. Даже если выкинуть ардуйну, что лучше делать как можно раньше, код надо будет пытаться ужимать. Ниже привожу еще один жутко полезный трюк.

Инициализация переменных.
Допустим у нас есть массив чисел. Все числа надо инициализировать нулем, допустим в функции сброса, если они там что-то считают.
Любой программист, увидев, текст вроде:

char a[3];
a[0]=0;
a[1]=0;
a[2]=0;

Скажет китайский код, надо делать в цикле. А будет ли это реально меньше занимать памяти во флеше?
Давайте проверим.
Создаем массивчик:

char a[COUNT];

В мейн пихаем примерно такое:

int main()
{
reset();
}

А в виде reset’a делаем два разных варианта.

reset()
{
a[0]=0;
a[1]=0;
a[2]=0;
}

и

reset()
{
int i;
for (i=0; i<3; i++)
{
a[i]=0;
}
}

И что имеем на выходе?

Для начала дизассемблируем эльфятину с “китайским кодом” и видим вот такое:

00000054 :
54: df 93 push r29
56: cf 93 push r28
58: cd b7 in r28, 0x3d ; 61
5a: de b7 in r29, 0x3e ; 62
5c: 10 92 60 00 sts 0x0060, r1
60: 10 92 61 00 sts 0x0061, r1
64: 10 92 62 00 sts 0x0062, r1
68: cf 91 pop r28
6a: df 91 pop r29
6c: 08 95 ret

То есть 3 инициализации нулем превратились в 3 sts инструкции.

А теперь вариант с for

00000054 :
54: df 93 push r29
56: cf 93 push r28
58: 00 d0 rcall .+0 ; 0x5a
5a: cd b7 in r28, 0x3d ; 61
5c: de b7 in r29, 0x3e ; 62
5e: 1a 82 std Y+2, r1 ; 0x02
60: 19 82 std Y+1, r1 ; 0x01
62: 0c c0 rjmp .+24 ; 0x7c
64: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
66: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
68: 80 5a subi r24, 0xA0 ; 160
6a: 9f 4f sbci r25, 0xFF ; 255
6c: e8 2f mov r30, r24
6e: f9 2f mov r31, r25
70: 10 82 st Z, r1
72: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
74: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
76: 01 96 adiw r24, 0x01 ; 1
78: 9a 83 std Y+2, r25 ; 0x02
7a: 89 83 std Y+1, r24 ; 0x01
7c: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
7e: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
80: 83 30 cpi r24, 0x03 ; 3
82: 91 05 cpc r25, r1
84: 7c f3 brlt .-34 ; 0x64
86: 0f 90 pop r0
88: 0f 90 pop r0
8a: cf 91 pop r28
8c: df 91 pop r29
8e: 08 95 ret


На этом месте тихонечко офигеваем: цикл нам обошелся в 40 байт или 20 инструкций. То есть до 20 элементов массива выгоднее инициализировать китайским кодом.
Смотрим сильно ли изменится если элементами будут 16ти битные числа:

00000054 :
54: df 93 push r29
56: cf 93 push r28
58: cd b7 in r28, 0x3d ; 61
5a: de b7 in r29, 0x3e ; 62
5c: 10 92 61 00 sts 0x0061, r1
60: 10 92 60 00 sts 0x0060, r1
64: 10 92 63 00 sts 0x0063, r1
68: 10 92 62 00 sts 0x0062, r1
6c: 10 92 65 00 sts 0x0065, r1
70: 10 92 64 00 sts 0x0064, r1
74: cf 91 pop r28
76: df 91 pop r29
78: 08 95 ret

В два раза больше sts при китайском коде. А теперь если воткнем цикл.

00000054 :
54: df 93 push r29
56: cf 93 push r28
58: 00 d0 rcall .+0 ; 0x5a
5a: cd b7 in r28, 0x3d ; 61
5c: de b7 in r29, 0x3e ; 62
5e: 1a 82 std Y+2, r1 ; 0x02
60: 19 82 std Y+1, r1 ; 0x01
62: 0f c0 rjmp .+30 ; 0x82
64: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
66: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
68: 88 0f add r24, r24
6a: 99 1f adc r25, r25
6c: 80 5a subi r24, 0xA0 ; 160
6e: 9f 4f sbci r25, 0xFF ; 255
70: e8 2f mov r30, r24
72: f9 2f mov r31, r25
74: 11 82 std Z+1, r1 ; 0x01
76: 10 82 st Z, r1
78: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
7a: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
7c: 01 96 adiw r24, 0x01 ; 1
7e: 9a 83 std Y+2, r25 ; 0x02
80: 89 83 std Y+1, r24 ; 0x01
82: 89 81 ldd r24, Y+1 ; 0x01
84: 9a 81 ldd r25, Y+2 ; 0x02
86: 83 30 cpi r24, 0x03 ; 3
88: 91 05 cpc r25, r1
8a: 64 f3 brlt .-40 ; 0x64
8c: 0f 90 pop r0
8e: 0f 90 pop r0
90: cf 91 pop r28
92: df 91 pop r29
94: 08 95 ret


Вариант с for тоже распух прилично. Таким образом можно сделать простой вывод: Если надо инициализировать что-то нулем, а памяти мало, то выгоднее набросать себе маленький костыль на ассемблере.

Пока это все примеры, которые я хотел раписать тут. Дальше мне заниматься этим было лениво.
Уменьшить размер прошивки и занимаемой оперативной памяти можно так же выгружая лишние данные в eeprom и progmem, но расписывать это мне, честно говоря, сейчас лениво.

Заключение.

Как видно из примеров, писать код занимающий мало места, требует знаний конкретной архитектуры, да и вообще штука это нетривиальная, но жутко интересная. Это вам не ПокажиСообщение(“Невосстановимая ошибка базы данных 1С”);