《基于ARM9体系架构的编译优化研究》探讨了在嵌入式系统软件开发中,如何针对ARM9处理器进行编译优化以提升程序性能。在嵌入式系统中,某些关键程序的性能直接影响整个系统的效率和能耗。文章指出,虽然常规的GCC编译器能够产生较好的目标代码,但在处理循环程序时,其窥孔优化(peephole optimization)并不充分,导致性能逊色于ARM商业编译器。
作者葛吴超和周亦敏提出了三种针对ARM9处理器的窥孔优化方法:
1. 循环计数值组合:该方法旨在优化循环结构,通过对循环计数器的合理组合,减少不必要的计算和指令,从而提高执行效率。
2. 循环处理数据合并:这一策略涉及到在循环体内合并处理多个数据,减少循环迭代次数,以降低内存访问频率,提高执行速度。
3. 循环最优展开:循环展开是一种常见的优化手段,通过增加每次循环处理的数据量,减少循环次数,可以减少循环开销,提高缓存利用率,进而提升性能。
为了验证这些优化方法的有效性,作者选择了矩阵乘法、图像合并和内存设置等典型应用,在ARM9平台上进行了实验。实验结果显示,与使用GCC编译器生成的代码相比,经过这三种优化方法处理后的代码,平均节省了50%的寄存器使用数量,并且性能提升了近2倍。
文章强调,对于决定系统性能的关键程序,手动编写汇编代码是必要的,因为这样可以直接控制高级语言无法有效利用的优化手段,如条件执行、指令调整和寄存器分配。这三种窥孔优化方法为开发者提供了更高效地利用ARM9处理器的手段,对于提升嵌入式系统的性能具有重要的实践价值。
总结来说,该研究论文为基于ARM9体系架构的嵌入式系统开发提供了一套有效的编译优化策略,通过针对性的优化循环处理,不仅可以减少资源消耗,还能显著提高程序运行速度,对于优化嵌入式系统的性能具有重要的理论和实际意义。