大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家分享的是MCUXpresso IDE下设置代码编译优化等级的几种方法

  最近公司芯片设计团队正在开发一款全新的基于 Cortex-M33 内核的芯片,为了保证芯片性能达标,验证团队将 coremark 基准测试程序也当作了一个测试用例,而在 RTL 环境里指定的 C 编译器是标准 GCC,验证团队发现跑出来的 coremark 程序测试结果与 Arm 给的 Cortex-M33 参考值 4.02 CoreMark/MHz 有一定差距,痞子衡参与了这个问题调查。

  在 Arm Cortex-M33 官方主页,其备注了 4.02 CoreMark/MHz 参考值来自于 EEMBC 官网上的一款 恩智浦 LPC55S69JBD100 芯片跑出来的结果,页面里备注了跑分结果是在 Arm Clang Compiler v6.12 下开启最高优化等级 -Omax 下得到的,而验证团队用得是 GCC,痞子衡断定问题大概率是由不同编译器优化性能差异引起的,借着这个实际问题,今天痞子衡跟大家聊一聊 MCUXpresso IDE 下编译优化等级设置方法。

  • Note:本文使用的 MCUXpresso IDE 软件版本是 v11.6.0_8187。

一、查看MCUX下GCC版本

  有朋友可能会觉得奇怪,文章开头里明明聊得是 GCC 下 coremark 跑分问题,为何痞子衡引出了 MCUXpresso IDE?其实 MCUXpresso IDE 是恩智浦推出的免费集成开发环境,其底层编译器就是标准 GCC 工具链,使用 MCUXpresso IDE,我们就不用像使用 GCC 那样手动准备相应 Makefile 去做编译了。

  因为我们是借助 MCUXpresso IDE 来测试 GCC 编译优化性能,所以需要了解当前 GCC 版本,可以在 MCUXpresso IDE 安装目录如下路径下找到 GCC 版本信息。执行 arm-none-eabi-gcc.exe -v 命令即可知道其版本,MCUXpresso IDE v11.6 使用得是 GCC v10.3.1。

\MCUXpressoIDE_11.6.0_8187\ide\tools\bin\arm-none-eabi-gcc.exe
\MCUXpressoIDE_11.6.0_8187\ide\tools\lib\gcc\arm-none-eabi\10.3.1

二、GCC支持的优化等级

  既然咱们聊得是优化等级设置方法,首先我们得知道 GCC 下支持哪些优化等级,我们可以在 MCUXpresso IDE 安装目录或者 GCC 官网找到用户手册(gcc.pdf),手册里面 Section 3.11 Options that Control Optimization 章节有详细的解释。

\MCUXpressoIDE_11.6.0_8187\ide\tools\share\doc\gcc-arm-none-eabi\pdf\gcc.pdf
https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc-10.3.0/gcc.pdf

  GCC 本身支持非常多的优化策略小项,大概有如下 100 多个,可以在手册里去看每个小项的具体解释,了解了这些小项,我们在编译时当然可以把这些策略参数按需加上去,不过这种方式显然比较繁琐。

  GCC 为了化繁为简,将这些策略小项做了分类整理,形成了如下 8 个等级(基于代码大小和运行速度两个方向逐步加档),我们在实际编译时一般直接用这 8 个优化等级即可。

优化等级 策略解释
-O0 不进行任何优化(如果没有指定优化级别,即为此默认设置)。
-O或者-O1 在不影响编译速度的前提下,尽量采用一些优化算法降低代码大小和提高可执行代码的运行速度。

-此等级执行了 45 个策略小项。
-O2 牺牲部分编译速度,采用几乎所有的目标配置支持的优化算法,用以提高目标代码的运行速度。

-此等级在-O1所有优化策略小项之上增加了 48 个策略小项。
-O3 采取很多向量化算法,提高代码的并行执行程度,比如利用现代CPU中的流水线,Cache等,目标是宁愿增加目标代码的大小,也要拼命的提高运行速度。

-此等级在-O2所有优化策略小项之上增加了 16 个策略小项。
-Os 与-O3有异曲同工之妙,但两者的目标不一样,这个等级是为了尽量的降低目标代码的大小,这对于存储容量很小的设备来说非常重要。

-此等级在-O2所有优化策略小项之上减掉了 6 个策略小项,然后使能了 -finline-functions 策略。
-Ofast 不会严格遵循语言标准,会针对某些语言启用部分优化,以达到最快的运行速度。

-此等级在-O3所有优化策略小项之上增加了 -ffast-math 和 -fallow-store-data-races 策略。
-Og 在保持快速编译和良好调试体验的同时,提供合理的优化级别。
-Oz 比-Os更激进的去降低目标代码的大小,GCC v12.x 之后的版本才引入。

三、MCUX下设置优化等级的三种方法

  在 MCUXpresso IDE 工程里,我们有三种方法来设置优化等级,分别针对单个函数、单个源文件、整个工程源文件。

3.1 在源文件中设置

  第一种优化等级设置方法主要针对单个函数,即使用 __attribute__ 来修饰函数(这其实是 GCC 下通用做法,与 MCUX 关系不大),经过修饰的函数可以不受 MCUXpresso IDE 工程整体优化等级设置影响。

void __attribute__((optimize("O3"))) function(void)
{
...
}

  第二种优化等级设置方法主要针对多个相邻函数或者整个源文件,即使用如下 #pragma 组合语句来修饰代码(这也是 GCC 下通用做法,与 MCUX 关系不大),经过修饰的代码也同样不受 MCUXpresso IDE 工程整体优化等级设置影响。

#pragma GCC push_options     // 代码作用范围起始处
#pragma GCC optimize("O3") // 代码优化等级设置
void function1(void)
{
...
}
void function2(void)
{
...
}
...
#pragma GCC pop_options // 代码作用范围结尾处

3.2 在IDE选项中设置

  第三种优化等级设置方法主要针对工程全部源文件,即在 MCUXpresso IDE 工程选项里 Optimization Level 一栏项目里做切换选择,这里基本上与 GCC v10.3 优化等级定义是一致的,但是缺少了 -Ofast 选项。

四、MCUX下设置-Ofast等级

  痞子衡找了一块 MIMXRT595-EVK 开发板(主芯片为 Cortex-M33 内核),在其配套 SDK 里的 hello world 工程基础之上移植了 coremark 程序,在 IAR v9.10 最高优化等级下(High-Size No size constraints)得到了 3.94 CoreMark/MHz 的跑分,这很接近 Arm 基准值,但是在 MCUXpresso IDE 最高优化等级下(-O3)仅得到了 2.76 CoreMark/MHz。

  莫非是必须要在 MCUXpresso IDE 下开启 GCC 的最快运行优化等级 -Ofast 才能得到理想 coremark 跑分,但是 MCUXpresso IDE 选项里并没有 -Ofast 怎么办?别着急,刚才工程选项下还有 Other optimization flags 后门,我们在这里手动添加上 -Ofast 比 -O3 多的那两个优化策略小项即可。

  重新编译,再跑一次 -Ofast 等级下的 MCUXpresso IDE 工程,发现 coremark 跑分结果并没有比 -O3 等级下有多大提升,想了想虽然跑不到 IAR 上 3.94 CoreMark/MHz 的高分有点不甘心,但是这也很正常嘛,免费的 GCC 编译器如果能达到商业 IAR 编译器那样的效果,那人家商业编译器还怎么收费呢,理解万岁!

  至此,MCUXpresso IDE下设置代码编译优化等级的几种方法痞子衡便介绍完毕了,掌声在哪里~~~

欢迎订阅

文章会同时发布到我的 博客园主页CSDN主页知乎主页微信公众号 平台上。

微信搜索"痞子衡嵌入式"或者扫描下面二维码,就可以在手机上第一时间看了哦。

痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下设置代码编译优化等级的几种方法的更多相关文章

  1. 痞子衡嵌入式:恩智浦SDK驱动代码风格检查工具预览版

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子. 接上文 <恩智浦SDK驱动代码风格.模板.检查工具> 继续聊,是的,过去的三天里我花了一些时间做了一个基于 PyQt5 的 GUI 工具,可以帮助 ...

  2. 痞子衡嵌入式:恩智浦SDK驱动代码风格、模板、检查工具

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家讲的是恩智浦 SDK 驱动的代码风格. 上周痞子衡受领导指示,给 SE 同事做了一个关于 SDK 代码风格的分享.随着组内新人的增多,这样的培训 ...

  3. 痞子衡嵌入式:大话双核i.MXRT1170之单独在线调试从核工程的方法(IAR篇)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家分享的是i.MXRT1170下单独在线调试从核工程的方法(基于IAR). 两年前痞子衡写过一篇<双核i.MXRT1170之Cortex-M ...

  4. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下在线调试时使用不同复位策略的现象总结

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家分享的是MCUXpresso IDE下在线调试时使用不同复位策略的现象总结. 本篇实际上是<IAR在线调试时设不同复位类型可能会导致i.M ...

  5. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下使用J-Link下载算法在Flash调试注意事项(i.MXRT500为例)

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是MCUXpresso IDE下使用J-Link下载算法在Flash调试注意事项. 痞子衡前段时间写过一篇小文<为i.MXRT设计更 ...

  6. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下添加C++源文件进SDK工程编译的方法

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是MCUXpresso IDE下添加C++源文件进SDK工程编译的方法. 最近有客户反映在MCUXpresso IDE下的SDK工程里添加 ...

  7. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下SDK工程在Build配置上与IAR,MDK差异

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是MCUXpresso IDE下SDK工程在Build配置上与IAR,MDK差异. 恩智浦 SW 团队每个季度都会公布 SDK.Tool ...

  8. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下工程链接文件配置管理与自动生成机制

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是MCUXpresso IDE下工程链接文件配置管理与自动生成机制. 痞子衡在 2018 年初写过一个专题 <嵌入式开发文件系列&g ...

  9. 痞子衡嵌入式:MCUXpresso IDE下将应用程序RW段分散链接的几种方法

    大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子.今天痞子衡给大家介绍的是MCUXpresso IDE下将应用程序RW段分散链接的几种方法. 早期的 MCU 芯片,一般都会嵌入内部 Flash 和 RAM,并且 ...

随机推荐

  1. html实现3d视觉特效

    <html> <head> <title>HTML5实现3D球效果</title> <style type="text/css" ...

  2. ebook下载 | 灵雀云发布《 企业高管IT战略指南——为何选择容器与Kubernetes》

    发送关键词[高管指南]至灵雀云公众号,立即下载完整版电子书 "本书将提供企业领导者/IT高管应该了解的,所有关于容器技术和Kubernetes的基础认知和关键概念,突破技术语言屏障,全面梳理 ...

  3. Nodejs实现图片的上传、压缩预览、定时删除

    前言 我们程序员日常都会用到图片压缩,面对这么常用的功能,肯定要尝试实现一番.第一步,node基本配置 这里我们用到的是koa框架,它可是继express框架之后又一个更富有表现力.更健壮的web框架 ...

  4. Vue回炉重造之封装防刷新考试倒计时组件

    <!-- 考试倒计时组件 --> <template> <div class="time"> <p>00:{{timerCount2 ...

  5. python 基础知识-day10(面向对象)

    1.面向对象的概念 拥有共同属性的一类进行归类的过程叫做面向对象. 2.注意事项 class定义类的时候,类名的首字母必须大写 3.面向对象案例 1 class Person(object): 2 d ...

  6. Python Excel 操作

    1.Excel Code import os import time import re import win32com.client def dealpath(pathname='') -> ...

  7. ssh-配置及使用

    ssh配置文件 SSH的配置文件在/etc/ssh/目录下     openssh-client安装后,生成的配置文件为ssh_config,主要用于连接其他linux主机时,加载此文件     op ...

  8. 常见的git命令和git->github错误

    相关命令 git remote git remote add origin xxx (xxx为仓库链接) 给这个链接取一个名字,为origin git pull git pull <远程主机名& ...

  9. 30m精度土壤类型、土壤质地、土壤有机质、土壤PH、土壤氮磷钾

    ​数据下载链接:数据下载链接 引言 全国土壤类型.质地.养分及变化等信息产品分为土壤类型数据.土壤质地数据.土壤养分数据及土壤变化数据等.该类产品是基于野外调查和实地采样,结合历史数据,建立全国土壤类 ...

  10. UI自动化测试执行问题总结

    ------------恢复内容开始------------ ![image](https://img2022.cnblogs.com/blog/1510476/202206/1510476-2022 ...