事情應(yīng)該盡可能簡化，而不只是簡單一點點，一愛因斯坦

雖然使軟件正確的工作好像應(yīng)該是一個工程合乎邏輯的最后一個步驟，但是在嵌入式的系統(tǒng)的開發(fā)中，情況并不總是這樣的。出于對低價系列產(chǎn)品的需要，硬件的設(shè)計者需要提供剛好足夠的存儲器和完成工作的處理能力。當然，在工程的軟件開發(fā)階段，使程序正確的工作是很重要的。為此，通常需要一個或者更多的開發(fā)電路板，有的有附加的存貯器，有的有更快的處理器，有的兩者都有。這些電路板就是用來使軟件正確工作的。而工程的最后階段則變成了對代碼進行優(yōu)化。最后一步的目標是使得工作程序在一個廉價的硬件平臺上運行。

提高代碼的效率
所有現(xiàn)代的 C 和C++編譯器都提供了一定程度上的代碼優(yōu)化。然而，大部分由編譯器執(zhí)行的優(yōu)化技術(shù)僅涉及執(zhí)行速度和代碼大小的一個平衡。你的程序能夠變得更快或者更小，但是不可能又變快又變小。事實上，在其中一個方面的提高就會對另一方面產(chǎn)生負面的影響。哪一方面的提高對于程序更加的重要是由程序員來決定。知道這一點后，無論什么時候遇到速度與大小的矛盾，編譯器的優(yōu)化階段就會作出合適的選擇。

因為你不可能讓編譯器為你同時做兩種類型的優(yōu)化，我建議你讓它盡其所能的減少程序的大小。執(zhí)行的速度通常只對于某些有時間限制或者是頻繁執(zhí)行的代碼段是重要的。而且你可以通過手工的辦法做很多事以提高這些代碼段的效率。然而，手工改變代碼大小是一件很難的事情，而且編譯器處于一個更有利的位置，使得它可以在你所有的軟件模塊之間進行這種改變。

直到你的程序工作起來，你可能已經(jīng)知道或者是非常的清楚，哪一個子程序或者模塊對于整體代碼效率是最關(guān)鍵的。中斷服務(wù)例程、高優(yōu)先級的任務(wù)、有實時限制的計算、計算密集型或者頻繁調(diào)用的函數(shù)都是候選對象。有一個叫作profiler 的工具，它包括在一些軟件開發(fā)工具組中，這個工具可以用來把你的視線集中到那些程序花費大部分時間(或者很多時間)的例程上去。
一旦你確定了需要更高代碼效率的例程，可以運用下面的一種或者多種技術(shù)來減少它們的執(zhí)行時間。

inline 函數(shù)
在 c++中，關(guān)鍵字inline 可以被加入到任何函數(shù)的聲明。這個關(guān)鍵字請求編譯器用函數(shù)內(nèi)部的代碼替換所有對于指出的函數(shù)的調(diào)用。這樣做刪去了和實際函數(shù)調(diào)用相關(guān)的時間開銷，這種做法在inline 函數(shù)頻繁調(diào)用并且只包含幾行代碼的時候是最有效的。

inline 函數(shù)提供了一個很好的例子，它說明了有時執(zhí)行的速度和代碼的太小是如何反向關(guān)聯(lián)的。重復(fù)的加入內(nèi)聯(lián)代碼會增加你的程序的大小，增加的大小和函數(shù)調(diào)用的次數(shù)成正比。而且，很明顯，如果函數(shù)越大，程序大小增加得越明顯。優(yōu)化后的程序運行的更快了，但是現(xiàn)在需要更多的ROM。

查詢表
switch 語句是一個普通的編程技術(shù)，使用時需要注意。每一個由tb機器語言實現(xiàn)的測試和跳轉(zhuǎn)僅僅是為了決定下一步要做什么工作，就把寶貴的處理器時間耗盡了。為了提高速度，設(shè)法把具體的情況按照它們發(fā)生的相對頻率排序。換句話說，把最可能發(fā)生的情況放在第一，最不可能的情況放在最后。這樣會減少平均的執(zhí)行時間，但是在最差情況下根本沒有改善。

如果每一個情況下都有許多的工作要做，那么也許把整個switch 語句用一個指向函數(shù)指針的表替換含更加有效。比如，下面的程序段是一個待改善的候選對象：

enum NodeType {NodeA, NodeB, NodeC}
switch(getNodeType())
{
case NodeA:
...
case NodeB:
...
case NodeC:
...
}
為了提高速度，我們要用下面的代碼替換這個switch 語句。這段代碼的第一部分是準備工作：一個函數(shù)指針數(shù)組的創(chuàng)建。第二部分是用更有效的一行語句替換switch 語句。

int processNodeA(void);
int processNodeB(void);
int processNodeC(void);
/*
* Establishment of a table of pointers to functions.
*/
int (* nodeFunctions[])() = { processNodeA, processNodeB, processNodeC };
...
/*
* The entire switch statement is replaced by the next line.
*/
status = nodeFunctions[getNodeType()]();

手工編寫匯編
一些軟件模塊最好是用匯編語言來寫。這使得程序員有機會把程序盡可能變得有效率。盡管大部分的C/C++編譯器產(chǎn)生的機器代碼比一個一般水平的程序員編寫的機器代碼要好的多，但是對于一個給定的函數(shù)，一個好的程序員仍然可能做得比一般水平的編譯器要好。比如，在我職業(yè)生涯的早期，我用C 實現(xiàn)了一個數(shù)字濾波器，把它作為TI TMS320C30 數(shù)字信號處理器的輸出目標。當時我們有的tb編譯器也許是不知道，也許是不能利用一個特殊的指令，該指令準確地執(zhí)行了我需要的那個數(shù)學操作。我用功能相同的內(nèi)聯(lián)匯編指令手工地替換了一段C 語言的循環(huán)，這樣我就能夠把整個計算時間降低了十分之一以上。

寄存器變量
在聲明局部變量的時候可以使用 register 關(guān)鍵字。這就使得編譯器把變量放入一個多用選的寄存器，而不是堆棧里。合適地使用這種方琺，它會為編譯器提供關(guān)于最經(jīng)常訪問變量的提示，會稍微提高函數(shù)的執(zhí)行速度。函數(shù)調(diào)用得越是頻繁，這樣的改變就越是可能提高代碼的速度。

全局變量
使用全局變量比向函數(shù)傳遞參數(shù)更加有效率。這樣做去除了函數(shù)調(diào)用前參數(shù)入棧和函數(shù)完成后參數(shù)出棧的需要。實際上，任何子程序最有效率的實現(xiàn)是根本沒有參數(shù)。然而，決定使用全局變量對程序也可能有一些負作用。軟件工程人士通常不鼓勵使用全局變量，努力促進模塊化和重入目標，這些也是重要的考慮。

輪詢
中斷服務(wù)例程經(jīng)常用來提高程序的效率。然而，也有少數(shù)例子由于過度和中斷關(guān)聯(lián)而造成實際上效率低下。在這些情況中，中斷間的平均時間和中斷的等待時間具有相同量級。這種情況下，利用輪詢與硬件設(shè)備通信可能會更好。當然，這也會使軟件的模塊更少。

定點運算
除非你的目標平臺包含一個浮點運算的協(xié)處理器，否則你會費很大的勁去操縱你程序中的浮點數(shù)據(jù)。編譯器提供的浮點庫包含了一組模仿浮點運算協(xié)處理器指令組的子程序。很多這種函數(shù)要花費比它們的整數(shù)運算函數(shù)更長的執(zhí)行時間，并且也可能是不可重入的。

如果你只是利用浮點數(shù)進行少量的運算，那么可能只利用定點運算來實現(xiàn)它更好。雖然只是明白如何做到這一點就夠困難的了，但是理論上用定點運算實現(xiàn)任何浮點計算都是可能的。(那就是所謂的浮點軟件庫。)你最大的有利條件是，你可能不必只是為了實現(xiàn)一個或者兩個計算而實現(xiàn)整個IEEE 754 標準。如果真的需要那種類型的完整功能，別離開編譯器的浮點庫，去尋找其他加速你程序的方法吧。