最近，看到群里的小伙伴在討論【我的代碼不按照流程執行】相關的話題。這類問題，有經驗的工程師肯定能想到是什么原因導致的，那就是編譯器把你代碼優化了。

本文將圍繞Keil MDK優化選項，以及相關拓展知識（微庫、實際應用、調試）進行講述，希望能對你的項目開發有所幫助。

一、概 述

我們所指的優化，主要包括兩個方面：

代碼大小（Size）

代碼性能（運行時間）

在MDK-ARM中，優化相關的配置選項：

當然，如果選擇編譯器（AC5、AC6）不同，優化選項也有差異（下面講述）。

舉個例子：

某些項目MCU容量有限時，你除了修改代碼（優化開支），同時你有必要使用優化選項。

某些項目（比如某算法）需要高效（最短時間）運行，此時有必要使用優化選項。

二、優化選項說明

本節詳細講述了優化相關選項，同時，編譯器選擇AC5和AC6時有差異，下面也會針對AC5和6分別講述。

1、Use Cross-Module Optimization：使用跨模塊優化

使用跨模塊優化可以啟用鏈接器反饋文件（進行兩次編譯），從而允許進一步的代碼優化。

提示：

不針對庫目標執行跨模塊優化；

跨模塊優化將增加構建項目所需的時間，因為會自動執行多個編譯和鏈接步驟。

2、Use MicroLIB：使用微庫

它是ISO標準C運行時庫的子集（其中一部分），提供了性能和代碼大小之間的權衡。

微庫并不完全兼容ANSI，但對于大多數小型嵌入式應用程序來說，它已經足夠了。

3、Use Link-Time Code Generation：使用鏈接時代碼生成（優化）

在V5版本之前有這個優化選項，多文件編譯，鏈接時進行優化：

函數跨模塊內聯

刪除未引用的變量和函數

通過重新排列變量優化內存訪問

在可能的情況下重用內存

4、Execute-only Code：生成只執行的代碼

不包含未使用（函數、變量等）代碼段。

僅限于：

C、Thumb代碼

基于Cortex-M3、M4的處理器

編譯器5.04以上

5、Optimize for Time：優化時間

以更大的代碼大小為代價，減少執行時間，比如使用內聯函數。

編譯器為AC6時，此選項為【Link-Time Optimization】，在鏈接狀態下執行模塊間優化。

6、Split Load and Store Multiple：分割加載和多存儲

指示編譯器將LDM和STM指令拆分為兩個或多個LDM或STM指令，以減少延遲，此選項可以提高系統的總體性能。

7、The One ELF Section per Function：每個函數一個ELF段

ELF代碼段通常包含許多函數的代碼，此選項告訴編譯器將所有函數放入它們自己的ELF段，這允許鏈接器刪除未使用的ELF段（而不是未使用的函數）。

8、AC5時：Optimization優化選項

：默認值，以優化性能為主。

Level 0 (-O0)：關閉大部分優化，除了一些簡單的轉換，生成的代碼具有最佳的調試視圖。

Level 1 (-O1)：應用受限優化。

比如：刪除未使用的內聯函數和靜態函數，刪除冗余代碼和重新排序指令等。生成的代碼經過合理優化，具有良好的調試視圖。

Level 2 (-O2):高度優化，目標代碼到源代碼的映射并不一定對應，因此，不利于調試。

Level 3 (-O3)：最大級別優化，級別3與時間優化相結合可能生成比級別2更多的代碼。

9、AC6時：Optimization優化選項

當編譯器選擇AC6時，優化選項有差異（有更多優化選項）：

AC6優化選型中前面5項（default、-O0 ~ 3）和AC5的作用基本一樣，但AC6多了三個選項。

-Ofast：啟用-O3的所有優化，以及其他可能違反語言標準（嚴格遵守）的優化。

-Os balanced：平衡代碼大小與代碼速度。默認情況下，編譯器執行優化以提高性能，但可能會增加image文件大小。

-Oz image size：優化代碼大小。

三、如何優化？

本節講述三種編譯優化，使其達到最優（代碼最小、性能最好）：

代碼大小

代碼性能（速度）

代碼平衡（大小和速度）

1、優化代碼大小

針對AC5編譯器：

Use MicroLIB

Use Cross-module optimization

Optimization：level 2 (-O2)

針對AC6編譯器：

Use MicroLIB

Optimization：-Oz image size

說明：

代碼量大（ELF代碼段通常包含許多函數的代碼），可考慮使用The One ELF Section per Function選項減小代碼。

AC6編譯器改進了優化功能（可以理解為增加的3個選項集成了優化功能）。

代碼優化大小（對比）：

2、優化代碼性能

針對AC5編譯器：

Use Cross-module optimization

Optimization：level 3 (-O3)

Optimize for Time

針對AC6編譯器：

Optimization：-Ofast

Link-Time Optimization

代碼優化性能（對比）：

3、代碼平衡

這種情況下，在滿足代碼大小的同時，我們應盡量滿足性能。

這里其實就是一個相關平衡的關系，結合上面兩種優化方式根據自己實際情況出發，一般優化考慮如下配置。

針對AC5編譯器：

Use Cross-module optimization

Optimization：level 3 (-O3)

Optimize for Time

針對AC6編譯器：

Optimization：-Os balanced

Link-Time Optimization

當然，AC6中-Os balanced優化選項更智能。

四、拓 展

Keil MDK的優化功能需要結合項目實際情況進行優化。對一些項目能起到很大幫助作用，但優化之后也可能帶來一些影響。

比如，使用高度優化（-O1以上），可能會影響Debug調試（因為優化之后，編譯輸出和實際代碼不匹配）。

還有，指定源文件/文件組優化。有些代碼不需要優化，我們優化指定的源文件/文件組就行。

本文轉載自嵌入式專欄

審核編輯：湯梓紅