程序的位置与运行时间有关

只看该作者 · 2019-7-22 15:21

一、概述

　　在我测量mian函数大循环的周期时，发生了怪事：我一点也没有更改main函数的代码，只在初始化时添加了一些无用的语句，结果测量时间发生了巨大的差异。

只看该作者 · 2019-7-22 15:22

二、事件详情

1、测试代码

main函数

/**

  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  主函数

  * @param  无

  * @retval 无

  */

int main(void)

{        

        LED_GPIO_Config();      

        /* USART1 config 115200 8-N-1 */

        USART1_Config();



     /**

      * @brief  通过注释掉程序，可以更改代码的长度

      * @param  当注释的只剩下一个赋值等式的时候，计时长度值是0x116638

      * @retval 当注释的剩下三个赋值等式的时候，计时长度值是0xEA726

      */

        DMA_USART1_Config();

        

        NVIC_Configuration(); 

        SysTick_Init();     

        SysTick_Time_Init(&UseDMATime); 

        for(;;)

        {     

            SysTick_Time_Start();

            LED1(ON);LED2(OFF);LED3(OFF);

            Delay();

            LED1(OFF);LED2(ON);LED3(OFF);

            Delay();

            LED1(OFF);LED2(OFF);LED3(ON);

            Delay();

            SysTick_Time_Stop();

        }

}

Delay函数

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static void Delay(void)     //简单的延时函数

{     

    

        uint16_t i;

        

        /*填充将要发送的数据*/

        for(i = 0;i < SENDBUFF_SIZE ; i++)

        {

            SendBuff[i]     = (uint8_t)i;

        }

    

}

只看该作者 · 2019-7-22 15:23

说明：

（1）测量代码段

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            LED1(ON);LED2(OFF);LED3(OFF);

            Delay();

            LED1(OFF);LED2(ON);LED3(OFF);

            Delay();

            LED1(OFF);LED2(OFF);LED3(ON);

            Delay();

（2）无效代码段

　　之所以称之为无效，实际上指的是“这些代码在程序中起到的是很次要的作用，主要是给CPU一些空指令，当然也会起到改变代码量的作用”。

复制

LED_GPIO_Config();      

        /* USART1 config 115200 8-N-1 */

        USART1_Config();



     /**

      * @brief  通过注释掉程序，可以更改代码的长度

      * @param  当注释的只剩下一个赋值等式的时候，计时长度值是0x116638

      * @retval 当注释的剩下三个赋值等式的时候，计时长度值是0xEA726

      */

        DMA_USART1_Config();

（3）与测量计时有关的代码

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SysTick_Init();     

SysTick_Time_Init(&UseDMATime); 

SysTick_Time_Start();

SysTick_Time_Stop();

关于测量计时代码的实现在随笔STM32之系统滴答定时器中进行了详细讲解。

只看该作者 · 2019-7-22 15:24

2、奇怪现象

　　DMA_USART1_Config是在大循环之前调用的一个无用的函数，实际上可以称之为空函数或者延时函数。通过注释掉里边的语句可以改变排在DMA_USART1_Config代码段之后代码在Flash上的位置，也可以改变整个代码段的量（尽管很小）。

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void DMA_USART1_Config(void)

{

        DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

        

        DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC;    



        /*传输大小DMA_BufferSize=SENDBUFF_SIZE*/    

        DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = SENDBUFF_SIZE;

        

        /*外设地址不增*/        

        DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; 



 

}

笔者发现，当这个函数完全保留三行语句的时候，while循环测出来的滴答计时器脉冲数是0xEA726（0d960294）；而当注释掉只剩下一行语句时，脉冲数变为0x116638（0d1140280）。这中间的差距是0d179986，占0xEA726的百分比是18.7%。也就是说注释语句后的代码执行时间，比没有注释时的时间多了将近1/5，这值得考虑其中的原因。

只看该作者 · 2019-7-22 15:25

三、分析与结论

1、分析

测量代码段中有关LED操作的代码执行时间几乎可以忽略，而占主要运行时间的是Delay函数，只要分析Delay函数，就能找到其中的问题。

Delay函数

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static void Delay(void)     //简单的延时函数

{     

    

        uint16_t i;

        

        /*填充将要发送的数据*/

        for(i = 0;i < SENDBUFF_SIZE ; i++)

        {

            SendBuff[i]     = (uint8_t)i;

        }

    

}

Delay函数在两种情况下的反汇编代码

在完全保留代码的情况下

在注释掉部分代码的情况下

可以看到Delay函数的反汇编代码内容没有改变，改变的只是代码在Flash中的位置（当然也是程序执行时的位置）。　　而后，我有试着在
DMA_USART1_Config代码的基础（3行语句）上不断增加代码，发现计时脉冲数周期性的在0xEA726、0x116638两个中变换。

由此可以确定，就是由于代码的位置改变了程序的运行时间，也即改变了程序的运行速度。