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程式減肥三步走

2019-07-12 19:46发布

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原文地址：http://www.cnblogs.com/huqingyu/archive/2005/02/28/110489.html
對於設計嵌入式Linux 系統的研發人員來說，有一個問題是必須要考慮到的，那就是 
記憶體的空間。 
我們知道嵌入式Linux 系統所用的記憶體不是軟碟、硬碟、ZIP 盤、CD-ROM、DVD 這 
些? 所周知的大容量常規記憶體，它使用的是例如Rom,CompactFlash，M-Systems 的 
DiskOnChip，SONY 的MemoryStick，IBM 的MicroDrive 等體積極小,與主板上的BIOS 
大小相近，存儲容量很小的記憶體。所以怎樣盡可能的節省空間就顯的很重要。 
嵌入式系統的記憶體中放置的無非是內核，文件系統，軟體，以及自己開發的程式。 
本文就從程式入手，以一個非常簡單的C 程式來作? 例子，通過三步來讓它減肥。 
Hello.c: 
#include  
int main () 
{ 
printf ("hello,world"); 
return 0; 
} 
我們先用正常的編譯方法來編譯，看看生成的程式的大小是多少 
#gcc – o hello hello.c 
#ls – l hello 
-rwxr-xr-x 1 root root 11542 Nov 13 20:07 hello 
從結果可以看到正常編譯後的程式大小是11542Byte 
現在開始我們的三步減肥，看看到底效果如何。 
步驟一：用gcc 的代碼優化參數 
代碼優化指的是編譯器通過分析源代碼，找出其中尚未達到最優的部分，然後對其重 
新進行組合，目的是改善程式的執行性能。GCC 提供的代碼優化功能非常強大，它通 
過編譯選項-On 來控制優化代碼的生成，其中n 是一個代表優化級別的整數。對於不 
同版本的GCC 來講，n 的取值範圍及其對應的優化效果可能並不完全相同，比較典型 
的範圍是從0 變化到2 或3。 
編譯時使用選項-O 可以告訴GCC 同時減小代碼的長度和執行時間，其效果等價於 
-O1。在這一級別上能夠進行的優化類型雖然取決於目標處理器，但一般都會包括線 
程跳轉（Thread Jump）和延遲退棧（Deferred Stack Pops）兩種優化。選項-O2 告 
訴GCC 除了完成所有-O1 級別的優化之外，同時還要進行一些額外的調整工作，如處 
理器指令調度等。選項-O3 則除了完成所有-O2 級別的優化之外，還包括迴圈展開和 
其他一些與處理器特性相關的優化工作。通常來說，數位越大優化的等級越高，同時 
也就意味著程式的運行速度越快。許多Linux 程式師都喜歡使用-O2 選項，因? 它在 
優化長度、編譯時間和代碼大小之間，取得了一個比較理想的平衡點。 
#gcc – O2 – o hello hello.c 
#ls – l hello 
-rwxr-xr-x 1 root root 11534 Nov 13 20:09 hello 
優化過的程式的大小是11534Byte,比正常編譯的結果11542Byte 似乎沒有小多少，不 
過不用著急，這才是第一步。我們接著往下進行。 
步驟二：用strip 命令 
我們知道二進位的程式中包含了大量的符號資訊(symbol table)，有一部分是用來? 
gdb 除錯提供必要幫助的。可以通過readelf – S 查看到這些符號資訊。 
#readelf -S hello 
Section Headers: 
[Nr] Name Type 
[ 0] NULL 
[ 1] .interp PROGBITS 
[ 2] .note.ABI-tag NOTE 
[ 3] .hash HASH 
[ 4] .dynsym DYNSYM 
[ 5] .dynstr STRTAB 
[ 6] .gnu.version VERSYM 
[ 7] .gnu.version_r VERNEED 
[ 8] .rel.dyn REL 
[ 9] .rel.plt REL 
[10] .init PROGBITS 
[11] .plt PROGBITS 
[12] .text PROGBITS 
[13] .fini PROGBITS 
[14] .rodata PROGBITS 
[15] .eh_frame PROGBITS 
[16] .data PROGBITS 
[17] .dynamic DYNAMIC 
[18] .ctors PROGBITS 
[19] .dtors PROGBITS 
[20] .jcr PROGBITS 
[21] .got PROGBITS 
[22] .bss NOBITS 
[23] .comment PROGBITS 
[24] .debug_aranges PROGBITS 
[25] .debug_pubnames PROGBITS 
[26] .debug_info PROGBITS 
[27] .debug_abbrev PROGBITS 
[28] .debug_line PROGBITS 
[29] .debug_frame PROGBITS 
[30] .debug_str PROGBITS 
[31] .shstrtab STRTAB 
[32] .symtab SYMTAB 
[33] .strtab STRTAB 
類似於.debug_xxxx 的就是用來gdb 除錯的。去掉它們不但不會影響程式的執行還可 
以減小程式的size。這裏我們通過strip 命令拿掉它們。 
#strip hello 
#ls – l hello 
-rwxr-xr-x 1 root root 2776 Nov 13 20:11 hello 
程式立刻變成2776Byte 了，效果不錯吧。讓我們再接再厲,進行最後一步。 
步驟三：用objcopy 命令 
上一步的strip 命令只能拿掉一般symbol table，有些資訊還是沒拿掉，而這些資訊 
對於程式的最終執行是沒有什? 影響的。如:.comment; .note.ABI-tag; .gnu.version 
就是完全可以去掉的。所以說程式還有簡化的餘地，我們可以使用objcopy 命令把它們 
抽取掉。 
#objcopy – R .comment – R .note.ABI-tag – R .gnu.version hello hello1 
#ls – l hello1 
-rwxr-xr-x 1 root root 2316 Nov 13 20:23 hello1 
到這一步，程式的減肥就完成了，我們可以看到程式由正常編譯的11542Byte 一下子 
漸少到2316Byte,效果非常明顯。 
小結 
程式容量的減小無疑對嵌入式Linux 系統的設計有著重要的意義，它? 我們節省了大 
量空間，使得我們可以利用這部分空間來完善我們的系統,比如加大內核等等,畢竟這 
才是我們最終的目的。 
作者簡介 
姓名：雷凱 
工作單位：升技主板(蘇州)研發中心 
聯繫地址：蘇州市新區馬運路羅禮科技有限公司研發中心 郵編 215000 
E-mail: tigerleihm@yahoo.com.cn 
“ 本文作者是雷凱 升技主板(蘇州)研發中心工程師。他目前在中國蘇州 升技主板 
(蘇州)研發中心工作。可以通過tigerleihm@yahoo.com.cn 與他聯繫。”