c - #define 与 static const 的优化(在 avr-gcc 中)

Question

虽然我欢迎在一般范围内回答这个问题，但我主要要求 avr-gcc 使其不要太宽泛。

我看了一些问题，特别是 this和 this一。他们主要关注语义差异，例如static const 不能用来代替常量表达式。然而，虽然一般都在谈论内存分配，但他们并没有谈论优化。

让我们看一个例子:

typedef struct {
    GPIO_TypeDef *port;
    uint8_t  pin;
} gpio_pin_t;

static inline void gpio_pin_set(gpio_pin_t gpio, bool set) {
    if(set) GPIO_SetBits  (gpio.port, 1 << gpio.pin);
    else    GPIO_ResetBits(gpio.port, 1 << gpio.pin);
}

//elsewhere including above definitions

static const gpio_pin_t gpio_pin = {GPIOE, 8};

void some_function(bool enable) {
    gpio_pin_set(gpio_pin, enable);
}

如您所见，我正在使用结构，所以第三种既定方式(枚举)在这里不是一个选项

我可以期望 gcc 优化内联函数中的 gpio.port 和 gpio.pin 访问吗？如果不是，为什么会这样，gcc 在看到 const 时会应用其他优化吗？

总的来说，通过使用 static const 变量而不是定义，我在优化方面失去了什么，尤其是超越简单的整数常量？

Answer 1

这取决于编译器的实现。

如果您从未获取它的地址并且未导出符号(默认情况下对于 C，因此您必须使用 static )，那么优化器应该启动并优化它。对于简单类型( int ， float )，您可以合理地期望它可以全面工作，但对于 struct s - 最好自己检查一下编译器做了什么。对于像我的 GCC 这样的简单结构，优化它，消除结构并直接传递它的值，将常量加载到 CPU 寄存器。对于较大的结构，它可能会认为不值得。

您可以生成要检查的代码的汇编列表:

avr-gcc -O<opt> -S somefile.c

或

gcc -O<opt> -S somefile.c

不要忘记优化级别!

使用 #define糟透了，因为预处理器真的很笨——它只是在编译之前逐字替换代码。使用 const为您购买更好的类型安全性。考虑这个例子:

#define BYTE_VALUE 257
static const uint8_t sc_value = 257; // at least will show warning
int my_byte = BYTE_VALUE; // no warning, but obviously it's a bug!