程序優(yōu)化有哪幾種方法優(yōu)化程序長度的一種方法

1、程序優(yōu)化有哪幾種方法優(yōu)化程序長度的一種方法摘要：在應(yīng)用P-CODE技術(shù)時(shí),鏈接器會(huì)自動(dòng)拷貝一份長度約為9K的P-CODE工作引擎到執(zhí)行程序中,程序運(yùn)行時(shí)它仿真一個(gè)廢擬處理器,當(dāng)程序中局部使用P<ODE筑譯時(shí),很可能會(huì)發(fā)生機(jī)器碼函數(shù)調(diào)用P-CODE函數(shù)的情況，另外，采用P-CODE后,程序長度減小了,系統(tǒng)總的吞吐率也得到了改善用戶要求應(yīng)用程序有更多更全的功能，使得應(yīng)用程序的代碼長度持續(xù)增長，但由于系統(tǒng)的開放性，有時(shí)也要求應(yīng)用程序能在多種環(huán)境下運(yùn)行，有很好的可移植性。這要限制應(yīng)用程序的代碼長度,減少其運(yùn)行時(shí)所占的內(nèi)存容量。Microsoft公司為了滿足此需求，在其應(yīng)用程序開發(fā)包中引進(jìn)了一種稱

2、為P-CODE(PackedCode,壓縮碼)的代碼壓縮技術(shù)。此技術(shù)與本地機(jī)器無關(guān)，在大多數(shù)情況下，可把執(zhí)行程序的長度減少大約40%,為程序員提供了一個(gè)靈活而又容易實(shí)現(xiàn)的解決方案，減少了應(yīng)用程序?qū)?nèi)存容量日益增長的需求。2.P-CODE工作原理P-CODE的基本工作原理是編譯器先把執(zhí)行程序編譯為比80X86機(jī)器碼緊湊得多的中間代碼形式，然后在鏈接時(shí)把一個(gè)小工作引擎嵌入執(zhí)行程序中，最后在運(yùn)行時(shí)由此工作引擎把P-CODE解釋為本地機(jī)器碼實(shí)際執(zhí)行。為了方便使用，P-CODE技術(shù)實(shí)現(xiàn)于編譯過程的代碼生成階段。例如開發(fā)者在C/C+中應(yīng)用P-CODE技術(shù)時(shí)，只需把它作為一個(gè)優(yōu)化選項(xiàng)選中即2.1.指令格式在

3、應(yīng)用P-CODE技術(shù)時(shí),鏈接器會(huì)自動(dòng)拷貝一份長度約為9K的P-CODE工作引擎到執(zhí)行程序中，程序運(yùn)行時(shí)它仿真一個(gè)虛擬處理器。P-CODE技術(shù)能壓縮抗行程序代碼長度的關(guān)鍵就在于工作引擎的指令格式。我們知道，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的指令格式中，指令除指令碼外，還包括指出源和目的操作數(shù)的地址碼，真正的操作數(shù)一般放在內(nèi)存和寄存器中。而一般常用的指令格式是二地址碼結(jié)構(gòu)，少量使用一地址碼和零地址碼結(jié)構(gòu)。例如最簡單的兩個(gè)寄存器值相加匯編指令寫為：ADDAX,BX;AX-(AX)+(BX)而P-CODE是一個(gè)獨(dú)立于本地機(jī)器的虛概旨令系統(tǒng),其工作引擎是一個(gè)基于堆棧的虛擬機(jī)，它的大多數(shù)指令中只有指令碼，沒有地址碼部分，隱含

4、操作數(shù)存儲(chǔ)于系統(tǒng)堆棧中，因而遠(yuǎn)比本地機(jī)器指令緊湊。同樣上述的工作，P-CODE就可簡化為ADDW,它執(zhí)行時(shí)從堆棧中彈出操作數(shù)，運(yùn)算后的結(jié)果再壓回堆棧中。如用80x86；匚編指令表示，就等價(jià)于下列指令段：POPAX;彈出第一個(gè)操作數(shù)到AX寄存器中POPBX;彈出第二個(gè)操作數(shù)到BX寄存器中ADDAX,BX;把兩數(shù)相加，結(jié)果存貯于AX寄存器中PUSHAX;將AX寄存器中的結(jié)果壓回堆棧中22操作碼長度P-CODE引擎使用堆棧隱含尋址,使得其操作碼長度平均小于2個(gè)字節(jié)，分為標(biāo)準(zhǔn)和擴(kuò)展的操作碼兩大類。標(biāo)準(zhǔn)操作碼占用一個(gè)字節(jié)，由255條最常用的指令組成，擴(kuò)展操作碼由256條不太常用的指令組成。有統(tǒng)計(jì)表明，在

5、一個(gè)全部編譯為P-CODE的20萬行的C程序中，一字節(jié)指令使用頻率為56%,占代碼長度比例為37%,二字節(jié)指令使用頻率為39%,占代碼長度比例為52%,而三或四字節(jié)指令占用了余下很小的百分比。2.3. 引用P-CODE技術(shù)優(yōu)化執(zhí)行程序長度的另一個(gè)重要特性是引用。引用就是編譯器優(yōu)化時(shí)，去掉代碼段的重復(fù)現(xiàn)象，共享代碼段的單個(gè)實(shí)例，類似于在高級(jí)語言中使用函數(shù)或過程的方法，當(dāng)然它是編譯器自動(dòng)進(jìn)行的。編譯器優(yōu)化時(shí)檢查它所產(chǎn)生的代碼，尋找指令段重復(fù)的地方，在程序中只保留重復(fù)段的一次出現(xiàn)，將所有其它出現(xiàn)的地方都改為指向保留段的一條劭健指令。此技術(shù)為執(zhí)行程序長度壓縮了大約5-10%的額外空間。2.4. 本地入

6、口點(diǎn)使用P-CODE,在程序代碼中有時(shí)也會(huì)產(chǎn)生額外的空間開銷，這就是P-CODE函數(shù)前面的本地入口點(diǎn)。當(dāng)程序中局部使用P-CODE編譯時(shí)，很可能會(huì)發(fā)生機(jī)器碼函數(shù)調(diào)用P-CODE函數(shù)的情況。由于P-CODE指令段需由P-CODE引擎解釋執(zhí)行，這時(shí)就需要編譯器在P-CODE函數(shù)開始處額外增加幾條機(jī)器指令即本地入口點(diǎn)，以便機(jī)器轉(zhuǎn)換控制，停止執(zhí)行本地機(jī)器碼而調(diào)用P-CODE引擎，由P-CODE引擎繼續(xù)解釋執(zhí)行P-CODE函數(shù)。3 .P-C0DE使用方法P-CODE可用于Microsoft的VisualC+、VisualBasic等許多應(yīng)用程序開發(fā)包中，它可全局地用于整個(gè)應(yīng)用程序，也可通過使用"

7、;Pragmas”編譯指示有選擇地用于局部模塊中。3.1. 全局使用方法當(dāng)要求以部分速度代價(jià)來達(dá)到程序長度的顯著減小時(shí)，可對(duì)應(yīng)用程序全局地使用P-CODE編譯。如主要用于用戶界面的程序，象字處理器、電子日歷、小型企業(yè)財(cái)務(wù)軟件包等。此使用方法比較簡單，只要改變應(yīng)用工程的編譯選項(xiàng)，然后重新編譯即可。例如在VisualC+工程中加上編譯選項(xiàng)開關(guān)"/Oq"，或在VisualBasic工程屬性的編譯頁幀中，選中"編譯為P-代碼"選項(xiàng)。32局部使用方法若要在程序的速度和長度性能上達(dá)到匕限平衡的滿意效果，可在VisualC+源文件中有選擇性地加上P-CODE編譯指示，

8、具體地指示編譯器將哪一段代碼編譯為P-CODE,而將哪一段代碼編譯為本地機(jī)器碼格式。P-CODE局部使用方法是將編譯指示器"#PagmaOptimize("q",on)”置入想用P-CODE的模塊或函數(shù)開始處，而在用P-CODE的模塊或函數(shù)結(jié)束處加上編譯指示器M#PragmaOptimize("q",off)”。一般來說，要想達(dá)到比較滿意的使用效果，就要將主要影響程序執(zhí)行速度的模塊或函數(shù)編譯為本地機(jī)器碼，如頻繁調(diào)用的函數(shù)、出現(xiàn)在循環(huán)內(nèi)的函數(shù)等。而將相對(duì)來說對(duì)程序的執(zhí)行速度起次要作用、主要影響程序長度的模塊或函數(shù)編譯為P-CODE,如用戶接口過程

9、中的菜單和對(duì)話框模塊，因?yàn)檫@里程序執(zhí)行速度上的犧牲相對(duì)于用戶的工作速度來說，是微不足道的。還有一些很少使用的模塊或函數(shù)，如出錯(cuò)處理函數(shù)、一般情形下不會(huì)用到的功能模塊也應(yīng)編譯為P-CODE。4 .P-CODE程序調(diào)試用P-CODE編譯的程序，可使用Microsoft提供的調(diào)試工具如CodeView調(diào)試器等來進(jìn)行調(diào)試。它對(duì)源代碼級(jí)和P-CODE匯編指令級(jí)二者都給予支持，所有正常的CodeView調(diào)試器命令，如pEAK、STEP、WATCH等在本地機(jī)器碼和P-CODE碼兩種方式下都會(huì)起作用，只不過在P-CODE方式下，程序在斷點(diǎn)暫停后，寄存器窗口顯示的是堆趣口P-CODE工作引擎的狀態(tài)。因?yàn)镻-CO

10、DE的引用會(huì)產(chǎn)生許多跳轉(zhuǎn)指令，使得目標(biāo)程序調(diào)試時(shí)難于閱讀和跟蹤，所以較好的策略是在程序開發(fā)調(diào)試階段用編譯開關(guān)70f_w關(guān)掉引用，當(dāng)程序全部調(diào)試完畢后再打開引用優(yōu)化編譯開關(guān)。5 .P-CODE性能分析P-CODE技術(shù)的本質(zhì)是用程序執(zhí)行時(shí)間的少量增加來換取其長度的明顯減小。雖然P-CODE指令由工作引擎解釋執(zhí)行，固有地慢于CPU本地機(jī)器碼的執(zhí)行，但程序總體所需的執(zhí)行時(shí)間還取決于一些系統(tǒng)因素和程序員使用P-CODE的技巧。在內(nèi)存一定的環(huán)境中，大程序長度的減小也相應(yīng)地減少了其執(zhí)行時(shí)所需的內(nèi)存容量，從而需要較少的虛擬內(nèi)存交換頁，且相應(yīng)t雌高了Cache命中率，因而減少了其運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)開銷，故其P-CODE版本和本地機(jī)器碼版本最終在執(zhí)行速度上的差異很小。另