IAR AVR (Cи). вопрос о указателе на глобальную структуру, как заставить компилятор использовать рег. Z как постоянный указатель Опции

[ibiza11]

Доброго времени суток уважаемые форумчане. На этом форуме давно, но отписываюсь не часто, практически по всем вопросам есть информация, за что всем посетителям и администрации поклон в ноги.
При написании кода всегда обращаю внимание на генерируемый ассемблерный листинг, при этом не заострял внимания на указатели.
Недавно обратил внимание на оч. интересный документ AVR035:Эффетивное программирование на Си для AVR (очень жалею, что давно его не прочел)
В нем написан интересный способ уменьшения объема кода в случае использования множетсва глобальных переменных. Там предлагается объявить эти переменные как глобальную структуру и обращаться к каждой переменной
как к элементу структуры, при этом указатель на структуру всегда используется один и тот же, а переменные считываются командой LDD r16,Z+30 (соответственно командой STD записываются обратно). плюс
этой команды - использование считывания/записи со смещением, не изменяя при этом регистр Z.
я попробовал повторить пример из этой Application Note, все получилось как надо:

typedef struct
{
int hour;
char min;
int sec;
}t;
t global;

__C_task void main1(void)
{
t *time=&global;
if(++time->sec==60)
{
time->sec=90;
time->min=70;
}
}

а это ассемблерный листинг, который генерируется в итоге:

// 10 {
// 11 t *time=&global;
LDI R16, LOW(global)
LDI R17, (global) >> 8
MOVW R31:R30, R17:R16
// 12 if(++time->sec==60)
LDD R16, Z+2
INC R16
STD Z+2, R16
CPI R16, 60
BRNE ??main1_0
// 13 {
// 14 time->sec=90;
LDI R16, 90
STD Z+2, R16
// 15 time->min=70;
LDI R16, 70
STD Z+1, R16
// 16 }
// 17 }

Обратите внимание, что указатель инициализируется сразу в регистры r30,r31 (Z-регистр) и далее вообще не изменяется, а только используется с командами LDD, STD.
НО только я добавляю в цикл функцию delay, все кардинально меняется!!!
Вот исходник

typedef struct
{
int hour;
char min;
int sec;
}t;
t global;
extern void delay(unsigned int);

__C_task void main1(void)
{
delay(107);
t *time=&global;
if(++time->sec==60)
{
time->sec=90;
time->min=70;
}
}

А вот ассемблерный листинг

// 12 delay(107);
FUNCALL main1, delay
LOCFRAME CSTACK, 0, STACK
LOCFRAME RSTACK, 2, STACK
ARGFRAME RSTACK, 0, STACK
LDI R16, 107
LDI R17, 0
RCALL delay
// 13 t *time=&global;
LDI R16, LOW(global)
LDI R17, (global) >> 8
MOVW R27:R26, R17:R16
// 14 if(++time->sec==60)
ADIW R27:R26, 2
LD R16, X
SBIW R27:R26, 2
INC R16
ADIW R27:R26, 2
ST X, R16
SBIW R27:R26, 2
CPI R16, 60
BRNE ??main1_0
// 15 {
// 16 time->sec=90;
LDI R16, 90
ADIW R27:R26, 2
ST X, R16
SBIW R27:R26, 2
// 17 time->min=70;
LDI R16, 70
ADIW R27:R26, 1
ST X, R16
SBIW R27:R26, 1
// 18 }
// 19 }

Обратите внимание, что теперь компилятору нафиг не сдался удобный регистр Z и команды LDD и STD вместе взятые. Вместо них он использует регистр X и каждый раз инкрементирует его на необходимый сдвиг, а считывает и записывает командами LD, ST, что естественно занимает больше времени чем команды LDD и STD. При оптимизации по скорости выполнения вообще заменяет указатель константой и обращается к каждому элементу структуры через команды STS LDS (занимающие в два раза больше программной памяти).
Вот код функции delay:

void delay(volatile unsigned int ticks)
{
while(ticks)
ticks--;
}

volatile добавлен исключительно для того, чтобы компилятор не выбросил задержку из кода при оптимизации.
Теперь вопрос: Объясните почему так поступает компилятор с командами LDD и STD, и как ему указать что так делать не нужно?
Спасибо за внимание и понимание)

p.s. Если разместил тему не в том разделе, прошу модераторов перенести ее туда, где будет актуальнее.
уважаемые модераторы, изменил <codebox> на <quote> удобнее читать и есть возможность изменять цвет. в <code> нет возможности менять цвет текста.

Сообщение отредактировал ibiza11 - Apr 1 2011, 16:08

[ibiza11]

Не понимаю, зачем Вам это, с таким упреком сказали "выложите соответствующий код". Тип переменной не повлияет на обращение с указателем на структуру.
Вот не поленился: код с закоментированной функцией delay1

typedef struct
{
_int hour;
_char min;
_int sec;
}t;
t global;
void delay1(unsigned int);//прототип функции, тело функции ниже

__C_task void main1(void)
{
_t *time=&global;
_//delay1(107);
_if(++time->sec==60)
_{
___time->sec=90;
___time->min=70;
_}
}

Ассемблерный листинг:

// 13 t *time=&global;
........LDI R16, LOW(global)
........LDI R17, (global) >> 8
........MOVW R31:R30, R17:R16
// 14 //delay1(107);
// 15 if(++time->sec==60)
........LDD R24, Z+3
........LDD R25, Z+4
........ADIW R25:R24, 1
........STD Z+3, R24
........STD Z+4, R25
........CPI R24, 60
........LDI R16, 0
........CPC R25, R16
........BRNE ??main1_0
// 16 {
// 17 time->sec=90;
........LDI R16, 90
........LDI R17, 0
........STD Z+3, R16
........STD Z+4, R17
// 18 time->min=70;
........LDI R16, 70
........STD Z+2, R16
// 19 }
// 20 }

Ассемблерный листинг с функцией delay1:

// 13 t *time=&global;
........LDI R16, LOW(global)
........LDI R17, (global) >> 8
........MOVW R27:R26, R17:R16
// 14 delay1(107);
........LDI R16, 107
........LDI R17, 0
........RCALL delay1
// 15 if(++time->sec==60)
........ADIW R27:R26, 3
........LD R24, X+
........LD R25, X
........SBIW R27:R26, 4
........ADIW R25:R24, 1
........ADIW R27:R26, 3
........ST X+, R24
........ST X, R25
........SBIW R27:R26, 4
........CPI R24, 60
........LDI R16, 0
........CPC R25, R16
........BRNE ??main1_0
// 16 {
// 17 time->sec=90;
........LDI R16, 90
........LDI R17, 0
........ADIW R27:R26, 3
........ST X+, R16
........ST X, R17
........SBIW R27:R26, 4
// 18 time->min=70;
........LDI R16, 70
........ADIW R27:R26, 2
........ST X, R16
........SBIW R27:R26, 2
// 19 }
// 20 }

как видите, симптомы те же)

Сообщение отредактировал ibiza11 - Apr 5 2011, 07:18

[=GM=]

Не понимаю, зачем Вам это, с таким упреком сказали "выложите соответствующий код"

Да ну, какие упрёки. Если бы вы не сказали "возможно, что я дизассемблер простого варианта скопипастил, а код уже нового варианта", а просто проверили бы коды на соответствие и сообщили бы, то и моего поста не было бы. А так, я уж было подумал, что компилятор иар не совсем адекватный, решил посмотреть, что там унутре...

Тем не менее, нет худа без добра. После оптимизации на данном фрагменте winavr дал 7 слов кода, а iar - 12 слов, несмотря на использование z-регистра. Конечно, это может ничего не значить, может быть в другом месте iar вырвется вперёд, но может и стоит задуматься. Тут соглашусь с СашейВитебским, не надо выкручивать руки си-компилятору и добиваться от него сиюминутной оптимизации, которая однако может сделать вашу программу зависимой не только от компилятора, но даже от его версии. Для себя я решил так, критичные куски выделяю в ассемблерную подпрограмму, остальное на си. Даже представить себе не можете, как упростилась жизнь эмбеддера :-) А раньше я пыхтел, вставляя инлайновые куски, кто только их придумал..

Ещё подумал, как горю помочь. Попробуйте переставить операторы

_t *time=&global;
_delay1(107);

вот так

_delay1(107);
_t *time=&global;

Компиляторы время от времени бывают туповаты, глядишь и сработает.