1 前言
我们平时做项目的时候,随着代码量的增加,工程变得更加臃肿,但是实际上可能只使用到其中一部分函数,与此同时,还有一部分是已经定义但是没有被使用的函数,虽然我们不使用这些功能和函数,但它们往往会浪费我们的ROM和RAM的空间。
或者在使用静态库的时候,这种现象更加明显。比如,我们只需要使用静态库中的几个功能,但是编译器默认会把整个静态库全部链接到可执行程序中,从而导致可执行程序的大小大大增加。
那该如何避免这种情况呢?大部分工作交给编译器,我们只要告诉编译器不要把这些程序编译到可执行文件中即可。下面会继续解释。
2 ELF格式
ELF
(Executable and Linkable Format
)是可执行和可链接格式。在Linux
上ELF
包括了链接过程中的目标文件(.o
),共享库(.so
)和可执行文件,同时还用于可加载的内核模块,因此作为链接过程中的目标文件也是通过ELF
格式的文件来表示的;
ELF
的结构至少包含两个头:
- ELF头
- 程序头
- 通常还会有一个节标头;
具体如下图所示;
从图中我们可以看到,这里可以分为两种情况;
- Linking:链接是按节划分的,在链接程序或库时会这样使用,这些部分包含一些目标文件信息,例如:数据,指令,重定位信息,符号,调试信息等等;
- Exection:程序执行期间使用按段划分的执行视图。
下面是ELF格式文件的详细布局图;
3 编译器
通常在做ARM
开发的时候会使用ARMCC
和GCC
,可以参考相应编译器的手册,使用相应的编译命令就可以实现对程序的优化。
3.1 ARMCC
在ARMCC
中,编译器通常将函数和数据放在一起,并且将每一个类别规整到同一个section
中,如果在链接的时候发现某个section
没有被使用,那么就会将这个section
删除,从而减少可执行文件的大小。
可以使用--split_sections
编译器命令行选项来指示编译器为源文件中的每个函数生成一个ELF节,这样在链接的时候可以通过--remove
命令让链接器删除未使用的section
。
3.2 GCC
GCC
在编译时可以使用 -ffunction-sections
和 -fdata-sections
将每个函数或符号创建为一个section;
链接阶段的时候,使用 -Wl
,–gc-sections
来告诉链接器删除不需要的section
(其中-Wl, 表示后面的参数 -gc-sections 传递给链接器),这样就能减少最终的可执行程序的大小了。
4 IDE
通常我们使用IDE的过程中,它已经帮我们做好了很多工作,比如上面提到的编译器命令需要我们自己手动写到Makefile
中,但是在IDE
只需要勾选相应的选项即可;
4.1 MDK的设置
MDK
中使用的是ARMCC
编译器,以STM32
为例,纯净的HAL
编译之后的结果如下图所示;
在工程的Opentios
下勾选One ELF Section per Function
,发现在编译器命令自动追加了--splot_sections
;
最终编译的结果如下,发现最终固件变小了很多;
4.2 CubeIDE
CubeIDE
中使用的是arm-none-eabi-gcc
,相同的代码与上面的基本相同,创建CubeIDE
的工程,编译之后如下图所示;
同样在项目的属性设置中,增加--ffunction-sections
选项和-fdata-sections
选项之后,构建项目;
最终结果如下所示,发现固件的大小减小很多;
5 结论
本文对于如何删除编译过程中未使用的section
做了简单的介绍,从ELF
文件格式的角度出发,介绍了编译器ARMCC
和GCC
相应的命令以及MDK
,CubeIDE
中的相应配置,最终实验表明可以减少程序大小,另外编译器的优化等级-O1
,-O2
,-O3
也可以优化程序的大小以及执行时间,但是由于存在太多不可控性,不太建议开编译器的优化等级。
来源:oschina
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