STM32单片机存储器优化方案：代码压缩、数据结构优化、存储器分配，权威解析

# 1. STM32存储器优化概述

STM32微控制器广泛应用于嵌入式系统中，其存储器资源有限，优化存储器使用对于提高系统性能至关重要。本章概述了STM32存储器优化的概念和目标，包括代码压缩、数据结构优化和存储器分配优化。

存储器优化可以提高代码执行效率、减少内存占用，从而降低功耗、提高系统响应速度。通过对代码、数据结构和存储器分配策略进行优化，可以有效提升STM32系统的整体性能。

# 2. 代码压缩技术

在嵌入式系统中，代码大小至关重要，因为它决定了程序在有限的存储空间中的可执行性。代码压缩技术旨在通过减少代码段和数据段的大小来优化存储器利用率。

### 2.1 代码段压缩

代码段压缩的目标是减少可执行代码的大小。有两种主要方法可以实现代码段压缩：编译器优化和手动代码优化。

#### 2.1.1 编译器优化

编译器提供了各种优化选项，可以帮助减小代码大小。这些选项包括：

- **优化级别：**编译器提供不同的优化级别，从无优化到最高优化。更高的优化级别通常会产生更小的代码，但编译时间也更长。
- **内联函数：**将小函数内联到调用它们的代码中，可以消除函数调用开销，减小代码大小。
- **尾递归消除：**优化尾递归函数，将它们转换为循环，从而减少代码大小和堆栈使用。
- **常量传播：**将编译时已知的常量值传播到整个代码中，消除不必要的变量和计算，减小代码大小。

// 优化前
int sum(int a, int b) {
  return a + b;
}

int main() {
  int x = sum(1, 2);
}

// 优化后
int main() {
  int x = 1 + 2;
}

#### 2.1.2 手动代码优化

除了编译器优化之外，还可以通过手动优化代码来进一步减小代码段大小。一些常用的手动代码优化技术包括：

- **消除冗余代码：**删除重复的代码块，并使用函数或宏来代替。
- **使用较小的数据类型：**使用较小的数据类型（如 char 而不是 int）来存储较小的值，可以减小代码大小。
- **使用位操作：**使用位操作而不是函数调用来执行位级操作，可以减少代码大小和执行时间。
- **使用汇编代码：**在关键代码段中使用汇编代码，可以获得更好的代码压缩和执行效率。

### 2.2 数据段压缩

数据段压缩的目标是减少程序中静态数据的大小。有两种主要方法可以实现数据段压缩：常量池优化和结构体和联合优化。

#### 2.2.1 常量池优化

常量池是一种存储编译时已知常量值的数据结构。通过将常量值存储在常量池中，可以消