C 内存空间和#defines答案

【问题标题】：C memory space and #definesC 内存空间和#defines
【发布时间】：2009-08-28 07:28:53
【问题描述】：

我正在研究嵌入式系统，所以内存对我来说很宝贵。

一个反复出现的问题是，我在尝试为其编译程序时内存空间不足。这通常通过限制可能占用大量空间的 typedef 的数量来解决。

有一个宏生成器，我用它来创建一个包含很多#define 的文件。其中一些是简单的值，另一些是边界检查

即

#define SIGNAL1 (float)0.03f
#define SIGNAL1_ISVALID(value) ((value >= 0.0f) && (value <= 10.0f))

现在，我不使用所有这些定义。我使用了一些，但实际上不是大多数。有人告诉我，如果不使用它们，它们实际上不会占用任何内存，但我不确定这一点。我希望通过删除未使用的内存来释放一些额外的内存（但我再次被告知这是没有意义的）。

未使用的#define 是否占用任何内存空间？

【问题讨论】：

你是说你在嵌入式系统上编译软件？
不，很抱歉造成混乱。我在windows下编译生成二进制文件
那么您在编译或运行可执行文件时是否空间不足？
typedefs 在编译后的图像中也不占用空间（尽管用它们定义变量可能）。
什么类型的空间快用完了？用于变量的 RAM？ ROM代码？您说“在转换（直接在编译后）到我们特定的二进制格式期间空间不足。”我不太明白这意味着你的空间用完了。

标签： c embedded memory-management

【解决方案1】：

不，#defines 不占用空间，除非它们被使用 - #defines 的工作方式类似于查找/替换；每当编译器看到左半部分时，它会在实际编译之前将其替换为右半部分。

所以，如果你有：

float f = SIGNAL1;

编译器会按字面意思解释语句：

float f = (float)0.03f;

它将永远看到 SIGNAL1，它不会出现在调试器中，等等。

【讨论】：

实际上，预处理器进行宏替换。当源代码到达实际的编译器时，所有的宏调用在文本上都被它们定义的任何内容替换了。这意味着在宏中使用两次参数有些危险，因为如果参数类似于i++，则每次参数出现在宏扩展中时，i 都会递增。所以SIGNAL1_ISVALID(++i) 扩展为((++i >= 0.0f) && (++i <= 10.0f))
@Chuck 你和我都知道这一点，但我试图让答案更容易理解 - 不过感谢您提及这一点！
不出现在调试器中并不严格。例如：developer.apple.com/DOCUMENTATION/DeveloperTools/gdb/gdb/…（但通常是正确的，如果你假设这个，更容易理解答案；）

【解决方案2】：

这通常通过限制可能占用大量空间的 typedef 的数量来解决。

您似乎有些困惑，因为 typedef 在运行时不占用空间。它们只是数据类型的别名。现在您可能有大型结构的实例（typedef'd 或其他），但占用空间的是实例，而不是类型定义。我想知道这个声明中可能包含什么“等”。

宏实例在源代码中被它们的定义替换，并生成相应的代码，未使用的宏不会产生任何生成的代码。

占用空间的东西有：

可执行代码（函数/成员函数）
数据实例化（包括 C++ 对象实例）
分配给堆栈（或多线程系统中的堆栈）的空间量。

剩下的通常可用于动态内存分配 (RAM)，或者未使用或用于非易失性存储 (Flash/EPROM)。

减少内存使用主要是选择/设计高效的数据结构、使用适当的数据类型以及高效的代码和算法设计。最好针对将获得最大收益的区域。要查看应用程序中对象和代码的大小，请获取链接器以生成映射文件。这将告诉您哪些是最大的函数，以及全局和静态对象的大小。

源文件文本长度不是代码大小的良好指南。大量的C代码是声明性的（一般头文件都是声明性的），不会产生占用内存的代码或数据。

嵌入式系统不一定意味着小内存，因此您应该指定。我曾在具有 64Mb RAM 和 2Mb 闪存的系统上工作过，即使与许多系统相比，这也是适度的。然而，具有片上资源的典型微控制器通常会少得多（尤其是占用大量芯片面积的 SRAM）。此外，您的系统是哈佛架构还是冯诺依曼架构在这里是相关的，因为在哈佛架构中，数据和代码空间是分开的，所以我们需要知道您缺少什么。如果是冯诺依曼，如果代码从 ROM 运行，或者是在运行时从 ROM 复制到 RAM（即不同类型的内存，即使它们位于相同的地址空间中），则代码/数据使用仍然相关.

克利福德

【讨论】：

【解决方案3】：

嗯，是的，也不是。

不，未使用的#defines 不会增加生成的二进制文件的大小。

是的，编译器在构建二进制文件时必须知道所有#defines（无论是使用的还是未使用的）。

根据您的问题，您如何使用编译器有点模棱两可，但似乎您尝试直接在嵌入式设备上构建；你试过交叉编译器吗？ :)

【讨论】：

#defines 永远不会被编译器知道。它们只有预处理器知道，它使用它们进行文本替换和#if/#ifdef 语句。一旦我们离开预处理器并进入实际的编译器，#defines 就会全部被替换，并且不再存在（如果它们没有被替换，它们就会变成语法错误，或者更糟糕的是，链接器会丢失符号）。
P.S.很抱歉随机的固定宽度字体。现在我明白了 SO 用来匹配 code 块的正则表达式是如何工作的。
啊，是的，但是在这个问题中的“松散”上下文中（OP 不指定/关心是编译器还是预处理器内存不足），我们可以假设预处理是编译过程的一部分。

【解决方案4】：

未使用的#defines 不会占用生成的可执行文件中的空间。它们确实在编译时占用了编译器本身的内存。

【讨论】：