(原創) 如何有效減少Nios II EDS所編譯程式碼大小? (IC Design) (Nios II)

Abstract
由於體積和成本因素，嵌入式系統的記憶體都很小，所以系統開發人員都很在意編譯出的程式碼大小，本文討論減少Nios II EDS編譯程式碼大小的方法。

使用環境：Nios II EDS 7.2 SP1

Introduction
以DE2而言，on-chip memory最多只能49KB，SRAM只有512KB，SDRAM也只有8MB，這和Intel x86平台動不動都有上G的記憶體不同，尤其有時為了簡化debug因素，只用on-chip memory時，最常遇到的就是on-chip memory塞不下所編譯的程式碼，以下討論幾種能有效減少Nios II程式碼的方法。

Solution
1.使用Release模式

預設為Debug模式，由於需要debug symbol，檔案大小較大。

選好project，按右鍵，Active Build Configuration -> 勾選Relase。由於Nios II EDS除了軟體project外，還會自帶一個system library project，兩個project都要改成Release模式。

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2.調整gcc參數

Nios II EDS預設的gcc並沒有啟動最佳化，可以調成-O3或者-Os。

選好project，按右鍵，Properties ，左側選C/C++ Build，在左側 Total Settings tab選General，在右側Optimization Levels選Optimize most(-O3)或Optimize size(-Os)，效果可能要自己實際試試看，且將Debug Level選None。

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3.使用Reduced device drivers

一些周邊提供了兩種模式的驅動程式，一種強調的是『速度』，一種強調的是『檔案大小』，Nios II EDS預設使用強調『速度』的驅動程式，勾選Reduced Device Drivers可有效減少程式碼大小。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，將Reduced device drivers打勾。

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4.縮小Max file descriptors常數

預設為32，根據Nios II Software Developer's Handbook說法，將此常數變小有助於減少編譯程式碼大小。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，設定Max file descriptors常數。

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5.將stdout、stderr、stdin設為null

若你的軟體程式完全沒用到stdout、stderr、stdin，可將此設為null，將可略為減少編譯程式碼大小。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，將stdout、stderr、stdin設為null。

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6.使用Small C library

若你使用到ANSI C函數，可選擇使用Small C library，這是gcc為嵌入式系統重新量身訂作的ANSI C standard library。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，將Small C library打勾。

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7.使用UNIX-Style File I/O

若你還想進一步減少編譯程式碼大小，就連Small C library都不要用，事實上，Nios II的HAL已經提供了UNIX-Style File I/O函數，直接使用將可有效減少編譯程式碼大小。

8.自己實作ANSI C函數

若你只需要一小部份的ANSI C函數，事實上可以自己實作，而不要使用整個ANSI C library。如getchar()函數：

int getchar(void) {
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char c;
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return ( read (0, &c, 1) == 1) ? (unsigned char) c : EOF;
4

}

9.使用Lightwieght device driver API

一些周邊如JTAG UART、UART、Optrex 16207 LCD支援Lightweight device driver API，可減少編譯程式碼大小。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，將Lightweight device driver API打勾。

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10.使用Minimal character-mode API
若你僅使用簡單的IO功能，可不需include ANSI的stdio.h，而用sys/alt_stdio.h取代，sys/alt_stdio.h提供了alt_printf()、alt_putchar()、alt_putstr()與alt_getchar()，如此將可減少編譯程式碼大小。

11.移除不需要的驅動程式

若有硬體周邊存在，無論你軟體程式是否存取該硬體，Nios II EDS預設會幫你加上該硬體的驅動程式，如此將會增加編譯程式碼大小，請手動移除不需要的硬體驅動程式。

12.避免Clean exit

Clean exit會將所有C函數內部I/O buffer清除，並呼叫任何對atexit()註冊的函數，Nios II EDS預設使用Clean exit。

選好project，按右鍵，System Library Properties ，不要選Clean exit(flush buffers)。

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