Möchte man einen einfachen Status im an/aus-Format notieren ist üblicherweise ein Boolean der Dateityp der Wahl. Technisch gesehen unterstützt der bei Arduino verwendete ATMega jedoch immer nur 8-Bit-Register, sodass auch ein Boolean (1-Bit-Wert) intern meist als Byte (8-Bit-Wert) abgespeichert wird. Klingt nicht sehr effizient, aber kann man per Hand tatsächlich „besser“ arbeiten?
Gehen wir von einem einfachen Beispiel aus: Wir möchten mehrere dieser Zustände speichern und auf deren Basis eine Entscheidung treffen. Für dieses Beispiel wird der Wert immer invertiert – in diesem Fall könnte man es auch kompakter Lösen, aber da es nur als Platzhalter für komplexeren Code gilt lasse ich das mal so stehen. Alle Beispiele sind Auszüge eines größeren Programms, die absoluten Größen also ohne weitere Aussagekraft.
Erster Versuch: Mit Boolean
boolean dir1 = false;
boolean dir2 = false;
boolean dir3 = false;
//[...]
if(dir1) {
//Aktionen
dir1 = false;
}else{
dir1 = true;
}
//23.644 Byte Flash, 1.537 Byte RAM
Zum Vergleich mit einem einzigen „byte“-Wert, dessen einzelne Bits als Informationsspeicher verwendet werden sollen:
byte dir = 0x00;
//[...]
if(dir & 0x01) {
//Aktionen
bitSet(dir, 0x01);
}else{
bitClear(dir, 0x01);
}
//23.650 Byte Flash, 1.535 Byte RAM
Schaut man auf das eigentliche Programm gewinnt die Variante mit Boolean – 6 Byte kleiner. Nicht wirklich verwunderlich – hat man ein ganzes Byte müsste sich direkt ein Sprung bei !=0 durchführen lassen. Mit Byte-Teilen ist ein Vergleich oder ein vorheriges UND nötig, welches zusätzliche Befehle und somit auch Speicher und CPU-Takte verschlingt. Schaut man jedoch auf den RAM dreht sich das Bild: Hier ist das einzelne Byte sparsamer. 2 Byte kommen mir jedoch etwas klein vor – ich fürchte hier hat der Compiler mit seinen Optimierungen einiges der boolean-Logik geschmissen, denn theoretisch sollte zur ersten Variante deutlich mehr Abstand sein.
Wie auch immer: Selbst ohne große Analyse zeigt sich, was ich schon erwartet hatte: Boolean spart Flash, Byte spart RAM. Welche Variante die sinnvollere ist hängt letztendlich vom jeweiligen Projekt ab. Da mir der RAM ausging war die Umstellung auf Byte eine gute Möglichkeit etwas zu sparen. Möglicherweise hätte es auch gereicht den Compiler nicht mit -Os anzuweisen, einen möglichst kleinen Code zu generieren.
