option -》 c/c++ -》 language/code genderation -》 optimization選項(xiàng)下的優(yōu)化等級(jí)

優(yōu)化級(jí)別說(shuō)明（僅供參考）：

則其中的 Code Optimization 欄就是用來(lái)設(shè)置C51的優(yōu)化級(jí)別。共有9個(gè)優(yōu)化級(jí)別（書(shū)上這么寫(xiě)的），高優(yōu)化級(jí)別中包含了前面所有的優(yōu)化級(jí)別。現(xiàn)將各個(gè)級(jí)別說(shuō)明如下：

0級(jí)優(yōu)化：

1、常數(shù)折疊：只要有可能，編譯器就執(zhí)行將表達(dá)式化為常數(shù)數(shù)字的計(jì)算，其中包括運(yùn)行地址的計(jì)算。

2、簡(jiǎn)單訪問(wèn)優(yōu)化：對(duì)8051系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)和位地址進(jìn)行訪問(wèn)優(yōu)化。

3、跳轉(zhuǎn)優(yōu)化：編譯器總是將跳轉(zhuǎn)延至最終目標(biāo)上，因此跳轉(zhuǎn)到跳轉(zhuǎn)之間的命令被刪除。

1級(jí)優(yōu)化：

1、死碼消除：無(wú)用的代碼段被消除。

2、跳轉(zhuǎn)否決：根據(jù)一個(gè)測(cè)試回溯，條件跳轉(zhuǎn)被仔細(xì)檢查，以決定是否能夠簡(jiǎn)化或刪除。

2級(jí)優(yōu)化：

1、數(shù)據(jù)覆蓋：適于靜態(tài)覆蓋的數(shù)據(jù)和位段被鑒別并標(biāo)記出來(lái)。連接定位器BL51通過(guò)對(duì)全局?jǐn)?shù)據(jù)流的分析，選擇可靜態(tài)覆蓋的段。

3級(jí)優(yōu)化：

1、“窺孔”優(yōu)化：將冗余的MOV命令去掉，包括不必要的從存儲(chǔ)器裝入對(duì)象及裝入常數(shù)的操作。另外如果能節(jié)省存儲(chǔ)空間或者程序執(zhí)行時(shí)間，復(fù)雜操作將由簡(jiǎn)單操作所代替。

4級(jí)優(yōu)化：

1、寄存器變量：使自動(dòng)變量和函數(shù)參數(shù)盡可能位于工作寄存器中，只要有可能，將不為這些變量保留數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間。

2、擴(kuò)展訪問(wèn)優(yōu)化：來(lái)自IDATA、XDATA、PDATA和CODE區(qū)域的變量直接包含在操作之中，因此大多數(shù)時(shí)候沒(méi)有必要將其裝入中間寄存器。

3、局部公共子式消除：如果表達(dá)式中有一個(gè)重復(fù)執(zhí)行的計(jì)算，第一次計(jì)算的結(jié)果被保存，只要有可能，將被用作后續(xù)的計(jì)算，因此可從代碼中消除繁雜的計(jì)算。

4、CASE/SWITCH語(yǔ)句優(yōu)化：將CASE/SWITCH語(yǔ)句作為跳轉(zhuǎn)表或跳轉(zhuǎn)串優(yōu)化。

5級(jí)優(yōu)化：

1、全局公共子式消除：只要有可能，函數(shù)內(nèi)部相同的子表達(dá)式只計(jì)算一次。中間結(jié)果存入一個(gè)寄存器以代替新的計(jì)算。

2、簡(jiǎn)單循環(huán)優(yōu)化：以常量占據(jù)一段內(nèi)存的循環(huán)再運(yùn)行時(shí)被優(yōu)化。

6級(jí)優(yōu)化：

1、回路循環(huán)：如果程序代碼能更快更有效地執(zhí)行，程序回路將進(jìn)行循環(huán)。

7級(jí)優(yōu)化：

1、擴(kuò)展入口優(yōu)化：在適合時(shí)對(duì)寄存器變量使用DPTR數(shù)據(jù)指針，指針和數(shù)組訪問(wèn)被優(yōu)化以減小程序代碼和提高執(zhí)行速度。

8級(jí)優(yōu)化：

1、公共尾部合并：對(duì)同一個(gè)函數(shù)有多處調(diào)用時(shí)，一些設(shè)置代碼可被重復(fù)使用，從而減小程序代碼長(zhǎng)度。

9級(jí)優(yōu)化：

1、公共子程序塊：檢測(cè)重復(fù)使用的指令序列，并將它們轉(zhuǎn)換為子程序。C51甚至?xí)匦掳才糯a以獲得更多的重復(fù)使用指令序列。

當(dāng)然，優(yōu)化級(jí)別并非越高越好，應(yīng)該根據(jù)具體要求適當(dāng)選擇。

Keil C51總線(xiàn)外設(shè)操作問(wèn)題的深入分析

閱讀了《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》2005年第10期雜志《經(jīng)驗(yàn)交流》欄目的一篇文章《Keil C51對(duì)同一端口的連續(xù)讀取方法》（原文）后，筆者認(rèn)為該文并未就此問(wèn)題進(jìn)行深入準(zhǔn)確的分析 文章中提到的兩種解決方法并不直接和簡(jiǎn)單。筆者認(rèn)為這并非是Keil C51中不能處理對(duì)一個(gè)端口進(jìn)行連續(xù)讀寫(xiě)的問(wèn)題，而是對(duì)Kei1 C51的使用不夠熟悉和設(shè)計(jì)不夠細(xì)致的問(wèn)題，因此特撰寫(xiě)本文。

本文中對(duì)原文提到的問(wèn)題，提出了三種不同于原文的解決方法。每種方法都比原文中提到的方法更直接和簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)也更規(guī)范。

1 問(wèn)題回顧和分析

原文中提到：在實(shí)際工作中遇到對(duì)同一端口反復(fù)連續(xù)讀取，Keil C51編譯并未達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。原文作者對(duì)C編譯出來(lái)的匯編程序進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)同一端口的第二次讀取語(yǔ)句并未被編譯。但可惜原文作者并未分析沒(méi)有被編譯的原因，而是匆忙地采用一些不太規(guī)范的方法試驗(yàn)出了兩種解決辦法。

對(duì)此問(wèn)題，翻閱Keil C51的手冊(cè)很容易發(fā)現(xiàn)：KeilC51的編譯器有一個(gè)優(yōu)化設(shè)置，不同的優(yōu)化設(shè)置，會(huì)產(chǎn)生不同的編譯結(jié)果。一般情況缺省編譯優(yōu)化設(shè)置被設(shè)定為8級(jí)優(yōu)化，實(shí)際最高可設(shè)定為9級(jí)優(yōu)化：

1. Dead code elimination。

2.Data overlaying。

3.Peephole optimization。

4.Register variables。

5.Common subexpression elimination。

6.Loop rotation。

7.Extended Index Access Optimizing。

8.Reuse Common Entry Code。

9.Common Block Subroutines。

而以上的問(wèn)題，正是由于Keil C51編譯優(yōu)化產(chǎn)生的。因?yàn)樵谠某绦蛑袑⑼庠O(shè)地址直接按如下定義：

unsigned char xdata MAX197 _at_ 0x8000

采用_at_將變量MAX197定義到外部擴(kuò)展RAM 指定地址0x8000。因此，Keil C51優(yōu)化編譯理所當(dāng)然認(rèn)為重復(fù)讀第二次是沒(méi)有用的，直接用第一次讀取的結(jié)果就可以了，因此編譯器跳過(guò)了第二條讀取語(yǔ)句。至此，問(wèn)題就一目了然了。

2 解決方法

由以上分析很容易就能提出很好的解決辦法。

2．1 最簡(jiǎn)單最直接的辦法

程序一點(diǎn)都不用修改，將Keil C51的編譯優(yōu)化選擇設(shè)置為0（不優(yōu)化）就可以了。選擇project窗口的Target，然后打開(kāi)“Options for Target”設(shè)置對(duì)話(huà)框，選擇“C51”選項(xiàng)卡，將“Code Optimiztaion”中的“Level”選擇為“0:Costant folding”。再次編譯后，大家會(huì)發(fā)現(xiàn)編譯結(jié)果為：

CLR MAXHBEN

MOV DPTR，#MAX197

MOVX A，@DPTR

MOV R7，A

MOV down8，R7

SETB MAXHBEN

MOV DPTR，#MAX197

MOVX A，@DPTR

MOV R7，A

MOV up4，R7

兩次讀取操作都被編譯出來(lái)了。

2．2 最好的方法

告訴Keil C51，這個(gè)地址不是一般的擴(kuò)展RAM，而是連接的設(shè)備，具有“揮發(fā)”特性，每次讀取都是有意義的。可以修改變量定義，增加“volatile”關(guān)鍵字說(shuō)明其特征：

unsigned char volatile xdata MAX197 _at_ 0x8000；

也可以在程序中包含系統(tǒng)頭文件；“#include”，然后在程序中修改變量，定義為直接地址：

#define MAX197 XBYTE

這樣，Keil C51的設(shè)置仍然可以保留高級(jí)優(yōu)化，且編譯結(jié)果中，同樣兩次讀取并不會(huì)被優(yōu)化跳過(guò)。

附表：Keil C51中的優(yōu)化級(jí)別及優(yōu)化作用 級(jí)別 說(shuō)明

0 常數(shù)合并：編譯器預(yù)先計(jì)算結(jié)果，盡可能用常數(shù)代替表達(dá)式。包括運(yùn)行地址計(jì)算。

優(yōu)化簡(jiǎn)單訪問(wèn)：編譯器優(yōu)化訪問(wèn)8051系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)和位地址。

跳轉(zhuǎn)優(yōu)化：編譯器總是擴(kuò)展跳轉(zhuǎn)到最終目標(biāo)，多級(jí)跳轉(zhuǎn)指令被刪除。

1 死代碼刪除：沒(méi)用的代碼段被刪除。

拒絕跳轉(zhuǎn)：嚴(yán)密的檢查條件跳轉(zhuǎn)，以確定是否可以倒置測(cè)試邏輯來(lái)改進(jìn)或刪除。

2 數(shù)據(jù)覆蓋：適合靜態(tài)覆蓋的數(shù)據(jù)和位段被確定，并內(nèi)部標(biāo)識(shí)。BL51連接/定位器可以通過(guò)全局?jǐn)?shù)據(jù)流分析，選擇可被覆蓋的段。

3 窺孔優(yōu)化：清除多余的MOV指令。這包括不必要的從存儲(chǔ)區(qū)加載和常數(shù)加載操作。當(dāng)存儲(chǔ)空間或執(zhí)行時(shí)間可節(jié)省時(shí)，用簡(jiǎn)單操作代替復(fù)雜操作。

4 寄存器變量：如有可能，自動(dòng)變量和函數(shù)參數(shù)分配到寄存器上。為這些變量保留的存儲(chǔ)區(qū)就省略了。

優(yōu)化擴(kuò)展訪問(wèn)：IDATA、XDATA、PDATA和CODE的變量直接包含在操作中。在多數(shù)時(shí)間沒(méi)必要使用中間寄存器。

局部公共子表達(dá)式刪除：如果用一個(gè)表達(dá)式重復(fù)進(jìn)行相同的計(jì)算，則保存第一次計(jì)算結(jié)果，后面有可能就用這結(jié)果。多余的計(jì)算就被刪除。

Case/Switch優(yōu)化：包含SWITCH和CASE的代碼優(yōu)化為跳轉(zhuǎn)表或跳轉(zhuǎn)隊(duì)列。

5 全局公共子表達(dá)式刪除：一個(gè)函數(shù)內(nèi)相同的子表達(dá)式有可能就只計(jì)算一次。中間結(jié)果保存在寄存器中，在一個(gè)新的計(jì)算中使用。

簡(jiǎn)單循環(huán)優(yōu)化：用一個(gè)常數(shù)填充存儲(chǔ)區(qū)的循環(huán)程序被修改和優(yōu)化。

6 循環(huán)優(yōu)化：如果結(jié)果程序代碼更快和有效則程序?qū)ρh(huán)進(jìn)行優(yōu)化。

7 擴(kuò)展索引訪問(wèn)優(yōu)化：適當(dāng)時(shí)對(duì)寄存器變量用DPTR。對(duì)指針和數(shù)組訪問(wèn)進(jìn)行執(zhí)行速度和代碼大小優(yōu)化。

8 公共尾部合并：當(dāng)一個(gè)函數(shù)有多個(gè)調(diào)用，一些設(shè)置代碼可以復(fù)用，因此減少程序大小。

9 公共塊子程序：檢測(cè)循環(huán)指令序列，并轉(zhuǎn)換成子程序。Cx51甚至重排代碼以得到更大的循環(huán)序列。