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

優(yōu)化級(jí)別說明（僅供參考）：
則其中的 Code Optimization 欄就是用來設(shè)置C51的優(yōu)化級(jí)別。共有9個(gè)優(yōu)化級(jí)別（書上這么寫的），高優(yōu)化級(jí)別中包含了前面所有的優(yōu)化級(jí)別?，F(xiàn)將各個(gè)級(jí)別說明如下：

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。連接定位器BL51通過對(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)展訪問優(yōu)化：來自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語句優(yōu)化：將CASE/SWITCH語句作為跳轉(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總線外設(shè)操作問題的深入分析

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)讀寫的問題,而是對(duì)Kei1 C51的使用不夠熟悉和設(shè)計(jì)不夠細(xì)致的問題,因此特撰寫本文。
本文中對(duì)原文提到的問題,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。(無意批評(píng),請(qǐng)?jiān)淖髡咭娬?

1 問題回顧和分析
 

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句并未被編譯。但可惜原文作者并未分析沒有被編譯的原因,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,因此編譯器跳過了第二條讀取語句。至此,問題就一目了然了。

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“Options for Target”設(shè)置對(duì)話框,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。
 

附表:Keil C51中的優(yōu)化級(jí)別及優(yōu)化作用 級(jí)別 說明
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：編譯器優(yōu)化訪問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：IDATA、XDATA、PDATA和CODE的變量直接包含在操作中。在多數(shù)時(shí)間沒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。