KEIL編譯環(huán)境優(yōu)化等級說明詳解

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

優(yōu)化級別說明（僅供參考）：

則其中的 Code Optimization 欄就是用來設(shè)置C51的優(yōu)化級別。共有9個優(yōu)化級別（書上這么寫的），高優(yōu)化級別中包含了前面所有的優(yōu)化級別。現(xiàn)將各個級別說明如下：

0級優(yōu)化：

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

2、簡單訪問優(yōu)化：對8051系統(tǒng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)和位地址進行訪問優(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)一個測試回溯，條件跳轉(zhuǎn)被仔細檢查，以決定是否能夠簡化或刪除。

2級優(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通過對全局數(shù)據(jù)流的分析，選擇可靜態(tài)覆蓋的段。

3級優(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器裝入對象及裝入常數(shù)的操作。另外如果能節(jié)省存儲空間或者程序執(zhí)行時間，復(fù)雜操作將由簡單操作所代替。

4級優(yōu)化：

1、寄存器變量：使自動變量和函數(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)存儲器空間。

2、擴展訪問優(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：如果表達式中有一個重復(fù)執(zhí)行的計算，第一次計算的結(jié)果被保存，只要有可能，將被用作后續(xù)的計算，因此可從代碼中消除繁雜的計算。

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)部相同的子表達式只計算一次。中間結(jié)果存入一個寄存器以代替新的計算。

2、簡單循環(huán)優(yōu)化：以常量占據(jù)一段內(nèi)存的循環(huán)再運行時被優(yōu)化。

6級優(yōu)化：

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

7級優(yōu)化：

1、擴展入口優(yōu)化：在適合時對寄存器變量使用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級優(yōu)化：

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

9級優(yōu)化：

1、公共子程序塊：檢測重復(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《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》2005年第10期雜志《經(jīng)驗交流》欄目的一篇文章《Keil C51對同一端口的連續(xù)讀取方法》（原文）后，筆者認為該文并未就此問題進行深入準(zhǔn)確的分析 文章中提到的兩種解決方法并不直接和簡單。筆者認為這并非是Keil C51中不能處理對一個端口進行連續(xù)讀寫的問題，而是對Kei1 C51的使用不夠熟悉和設(shè)計不夠細致的問題，因此特撰寫本文。

本文中對原文提到的問題，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單，設(shè)計也更規(guī)范。

1 問題回顧和分析

原文中提到：在實際工作中遇到對同一端口反復(fù)連續(xù)讀取，Keil C51編譯并未達到預(yù)期的結(jié)果。原文作者對C編譯出來的匯編程序進行分析發(fā)現(xiàn)，對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)范的方法試驗出了兩種解決辦法。

對此問題，翻閱Keil C51的手冊很容易發(fā)現(xiàn)：KeilC51的編譯器有一個優(yōu)化設(shè)置，不同的優(yōu)化設(shè)置，會產(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級優(yōu)化，實際最高可設(shè)定為9級優(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。因為在原文程序中將外設(shè)地址直接按如下定義：

unsigned char xdata MAX197 _at_ 0x8000

采用_at_將變量MAX197定義到外部擴展RAM 指定地址0x8000。因此，Keil C51優(yōu)化編譯理所當(dāng)然認為重復(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 最簡單最直接的辦法

程序一點都不用修改，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)置對話框，選擇“C51”選項卡，將“Code Optimiztaion”中的“Level”選擇為“0:Costant folding”。再次編譯后，大家會發(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，這個地址不是一般的擴展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優(yōu)化，且編譯結(jié)果中，同樣兩次讀取并不會被優(yōu)化跳過。

附表：Keil C51中的優(yōu)化級別及優(yōu)化作用 級別 說明

0 常數(shù)合并：編譯器預(yù)先計算結(jié)果，盡可能用常數(shù)代替表達式。包括運行地址計算。

優(yōu)化簡單訪問：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：編譯器總是擴展跳轉(zhuǎn)到最終目標(biāo)，多級跳轉(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)：嚴密的檢查條件跳轉(zhuǎn)，以確定是否可以倒置測試邏輯來改進或刪除。

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。BL51連接/定位器可以通過全局數(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區(qū)加載和常數(shù)加載操作。當(dāng)存儲空間或執(zhí)行時間可節(jié)省時，用簡單操作代替復(fù)雜操作。

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

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

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

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)隊列。

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

簡單循環(huán)優(yōu)化：用一個常數(shù)填充存儲區(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)進行優(yōu)化。

7 擴展索引訪問優(yōu)化：適當(dāng)時對寄存器變量用DPTR。對指針和數(shù)組訪問進行執(zhí)行速度和代碼大小優(yōu)化。

8 公共尾部合并：當(dāng)一個函數(shù)有多個調(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。