keil優化等級設置

優化級別說明（僅供參考）：
則其中的 Code Optimization? ? 欄就是用來設置C51的優化級別。共有9個優化級別（書上這么寫的），高優化級別中包含了前面所有的優化級別。現將各個級別說明如下：

0級優化：
1、 常數折疊：只要有可能，編譯器就執行將表達式化為常數數字的計算，其中包括運行地址的計算。
2、 簡單訪問優化：對8051系統的內部數據和位地址進行訪問優化。
3、 跳轉優化：編譯器總是將跳轉延至最終目標上，因此跳轉到跳轉之間的命令被刪除。
1級優化：
1、 死碼消除：無用的代碼段被消除。
2、 跳轉否決：根據一個測試回溯，條件跳轉被仔細檢查，以決定是否能夠簡化或刪除。
2級優化：
1、 數據覆蓋：適于靜態覆蓋的數據和位段被鑒別并標記出來。連接定位器BL51通過對全局數據流的分析，選擇可靜態覆蓋的段。
3級優化：
1、“窺孔”優化：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的操作。另外如果能節省存儲空間或者程序執行時間，復雜操作將由簡單操作所代替。
4級優化：
1、 寄存器變量：使自動變量和函數參數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據存儲器空間。
2、擴展訪問優化：來自IDATA、XDATA、PDATA和CODE區域的變量直接包含在操作之中，因此大多數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執行的計算，第一次計算的結果被保存，只要有可能，將被用作后續的計算，因此可從代碼中消除繁雜的計算。
4、 CASE/SWITCH語句優化：將CASE/SWITCH語句作為跳轉表或跳轉串優化。
5級優化：
1、 全局公共子式消除：只要有可能，函數內部相同的子表達式只計算一次。中間結果存入一個寄存器以代替新的計算。
2、 簡單循環優化：以常量占據一段內存的循環再運行時被優化。
6級優化：
1、 回路循環：如果程序代碼能更快更有效地執行，程序回路將進行循環。
7級優化：
1、 擴展入口優化：在適合時對寄存器變量使用DPTR數據指針，指針和數組訪問被優化以減小程序代碼和提高執行速度。
8級優化：
1、 公共尾部合并：對同一個函數有多處調用時，一些設置代碼可被重復使用，從而減小程序代碼長度。
9級優化：
1、 公共子程序塊：檢測重復使用的指令序列，并將它們轉換為子程序。C51甚至會重新安排代碼以獲得更多的重復使用指令序列。
當然，優化級別并非越高越好，應該根據具體要求適當選擇。?




Keil C51總線外設操作問題的深入分析
? ? 閱讀了《單片機與嵌入式系統應用》2005年第10期雜志《經驗交流》欄目的一篇文章《Keil C51對同一端口的連續讀取方法》(原文)后,筆者認為該文并未就此問題進行深入準確的分析 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讀寫的問題,而是對Kei1 C51的使用不夠熟悉和設計不夠細致的問題,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,設計也更規范。(無意批評,請原文作者見諒)

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連續讀取,Keil C51編譯并未達到預期的結果。原文作者對C編譯出來的匯編程序進行分析發現,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的手冊很容易發現：KeilC51的編譯器有一個優化設置,不同的優化設置,會產生不同的編譯結果。一般情況缺省編譯優化設置被設定為8級優化,實際最高可設定為9級優化：

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編譯優化產生的。因為在原文程序中將外設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優化編譯理所當然認為重復讀第二次是沒有用的,直接用第一次讀取的結果就可以了,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的編譯優化選擇設置為0(不優化)就可以了。選擇project窗口的Target,然后打開“Options for Target”設置對話框,選擇“C51”選項卡,將“Code Optimiztaion”中的“Level”選擇為“0:Costant folding”。再次編譯后,大家會發現編譯結果為：
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,而是連接的設備,具有“揮發”特性,每次讀取都是有意義的。可以修改變量定義,增加“volatile”關鍵字說明其特征：
unsigned char volatile xdata MAX197 _at_ 0x8000；
? ? 也可以在程序中包含系統頭文件；“#include<absacc.h>”,然后在程序中修改變量,定義為直接地址：
#define MAX197 XBYTE
? ? 這樣,Keil C51的設置仍然可以保留高級優化,且編譯結果中,同樣兩次讀取并不會被優化跳過。

2 3 硬件解決方法
? ? 原文中將MAX197的數據直接連接到數據總線,而對地址總線并未使用,采用一根端口線選擇操作高低字節。很簡單的修改方法就是使用一根地址線選擇操作高低字節即可。比如：將P2．0(A8)連接到原來P1．0連接的HBEN腳(MAX197的5腳)．在程序中分別定義高低字節的操作地址：
unsigned char volatile xdata MAX197_L _at_ 0x8000;
unsigned char volatile xdata MAX197_H _at_ 0x8100;
將原來的程序：
MAXHBEN =0;
down8=MAX197;//讀取低8位
MAXHBEN =1;
up4=MAX197;//讀取高4位
改為以下兩句即可
down8= MAX197_L;//讀取低8位
up4=MAX197_H;//讀取高4位

3 小結
? ? Keil C51經過長期考驗和改進以及大量開發人員的實際使用,已經克服了絕大多數的問題,并且其編譯效率也非常高。對于一般的使用．很難再發現什么問題。筆者曾經粗略研究過一下Keil C51優化編洋的結果．非常佩服Keil C51設計者的智慧,一些C程序編譯產生的匯編代碼．甚至比一般程序員直接用匯編編寫的代碼還要優秀和簡練 通過研讀Kell C51編譯產生的匯編代碼．對提高匯編語言編寫程序的水平都是很有幫助的。
? ? 由本文中的問題可以看出：在設計中遇到問題時．一定不要被表面現象蒙蔽,不要急于解決，應該認真分析,找出問題的原因．這樣才能從根本上徹底解決問題。

附表:Keil C51中的優化級別及優化作用 級別 ? ? ? ? 說明
0 ? ? ? ? 常數合并：編譯器預先計算結果，盡可能用常數代替表達式。包括運行地址計算。
優化簡單訪問：編譯器優化訪問8051系統的內部數據和位地址。
跳轉優化：編譯器總是擴展跳轉到最終目標，多級跳轉指令被刪除。
1 ? ? ? ? 死代碼刪除：沒用的代碼段被刪除。
拒絕跳轉：嚴密的檢查條件跳轉，以確定是否可以倒置測試邏輯來改進或刪除。
2 ? ? ? ? 數據覆蓋：適合靜態覆蓋的數據和位段被確定，并內部標識。BL51連接/定位器可以通過全局數據流分析，選擇可被覆蓋的段。
3 ? ? ? ? 窺孔優化：清除多余的MOV指令。這包括不必要的從存儲區加載和常數加載操作。當存儲空間或執行時間可節省時，用簡單操作代替復雜操作。
4 ? ? ? ? 寄存器變量：如有可能，自動變量和函數參數分配到寄存器上。為這些變量保留的存儲區就省略了。
優化擴展訪問：IDATA、XDATA、PDATA和CODE的變量直接包含在操作中。在多數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進行相同的計算，則保存第一次計算結果，后面有可能就用這結果。多余的計算就被刪除。
Case/Switch優化：包含SWITCH和CASE的代碼優化為跳轉表或跳轉隊列。
5 ? ? ? ? 全局公共子表達式刪除：一個函數內相同的子表達式有可能就只計算一次。中間結果保存在寄存器中，在一個新的計算中使用。
簡單循環優化：用一個常數填充存儲區的循環程序被修改和優化。
6 ? ? ? ? 循環優化：如果結果程序代碼更快和有效則程序對循環進行優化。
7 ? ? ? ? 擴展索引訪問優化：適當時對寄存器變量用DPTR。對指針和數組訪問進行執行速度和代碼大小優化。
8 ? ? ? ? 公共尾部合并：當一個函數有多個調用，一些設置代碼可以復用，因此減少程序大小。
9 ? ? ? ? 公共塊子程序：檢測循環指令序列，并轉換成子程序。Cx51甚至重排代碼以得到更大的循環序列。




優化論

談到優化,其實很多人都哭笑不得,因為在一個C51軟件工程師的生涯中,總要被KEIL的優化耍那么一次到幾次。我被耍過,想必看著文章的你也被耍過,如果你回答說不,那只能說你寫的C51程序不多！
看看KEILC的優化級別選項吧：


0-9共10個級別的優化,0是最低,9最高,一個普通的程序,設置最高級別和最低級別,編譯后代碼量有時會相差很遠,以DX板DEMO程序為例,0級優化后是14K的CODE,9級優化后是10K的CODE,前后相差了4K。可見這個差別是多么的大。
事實上我們不需要知道對應的各個級別KEIL會如何優化你的程序或優化了些什么,我們只需要以一種嚴謹的態度去編寫和對待你的程序就可以了。在我個人的觀念中,程序在9級優化后依然能保持完美無誤的運行,你才算了解KEIL的脾氣。
好了,還是說點正點的:
有些人習慣整體程序都選擇同一個優化級,事實上每個C文件都可以有獨立的優化級別的：

在工作區右鍵選擇你的模塊（.C）然后選取Options for File xxx就會出現如下界面:


在C51選項中就可以選擇優化級別和警告級別等東西了,被獨立設置過的C文件會有特殊的標記的：


用以提醒你這個文件的編譯處理并非默認設置！
如果你覺得模塊優化都不夠細的話,你可以考慮局部優化,也就是說對某個函數實行某個級別的優化。當你發現9級優化的時候某個函數總是變的不正常,但你又希望其它函數和程序段保持最高的簡潔度,那么局部優化可以說是相當有用的了。在KEIL手冊中有介紹這個功能：
#pragma OPTIMIZE(x) x就是你希望的優化級別,一般應用如下：

#pragma OPTIMIZE(6)
void FunA()
{
}
......
......

#pragma OPTIMIZE(9)
void FunB()
{
}

上面的意思就是說,在void FunA()到void FunB()之前的所有函數,包括FunA在內,都采用6級的優化,而從FunB開始直到之后,只要沒碰上#pragma OPTIMIZE,都采用9級優化了。
OPTIMIZE還可以多一個參數,就是speed和size,
用法： #pragma OPTIMIZE(9,speed)或#pragma OPTIMIZE(5,size）
對應的就是9級優化,以速度為主,或5級優化,以空間最小為主。

4.StartUp.a51
在之前第一節的建立工程中就曾經提到過StartUp.a51這個東西了,就是在工程初建的時候有個對話框用于選擇是否為工程添加這個a51文件。


其實這個文件給大家最最深刻的感覺就是：開機清空RAM。事實上它還有其他特別的用途的,例如初始化堆棧（很多人不知道KEILC一開始把堆棧設定為多少,事實上可以通過軟件仿真的時候從這個文件找到答案）,然后是再入函數的虛擬堆棧的設置,還有更高級一點的,BANK的初始化。
舊版本KEIL自動為每個工程默認添加相同的StartUp文件,后期的KEIL就有了上圖的選擇,如果選擇添加,則會為每個工程添加一個獨立的StartUp。用戶可以通過手工改寫StartUp.a51實現某些必要的上電初始化。例如最通常的：取消單片機開機清RAM功能！！
關于STARTUP的介紹,我建議大家看看以下的文章,它的解釋非常詳盡。

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在實際使用時發現仿真時有寫程序是白色的無法進行斷點設置

搜索到的答案是優化等級過高，一些普通的程序被優化。

只得把優化程序等級降低。