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

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。

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”，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。

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。