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（書上這麼寫的），高優化級別中包含了前面全部的優化級別。現將各個級別說明以下：

0級優化：
一、 常數摺疊：只要有可能，編譯器就執行將表達式化爲常數數字的計算，其中包括運行地址的計算。
二、 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。
三、 跳轉優化：編譯器老是將跳轉延至最終目標上，所以跳轉到跳轉之間的命令被刪除。
1級優化：
一、 死碼消除：無用的代碼段被消除。
二、 跳轉否決：根據一個測試回溯，條件跳轉被仔細檢查，以決定是否可以簡化或刪除。
2級優化：
一、 數據覆蓋：適於靜態覆蓋的數據和位段被鑑別並標記出來。鏈接定位器BL51經過對全局數據流的分析，選擇可靜態覆蓋的段。
3級優化：
一、「窺孔」優化：將冗餘的MOV命令去掉，包括沒必要要的從存儲器裝入對象及裝入常數的操做。另外若是能節省存儲空間或者程序執行時間，複雜操做將由簡單操做所代替。
4級優化：
一、 寄存器變量：使自動變量和函數參數儘量位於工做寄存器中，只要有可能，將不爲這些變量保留數據存儲器空間。
二、擴展訪問優化：來自IDATA、XDATA、PDATA和CODE區域的變量直接包含在操做之中，所以大多數時候沒有必要將其裝入中間寄存器。
三、局部公共子式消除：若是表達式中有一個重複執行的計算，第一次計算的結果被保存，只要有可能，將被用做後續的計算，所以可從代碼中消除繁雜的計算。
四、 CASE/SWITCH語句優化：將CASE/SWITCH語句做爲跳轉表或跳轉串優化。
5級優化：
一、 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。
二、 簡單循環優化：以常量佔據一段內存的循環再運行時被優化。
6級優化：
一、 迴路循環：若是程序代碼能更快更有效地執行，程序迴路將進行循環。
7級優化：
一、 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少程序代碼和提升執行速度。
8級優化：
一、 公共尾部合併：對同一個函數有多處調用時，一些設置代碼可被重複使用，從而減少程序代碼長度。
9級優化：
一、 公共子程序塊：檢測重複使用的指令序列，並將它們轉換爲子程序。C51甚至會從新安排代碼以得到更多的重複使用指令序列。
固然，優化級別並不是越高越好，應該根據具體要求適當選擇。 




Keil C51總線外設操做問題的深刻分析
    閱讀了《單片機與嵌入式系統應用》2005年第10期雜誌《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)後,筆者認爲該文並未就此問題進行深刻準確的分析 文章中提到的兩種解決方法並不直接和簡單。筆者認爲這並不是是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緻的問題,所以特撰寫本文。
    本文中對原文提到的問題,提出了三種不一樣於原文的解決方法。每種方法都比原文中提到的方法更直接和簡單,設計也更規範。(無心批評,請原文做者見諒)

1 問題回顧和分析
    原文中提到：在實際工做中遇到對同一端口反覆連續讀取,Keil C51編譯並未達到預期的結果。原文做者對C編譯出來的彙編程序進行分析發現,對同一端口的第二次讀取語句並未被編譯。但惋惜原文做者並未分析沒有被編譯的緣由,而是匆忙地採用一些不太規範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,不一樣的優化設置,會產生不一樣的編譯結果。通常狀況缺省編譯優化設置被設定爲8級優化,實際最高可設定爲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,正是因爲Keil C51編譯優化產生的。由於在原文程序中將外設地址直接按以下定義：
unsigned char xdata MAX197 _at_ 0x8000
    採用_at_將變量MAX197定義到外部擴展RAM 指定地址0x8000。所以,Keil C51優化編譯理所固然認爲重複讀第二次是沒有用的,直接用第一次讀取的結果就能夠了,所以編譯器跳過了第二條讀取語句。至此,問題就一目瞭然了。

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爲0(不優化)就能夠了。選擇project窗口的Target,而後打開「Options for Target」設置對話框,選擇「C51」選項卡,將「Code Optimiztaion」中的「Level」選擇爲「0:Costant folding」。再次編譯後,你們會發現編譯結果爲：
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
兩次讀取操做都被編譯出來了。

2．2 最好的方法
    告訴Keil C51,這個地址不是通常的擴展RAM,而是鏈接的設備,具備「揮發」特性,每次讀取都是有意義的。能夠修改變量定義,增長「volatile」關鍵字說明其特徵：
unsigned char volatile xdata MAX197 _at_ 0x8000；
    也能夠在程序中包含系統頭文件；「#include<absacc.h>」,而後在程序中修改變量,定義爲直接地址：
#define MAX197 XBYTE
    這樣,Keil C51的設置仍然能夠保留高級優化,且編譯結果中,一樣兩次讀取並不會被優化跳過。

2 3 硬件解決方法
    原文中將MAX197的數據直接鏈接到數據總線,而對地址總線並未使用,採用一根端口線選擇操做高低字節。很簡單的修改方法就是使用一根地址線選擇操做高低字節便可。好比：將P2．0(A8)鏈接到原來P1．0鏈接的HBEN腳(MAX197的5腳)．在程序中分別定義高低字節的操做地址：
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
改成如下兩句便可
down8= MAX197_L;//讀取低8位
up4=MAX197_H;//讀取高4位

3 小結
    Keil C51通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,而且其編譯效率也很是高。對於通常的使用．很難再發現什麼問題。筆者曾經粗略研究過一下Keil C51優化編洋的結果．很是佩服Keil C51設計者的智慧,一些C程序編譯產生的彙編代碼．甚至比通常程序員直接用匯編編寫的代碼還要優秀和簡練 經過研讀Kell C51編譯產生的彙編代碼．對提升彙編語言編寫程序的水平都是頗有幫助的。
    由本文中的問題能夠看出：在設計中遇到問題時．必定不要被表面現象矇蔽,不要急於解決，應該認真分析,找出問題的緣由．這樣才能從根本上完全解決問題。

附表:Keil C51中的優化級別及優化做用 級別         說明
0         常數合併：編譯器預先計算結果，儘量用常數代替表達式。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：編譯器老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，以肯定是否能夠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肯定，並內部標識。BL51鏈接/定位器能夠經過全局數據流分析，選擇可被覆蓋的段。
3         窺孔優化：清除多餘的MOV指令。這包括沒必要要的從存儲區加載和常數加載操做。當存儲空間或執行時間可節省時，用簡單操做代替複雜操做。
4         寄存器變量：若有可能，自動變量和函數參數分配到寄存器上。爲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做中。在多數時間不必使用中間寄存器。
局部公共子表達式刪除：若是用一個表達式重複進行相同的計算，則保存第一次計算結果，後面有可能就用這結果。多餘的計算就被刪除。
Case/Switch優化：包含SWITCH和CASE的代碼優化爲跳轉表或跳轉隊列。
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：若是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         公共尾部合併：當一個函數有多個調用，一些設置代碼能夠複用，所以減小程序大小。
9         公共塊子程序：檢測循環指令序列，並轉換成子程序。Cx51甚至重排代碼以獲得更大的循環序列。




優化論

談到優化,其實不少人都啼笑皆非,由於在一個C51軟件工程師的生涯中,總要被KEIL的優化耍那麼一次到幾回。我被耍過,想必看着文章的你也被耍過,若是你回答說不,那隻能說你寫的C51程序很少！
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,編譯後代碼量有時會相差很遠,以DX板DEMO程序爲例,0級優化後是14K的CODE,9級優化後是10K的CODE,先後相差了4K。可見這個差異是多麼的大。
事實上咱們不須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麼,咱們只須要以一種嚴謹的態度去編寫和對待你的程序就能夠了。在我我的的觀念中,程序在9級優化後依然能保持完美無誤的運行,你纔算瞭解KEIL的脾氣。
好了,仍是說點正點的:
有些人習慣總體程序都選擇同一個優化級,事實上每一個C文件均可以有獨立的優化級別的：

在工做區右鍵選擇你的模塊（.C）而後選取Options for File xxx就會出現以下界面:


在C51選項中就能夠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並不是默認設置！
若是你以爲模塊優化都不夠細的話,你能夠考慮局部優化,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老是變的不正常,但你又但願其它函數和程序段保持最高的簡潔度,那麼局部優化能夠說是至關有用的了。在KEIL手冊中有介紹這個功能：
#pragma OPTIMIZE(x) x就是你但願的優化級別,通常應用以下：

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

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

上面的意思就是說,在void FunA()到void FunB()以前的全部函數,包括FunA在內,都採用6級的優化,而從FunB開始直到以後,只要沒碰上#pragma OPTIMIZE,都採用9級優化了。
OPTIMIZE還能夠多一個參數,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,以速度爲主,或5級優化,以空間最小爲主。

4.StartUp.a51
在以前第一節的創建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於選擇是否爲工程添加這個a51文件。


其實這個文件給你們最最深入的感受就是：開機清空RAM。事實上它還有其餘特別的用途的,例如初始化堆棧（不少人不知道KEILC一開始把堆棧設定爲多少,事實上能夠經過軟件仿真的時候從這個文件找到答案）,而後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自動爲每一個工程默認添加相同的StartUp文件,後期的KEIL就有了上圖的選擇,若是選擇添加,則會爲每一個工程添加一個獨立的StartUp。用戶能夠經過手工改寫StartUp.a51實現某些必要的上電初始化。例如最一般的：取消單片機開機清RAM功能！！
關於STARTUP的介紹,我建議你們看看如下的文章,它的解釋很是詳盡。