第2个回答 2012-06-04
Keil的代码优化产生的问题\
阅 读了《单片机与嵌入式系统应用》2005年第10期杂志《经验交流》栏目的一篇文章《Keil C5l对同一端口的连续读取方法》(原文)后，笔者认为该文并未就此问题进行深入准确的分析。文章中提到的两种解决方法并不直接和简单。笔者认为这并非是 Keil C51中不能处理对一个端口进行连续读写的问题，而是对Keil C51的使用不够熟悉和设计不够细致的问题，因此特撰写本文。
本文中对原文提到的问题，提出了三种不同于原文的解决方法。每种方法都比原文中提到的方法更直接和简单，设计也更规范。(无意批评，请原文作者见谅)
1 问题回顾和分析
原文中提到：在实际工作中遇到对同一端口反复连续读取，Keil C5l编译并未达到预期的结果。原文作者对C编译出来的汇编程序进行分析发现，对同一端口的第二次读取语句并未被编译。但可惜原文作者并未分析没有被编译 的原因，而是匆忙地采用一些不太规范的方法试验出了两种解决办法。
对此问题，翻阅Keil C51的手册很容易发现：KellC51的编译器有一个优化设置，不同的优化设置，会产生不同的编译结果。一般情况缺省编译优化设置被设定为8级优化，实际最高可设定为9级优化：
①Dead code elimination。
②Data overlaymg。
③Peephole optimization。
④Register variables。
⑤Common subexpression elimination。
⑥Loop rotation。
⑦Extended Index Access 0ptimizing。
⑧Reuse Common。Entry Code。
⑨Common Block Subroutines。
而以上的问题，正是由于KeiI C5l编译优化产生的。因为在原文程序中将外设地址直接按如下定义：
unsigned char xdata MAXl97_at_Ox8000；
采用_at_将变量MAXl97定义到外部扩展RAM指定地址Ox8OOO。因此，Keil C51优化编译理所当然认为重复读第二次是没有用的，直接用第一次读取的结果就可以了，因此编译器跳过了第二条读取语句。至此，问题就一目了然了。
2 解决方法
由以上分析很容易就能提出很好的解决办法。
2.1 最简单最直接的办法
程序一点都不用修改，将Keil C5l的编译优化选择设置为0(不优化)就可以了。
选择project窗口的Target，然后打开“Options forTarget”设置对话框，选择“C5l”选项卡，将“Code Optimiztaion”中的“Level”选择为“0：Costant folding”。再次编译后，大家会发现编译结果为：
CLR MAXHBEN
MOV DPTR，#M．AXl97
MOVX A，@DPTR
MOV R7．A
MOV down8．R7
SETB MAXHBEN
MOV DPTR，#MAXl97
MOVX A，@DPTR
MOV R7．A
MOV uD4．R7
两次读取操作都被编译出来了。
2.2 最好的方法
告诉Keil C51，这个地址不是一般的扩展RAM，而是连接的设备，具有“挥发”特性，每次读取都是有意义的。
可以修改变量定义，增加“volatile”关键字说明其特征：
unsigned char volatile xdata MAXl97_at_Ox8000；
也可以在程序中包含系统头文件：“#incIude”，然后在程序中修改变量，定义为直接地址：
#defme MAXl97 XBYTE[Ox8000]
这样，。Keil C51的设置仍然可以保留高级优化，且编译结果中，同样两次读取并不会被优化跳过。
2.3 硬件解决方法
原文中将MAXl97的数据直接连接到数据总线，而对地址总线并未使用，采用一根端口线选择操作高低字节。很简单的修改方法就是使用一根地址线选择操作高 低字节即可。比如：将P2．0(A8)连接到原来P1．O连接的HBEN脚(MAXl97的5脚)，在程序中分别定义高低字节的操作地址：
unsigned char volatile xdata MAXl97_L_aI_Ox8000;
unsigned char volatile xdata MAXl97 H at 0．x8100；
将原来的程序：
MAXHBEN=O； ／／读取低8位
down8=MAXl97：
MAXHBEN=1； ／／读取高4位
up4=MAXl97：
改为以下两句即可：
down8=MAXl97_L； ／／读取低8位
up4=MAXl97_H； ／／读取高4位
3 小结
Keil C51经过长期考验和改进以及大量开发人员的实际使用，已经克服了绝大多数的问题，并且其编译效率也非常高。对于一般的使用，很难再发现什么问题。笔者曾 经粗略研究过一下Keil C51优化编译的结果，非常佩服Keil C51设计者的智慧，一些C程序编译产生的汇编代码，甚至比一般程序员直接用汇编编写的代码还要优秀和简练。通过研读KeilC51编译产生的汇编代码， 对提高汇编语言编写程序的水平都是很有帮助的。
由本文中的问题可以看出：在设计中遇到问题时，一定不要被表面现象蒙蔽，不要急于解决。应该认真分析，找出问题的原因，这样才能从根本上彻底解决问题。上不会出现不必要的干扰，防止了数据不一致的发生。
附表:Keil C51中的优化级别及优化作用
级别 说明
0 常数合并：编译器预先计算结果，尽可能用常数代替表达式。包括运行地址计算。
优化简单访问：编译器优化访问8051系统的内部数据和位地址。
跳转优化：编译器总是扩展跳转到最终目标，多级跳转指令被删除。
1 死代码删除：没用的代码段被删除。
拒绝跳转：严密的检查条件跳转，以确定是否可以倒置测试逻辑来改进或删除。
2 数据覆盖：适合静态覆盖的数据和位段被确定，并内部标识。BL51连接/定位器可以通 过全局数据流分析，选择可被覆盖的段。
3 窥孔优化：清除多余的MOV指令。这包括不必要的从存储区加载和常数加载操作。当存 储空间或执行时间可节省时，用简单操作代替复杂操作。
4 寄存器变量：如有可能，自动变量和函数参数分配到寄存器上。为这些变量保留的存 储区就省略了。
优化扩展访问：IDATA、XDATA、PDATA和CODE的变量直接包含在操作中。在多数时间没 必要使用中间寄存器。
局部公共子表达式删除：如果用一个表达式重复进行相同的计算，则保存第一次计算 结果，后面有可能就用这结果。多余的计算就被删除。
Case/Switch优化：包含SWITCH和CASE的代码优化为跳转表或跳转队列。
5 全局公共子表达式删除：一个函数内相同的子表达式有可能就只计算一次。中间结果 保存在寄存器中，在一个新的计算中使用。
简单循环优化：用一个常数填充存储区的循环程序被修改和优化。
6 循环优化：如果结果程序代码更快和有效则程序对循环进行优化。
7 扩展索引访问优化：适当时对寄存器变量用DPTR。对指针和数组访问进行执行速度和 代码大小优化。
8 公共尾部合并：当一个函数有多个调用，一些设置代码可以复用，因此减少程序大小 。
9 公共块子程序：检测循环指令序列，并转换成子程序。Cx51甚至重排代码以得到更大 的循环序列。