【藍橋杯】— Keil C51 優化等級全解析

1、優化等級種類

Keil C51中的Code Optimization欄共有0-9個優化等級，高優化級別中包含了前面所有的優化級別。本文主要介紹如何設置代碼優化等級及各等級的優化內容。

2、針對的問題

如果你因爲編譯代碼過多，而導致超出編譯的範圍，可以修改下優化等級。如：

從這可以看出，這個keil c51共有0800H字節碼大小限制，但是使用了0955H字節，超出了限制，所以造成致命錯誤，無法生成HEX文件。針對這可以修改下優化等級，每種優化都是針對代碼編譯來說的，不是數字越大越好，視具體情況而定。

3、優化等級

 （1）0級（Constan folding）

     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。

     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。

     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。

（2）1級（Dead code elimination）

    ​​​​​​​ 死碼消除：無用的代碼段被消除。

    ​​​​​​​ 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。

（3）2級（Data overlaying）

    ​​​​​​​ 數據覆蓋：適於靜態覆蓋的數據和位段被鑑別並標記出來。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。

（4）3級（Peephole optimization）

    ​​​​​​​  “窺孔”優化：將冗餘的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，複雜操作將由簡單操作所代替。

（5）4級（Register variables）

    ​​​​​​​  寄存器變量：使自動變量和函數參數儘可能位於工作寄存器中，只要有可能，將不爲這些變量保留數據存儲器空間。

    ​​​​​​​  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。

    ​​​​​​​  局部公共子式消除：如果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，將被用作後續的計算，因此可從代碼中消除繁雜的計算。

    ​​​​​​​  CASE/SWITCH語句優化：將CASE/SWITCH語句作爲跳轉表或跳轉串優化。

（6）5級（Common subexpression elimination）

    ​​​​​​​  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。

    ​​​​​​​  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。

（7）6級（Loop rotation）

    ​​​​​​​  迴路循環：如果程序代碼能更快更有效地執行，程序迴路將進行循環。

（8）7級（Extended Index Access optimizing）

    ​​​​​​​  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。

（9）8級（Reuse Common Entry Code）

    ​​​​​​​  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，從而減小程序代碼長度。

（10）9級（Common Block Subroutines）

    ​​​​​​​  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甚至會重新安排代碼以獲得更多的重複使用指令序列。