Keil 51 Compiler的memory model and Optimize

Memory Model

Keil C 51的Memory有三種：

Small  :  variable in DATA
Compact: variable in PDATA
Large  : variable in XDATA

其中variable的意思是指 宣告在function中的local variable。
雖 然依照一般C的implementation，function的local variable應該要從stack中allocate，但是可能是為了防止Stack過深，超過51的限制（51的stack是在idata)。所以 compiler會自動作function間的dependency checking，採用共用變數的方式，將local variable放在 _DATA_GROUP_。
Compiler的選項：Small，Compact，Large的設置就是決定這個segment存放的記憶體位置。

Small   : variable in  DATA，會將所有local variable放在 DATA，segment name叫_DATA_GROUP.
Compact : variable in PDATA，會將所有local variable放在PDATA，segment name叫_PDATA_GROUP_.
Large   : variable in XDATA，會將所有local variable放在XDATA，segment name叫_XDATA_GROUP_.

PDATA，XDATA都在外部，但是PDATA是在位址256以內，所以使用R0/R1 就可以index到，不需要用DPTR。
但是PDATA的size也被限制在256。

複習一下51的memory architeture，51內部有記憶體，但是也可以外加記憶體，使用外加的記憶體時，同時可以使用內不的記憶體。
用兩個不同的指令來區分對內部和外的memory動作：

MOV  : 對內
MOVX : 對外

對外的操作一定要用間接定址，index register可以用dptr或是R0/1。
對 內的操作，因為受到51是8bit cpu的影響，一個instruction只有8 bit，所以只能直接address到1/2 byte的位址空間（128 byte)，在128 byte以內，可以用直接和間接定址，128到256之間一定要用間接定址。

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其他的問題：Keil採用Compiler決定 function depenency，使用function pointer時怎麼辦?

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Optimize Level

51 雖然有一般用途的stack和stack pointer，但是Keil C51並沒有真的像標準的C compiler一樣，將function local variable 放在stack中，反而是將local variable都自行allocate在RAM中固定位置，另外利用Compiler作function dependency tree。決定function間共用variable的時機。
這要enable optimize : 2 - Data Overlaying，才會啟動。否則Keil C不會check function dependency而共用local variable。

所以enable optimize 2以上，對RAM用量影響很大。

另 外一個影響RAM用量的optimize的level是 4 : register variable。會在容許的時候，使用register作為local variable。這樣也可以節省ram的使用。但是register 的local variable在debug時無法顯示出來。必須要自己去找出register才行。