谈谈Keil 中C51的内存分配与优化

看到这篇C51的内存分配和优化的文章，个人觉得分析的十分到位，在这里转给大家

C51的内存分配不同于一般的PC，内存空间有限，采用覆盖和共享技术。在Keil编译器中，经过编译后，会形成一个M51文件，在其内部可以详细的看到内存的分配情况。

C51内存常见的两个误区：

（1） 变量超过128字节后必须用COMPACT模式。

其实，只要不超过256字节，都可以用SMALL模式

（2） 内部RAM，128字节以上的是SFR用，不给程序用。

其实，由于C51寻址的不同，高128字节也可以用来存储变量，虽与SFR地址相同，但寻址的方式不同。

下面通过几个程序来看内存的分配。

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//程序1：

#include

void main()

{}

Program Size: data=9.0 xdata=0 code=16

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

-----------------------------------------------------

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0"

IDATA 0008H 0001H UNIT ?STACK

*******************************************************************************

从上面可以看到，即使程序内部无任何变量和函数data也会为9.0。这9个字节内存分别为R0-R8和一个堆栈指针（C51的堆栈是“grow up”，即使堆栈中没有内容，也会有一个栈底指针）。data区中由于R0-R8占有8个存储空间，因此data区最大为120字节（栈在所有的变量空间 之后），如果超过120个字节则由idata显式的指定为间接寻址。对于整个内部256字节的RAM，在极端的情况下，最大的变量为247字节。

当定义全局变量时

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//程序2：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar a;

uint b;

void main()

{}

Program Size: data=12.0 xdata=0 code=16

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

-----------------------------------------------------

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0"

DATA 0008H 0003H UNIT ?DT?MAIN

IDATA 000BH 0001H UNIT ?STACK

* * * * * * * C O D E M E M O R Y * * * * * * *

CODE 0000H 0003H ABSOLUTE

CODE 0003H 000CH UNIT ?C_C51STARTUP

CODE 000FH 0001H UNIT ?PR?MAIN?MAIN

*******************************************************************************

存在全局变量时，根据全局变量的类型分配相应的存储空间。

看下面的程序

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//程序3：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar a;

uint b;

uint sum(uint c)

{

uint d;

d = c;

return d;

}

void main()

{}

Program Size: data=12.0 xdata=0 code=17

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

-----------------------------------------------------

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0"

DATA 0008H 0003H UNIT ?DT?MAIN

IDATA 000BH 0001H UNIT ?STACK

* * * * * * * C O D E M E M O R Y * * * * * * *

CODE 0000H 0003H ABSOLUTE

CODE 0003H 000CH UNIT ?C_C51STARTUP

CODE 000FH 000CH UNIT ?PR?MAIN?MAIN

CODE 001BH 0001H UNIT ?PR?_SUM?MAIN

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与上面的程序想比较，发现内存并没有任何的变化。

看下面的程序

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//程序4：

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar a;

uint b;

uint sum(uint c)

{

uint d;

d = c;

return d;

}

void main()

{

b = sum(5);

}

Program Size: data=12.0 xdata=0 code=28

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

-----------------------------------------------------

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOLUTE "REG BANK 0"

DATA 0008H 0003H UNIT ?DT?MAIN

IDATA 000BH 0001H UNIT ?STACK

* * * * * * * C O D E M E M O R Y * * * * * * *

CODE 0000H 0003H ABSOLUTE

CODE 0003H 000CH UNIT ?C_C51STARTUP

CODE 000FH 000CH UNIT ?PR?MAIN?MAIN

CODE 001BH 0001H UNIT ?PR?_SUM?MAIN

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这与上面的内存使用相同，在这个程序中通过反汇编，查看编译后的汇编程序可以发现，参数的传递通过通用寄存器完成，没有占用新的内存。编译器将其优 化的通用寄存器（寄存器一般传递3个参数，超过3个参数时，多余的参数通过分配空间地址的方式来访问。但是分配的内存空间包含了寄存器传递的3个参数在内 的所有参数的空间。详见《Parameter And Local Variable 》和《Parameter and Register》）和栈中（程序7），但是如果参数或局部变量过多，则情况就完全不同（程序6）。

再看下面的程序

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//程序5

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar a;

uint b;

uint sum(uint c)

{

uint d;

}

void main()

{

}

Program Size: data=16.0 xdata=0 code=21

TYPE BASE LENGTH RELOCATION SEGMENT NAME

-----------------------------------------------------

* * * * * * * D A T A M E M O R Y * * * * * * *

REG 0000H 0008H ABSOL