C51编译器－语言扩展（1）-存储器模型和存储类型

Cx51对ANSI标准C进行了扩展。这些扩展的大部分是为了支持8051系统的构架。这些扩展有：

8051上的存储器类型和区域

l         存储器模型

l         存储器类型指示

l         变量类型指示

l         位变量和可位寻址数据

l         特殊功能寄存器

l         指针

l         函数属性

关键字

_at_

alien

bdata

bit

code

compact

data

idata

interrupt

large

pdata

_priority_

reentrant

sbit

sfr

sfr16

small

_task_

using

xdata

你可以通过NOEXTEND控制指令禁止使用这些扩展

8051 Memory Areas

8051构架支持一定数量的物理上分开的用于数据和程序的存储器区域或空间。每个存储区域都有其优点和缺点。有的区域是只可读而不可写的，有的区域是可读也可以写的，还有一些区域的读写速度比别的地方快得多。这种多样性的存储器空间是与那种把所有的数据程序和常量都放在计算机内同一个物理空间的大型机小机型和微型机不同的。

Program Memory程序存储器

程序存储器是只读存储器，是不能被写入的。根据8051的变种和硬件设计，程序存储器可以8051CPU内部，也可以在外部，或者两者都有。程序存储器可以达到64K字节。程序代码包括所有的函数和运行时库都放在程序存储器。常量也可以放在程序存储器中。8051只执行入在程序存储器中的程序。

在Cx51中，程序存储器可以通过CODE类型的指示进行访问

Internal Data Memory

内部数据存储存在于8051CPU内部，可以读出也可写入。根据8015不同种类的变种，这个内部数据存储器可以在到256字节。前面的128个字节可以直接寻址也可以间接寻址。后面的128个字节只能通过间接寻址访问。从20h开始的16个字节是可以位寻址的。

由于内部数据存储器的访问可以使用8位地址，所以访问内部的数据存储器是非常快的。然而，内部的数据存储器只有256个字节。

使用Cx51，内部的数据存储器可以分成三个不同的数据类型：data, xdata and bdata

Data存储器指示仅指内部数据存储器的前128字节。放在这个区域的数据采用直接寻址的方法行进行访问。

Idata指所有内部数据存储器的所有256字节；然而，放在这一区域的数据是通过间接寻址进行访问的，这种寻址方法比直接寻址稍慢。

Bdata指从20h开始的16个字节的位寻址空间。这个区域可以声明那种可以位寻址的数据。

External Data Memory

（略）

Special Function Register Memory

（略）

Memory Models存储器模式

存储器模式决定了缺省的函数参数，自动变量和没有声明的内存类型的变量的存储器类型。

注意：除了非常特殊的应用，选用SMALL存储器在类型。这样产生的代码的运行速度更快，效率更高。

Small Model

在这一模式中，所有的变量，缺省的放在8051的内部数据存区。在这种模式下的数据存取效率是非常高的。然而，堆栈也在放在内部的RAM中，这样堆栈的大小要求就很苛刻。如果连接器/编译器被配置为可以覆盖内部的数据存储器，那么这一模式是最优的选择。

Compact Model

在这一模式中，所有的变量都放在外部数据存储器的第一页中。在这一模式中可以存放256字节的变量。这一模式的限制来源于它的寻址方式，这种方式是用寄存器R0和R1来寻址的。这种模式没有small模式效率高，变量的访问也没有那么快。但这种模式比large模式快。

当使用compact 模式时，Cx51用@R0和@R1来访问外部的数据存储器，如果想访问高于256字节的外部数据存器，那么高位字节可以通过Port 2来提供。在这种情况下，你必须正确初始化Port2到外部数据存储器的正确的页码。这些可以startup代码中来实现。你也必须为连接器指明PDATA的起始地址。

Large Model

在large模式下，所有的变量都放在外部的数据存储区（可以达到64K字节）。数据指针（DPTR）用来寻址。存储器的访问通过这个数据指针时效率是不商的，尤其是对于变量的数据目大于2个字节时。这种访问方式比small和compact方式要产生的代码要多。

Memory Types存储器类型

Cx51编译器明确地支持8051构架及基变种，而且提供了对所有8051存储区域的访问方式。每个变量都可以明确地分配给一个特定的存储器空间

Explicitly Declared Memory Types明确声明存储器类型

通过在声明中包含存储器类型标识符，可以指定变量的存储区域。

类型	描述
code	数据存储器（64K字节），通过movc @a+dptr 访问
data	直接寻址的内部数据存储器，最快地寻址变量
idata	间接寻址地的内部数据存储器，寻址内部的256字节
bdata	内部的可位寻址区域，可以位寻址和字节寻址（16字节）
xdata	外部数据存储器，通过mov @dptr寻址
pdata	寻址外部的一页（256字节）数据存储器，通过movx @Rn寻址

 

通过signed和unsigned属性，你可以在变量声明时包含存储区类型标识

char data var1;

char code text[] = 'ENTER PARAMETER:';

unsigned long xdata array[100];

float idata x,y,z;

unsigned int pdata dimension;

unsigned char xdata vector[10][4][4];

char bdata flags;

注意：在以前的版本中

data char x;

等同于

char data x;

然而，在以后的版本的Cx51编译器，这一特点将不再支持

Implicit Memory Types默认存储器类型

如果在声时变量缺省存储器类型标识符，则自动选择默认的存储器类型。不能放在寄存器中的函数参数或自动变量也存放在缺省的存储器区域。

缺省的存储器类型由编译器根据SMALL，COMPACT和LARGE的设置决定。