與編譯器開(kāi)發(fā)商密切合作優(yōu)化微控制器開(kāi)發(fā)
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直接尋址
如在指針位移一節所述， AVR原來(lái)有一個(gè)頁(yè)面直接尋址模式，但是，對于編譯器該模式難于使用，且效率較低。由于我們需要更多的編碼空間來(lái)增加位移量，因此取消了頁(yè)面直接尋址模式。不過(guò)，如果完全沒(méi)有直接尋址模式，代碼效率也會(huì )降低，因為在有些情況下需要訪(fǎng)問(wèn)存放在數據存儲器中的變量。尤其是處理靜態(tài)字符時(shí)，代碼開(kāi)銷(xiāo)將會(huì )很大(達到50%)，因為靜態(tài)變量必須保存在數據存儲器中，不能自動(dòng)放置到寄存器中。為了克服代碼效率低下的問(wèn)題，我們占用一個(gè)16位地址來(lái)增加一些非頁(yè)面直接尋址指令。這樣，就可用一條指令來(lái)完成64KB數據空間的尋址。要訪(fǎng)問(wèn)如此大的一個(gè)存儲器區域，訪(fǎng)問(wèn)指令必須是兩個(gè)16位字。
如果訪(fǎng)問(wèn)的字節數少(例如讀取一個(gè)字符)，使用這種尋址方式的效率高于指針?lè )绞?。對于較大的區域，可能仍然是使用間接尋址比較有效(參見(jiàn)下面的示例)。
Loading of a character:
Indirect addressing (6 Bytes): Direct addressing (4 Bytes):
LDI R30,LOW(CHARVAR) LDS R16,CHARVAR
LDI R31,HIGH(CHARVAR)
LD R16, Z
Loading of a long integer:
Indirect addressing (12 Bytes) Direct addressing (16 Bytes)
LDI R30,LOW(LONGVAR) LDS R0,LONGVAR
LDI R31,HIGH(LONGVAR) LDS R1,LONGVAR+1
LDD R0,Z LDS R2,LONGVAR+2
LDD R1,Z+1 LDS R3,LONGVAR+3
LDD R2,Z+2
LDD R3,Z+3
零標志傳播
為實(shí)現條件轉移，需要使用一些指令來(lái)操作由一些標志(flag)構成的AVR狀態(tài)寄存器。跟在這類(lèi)指令之后的條件轉移指令(conditional branch instruction)是否執行轉移，取決于這些標志的設置。使用運算指令操作這些標志，就可檢查一個(gè)數A與另一個(gè)數B之間的大小關(guān)系。當被檢查的數為8位的數時(shí)，不存在什么問(wèn)題，因為所有標志都依賴(lài)一條指令設置的標志值。當被檢查的數為16位或32位的數時(shí)(這在C語(yǔ)言中是常有的情況)，問(wèn)題就有點(diǎn)棘手了，例如一個(gè)32位減法操作就相當于要連續進(jìn)行4個(gè)8位減法操作，而每做一次8位減法，就會(huì )產(chǎn)生一組新的標志。
為傳播進(jìn)位標志，大多數處理器都包含一些能處理進(jìn)位標志先前設置值的指令。例如，帶進(jìn)位的減法(SBC)指令；執行SBC A,B語(yǔ)句就相當于將A變成進(jìn)位位。但要正確完成所有的條件轉移操作，這里還有另一個(gè)標志需要傳播，即零標志。
示例：
A=R3:R2:R1:R0,
B=R7:R6:R5:R4
我們打算從A中減去B，并如果A=B就跳轉到一個(gè)指定位置。如果這個(gè)零標志只依賴(lài)于最后的運算指令，那么下面的指令將不會(huì )執行：
SUB R0,R4
SBC R1,R5
SBC R2,R6
SBC R3,R7 ; R3=R7
=> Zero flag set
BREQ destination
這是因為BREQ指令使用的標志值只取決于最后的SBC指令設置的標志值。如果大多數高位直接相等，即便32位數不相等，零標志也將被置位，而轉移也會(huì )被執行。這種問(wèn)題也會(huì )出現在其他的條件轉移上。
有兩種辦法可以解決這個(gè)問(wèn)題。一是保存每個(gè)指令產(chǎn)生的標志，然后在第四個(gè)減法完成后檢查所有的零標志。另一個(gè)更精細的方法是在進(jìn)位指令中傳播零標志(參見(jiàn)下面方式)：
Znew =Not(R7) AND
Not(R6) AND
...
Not(R0) AND
Zold
使用這種方式傳播零標志，所有條件轉移在最后一個(gè)減法操作完成后都會(huì )被執行，因為參與標志(溢出和正數標志)所剩部分只取決于最高位字節。
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