Die Schwierigkeit ist bekannt. Da kann man nicht viel anders machen, als beim Debuggen ohne Optimierung arbeiten. Wenn man nicht global ohne optimierung arbeiten will oder kann (z.B. wegen delay.h), kann man den optimierer im interessanten Teil durch einstreuen künstlichen Hindernissen ausbremsen, damit man wenigstens keine große Umordnung des Codes bekommt.

So ein "Hinderniss" für den Optimierer sollte ein:
asm volatile (";");
ausreichen, bin mir da aber nicht mehr ganz sicher.

Sonst hilft es auch wenn man fürs debug ein paar variablen Volatile Kennzeichnet. Das stört den Optimierer auch.

Wenn der Optimierer doll zuschlägt hift es machmal nur sich zum debug den ASM code anzusehen, oder wenigstens die Mischform mit dem C Code.