ARM编译器那些事

转载自微信公众号 边缘智能实验室

基于ARM内核的芯片在我们的世界中无处不在，从简单的MCU到高端的应用处理器，各行各业中都有它们的身影。如今ARM生态系统非常繁荣，在这繁荣的背后编译器的作用功不可没。
ARM编译器按照内核类型可分为两大类，其一是适用于Cortex-M/R内核的编译器，其二是适用于Cortex-A内核的编译器。编译器（套件）通常也称作（编译）工具链，下文可能会混用，但是是一个意思，请知悉。

适用于Cortex-M/R内核的编译器

ARM芯片编译器的供应商主要是ARM公司，IAR公司和GNU开源组织，其中ARM公司和IAR公司的ARM编译器是收费软件，GNU提供的ARM编译器是开源免费软件。

ARM发布的编译器

ARM发布的编译器通过两种形式提供：单独发布编译器和随ARM的IDE发布（ARM Develop Studio和Keil）。

单独发布的编译器：适用于几乎所有的ARM芯片，收费软件，可在ARM开发者官网免费下载。

ARM Develop Studio：适用于几乎所有的ARM芯片，收费软件，并且具有动态图形性能分析功能、图形分析功能（用于开发GPU）和连接ARM虚拟模型的功能（无需硬件即可在PC端进行性能分析和软件开发）。

Keil MDK：适用于为微控制器开发，收费软件，国内开发MCU最常用的IDE之一。

IAR公司发布的编译器

IAR编译器仅随IAR的IDE发布，主要用于微控制器开发收费，收费软件，国内开发MCU最常用的IDE之一。

ARM公司和IAR公司发布的编译器都属于收费软件，使用Keil MDK和IAR Workbench就能高效的完成MCU软件开发，这也是我们平时使用最多的方式。

GNU发布的编译器（工具链）

GNU Toolchain for the Cortex-R/M是基于GCC开发的，免费软件，适用于Cortex-R/M作为内核的MCU。ST公司STM32CubeIDE就是基于GNU工具链的。一般它们是这个样子的:

arm-none-eabi-gcc
arm-none-eabi-g++
arm-none-eabi-ar
arm-none-eabi-as
...

适用于Cortex-A

内核的编译器

适用于Cortex-A核的编译器主要由ARM公司、IAR公司、GNU开源组织和Google Android NDK项目发布，其中前三家的发布的形式同Cortex-M/R编译器的发布形式一样。

Android NDK编译器

Android NDK编译器，免费软件，有两种发布形式：其一是随Android Studio发布，其二是单独发布。Android NDK编译器只能用于Android系统的NDK应用程序。

GNU for ARM编译器

Cortex-A核一般用于复杂应用，通常都会搭载操作系统（Linux），所以ARM Cortex-A核的GNU编译器从用途上可分为两种：

• 编译裸机程序的编译器

arm-none-eabi-gcc

• 编译操作系统上应用程序的编译器

 arm-none-linux-gnueabihf-gcc

GNU for ARM编译器的命名规则

arch [-vendor] [-os] [-(gnu)eabi] [-gcc]

参数	含义
arch	体系架构，如 arm , aarch64 , mips
vendo	工具链提供商，没有 vendor 时，用 none 代替
os	目标操作系统，没有 os 支持时，也用 none 代替
eabi	嵌入式应用二进制接口（Embedded Application Binary Interface）

如果同时没有 vendor 和 os 支持，则只用一个 none 代替。以上就是关于ARM编译器的介绍，下面我们来看看现在比较流行的Clang。

Clang For ARM

提到编译器就不得不提Clang，Clang 是一个高度模块化开发的轻量级编译器前端，具有编译速度快、占用内存小、错误提示友好等优点，Clang的发展前景很好，现在很多地方已经在使用Clang。

现在ARM Compiler 6已经使用Clang作为编译器前端了，在最新版的Keil中就能使用。

Android NDK从R11开始已经支持Clang，并建议用户尽快切换到Clang。

Clang与GCC的关系

编译器是一套软件，一般分为编译器前端和编译器后端。

•  编译器前端：负责词法分析、语法分析、语义分析和生成中间代码。
•  编译器后端：负责代码优化和生成目标程序。

我们通常说的GCC是一套完整的编译器软件，包括编译器前端和后端。而Clang只是一个编译器前端，Clang由苹果公司开发，据说效率要比GCC高很多，Clang通常使用LLVM作为编译器后端。