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。

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