Keil MDK 編譯器 AC5 和 AC6 優化選項重要內容和區別

使用過Keil MDK (Arm Compiler 6)編譯器V6版本的讀者應該發現了一個問題,V6版本速度比V5版本編譯速度快很多。

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管理員 2021-04-01 15:47

使用過Keil MDK (Arm Compiler 6)編譯器V6版本的讀者應該發現了一個問題,V6版本速度比V5版本編譯速度快很多。

(說明:是V6版本編譯器,不是V6版本MDK)

那你發現了Arm Compiler V6和V5有什么區別嗎??集成在MDK中的優化選項又有哪些區別?


01

關于Arm Compiler 6

安裝包

Arm Compiler 6(簡稱AC6)是用于Arm處理器的編譯工具鏈,目前最新版本:Arm Compiler ?V6.14。

用于編譯Coterx-M處理器的編譯器很多,Arm Compiler就是其中一個,常用于Keil MDK、 Arm Development Studio(DS-5)中,還可用作獨立工具鏈安裝。

當然,除了Arm Compiler,針對Coterx-M的編譯器還有很多,比如:GNU Compiler、IAR Compiler、CCS Compiler等。

Arm Compiler 6工具鏈包括:

armclang:基于LLVM和Clang技術的編譯器和集成匯編器。

armasm:armasm語法匯編代碼的舊版匯編程序。將armclang集成匯編程序用于所有新的匯編文件。

armar:使ELF目標文件集可以一起收集。

armlink:將對象和庫組合在一起以生成可執行文件的鏈接器。

fromelf:鏡像轉換程序和反匯編程序。

Arm C libraries:嵌入式系統的運行時支持庫。

Arm C ++libraries:基于LLVM libc++項目的庫。

使用過Keil MDK (Arm Compiler 6)編譯器V6版本的讀者應該發現了一個問題,V6版本速度比V5版本編譯速度快很多。

更多參考內容和地址:

編譯器Clang會代替GCC嗎?


http://www2.keil.com/mdk5/compiler/6/
https://developer.arm.com/tools-and-software/embedded/arm-compiler/downloads/version-6


02

AC5和AC6

Arm Compiler 5(AC5)算是用的比較多的一代編譯器,在Keil MDK V4版本及V5早期的版本都是使用AC5。

在2015年的時候,AC6發布了,并在隨后新版本的MDK中集成了AC6,直到現在最新版本的MDK集成了AC6.13(可以修改版本):


AC6相比AC5優勢

AC6相比之前版本的編譯器做了很多改動,大家最為直觀的感受就是編譯速度提高了很多,還有代碼大小。

當然除了速度和大小,還有其他很多優勢,比如:支持C ++ 14標準、使用TrustZone for Armv8-M為設備創建安全和非安全代碼、兼容基于GCC創建的源代碼,也就是GCC可以編譯的源碼它也能編譯。

這是官方提供的代碼大小對比:


AC5升級到AC6

AC5和AC6是不同的編譯器,兼容性方面還是有差異,需要遷移。這個遷移過程官方提供有文檔:

https://developer.arm.com/docs/100068/0614/migrating-from-arm-compiler-5-to-arm-compiler-6

當然,也可以參看文章:

MDK-ARM編譯器從V5升級到V6需要做哪些工作?

03

Keil MDK?優化選項

在Keil MDK中,相比AC5,使用AC6會增加幾個優化選項:代碼大小、速度、平衡等。

優化選項包含:


優化級別-O0

-O0禁用所有優化。此優化級別是默認設置。使用-O0?結果可以加快編譯和構建時間,但比其他優化級別生成的代碼要慢。與-O0其他優化級別相比,代碼大小和堆棧使用率明顯更高?。生成的代碼與源代碼緊密相關,但是生成的代碼量更大,包括無用的代碼。

優化級別-O1

-O1在編譯器中啟用核心優化。此優化級別提供了良好的調試體驗,并具有比-O0更好的代碼質量,堆棧使用率也提高了。Arm建議使用此選項以獲得良好的調試體驗。

-O1-O0相比,使用時的區別是:

  • 啟用優化,這可能會降低調試信息的完整度。

  • 啟用了內聯和尾調用,這意味著回溯可能無法提供打開功能激活的堆棧。

  • 不會調用沒有使用,或沒有預期調用的函數,代碼量更小。

  • 變量的值在不使用后可能在其范圍內不可用。例如,它們的堆棧位置可能已被重用。

優化級別-O2

-O2-O1相比,有更高的性能優化。增加了一些新的優化,并更改了優化的啟發式方法。這是編譯器可能生成矢量指令的第一個優化級別。它還會降低調試體驗。

-O2-O1相比使用時的差異是:

  • 編譯器認為內聯調用站點可獲利的閾值可能會增加。

  • 執行的循環展開數量可能會增加。

  • 可以為簡單循環和獨立標量運算的相關序列生成矢量指令。

可以使用armclang命令行選項禁止創建矢量指令-fno-vectorize。

優化級別-O3

-O3-O2相比,有更高的性能優化。此優化級別允許進行需要大量編譯時分析和資源的優化,并且與-O2相比更改了優化的啟發式方法。-O3指示編譯器針對生成的代碼的性能進行優化,而忽略生成的代碼的大小,這可能會導致代碼大小增加。

-O3-O2相比使用時的差異是:

  • 編譯器認為內聯調用站點是有利可圖的閾值增加。

  • 執行的循環展開量增加。

  • 在編譯器管道中啟用更積極的指令優化。

優化級別-Os

-Os目的是在不顯著增加代碼大小的情況下提供高性能。根據你的應用程序,提供的性能可能類似于-O2-O3

-Os-O3相比,可減少代碼大小。但會降低調試體驗。

-Os-O3相比使用時的差異是:

  • 降低編譯器認為內聯調用站點可獲利的閾值。

  • 顯著降低了執行的循環展開量。

優化級別-Oz

-Oz目的是提供盡可能小的代碼量。Arm 建議使用此選項以獲得最佳代碼大小。此優化級別會降低調試體驗。

-Oz-Os相比使用時的差異是:

  • 編譯器僅針對代碼大小進行優化,而忽略性能優化,這可能會導致代碼變慢。

  • 未禁用功能內聯。在某些情況下,內聯可能會整體上減少代碼大小,例如,如果一個函數僅被調用一次。僅當預期代碼大小會減小時,才將內聯啟發式方法調整為內聯式。

  • 禁用可能會增加代碼大小的優化,例如循環展開和循環矢量化。

  • 循環是作為while循環而不是do-while循環生成的。

優化級別-Ofast

-Ofast從級別執行優化,包括使用-ffast-math?armclang選項執行的優化。

該級別還執行其他進一步的優化,可能會違反嚴格遵守語言標準的要求。

-O3相比,該級別會降低調試體驗,并可能導致代碼大小增加。

優化級別-Omax

-Omax是最大程度的優化,并專門針對性能優化。它支持從級別進行的所有優化,以及鏈接時間優化(LTO)。

在此優化級別上,Arm Compiler可能會違反嚴格遵守語言標準的規定。使用此優化級別可獲得最快的性能。

-Ofast相比,該級別會降低調試體驗,并可能導致代碼大小增加。

如果你使用-Omax進行編譯,并具有單獨的編譯和鏈接步驟,你還必須在armlink命令行中包括-Omax

以上是關于編譯器的相關內容和比較,希望對大家有幫助。更多關于Keil的內容,可以在后臺回復“Keil系列教程”。


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