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。

   

(說明:是V6版本編譯器,不是V6版本MDK

   

那你發現了Arm Compiler V6V5有什么區別嗎? 集成在MDK中的優化選項又有哪些區別?

   

一、關於Arm Compiler 6

   

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

   

用於編譯Coterx-M處理器的編譯器很多,Arm Compiler就是其中一個,常用於Keil MDK Arm Development StudioDS-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:基於LLVMClang技術的編譯器和集成匯編器。

   

armasmarmasm語法匯編代碼的舊版匯編程序。將armclang集成匯編程序用於所有新的匯編文件。

   

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:基於LLVM libc++項目的庫。

   

   

   

ARM Compiler 5(和更早版本)使用armcc編譯器,而ARM Compiler 6armcc替換為armclangarmclang基於LLVM,它具有不同的命令行參數、指令等,因此算是一個新的編譯器。

   

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

   

二、AC5AC6

   

Arm Compiler 5AC5)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

   

2015年的時候,AC6發布了,並在隨后新版本的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標准、使用TrustZone for Armv8-M為設備創建安全和非安全代碼、兼容基於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

   

AC5AC6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,也可以參看我之前分享的文章:

   

MDK-ARM編譯器從V5升級到V6需要做哪些工作?

   

相關視頻:

   

三、Keil MDK 優化選項

   

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,並具有比-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,這意味着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,並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,並且與-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目的是在不顯着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於 -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。

   

顯着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准的要求。

   

-O3相比,該級別會降低調試體驗,並可能導致代碼大小增加。

   

優化級別-Omax

-Omax是最大程度的優化,並專門針對性能優化。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准的規定。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,並可能導致代碼大小增加。

   

如果你使用-Omax進行編譯,並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


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