从 Arm Compiler 5 迁移到 Arm Compiler 6

从 Arm Compiler 5 迁移到 Arm Compiler 6

Migrate ARM Compiler 5 to ARM Compiler 6

迁移条件

要使用 ARM Compiler 6，建议MDK的版本至少为：MDK版本5.23或更高版本

MDK版本5.23提供两个编译器，分别是 ARM Compiler 5.06 和 ARM Compiler 6.6。

软件包也需要支持 ARM Compiler 6，以下是支持 ARM Compiler 6 的最低软件包版本：

Keil MDK-Middleware包： 版本7.4.0及以上
Keil ARM Compiler Support 包： 版本1.3.0及以上
ARM CMSIS 包： 版本5.0.1及以上

切换编译器

使用MDK打开工程。

选择 Project - Options for Target from the menu。

点击 Target 选项卡，找到 ARM Compiler: 下拉列表。

设置ARM编译器为 Version 6 。

点击 OK 键确认更改。

切换后的ARM Compiler 6所有设置都为默认值。

设置警告级别

ARM Compiler 6 提供的警告级别比 ARM Compiler 5 多，如果你习惯 ARM Compiler 5 的警告级别，选择AC5-like Wamings。

可以通过在参数前面加上-Wno-来禁用特定诊断组的警告。
例如，通过选项-Wno-missing-noreturn禁用了–Wmissing-noreturn。

在迁移的第一步中，建议将级别切换为“无警告”。 这将使您可以专注于错误消息。

解决所有错误信息后，选择AC5-like Wamings，设置-Wno-invalid-source-encoding选项：禁用源代码编码检测，因为LCD和打印信息有中文，编译器认为这些是无效编码。

如果想测试下代码是否规范，可以选择All wamings。

设置优化级别

选择-Os babanced级别，平衡代码大小和性能。
如果想代码执行速度快，可以选择-O2、-O3、-Ofast级别，优化性能（速度），优化依次提升，但生成的代码大小可能会变大。
如果想减少代码大小，可以选择-Os babanced、-Oz image size级别，代码大小优化依次提升。
比如我的工程，使用-Oz image size级别编译出的code大小为103026、使用-Os babanced级别编译出的code大小为115848字节、使用-O3级别编译出的code大小为160536。差别很大。

-O0级别没有做任何优化。注意ARM Compiler 5的-O0实际上是有优化的，所以ARM Compiler 6的-O1级别与ARM Compiler 5的-O0级别最为相似，都可以获取良好的调试体验，在调试阶段可以选用。

不兼容的语言扩展

主要是代码中的__align(x)、__packed、__weak等编译器扩展语言。解决方法是使用CMSIS定义的相关宏。

1. 替换CMSIS头文件，这里使用的是5.6.0版本的CMSIS。
   如果安装了较新的Keil，可以在路径.\Keil_v5\ARM\PACK\ARM\CMSIS目录中找到合适的CMSIS版本。
   将.\Keil_v5\ARM\PACK\ARM\CMSIS\5.6.0\CMSIS\Core\Include内的文件替换到工程code_cm3.h所在的文件夹。

2. 修改lwip协议栈的cc.h文件，因为lwip使用到了编译器的扩展语言，比如取消结构体的对齐优化、指定变量对齐方式等，这些扩展语言 ARM Compiler 5 和 ARM Compiler 6 并不相同。
   在cc.h文件中引用CMSIS提供的cmsis_compiler.h文件，然后修改结构体封装与对齐宏代码为：

/* Arm Compiler 4/5 */
#if   defined ( __CC_ARM )#define PACK_STRUCT_BEGIN __packed#define PACK_STRUCT_STRUCT#define PACK_STRUCT_END#define PACK_STRUCT_FIELD(fld) fld#define ALIGNED(n)  __ALIGNED(n)/* Arm Compiler above 6.10.1 (armclang) */
#elif defined (__ARMCC_VERSION) && (__ARMCC_VERSION >= 6100100)#define PACK_STRUCT_BEGIN#define PACK_STRUCT_STRUCT __PACKED#define PACK_STRUCT_END#define PACK_STRUCT_FIELD(fld) fld#define ALIGNED(n)  __ALIGNED(n)/* GNU Compiler */
#elif defined ( __GNUC__ )#define PACK_STRUCT_BEGIN#define PACK_STRUCT_STRUCT __PACKED#define PACK_STRUCT_END#define PACK_STRUCT_FIELD(fld) fld#define ALIGNED(n)  __ALIGNED(n)#else#error "Unsupported compiler"
#endif

3. 程序中使用了__packed、__align(n)、__inline、__weak的地方分别用CMSIS提供的宏__PACKED、__ALIGNED(n)、__INLINE、__WEAK代替。

注意__packed和__attribute__((packed))的使用区别：ARM Compiler 5 使用__packed：
typedef __packed struct
{char x;           int y;
} X; ARM Compiler 6 使用__attribute__((packed))：
typedef struct __attribute__((packed))
{char x;                   int y;
} X; 

4. 如果使用ARM Compiler 5 时习惯使用typedef __packed struct {}X; 句法，推荐改为CMSIS提供的宏句法：typedef __PACKED_STRUCT {}X;

当使用ARM Compiler 5 时会自动扩展为：typedef __packed struct {}X;

当使用ARM Compiler 6 时会自动扩展为：typedef struct attribute((packed)) {}X;

5. 如果使用内联函数建议按照以下格式：

__STATIC_INLINE func_name(arg)
{//函数体
}

防止ARM Compiler 6在-O0、-O1级别设置下，链接时出现未定义符号的错误。（在这种优化级别下__INLINE可能并不会内联）
不兼容的语言扩展总结如下：

ARM Compiler 关键字/属性对应表

ARM Compiler 5 关键字/语法	ARM Compiler 6 对应写法	CMSIS（推荐）写法
__align(x)	__attribute__((aligned(x)))	__ALIGNED(x)
__alignof__	__alignof__	-
__ALIGNOF__	__alignof__	-
__asm	见汇编迁移（需适配GCC风格汇编）	__ASM
__const	__attribute__((const))	-
__forceinline	__attribute__((always_inline))	-
__global_reg	不支持	-
__inline	__inline__（功能依赖语言模式）	__INLINE、__STATIC_INLINE
__int64	无对等选项，推荐使用 long long	int64_t
__irq	__attribute__((interrupt))	Cortex-M ISR 不需要此关键字
__packed、__packed x struct	__attribute__((packed))、struct x __attribute__((packed))	__PACKED、__PACKED_STRUCT x
__pure	__attribute__((const))	-
__smc	不支持，需使用内联汇编或等效程序	-
__softfp	__attribute__((pcs("aapcs")))	-
__svc	不支持，需使用内联汇编或等效程序	-
__svc_indirect	不支持，需使用内联汇编或等效程序	-
__thread	__thread	-
__value_in_regs	__attribute__((value_in_regs))	-
__weak	__attribute__((weak))	__WEAK
__writeonly	不支持	-

提示：可以使用uVision IDE的查找功能来查找上述关键字，然后做迁移处理。
不兼容的属性扩展：

Arm Compiler 5 属性	Arm Compiler 6 属性	描述
__attribute__((at(address)))	__attribute__((section(".ARM.__at_address")))	Arm Compiler 6 中的 armlink 仍然支持以 .ARM.__at_address 的形式放置段
__attribute__((at(address), zero_init))	__attribute__((section(".bss.ARM.__at_address")))	Arm Compiler 6 中的 armlink 支持以 .bss.ARM.__at_address 的形式放置零初始化段。.bss 前缀区分大小写，并且必须全部小写。
__attribute__((section(name), zero_init))	__attribute__((section(".bss.name")))	name 是你选择的名字。.bss 前缀区分大小写，并且必须全部小写。
__attribute__((zero_init))	不支持 默认将零初始化变量放在.bss 段。	如果变量具有初始值设定项，则 Arm Compiler 5 会生成错误。否则，它将零初始化变量放在 .bss段。

点击这里查看迁移详细例程。

内嵌汇编

ARM Compiler 6 完全改变了处理汇编代码的策略。

汇编语法现在兼容GNU风格而不是ARM风格。 汇编也是由C编译器完成， 无需单独的汇编器。

1. FreeRTOS的移植层由…\FreeRTOS\Source\portable\RVDS\ARM_CM3目录下的port.c和portmacro.h文件改为…\FreeRTOS\Source\portable\GCC\ARM_CM3目录下的port.c和portmacro.h文件。

这是因为这两个文件会涉及内嵌汇编。

2. 自定义的内嵌汇编函数。

ARM Compiler 5：__asm  uint32_t __get_flash_base(void) 
{IMPORT |Image$$ER_IROM1$$RO$$Base|;ldr r0,=|Image$$ER_IROM1$$RO$$Base|;bx lr;
}ARM Compiler 6：（看了下帮助手册，也可以不使用汇编）uint32_t get_flash_base(void)
{extern uint32_t Image$$ER_IROM1$$RO$$Base;return (uint32_t)&Image$$ER_IROM1$$RO$$Base;
}

语法更严格

1. 比如某个函数之前要对外开放，.c和.h中定义和声明都相同。后来在.c文件中将该函数定义为本地函数，使用static修饰，但.h中忘记删除也没有做相应修改。这种情况下，ARM Compiler 5 不会报错，ARM Compiler 6 会报错：

…/file_name.c(10): error: static declaration of ‘func_name’ follows non-static declaration

2. 如下代码：

for(i=0; i<0x7E-0x20; i++)

ARM Compiler 5 不会报错，ARM Compiler 6 会报错：

…/file_name.c(332): error: invalid suffix ‘-0x20’ on integer constant

需要将代码改为：

for(i=0; i<0x7E - 0x20; i++)

优化问题

以下代码在 ARM Compiler 5 中，正常执行，但在 ARM Compiler 6 中，只要不是-O0级别，整个函数因为空循环问题，都被优化掉。也就是延时没有起作用。

void delay_us (uint32_t ul_time)
{ul_time *= 30; while(--ul_time != 0);
}

这个函数不会修改自己范围之外的资源，所以编译器认为这段是无副作用（no side-effect）的代码，可以通俗的理解为没什么作用的代码。对于这样的代码，编译器有可能会优化掉他们。

有副作用的函数的特点：

• 修改了全局变量
• 修改了参数引用的变量
• 调用其它有副作用的函数
• 操作了 volatile 修饰的变量
• 内嵌了汇编或 __NOP()指令

所以当升级到 ARM Compiler 6 出现使用软延时的外设不工作，比如软件IIC出错、软件SPI出错、LCD黑屏等问题，可以检查是否有类似的代码。

需要改成：

void delay_us (uint32_t ul_time)
{ul_time *= 30; while(--ul_time != 0)__nop();
}

Keil编译器保证__nop()必定会插入一个NOP指令，在这里可以阻止编译器优化。当然，延时的初始值也要做相应的调整。

或者改成：

void delay_us (volatile uint32_t ul_time)
{ul_time *= 30; while(--ul_time != 0);
}

通过关键字 volatile 来禁止编译器优化。

编译时间和大小

-O0：Program Size: Code=200360 RO-data=20576 RW-data=96 ZI-data=76316
Build Time Elapsed: 00:00:25

-O1：Program Size: Code=119328 RO-data=16824 RW-data=96 ZI-data=76300
Build Time Elapsed: 00:00:25

-O2：Program Size: Code=153340 RO-data=17100 RW-data=96 ZI-data=76300
Build Time Elapsed: 00:00:26

-O3：Program Size: Code=162292 RO-data=17040 RW-data=96 ZI-data=76308
Build Time Elapsed: 00:00:27

-Ofast：Program Size: Code=161896 RO-data=17040 RW-data=96 ZI-data=76308
Build Time Elapsed: 00:00:26

-Os balanced：Program Size: Code=115628 RO-data=17048 RW-data=96 ZI-data=76300
Build Time Elapsed: 00:00:28

-Oz image size：Program Size: Code=103784 RO-data=17020 RW-data=96 ZI-data=76308
Build Time Elapsed: 00:00:25

-Oz image size LTO：Program Size: Code=85888 RO-data=17064 RW-data=40 ZI-data=75960
Build Time Elapsed: 00:00:32

与Compiler 5 对比（我的程序-可能不具有一般性）：

-O2：Program Size: Code=94232 RO-data=16736 RW-data=540 ZI-data=75640
Build Time Elapsed: 00:00:16

参考文档
《Arm® Compiler Migration and Compatibility Guide》（内容详细）
《Migrate ARM Compiler 5 to ARM Compiler 6》 （AN298）