Sheleh, ты правильно отметил про компиляторы.Только не GCC.
Atmega и предназначалась под языки вроде си, сравни структуру регистров и доступа к памяти классического 8051 и атмеги.
С классическими 8051 не все так гладко, тут либо asm, либо .современные ядра с переферией и кейл,иар.
Atmel - мертва.
Делай ядро для 8051 с молулями и ты сможешь запустить его на любом автомбильном блоке bosch, который стоит иногда даже бесплатно.
Например mono jetronic. - 80c52.
В более навороченных применяются 80с515,535,509 и все они имеют одинаковую структуру.
Сделаешь по плате мапинг по портам и вперед.
https://www.drive2.ru/users/avtoelektron/#blog
Вот он на Си пишет под 8051.