我个人做嵌入式编程到现在，感觉 ST 的固件库和 HAL（特别是 Cube HAL）并不好用：接口复杂难于理解，代码臃肿无法优化。然而为什么大多数的教程依然是以固件库或 HAL 为中心的？类似的，为什么教程基本上都只用 Keil 开发环境，偶尔有 IAR，但几乎从不考虑免费的 GCC 开源工具链？

Inc_brza 发表于 2017-12-12 10:00
LLVM我就不看了，你说的SPL我不知道是什么，HAL和STD没法优化，意思是代码已经没法优化了？既然没法优化， ...

哥们，我举双手给你点赞！
讨论来讨论去大家都忽视了问题的本质，时间才是问题的关键。
不管你的寄存器方法写得有多好，效率有多高，这些问题你得考虑：
1> 维护问题。肯定有BUG对吧？那么谁了维护？还是你吗？万一哪天你离职了，公司还说谁可以维护你写的代码？对于公司来说维护成本哪个高？
2> 移植问题，跨平台问题，假设哪天公司产品升级，想从F1换成F4，那么F4的相同外设和F1一样吗？寄存器有哪些差异？之前写的寄存器版本代码还能用吗？从公司的角度出发，那个成本要低？
3> 效率问题。SPL效率高，好吧，算吧，寄存器比HAL效率高？OK，我承认，HAL比SPL效率低？好吧，算吧，但你要知道，LL的效率>=SPL库，而LL与HAL完美兼容！LL很多接口都是基于宏定义，基本相当于直接操作寄存器，跟你所说的效率问题相差不大，但那个更有优势，你自己的代码不能保障，别人不敢用，但官方的LL无论可移植性和可维护性都比你的强，效率上，你敢确定你写的比ST官方的好？再说了，代码效率问题和MCU本省新能是相对的好吧？你犯得着用汇编写PC端软件吗？ 你犯得着为F7/F4用寄存器方式来写应用代码吗？从低到高，HAL，SPL，LL可以灵活选择好吧?
4> IDE问题，KEIL编译那是KEIL本身的问题，IAR就没有这个问题，收费方面AC6免费，至于你一定要在LInux这种OS用，好吧，eclipse+插件方式也可以支持。但问题的本质是，这里是开发MCU好吧，不是开发PC端软件，犯得着为了一个MCU上跑的软件非得弄个LInux开发环境来开发吗？非Linux开发环境我还不开心了，典型的脑袋被门夹了！
5> 关于库文档说明问题，你们居然不知道每个HAL库下载包内就已经包含一个CHM帮助文件，里面就有各个HAL接口函数的说明！别拿无知当荣耀好不？库内各种使用DEMO已经各个头文件的注释居然还不能满足你？我只能说明你已经中毒微软太深，一定要弄个类似微软的MSDN这种文档摆在你面前才叫满意，尽管其他各种CHM，DEMO，comment一概无视，任性！牛！
6> 看完以上内容，你还要坚持说，哥就是不爽库开发模式，哥就是想自己动手，从底层一点一滴的来.这只能说面你具有成为大咖的潜质，等你功成名就之时，媳妇早跟别人跑喽。太牛了，果然是英雄！

综述概之，会充分利用各种资源，灵活变通才叫叼！累死的往往是做最底层的！

maxtch 发表于 2017-12-12 03:25
说到优化，我想建议您先去看看 LLVM 文档中关于编译器优化的介绍。我这里推荐您去阅读 LLVM 的文档，是因 ...

LLVM我就不看了，你说的SPL我不知道是什么，HAL和STD没法优化，意思是代码已经没法优化了？既然没法优化，那么是指已经是最优化的了还是说没有优化的必要了呢？也就是说，剩下的并不是HAL还是STD，而是编译器的选择了吧？既然这样，那也毫无关系啊，HAL和STD在编写上已经考虑上了GCC、ARMCC和IAR的什么鬼CC了吧，单纯换个编译器的操作并不难吧？
在代码注释里解释操作流程《这个你是不是想歪了？》我来拷贝一下HAL或者STD的开头部分吧。

1. /**
   
2.   ******************************************************************************
   
3.   * @file    stm32f7xx_hal_uart.c
   
4.   * @author  MCD Application Team
   
5.   * @version V1.2.2
   
6.   * @date    14-April-2017
   
7.   * @brief   UART HAL module driver.
   
8.   *          This file provides firmware functions to manage the following
   
9.   *          functionalities of the Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) peripheral:
   
10.   *           + Initialization and de-initialization functions
    
11.   *           + IO operation functions
    
12.   *           + Peripheral Control functions
    
13.   *           + Peripheral State and Errors functions
    
14.   *
    
15.   @verbatim
    
16.   ==============================================================================
    
17.                         ##### How to use this driver #####
    
18.   ==============================================================================
    
19.   [..]
    
20.     The UART HAL driver can be used as follows:
    
21. 
    
22.     (#) Declare a UART_HandleTypeDef handle structure.
    
23. 
    
24.     (#) Initialize the UART low level resources by implementing the HAL_UART_MspInit() API:
    
25.         (##) Enable the USARTx interface clock.
    
26.         (##) UART pins configuration:
    
27.             (+++) Enable the clock for the UART GPIOs.
    
28.             (+++) Configure these UART pins as alternate function pull-up.
    
29.         (##) NVIC configuration if you need to use interrupt process (HAL_UART_Transmit_IT()
    
30.              and HAL_UART_Receive_IT() APIs):
    
31.             (+++) Configure the USARTx interrupt priority.
    
32.             (+++) Enable the NVIC USART IRQ handle.
    
33.         (##) DMA Configuration if you need to use DMA process (HAL_UART_Transmit_DMA()
    
34.              and HAL_UART_Receive_DMA() APIs):
    
35.             (+++) Declare a DMA handle structure for the Tx/Rx stream.
    
36.             (+++) Enable the DMAx interface clock.
    
37.             (+++) Configure the declared DMA handle structure with the required
    
38.                   Tx/Rx parameters.
    
39.             (+++) Configure the DMA Tx/Rx Stream.
    
40.             (+++) Associate the initialized DMA handle to the UART DMA Tx/Rx handle.
    
41.             (+++) Configure the priority and enable the NVIC for the transfer complete
    
42.                   interrupt on the DMA Tx/Rx Stream.
    
43. 
    
44.     (#) Program the Baud Rate, Word Length, Stop Bit, Parity, Hardware
    
45.         flow control and Mode(Receiver/Transmitter) in the Init structure.
    
46. 
    
47.     (#) For the UART asynchronous mode, initialize the UART registers by calling
    
48.         the HAL_UART_Init() API.
    
49. 
    
50.     (#) For the UART Half duplex mode, initialize the UART registers by calling
    
51.         the HAL_HalfDuplex_Init() API.
    
52. 
    
53.     (#) For the LIN mode, initialize the UART registers by calling the HAL_LIN_Init() API.
    
54. 
    
55.     (#) For the Multi-Processor mode, initialize the UART registers by calling
    
56.         the HAL_MultiProcessor_Init() API.
    
57. 
    
58.      [..]
    
59.        (@) The specific UART interrupts (Transmission complete interrupt,
    
60.             RXNE interrupt and Error Interrupts) will be managed using the macros
    
61.             __HAL_UART_ENABLE_IT() and __HAL_UART_DISABLE_IT() inside the transmit
    
62.             and receive process.
    
63. 
    
64.      [..]
    
65.        (@) These APIs (HAL_UART_Init() and HAL_HalfDuplex_Init()) configure also the
    
66.             low level Hardware GPIO, CLOCK, CORTEX...etc) by calling the customized
    
67.             HAL_UART_MspInit() API.
    
68. 
    
69.      [..]
    
70.         Three operation modes are available within this driver :
    
71. 
    
72.      *** Polling mode IO operation ***
    
73.      =================================
    
74.      [..]
    
75.        (+) Send an amount of data in blocking mode using HAL_UART_Transmit()
    
76.        (+) Receive an amount of data in blocking mode using HAL_UART_Receive()
    
77. 
    
78.      *** Interrupt mode IO operation ***
    
79.      ===================================
    
80.      [..]
    
81.        (+) Send an amount of data in non blocking mode using HAL_UART_Transmit_IT()
    
82.        (+) At transmission end of transfer HAL_UART_TxCpltCallback is executed and user can
    
83.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_TxCpltCallback
    
84.        (+) Receive an amount of data in non blocking mode using HAL_UART_Receive_IT()
    
85.        (+) At reception end of transfer HAL_UART_RxCpltCallback is executed and user can
    
86.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_RxCpltCallback
    
87.        (+) In case of transfer Error, HAL_UART_ErrorCallback() function is executed and user can
    
88.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_ErrorCallback
    
89. 
    
90.      *** DMA mode IO operation ***
    
91.      ==============================
    
92.      [..]
    
93.        (+) Send an amount of data in non blocking mode (DMA) using HAL_UART_Transmit_DMA()
    
94.        (+) At transmission end of half transfer HAL_UART_TxHalfCpltCallback is executed and user can
    
95.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_TxHalfCpltCallback
    
96.        (+) At transmission end of transfer HAL_UART_TxCpltCallback is executed and user can
    
97.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_TxCpltCallback
    
98.        (+) Receive an amount of data in non blocking mode (DMA) using HAL_UART_Receive_DMA()
    
99.        (+) At reception end of half transfer HAL_UART_RxHalfCpltCallback is executed and user can
    
100.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_RxHalfCpltCallback
     
101.        (+) At reception end of transfer HAL_UART_RxCpltCallback is executed and user can
     
102.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_RxCpltCallback
     
103.        (+) In case of transfer Error, HAL_UART_ErrorCallback() function is executed and user can
     
104.             add his own code by customization of function pointer HAL_UART_ErrorCallback
     
105.        (+) Pause the DMA Transfer using HAL_UART_DMAPause()
     
106.        (+) Resume the DMA Transfer using HAL_UART_DMAResume()
     
107.        (+) Stop the DMA Transfer using HAL_UART_DMAStop()
     
108. 
     
109.      *** UART HAL driver macros list ***
     
110.      =============================================
     
111.      [..]
     
112.        Below the list of most used macros in UART HAL driver.
     
113. 
     
114.       (+) __HAL_UART_ENABLE: Enable the UART peripheral
     
115.       (+) __HAL_UART_DISABLE: Disable the UART peripheral
     
116.       (+) __HAL_UART_GET_FLAG : Check whether the specified UART flag is set or not
     
117.       (+) __HAL_UART_CLEAR_IT : Clears the specified UART ISR flag
     
118.       (+) __HAL_UART_ENABLE_IT: Enable the specified UART interrupt
     
119.       (+) __HAL_UART_DISABLE_IT: Disable the specified UART interrupt
     
120.       (+) __HAL_UART_GET_IT_SOURCE: Check whether the specified UART interrupt has occurred or not
     
121. 
     
122.      [..]
     
123.        (@) You can refer to the UART HAL driver header file for more useful macros

复制代码

估计你没有看这个吧?如果你写的库能写得这么详细，那么我举双手的支持啊，就是不知道你有没有这个时间了？而且，你居然把这个比喻成练习手册？
对于新芯片的支持，的确没有一家厂家会在每一款芯片上采用完全不同的外设，而我的意思是，你有时间每用一个新芯片都需要去看参考手册，了解寄存器到bit的程度上吗？STM32F0，STM32F1的UART的寄存器不一样你信不信呢？STM32F1的发送寄存器只有一个DR，而F0，F7等分TDR和RDR你应该知道吧？然而对于上层库，都是统一的API，而且还带UserManual给你看怎么去用这些API。你觉得去熟悉寄存器的时间比熟悉API的时间多还是少呢？
注重不同平台的代码积累举一反三？我很注重，因为我随时会更换不同的芯片（成本、产能等原因），如何举一反三？但是不管你怎么举，你这个芯片你必须要知道，芯片外设的基地址以及芯片外设的寄存器控制吧？如果你不需要，说明你666了，而对于上层API来说，你压根就不需要关注这个，因为有统一的API给你使用，你压根不需要管下面是CR是怎么配置，接受用RDR，发送用TDR，因为在上层要么send，要么receive。
你STM32的串口驱动从AVR移植过来的，我就问你，需不需要改寄存器，改寄存器之前，你需不需要看手册？而相信如果我把串口驱动从AVR移植过来后，我只需要把寄存器屏蔽，改成USART_xxxx即可，但是你用寄存器就不这么简单了，你必须要知道，从哪里开启时钟，还要去看参考手册，波特率的计算公式，还要看CR的每个bit的定义应该如何配置吧？这就是每个厂家不一样的地方了，因为外设的明明以及波特率产生方法不一致，而在上层API，你只需要调用：BaudRate = 115200即可，你说哪一个方便？哪一个开发效率高?

Inc_brza 发表于 2017-12-9 23:26
没意思

你指的是什么东西没意思？ST 的固件库已经被我在原帖里面数落过了。我在开发实践中也被 HAL 给咬过。结果 LightSwitchUSB 芯片太小没法用 HAL USB 被迫找第三方，DAP42 就直接跳过 HAL 纯手写了。另外如果你有正版 Keil 或 IAR，我有兴趣看看正版授权书长什么样。

anywill 发表于 2017-12-9 22:43
楼主系统的开帖讲讲吧!

好的，什么时候我来讲讲不用 HAL 直接捅寄存器做 STM32 编程，顺道兜售一下我的纯开源 STM32 开发板。呵呵……用什么芯片好呢？我现在设计的纯开源开发板不太好直接做演示，只有 GPIO、USB 和串口有接东西，更多的是兼容 Arduino。

楼主系统的开帖讲讲吧!

maxtch 发表于 2017-12-9 23:17
好的，什么时候我来讲讲不用 HAL 直接捅寄存器做 STM32 编程，顺道兜售一下我的纯开源 STM32 开发板。呵 ...

没意思

官方已经做好的库，可能会开销大一下，不用那么在意寄存器的配置，相对来说用起来会简单很多。并且针对新手，上来就整寄存器，当然就懵了。我也不怎么用HAL库开发，代码确实臃肿，不过有LL库可以使用。我也一直尝试GCC来开发，目标也是用纯gcc+makefile搭建一个适合自己的代码框架的平台，不过目前仅仅是自己玩。虽然公司的平台是GCC+eclipse+cmake来搭建的，但需要有个很牛的老大来搭建平台，包括编译脚本的编写。项目中还是IAR或MDK的交互性更好，虽然好多用盗版的。

黑皮男 发表于 2017-12-10 08:14
官方已经做好的库，可能会开销大一下，不用那么在意寄存器的配置，相对来说用起来会简单很多。并且针对新手 ...

用ST官方的AC6开发就挺好的，免费的

黑皮男 发表于 2017-12-10 08:14
官方已经做好的库，可能会开销大一下，不用那么在意寄存器的配置，相对来说用起来会简单很多。并且针对新手 ...

但是 ST 的库操作起来和寄存器有什么两样？很多新手被吓到的原因是不会做系统分割，如果把驱动层和应用层分割开来就没那么吓人了。Eclipse 有一个 GNU MCU Eclipse 的插件，可以生成正确的编译脚本，不需要大牛来弄了。IAR 还好一点，MDK 的语言特性支持（C99 和 C11）是个渣渣，至少我个人是用不惯。而且这两个东西不跨平台，如果电脑上没有 Windows 就没法用了。（我的几台电脑分别运行 macOS 和 Ubuntu Linux）

奏奏奏 发表于 2017-12-10 13:23
用ST官方的AC6开发就挺好的，免费的

Ac6 用起来还是有点碍手碍脚，而且默认生成的代码有点多。Eclipse CDT + GNU MCU Eclipse 我在用的时候都是从空白项目开始的。

maxtch 发表于 2017-12-10 15:10
但是 ST 的库操作起来和寄存器有什么两样？很多新手被吓到的原因是不会做系统分割，如果把驱动层和应用层 ...

我也很赞同楼主的想法，软件分层的思想在开发的过程中会带来很多便利。固件库提供了很多例程，很多时候直接复制过来就能用，即使不能直接用，也可以做个参考，稍作修改就能用，这个还是比较方便的。至于这个开发环境的问题，估计是个时间的问题，免费好用的GCC工具链出来的应该没有Keil或是IAR那么早，当年学51的时候上的都是Keil。不想Keil那么根深蒂固。感觉Keil用的是最多的。

黑皮男 发表于 2017-12-10 17:31
我也很赞同楼主的想法，软件分层的思想在开发的过程中会带来很多便利。固件库提供了很多例程，很多时候直 ...

这种“直接复制过来”的拿来主义其实是学习的大敌。在学习怎么编程的时候，哪怕说以后都用固件库，第一次还是要手写一遍简单的基本外设驱动，这样才能够从软件与硬件结合的深度上领悟到外设的工作原理。另外，这些自己手写的驱动也可以累积起来作为将来应用开发的基础库。

至于开发环境，Eclipse CDT + GNU MCU Eclipse 我的感觉是后来者居上，操作便利度不亚于 Keil，同时又能跨平台，还全开源全免费没有功能限制。8051 的话 SDCC 和相关的开源 IDE 还是差了一点，所以很多人还是用的 Keil C51。STM8 情况也类似。

黑皮男 发表于 2017-12-10 17:31
我也很赞同楼主的想法，软件分层的思想在开发的过程中会带来很多便利。固件库提供了很多例程，很多时候直 ...

感觉像是在开炮，虽然我现在不怎么用Keil和IAR来开发。我是很赞同软件分层和GCC这样的工具链中的在项目中的应用，只不过这个现象是这样存在的。也希望楼主可以开贴讲一讲软件分层相关的经验，目前感觉比较好的是rt-thread的软件架构比较好，但是还是感觉代码占用代码空间过大。

黑皮男 发表于 2017-12-10 18:15
感觉像是在开炮，虽然我现在不怎么用Keil和IAR来开发。我是很赞同软件分层和GCC这样的工具链中的在项 ...

我怎么感觉把嵌入式软件分层，手写驱动和 GCC 工具链的使用放在一起都可以写本书了？我的输出里面还有两三本 Keil + 固件库的书呢……

maxtch 发表于 2017-12-9 23:30
你指的是什么东西没意思？ST 的固件库已经被我在原帖里面数落过了。我在开发实践中也被 HAL 给咬过。结果 ...

我指的并不是keil还是iar这些，而是用干用寄存器兑没意思，因为我就干了这事，事后发现，真的没意思，
尽管一劳永逸，然而你会发现，这种编程方式很辛苦，因为等你真的完善好自己的库，却发现时间都浪费掉了，
如果当初把这时间花在应用上，例如如何去节省CPU时间，如何去优化架构，如何实现一个协议栈等，
例如状态机、如何去实现完美逻辑
例如操作系统、如何实现线程同步
例如想实现一个GUI，需要很多时间去思考
然而，如果把时间都干放在实现一个底层库里，跟孔乙己没啥不同。
也许你会说：GUI不是有stEmwen么，操作系统不是各种freertos各种uCos么，然而却跟我说库不是有std，hal么一个样！
最最关键的是，你这个库建立好，你得拉上很多人一起玩才能搞得起来，否则依赖关系会弄个互相排斥。同时，命名风格，操作文档，api介绍等，够一壶了吧？还有，关于IDE，其实这个没啥好纠结的， 大概是51起的头吧，其实可以用gcc，但是呢国人的动手能力其实奇差，IDE一键帮你完成的事情，为什么还要用GCC+makefile/cmake呢，就算不用cmake、makefile，你也得用eclipse、qtcreator，vstudio来连接吧？然而大多数人都把时间集中在各种应用上了，哪里还有时间跟你纠结用gcc，iar还是armcc呢，站在巨人肩膀上，才能看得更远，也许你可以成为巨人，然而时间是宝贵的。

同时，如果楼主的侧重点是模块化，接口化，对象化，那我就真的支持了！