STM32Cube LL能高效的原因

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2 [& l- k" m" X5 u

ST的库，有很多巧妙之处，值得大家借鉴。今天就来讲讲STM32Cbue LL库中的一点小知识。
" I$ u- y5 x7 C
- j' @. S* W4 y
1写在前面
有些应用要求MCU能高效处理，特别是跑一些算法时，对CPU执行效率这一块有要求。
: b( X- X) U. M2 \) I
- M! h$ l8 m) I, D7 r# k; E; p9 k
& X8 w/ s- e: |3 S: G网上有很多文章说STM32Cube HAL执行效率不高，代码量大等问题，导致很多没入门，或初学的朋友产生各种各样的疑惑。

4 `7 L0 z- ~8 J, i5 S. N! Y
6 A' f7 w7 w" r/ M; m& k1 P& z& O承认，HAL相对来说有这些问题，那么与之对应的STM32Cube LL恰好避免了这样的问题。
( {$ I9 ]$ d- `  K" e3 }

1 {$ r% ?6 Q  X  I# o& v2LL能高效的原因
. W( p( o* U7 I! q简单总结一下原因：巧妙运用C语言静态的，内联函数直接操作寄存器。
3 f0 \/ F1 b1 t1 m$ |( x' Q$ A

当然，这是其中重要的原因，还有一些其它原因，这里不描述。

: F7 f* P) b0 v% _4 B
$ Z% s9 J: m5 D& D1 c! x6 x. M你会在LL库.h文件中发现大量类似，静态，内联函数直接读写寄存器的函数。


! W4 B' v( D. j1 e" q比如：读写IO口

1. 
   ( N1 G1 J; B- m# k% p
2. __STATIC_INLINE uint32_t LL_GPIO_ReadOutputPort(GPIO_TypeDef *GPIOx)
   7 O% ~2 X' E$ x$ Q  K
3. {
   6 S) E2 ~4 n4 F( s
4.   return (uint32_t)(READ_REG(GPIOx->ODR));
   & s: y: q# [* `, _1 k
5. }
   
6. 
   
7. __STATIC_INLINE void LL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t PinMask)
   ( ^0 m$ Y3 j! Q/ D
8. {
   & m+ _7 x3 E0 X, A1 Y7 f( k
9.   WRITE_REG(GPIOx->BSRR, (PinMask >> GPIO_PIN_MASK_POS) & 0x0000FFFFU);
   
10. }

复制代码

; {( E7 }, O" f) k( T9 {其中__STATIC_INLINE，就是静态、内联：

1. 
   
2. #define __STATIC_INLINE  static __inline

复制代码

而读写位的定义：
- [; E/ Z4 c7 o+ t3 Q- `3 O6 o8 u
8 o) n. F" s4 y& d- Z这里面的红定义，在众多外设.h中都在调用。比如使能USART：
" P3 |/ _* S. {2 ]" o, o' T

LL使能USART：
) Z  ~4 D( j4 q! v( ]( X% z: ~

1. 
   
2. __STATIC_INLINE void LL_USART_Enable(USART_TypeDef *USARTx)
   # ^( m3 P" N' r( N1 M& u2 Y9 j+ u
3. {
   3 S9 |" D6 q" }$ I& ~
4.   SET_BIT(USARTx->CR1, USART_CR1_UE);
   
5. }

复制代码

+ s. I1 a4 P" J* P3 ]0 u, `6 b标准外设库使能USART：
( U) t4 S7 H  w$ f' J

1. 
   7 `! m! Q; P  H1 Q7 c+ s
2. void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState)
   ) t! ]% Y8 h1 Z
3. {
   ; d1 l6 F- o% u& w3 x
4.   /* Check the parameters */
   
5.   assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
   
6.   assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));
   
7.   
   
8.   if (NewState != DISABLE)
   
9.   {
   6 T7 z4 f2 Q' X% y2 Z9 }% c
10.     /* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */
    & [% W) t+ }% X$ y' B, m% p+ ~
11.     USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;
    4 Z  b( }! R$ Y; t
12.   }
    
13.   else
    * p' _4 D; i7 e' R" I' k* k
14.   {
    
15.     /* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */
    
16.     USARTx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE);
    : ?4 z+ ]2 T: o( W
17.   }
    
18. }

复制代码

' Y* T+ e0 {9 Z! ?: E- |5 B2 K你会明显发现：LL库的执行效率更高。

' I3 |. F: K/ l

3拓展：内联函数
* B. w4 A, S. U0 a1 y: c# Y( M6 V写到这里，就顺便复习一下内联函数。
8 U& r5 ~' E8 _5 P* c
6 T& X- B( A1 @- d% G1 L% L- F* \内联函数是一种编程语言结构，用来建议编译器对一些特殊函数进行内联扩展。
---来自百度百科
& s9 W! ~, d9 e7 x% ?
通常，程序执行时，处理器从内存中读取代码执行。当程序中调用一个函数时，程序跳到存储器中保存函数的位置，开始读取代码执行，执行完后再返回。
' d$ f/ p  r3 ?% L" r" B
为了提高速度，C语言定义了inline函数，告诉编译器把函数代码在编译时直接拷贝到程序中，这样就不用执行时另外读取函数代码。

提示：

9 V1 C' A7 O0 B( H' ]  b& j
当内联函数很大时，会有相反的作用，因此一般比较小的函数才使用内联函数。
4 X! {( Y6 x% [' G
4 K( ]* `  t0 f& e7 D5 S4拓展：软件框架思维
LL之所以高效，是因为它巧妙运用了一些C语言知识，没有太多封装，直接或间接对寄存器进行操作。

而能这样实现，归功于ST开发团队设计了这么一个中间层软件框架。

对于有大型项目开发经验的人来说，一个项目的框架对整个项目影响很大。
. @9 E' l. T( C. y, [) \- L+ Q  c
就好比你建一栋楼，如果楼层框架都没造好，你觉得这栋楼质量会好吗？
5 {1 s0 V* c* k
$ T% f% w$ H0 f7 c所以，这里就提到，我们编程时，特别项目较大，需要考虑一下软件框架，一个好的框架能让你你的项目达到事半功倍的效果。

: U& j: |* S; Q. Y, |
7 p/ k8 [# u- _3 C/ }) B$ `, A

7 d. A- D  r$ b/ X0 S$ B! ?8 i
0 r4 W2 J1 F) J
* f, I4 A; q7 E& _
3 |5 I9 k( I+ s7 S, ?( _
$ w3 C2 B- ~6 A% ~1 u- X
; T5 g# [: ?7 S. v) Q( p