前几年，由于STM32芯片供应不足，导致价格上涨，这促使许多公司和工程师选择了国产替代品。尽管STM32因供货短缺而引起了一些人的不满，但不可否认，它在许多方面仍值得我们学习和借鉴。

以STM32的标准外设库、HAL（Hardware Abstraction Layer）、LL（Low-Level）软件库为例，它们都有许多巧妙之处值得我们学习。

今天我想分享的是STM32Cube LL库中巧妙运用了“静态内联”技术以提高代码效率。

概述

在某些应用中，MCU需要高效处理数据，尤其是在运行一些算法时，对CPU的执行效率要求较高。

有许多关于STM32Cube HAL执行效率不佳、代码量过大等问题的讨论在网络上广泛存在，这让许多刚接触或初学者感到困惑。

坦率地说，与标准外设库相比，HAL确实存在着代码效率不高、代码量过大等问题，而与之对应的STM32Cube LL库正好避免了这些问题。

LL能高效的原因

简单总结一下原因：巧妙运用C语言静态、内联函数直接操作寄存器。

当然，这是其中重要的原因，还有一些其它原因，这里暂不描述。

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。

比如读写IO口：

__STATIC_INLINE uint32_t LL_GPIO_ReadOutputPort(GPIO_TypeDef *GPIOx)
{
  return (uint32_t)(READ_REG(GPIOx->ODR));
}

__STATIC_INLINE void LL_GPIO_SetOutputPin(GPIO_TypeDef *GPIOx, uint32_t PinMask)
{
  WRITE_REG(GPIOx->BSRR, (PinMask >> GPIO_PIN_MASK_POS) & 0x0000FFFFU);
}

其中**__STATIC_INLINE**，就是静态、内联：

#define __STATIC_INLINE  static __inline

而读写位的定义：

这里面的宏定义，在众多外设.h中都在调用。比如使能USART：

LL库使能USART：

__STATIC_INLINE void LL_USART_Enable(USART_TypeDef *USARTx)
{
  SET_BIT(USARTx->CR1, USART_CR1_UE);
}

标准外设库使能USART：

void USART_Cmd(USART_TypeDef* USARTx, FunctionalState NewState)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  assert_param(IS_FUNCTIONAL_STATE(NewState));

  if (NewState != DISABLE)
  {
    /* Enable the selected USART by setting the UE bit in the CR1 register */
    USARTx->CR1 |= USART_CR1_UE;
  }
  else
  {
    /* Disable the selected USART by clearing the UE bit in the CR1 register */
    USARTx->CR1 &= (uint16_t)~((uint16_t)USART_CR1_UE);
  }
}

通过对比，你会明显发现：LL库的执行效率更高。

什么是内联函数

写到这里，就可能有读者会问：什么是内联函数？

 

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

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。

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：

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。

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。

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？

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。

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