STM32 LL庫為什么比HAL庫高效呢？

概 述

有些應(yīng)用要求MCU能高效處理，特別是跑一些算法時(shí)，對(duì)CPU執(zhí)行效率要求較高。

網(wǎng)上有很多文章說STM32Cube HAL執(zhí)行效率不高，代碼量大等問題 ，導(dǎo)致很多還沒有入門，或初學(xué)的讀者就產(chǎn)生各種各樣的疑惑。

說實(shí)話，HAL相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫來說確實(shí)存在代碼效率不高、代碼量大燈這些問題，那么與之對(duì)應(yīng)的STM32Cube LL恰好避免了這樣的問題。

LL能高效的原因

簡(jiǎn)單總結(jié)一下原因： 巧妙運(yùn)用C語言靜態(tài)、內(nèi)聯(lián)函數(shù)直接操作寄存器 。

當(dāng)然，這是其中重要的原因，還有一些其它原因，這里暫不描述。

你會(huì)在LL庫.h文件中發(fā)現(xiàn)大量類似，靜態(tài)、內(nèi)聯(lián)函數(shù)直接讀寫寄存器的函數(shù)。

比如讀寫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 ，就是靜態(tài)、內(nèi)聯(lián)：

#define __STATIC_INLINE  static __inline

而讀寫位的定義：

這里面的 宏定義 ，在眾多外設(shè).h中都在調(diào)用。 比如使能USART ：

LL庫使能USART：

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

標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫使能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);
  }
}

通過對(duì)比，你會(huì)明顯發(fā)現(xiàn)： LL庫的執(zhí)行效率更高 。

什么是內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

寫到這里，就可能有讀者會(huì)問：什么是內(nèi)聯(lián)函數(shù)？

內(nèi)聯(lián)函數(shù)是一種編程語言結(jié)構(gòu)，用來建議編譯器對(duì)一些特殊函數(shù)進(jìn)行內(nèi)聯(lián)擴(kuò)展。

通常，程序執(zhí)行時(shí)，處理器從內(nèi)存中讀取代碼執(zhí)行。 當(dāng)程序中調(diào)用一個(gè)函數(shù)時(shí)，程序跳到存儲(chǔ)器中保存函數(shù)的位置 ，開始讀取代碼執(zhí)行，執(zhí)行完后再返回。

為了提高速度，C語言定義了inline函數(shù)，告訴編譯器把函數(shù)代碼在編譯時(shí) 直接拷貝到程序中 ，這樣就不用執(zhí)行時(shí)另外讀取函數(shù)代碼。

**提示：**當(dāng)內(nèi)聯(lián)函數(shù)很大時(shí)，會(huì)有相反的作用，因此一般比較小的函數(shù)才使用內(nèi)聯(lián)函數(shù)。

軟件框架思維

LL之所以高效，是因?yàn)樗擅钸\(yùn)用了一些C語言知識(shí)，沒有太多封裝，直接或間接對(duì)寄存器進(jìn)行操作。

而能這樣實(shí)現(xiàn)， 歸功于ST開發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了這么一個(gè)中間層軟件框架 。

對(duì)于有大型項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的人來說，一個(gè)項(xiàng)目的框架對(duì)整個(gè)項(xiàng)目影響很大。

就好比你建一棟樓，如果樓層框架都沒造好，你覺得這棟樓質(zhì)量會(huì)好嗎？

所以，這里就提到，我們編程時(shí)，特別項(xiàng)目較大，需要考慮一下軟件框架，一個(gè)好的框架能讓你的項(xiàng)目達(dá)到事半功倍的效果。