STM32: регистровый CMSIS или высокоуровневый HAL ?, ПРосто выскажите аргументы за или против, пожалуйста, без холивара Опции

[Ruslan1]

Здравствуйте,

В очередной раз хочется что-то улучшить, попробовал взять от жизни от Куба и STM программистов побольше. Попробовал автоматом сгенерированный проект- На нужном мне (незнакомом до этого) STM32F0 камне поставить FreeRTOS и в одной из задач помигать светодиодом- заняло примерно пару часов вместе с установкой новой версии кейла и Куба.
Причем править ничего не пришлось, ну дописал в задачу функцию "HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA,GPIO_PIN_5);" для моргания и все. Причем задача тоже была создана из конфигуратора Куба.

Поспрашивал окружающих программеров, почему же все-таки CMSIS применяют? Были высказаны причины:
1. HAL заточен под Кейл и не работает с другими компиляторами.
2. если переходить от STM на другие, то придется переписывать, а CMSIS- он стандарт

Но, на мой взгляд- совсем не аргументы, если создается конкретное изделие или линейка. Если нужно будет переходить на нечто другое- то никакой CMSIS не поможет, все равно обновлять и переписывать какие-то куски придется. Ну а про заточенность под конкретный компилятор- ну так я одним пользуюсь при работе, а не создаю универсальный демо-проект для интернет-сообщества.

Найденные мной в интернете недостатки HAL (как и его предшественника, SPL):
1. Избыточность сгенерированного кода. Начитался в интернете про "бесконечные перепроверки", но в самом коде HAL увидел, что они зависят от дефайна "USE_FULL_ASSERT. Может, те кто пишет про перепроверки просто не знают о возможности их отключения?
Ну и в HAL многое через структуры делается, это как бы много лишнего кода. Но как по мне- совсем не минус при отладке, я структуры очень люблю, они мне и при использовании камней с считанными сотнями байт RAM не мешали, не то что с килобайтами.
2. Сложность и многоуровневость (и засчет этого низкое быстродействие) критических частей- например, при использовании прерываний. Вроде бы через коллбеки и так далеее и получается не просто, а наоборот запутанно.
3. Непереносимость. А что, CMSIS переносим между изготовителями и править в регистрах ничего не нужно?
4. Наличие большого количества глюков в HAL. Мда?
5. неполный доступ к ресурсам. Ну так всегда можно уйти на нижний уровень.

Из личного, достоинства HAL:
1. скорость написания работающего кода
2. малый размер пользовательской части программы
3. читабельность.


Так за что же не любят HAL?
Я не новичок в программировании МК, но не понимаю, почему нужно по старинке в каждый регистр лезть при выполнении стандартных процедур (CMSIS), а не пользоваться высокоуровневой оберткой этого же действа (HAL)?
Прошли те времена, когда на асме писали и биты (не байты!) экономили, железо подешевело, зато себестоимость времени разработчика увеличилась.

Ну и, опять же, почему я не могу типичную часть программы сделать на HAL (применив, по сути, готовое), а критические участки выполнить на низкоуровневом CMSIS ? почему CMSIS и HAL противопоставляют друг другу, как по мне- так они отлично сочетаются.
Любое HAL-действо может быть переписано на низкий уровень, но только когда это нужно, а не вся программа сразу на CMSIS, или я не прав?


В-общем, кто что знает?
В основном, нужно отговорить от использования STM32 HAL, который я сейчас считаю очень удобным и полезным средством, но вдруг ошибаюсь.

Upd: позволю процитировать, очень близко к тому что я думаю (автор- hd44780, но прочитано на другом форуме)

CMSIS - это не HAL, это та же прямая работа с регистрами. И если Вы через год начнёте читать, то CMSIS Вас не спасёт от чтения ДШ.
Поэтому вопрос переформулируется как SPL или регистры.
А это уже религия, по поводу которой вылита бездонная бочка разного холивара и даже личных оскорблений и всё равно каждый при своём.

Поэтому пишите на чём хотите. Как Вам удобнее.
Лично я люблю SPL. С её тормозами столкнулся всего лишь раз. Ну и переписал этот кусочек на регистрах . Но это не повод "огульно охаивать" весь SPL.
Багов в ней пока не находил.
Ещё, за что ругают SPL, это большой объём результирующего кода. Да, это так. Согласен. Но если моя прошивка занимает 200 кил из мегабайта или двух флэша проца, то почему нет?

Это как девушки - кому брюнетки, кому блондинки. А кому и те и те .

[murmur]

подпишусь на тему.

[ШСА]

подпишусь на тему.

Я тоже, но только если HAL годится не только для Keil. Я CooCos-ник.

[Tarbal]

Я тоже, но только если HAL годится не только для Keil. Я CooCos-ник.

Я перенес с Кейла на Кокос. Единственное что было неочевидно сходу -- использование другого имени переменной начала стэка в линкер файле. Пришлось минут 15 поискать.
В стартап файле:
Drivers\CMSIS\Device\ST\STM32F4xx\Source\Templates\gcc\startup_stm32f429xx.s


ldr sp, =_estack /* set stack pointer */
.word _estack

Заменить на

ldr sp, =_eram /* set stack pointer */
.word _eram

Иначе линкер ругается на то, что _estack неопределен.

По поводу темы. Полностью поддерживаю топик стартера. Я тоже достаточно опытный программист микроконтроллеров и не вижу больших проблем с автогенератором. Ну надо изучать структуру полученного кода. Так то что она есть это скорее достоинство. Г-код это когда бессистемное нагромождение кода без продуманных идей. А проблемы со скоростью критических прерываний если потребуется я решу. Да и то если понадобится. Какие основные проблемы с автогенерацией возможны?
1. Баги. А кто без греха?
2. Размер кода. Пока помещается никто с этим не заморачивается. Система интеграции мобильника в БМВ занимает 130 килобайт кода:
http://www.ebay.co.uk/itm/NEW-GENUINE-BMW-...0-/291387105166
Прикиньте насколько можно поджимать код, когда прижмет.
Кстати мой любимый Source Insight тоже не такой много места занимает.
3. Быстродействие. Пока не поджимает никому не важно, а начнутся проблемы -- легко решить.

Нафиг-нафиг это HAL.
В случае "что-то пошло не так" разобраться в этом наслоении абстракций довольно сложно.
Судя по слухам "в HAL используется Keil RTOS", "HAL поддерживается только в Keil" и т.д., это не только моя проблема :-)

Библиотеки уровня "подрыгать ножкой" и "включить ШИМ" пишутся под конкретные требования на коленке за полчаса.
Заодно и виновный во всех косяках доступен :-)


PS что присутствующие подразумевают под CMSIS, я не понял. Есть CMSIS core - набор функций/макросов для доступа к ядру и его периферии (NVIC, например). Это есть, и это удобно.
А идея "все производители чипов напишут единообразный CMSIS Driver API" не взлетела. Я, во всяком случае, не видел.
http://www.arm.com/products/processors/cor...ce-standard.php

Да ладно вам. Вы не видели кода для фрискейловского АРМа с зигби периферией. Не помню навскидку его имени. Там один хедер файл и из него ифдефами разные части программы получают разные его варианты. Натуральный шифрокод. Я даже и времени не стал тратить -- нашел обходной маневр.

Ну что же, немного прояснил кое-что для себя
1. Не могу работать в структуре Куба. хочу структуру файлов, которую раньше использовал и привык

Мне редко удавалось использовать то, что я привык. Даже не заморачиваюсь с этим.

2. Посмотрел USART. мда, как-то они намутили с проверками и коллбеками, через эту цепь вызовов даже в прерывании продираться нужно, причем вызовы с аргументами. А у меня есть интерфейсы, где таймауты жестко заданы (например, sdi-12, или modbus-rtu ), или прерывания от внешних сигналов. И даже если я засуну свой код в предусмотренное для этого место в исходнике, то вызов HAL_UART_IRQHandler() никуда не денется. А если его удалить, то при следующей генерации кода он опять

Мне UART нужен для дебага только. Я только передатчик использую. Если использовать DMA, то вызывается на все строку только прерывание конец DMA. Да и передача красиво происходит. Вызвал функцию передачи и забыл. Оне не блокирующая. Реалтайм не страдает.

На прием сообщений произвольной длины DMA использовать красиво не получится если надо их в реаьном времени обрабатывать. Но кто мешает переписать обработчик прерывания?

Вот именно про это я и писал - HAL по DMA запускает передачу последнего байта, а, затем, по прямому поллингу TC дожидается завершения передачи последнего байта - и это в функции обработки прерывания DMA.

На скорости 115 кбод это приводит к завешиванию равных и более низкопроиоритетных прерываний (ну и всего нижележащего) примерно на 12 мксек (длительность передачи одного байта). Соответственно завешивается приемник (если он на равном или низшем приоритете) и получаем ORE.

Это легко убирается либо коррекцией кода HAL, либо снижением приоритета прерываний DMA передачи ниже DMA приема (именно priority, а не subpriority).

Что-то не вижу ожиданий в коде. Можете поподробнее рассказать пожалуйста?

CODE

/**
* @brief Handles DMA interrupt request.
* @param hdma: pointer to a DMA_HandleTypeDef structure that contains
* the configuration information for the specified DMA Stream.
* @retval None
*/
void HAL_DMA_IRQHandler(DMA_HandleTypeDef *hdma)

{
/* Transfer Error Interrupt management ***************************************/
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_TE_FLAG_INDEX(hdma)) != RESET)
{
if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(hdma, DMA_IT_TE) != RESET)
{
/* Disable the transfer error interrupt */
__HAL_DMA_DISABLE_IT(hdma, DMA_IT_TE);

/* Clear the transfer error flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_TE_FLAG_INDEX(hdma));

/* Update error code */
hdma->ErrorCode |= HAL_DMA_ERROR_TE;

/* Change the DMA state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_ERROR;

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(hdma);

if(hdma->XferErrorCallback != NULL)
{
/* Transfer error callback */
hdma->XferErrorCallback(hdma);
}
}
}
/* FIFO Error Interrupt management ******************************************/
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_FE_FLAG_INDEX(hdma)) != RESET)
{
if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(hdma, DMA_IT_FE) != RESET)
{
/* Disable the FIFO Error interrupt */
__HAL_DMA_DISABLE_IT(hdma, DMA_IT_FE);

/* Clear the FIFO error flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_FE_FLAG_INDEX(hdma));

/* Update error code */
hdma->ErrorCode |= HAL_DMA_ERROR_FE;

/* Change the DMA state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_ERROR;

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(hdma);

if(hdma->XferErrorCallback != NULL)
{
/* Transfer error callback */
hdma->XferErrorCallback(hdma);
}
}
}
/* Direct Mode Error Interrupt management ***********************************/
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_DME_FLAG_INDEX(hdma)) != RESET)
{
if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(hdma, DMA_IT_DME) != RESET)
{
/* Disable the direct mode Error interrupt */
__HAL_DMA_DISABLE_IT(hdma, DMA_IT_DME);

/* Clear the direct mode error flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_DME_FLAG_INDEX(hdma));

/* Update error code */
hdma->ErrorCode |= HAL_DMA_ERROR_DME;

/* Change the DMA state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_ERROR;

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(hdma);

if(hdma->XferErrorCallback != NULL)
{
/* Transfer error callback */
hdma->XferErrorCallback(hdma);
}
}
}
/* Half Transfer Complete Interrupt management ******************************/
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_HT_FLAG_INDEX(hdma)) != RESET)
{
if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(hdma, DMA_IT_HT) != RESET)
{
/* Multi_Buffering mode enabled */
if(((hdma->Instance->CR) & (uint32_t)(DMA_SxCR_DBM)) != 0)
{
/* Clear the half transfer complete flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_HT_FLAG_INDEX(hdma));

/* Current memory buffer used is Memory 0 */
if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CT) == 0)
{
/* Change DMA peripheral state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_READY_HALF_MEM0;
}
/* Current memory buffer used is Memory 1 */
else if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CT) != 0)
{
/* Change DMA peripheral state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_READY_HALF_MEM1;
}
}
else
{
/* Disable the half transfer interrupt if the DMA mode is not CIRCULAR */
if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CIRC) == 0)
{
/* Disable the half transfer interrupt */
__HAL_DMA_DISABLE_IT(hdma, DMA_IT_HT);
}
/* Clear the half transfer complete flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_HT_FLAG_INDEX(hdma));

/* Change DMA peripheral state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_READY_HALF_MEM0;
}

if(hdma->XferHalfCpltCallback != NULL)
{
/* Half transfer callback */
hdma->XferHalfCpltCallback(hdma);
}
}
}
/* Transfer Complete Interrupt management ***********************************/
if(__HAL_DMA_GET_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_TC_FLAG_INDEX(hdma)) != RESET)
{
if(__HAL_DMA_GET_IT_SOURCE(hdma, DMA_IT_TC) != RESET)
{
if(((hdma->Instance->CR) & (uint32_t)(DMA_SxCR_DBM)) != 0)
{
/* Clear the transfer complete flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_TC_FLAG_INDEX(hdma));

/* Current memory buffer used is Memory 1 */
if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CT) == 0)
{
if(hdma->XferM1CpltCallback != NULL)
{
/* Transfer complete Callback for memory1 */
hdma->XferM1CpltCallback(hdma);
}
}
/* Current memory buffer used is Memory 0 */
else if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CT) != 0)
{
if(hdma->XferCpltCallback != NULL)
{
/* Transfer complete Callback for memory0 */
hdma->XferCpltCallback(hdma);
}
}
}
/* Disable the transfer complete interrupt if the DMA mode is not CIRCULAR */
else
{
if((hdma->Instance->CR & DMA_SxCR_CIRC) == 0)
{
/* Disable the transfer complete interrupt */
__HAL_DMA_DISABLE_IT(hdma, DMA_IT_TC);
}
/* Clear the transfer complete flag */
__HAL_DMA_CLEAR_FLAG(hdma, __HAL_DMA_GET_TC_FLAG_INDEX(hdma));

/* Update error code */
hdma->ErrorCode |= HAL_DMA_ERROR_NONE;

/* Change the DMA state */
hdma->State = HAL_DMA_STATE_READY_MEM0;

/* Process Unlocked */
__HAL_UNLOCK(hdma);

if(hdma->XferCpltCallback != NULL)
{
/* Transfer complete callback */
hdma->XferCpltCallback(hdma);
}
}
}
}
}