STM32编译HAL库

Question

对于STM32，编译HAL库时选择-Os优化与-Og优化得到的代码运行结果不同，但是目前代码规模太大，做个记录，有机会的时候深究

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在STM32开发中，使用不同的编译器优化选项可能会导致程序的行为有所不同，特别是在 -Os 和 -Og 两种优化级别上。这些选项会影响代码大小、执行速度以及调试信息的质量。

-Os 优化：

• 这种优化级别主要关注代码大小，会尝试减小代码尺寸，通过各种方式（比如删除未使用的函数、内联某些函数等）来达到这个目标。
• 编译后的代码可能更难以调试，因为一些优化过程可能会改变程序执行的顺序或者合并指令，这可能导致断点定位不准确。

-Og 优化：

• -Og 是一种兼顾性能和调试信息的优化级别，它会在保持足够的调试信息的同时进行一些基本的优化。
• 调试时，可以更好地跟踪程序执行流程，但代码大小和执行效率相比 -Os 可能稍差。

如果你发现使用这两种优化选项得到的运行结果不同，可能是由于优化过程中对代码的不同处理导致了执行顺序、寄存器分配或者其他低级细节的变化。这在多任务系统、中断处理、内存管理等方面尤为常见。

要解决这个问题，首先建议你分析差异的具体表现，是功能错误还是性能上的差异。然后，可以考虑以下几个步骤来深入研究：

1. 对比汇编代码：

   • 使用 objdump -d 命令分别查看 -Os 和 -Og 编译后的目标文件（.elf 或 .hex）的汇编代码。
   • 对比关键函数或模块的汇编代码，看是否有显著的差别。

2. 检查中断处理：

   • 如果有中断相关的代码，确保在 -Os 和 -Og 模式下的中断处理逻辑一致，特别是中断上下文切换部分。

3. 数据存储和内存布局：

   • 检查变量的存储类（auto, static, extern 等）是否影响到它们在内存中的位置和访问方式。

4. 多任务/线程同步：

   • 如果项目包含多任务或多线程编程，确认所有的同步原语（互斥量、信号量等）在优化后仍然有效。

5. 调试：

   • 使用 -Og 模式重新编译并调试程序，观察变量值和控制流，寻找可能的差异点。
   • 如果可能，使用硬件断点或者逻辑分析仪辅助调试。

6. 逐步优化：

   • 开始时先使用 -O0（无优化），然后逐渐增加优化级别，观察每次优化带来的变化，以便找到问题发生的确切优化级别。

7. 代码审查：

   • 审查代码，确保没有潜在的竞态条件、死锁等问题。

8. 文档和社区资源：

   • 查阅 STM32 的官方文档，了解 HAL 库在不同优化级别的行为。
   • 在论坛如 Stack Overflow 或 STM32 相关社区寻求其他开发者的经验分享。

请注意，由于代码规模较大，这是一个耗时的过程，需要耐心和细致地分析。如果问题复杂，可能需要专业的嵌入式软件工程师的帮助。