STM32Cube通过Clang/LLVM支持进一步简化代码开发

发表于 2025-8-12 16:11

STM32Cube通过Clang/LLVM支持进一步简化代码开发

友友们，ST 最新放出的ST Arm Clang/LLVM 工具链绝对是 Cube 生态的大升级，社区经理 Maxime_MARCHETTO 已经详细爆料了这个新工具链的细节，目标就是让咱们开发效率直接拉满，体验更现代的开发流程～

工具链核心亮点速览

架构大升级：基于 LLVM 和 Arm 嵌入式工具链深度定制，专门针对 STM32 优化过，实测代码密度和执行速度都有惊喜！
两种版本任你选：

混合工具链：Clang 编译器 + GNU 链接器 / 库，从 GCC 迁移过来的兄弟直接无缝衔接，不用改太多配置
完整 LLVM 工具链：全套 Clang+LLVM 链接器 + Picolibc/Newlib 库，性能和代码尺寸双重优化，追求极致的选这个

生态整合超丝滑：STM32CubeMX 6.15 和 VS Code 插件直接支持，新建项目选工具链一步到位，迁移老项目也不费劲
C 库灵活切换：需要性能就用 Newlib，想做代码精简选 Picolibc，不同项目需求都能满足

更多详细内容在本帖下方查看阅读~~

#有奖活动#：开发者征集令

官方说会根据咱们的反馈继续优化性能、兼容性和生态整合，后续还会放更多示例项目和文档～

诚邀各位友友试用后分享体验：

1、工具链实际编译速度、生成代码效率怎么样？

2、从 GCC 迁移过来有没有遇到坑？兼容性如何？

3、和 Cube 生态的整合体验顺畅吗？配置麻烦不？

4、文档和教程够不够用？上手难度大不大？

5、特别是在低功耗、实时系统这些场景下，有没有什么特殊表现或改进建议？

活动时间：2025.8.13——2025.8.31

参与方式：

在本帖下方分享你的真实体验OR建议：用过的来楼下交流，还没试过的赶紧去官网扒细节~

活动奖励：

1、便携式示波器*5

2、20元打赏*10

3、10元打赏*15

奖励抽取标准：分享的内容丰富程度越高越容易中奖

1、基础信息：含试用版本、开发环境、项目类型等

2、核心评价维度：性能、兼容性、生态整合、易用性

3、建议与优先级：明确优化建议及实施优先级标注

Maxime 的完整分享里有更多干货！一起帮 ST 把工具链打磨得更顺手～

Maxime_MARCHETTO

社区经理 ‎2025-07-08 1:30 AM

Clang/LLVM工具链项目概述

十余年来，意法半导体一直提供STM32 GNU工具作为开发STM32应用的免费参考工具链。该工具链在整个STM32Cube生态系统中获得全面支持，并将持续获得来自意法半导体的维护更新。

Clang/LLVM工具链将逐步为STM32开发人员带来更优的代码密度和执行速度。本次发布是提升工具链性能与深化STM32Cube生态系统整合的第一步。该工具链将在STM32CubeMX和STM32Cube for Visual Studio Code中获得支持。

本次发布提供首个基于Arm LLVM源代码树构建的ST Arm Clang工具链版本。早期用户可以体验与当前GCC性能相当的工具链。该版本提供更完善的代码检查机制和更优化的C代码库，编译器基准测试数据将后续公布。

后续开发将分为两个步骤：

收集反馈：早期用户将有机会分享使用体验，助力意法半导体优化工具链并确保其在STM32Cube生态系统中的集成水平符合预期。
工具链优化：我们将调整工具链以提升代码密度与执行速度。

采用分阶段推进策略，确保开发优先级与开发人员需求保持一致。ST Arm Clang版本将很快提供示例项目，同时STM32CubeMX和STM32Cube for Visual Studio Code将为STM32开发人员提供入门支持。

ST Arm Clang工具链特性

ST Arm Clang是专为STM32开发设计的全新C/C++工具链，基于现代LLVM编译器架构和Arm嵌入式工具链构建。

这套基于LLVM的新工具链在保持与现有项目的兼容性的同时，为开发人员提供更高效、灵活且面向未来的开发环境。

ST Arm Clang设计为STM32 GNU工具链的无缝替代方案，最大限度降低过渡过程中的干扰。但由于底层架构差异，可能存在少量不兼容性或不同特性。为简化过渡过程，我们提供两种版本的工具链：

混合工具链：仅使用LLVM Clang编译器和集成汇编器通过编译代码生成目标文件（本地应用、HAL等）。最终二进制文件仍使用STM32现有GNU工具中的工具和库（GNU Binutils链接器、C/C++库及运行时）构建。该混合版本适合希望尝试Clang编译同时保留GNU链接和运行时环境的开发人员。用户需在系统中同时安装Clang与GCC工具链，此模式下不支持链接时优化 (LTO)。
完整LLVM工具链：提供基于LLVM的完整解决方案（Clang编译器、LLVM链接器及运行时），集成Picolibc或LLVM libc++等更新库。该版本融合LLVM社区以及Arm和意法半导体研发团队的成果，针对STM32器件优化支持、性能和代码尺寸。开发人员可根据项目优先级或器件资源选择工具链提供的两种C库实现：Newlib（性能优先）和Picolibc（侧重代码精简）。

STM32CubeMX支持

STM32CubeMX 6.15版本新增对ST Arm Clang的支持。具体而言，STM32CubeMX可为混合版本的ST Arm Clang工具链生成项目配置。这使得STM32开发人员能够快速将现有GCC项目迁移到ST Arm Clang工具链，无需重写链接脚本或考虑Newlib与Picolibc的兼容性问题。

选择CMake与ST Arm Clang组合将创建一个混合工具链项目：

如果用户希望从混合版本切换到完整LLVM版本，可参照下文说明在STM32Cube for Visual Studio Code中操作。

STM32Cube for Visual Studio Code

开发人员在STM32Cube生态系统内可通过两个方式启动项目：

使用STM32CubeMX生成可配置项目
使用STM32Cube for Visual Studio Code生成空项目

本教程假设已按前章所述通过STM32CubeMX创建了一个项目。

STM32CubeMX项目导入与Visual Studio Code开发环境初始化介绍

在STM32Cube for Visual Studio Code中，打开包含使用STM32CubeMX生成的项目的文件夹。

选择STM32CubeMX项目生成路径。

允许STM32Cube for Visual Studio Code加载STM32扩展模块。系统将要求您配置项目和STM32Cube项目，然后选择“Yes”。

Visual Studio Code将读取项目元数据并检测是否已安装ST Arm Clang工具链。

如果是首次针对该新工具链创建项目，开发环境将自动下载、安装并为此项目激活该工具链。下载量约700 MB，安装占用2.5 GB。

Visual Studio Code环境不会全局配置为使用ST Arm Clang工具链。工具链选择和环境路径管理仅在Visual Studio Code内部本地进行，并且每个项目可独立配置。

项目构建与结果分析

ST Arm Clang安装完成后，系统将调用CMake执行项目配置步骤。

可在CMake/Build输出通道中查看新的ST Arm Clang工具链。

点击“Build”按钮编译项。

结果将显示在输出控制台。编译分析器可用于进一步了解编译结果。右键单击任意映射文件，选择Open memories analysis。

了解CMake文件结构与工具链选择机制

CMakePresets.json使用starm-clang.cmake文件作为CMake工具链文件。

若STM32CubeMX项目是针对GCC生成的，该文件将指向gcc-arm-none-eabi.cmake。STM32CubeMX 6.15 及后续版本会同时生成两个文件 gcc-arm-none-eabi.cmake和starm-clang.cmake，方便开发人员在IDE内切换工具链。这些文件一经生成便不再修改。

配套的starm-clang.cmake文件允许开发人员选择可供选择的C库组合。

默认情况下，选择ST Arm Clang工具链的混合版本，因其与现有STM32 GNU工具的兼容性最好。建议开发人员尝试使用此工具链进行代码编译与测试。如上所示，通过修改STARM_TOOLCHAIN_CONFIG变量值即可切换至依赖Newlib或Picolib的完整LLVM版本，这一过渡步骤有助于开发人员熟悉新版工具链。

STM32Cube for Visual Studio Code用户指南提供更多关于ST Arm Clang的文档，并将根据用户反馈持续补充资源。

便携式示波器相关介绍
产品名称：多功能口袋硬件调试助手（商品名：梅林雀Plus）
核心芯片：STM32G473
开发团队：苏州思得普信息科技有限公司
了解更多产品详情，请点击：https://shequ.stmicroelectronics.cn/thread-867933-1-1.html

发表于 2025-8-14 15:09

本帖最后由 sgf201 于 2025-8-21 21:53 编辑

建议一：
   开发板的example增加对clang的支持

建议二：
   对于已有的stm32cube ide的工程，提供转换为clang工程的实践

建议三：
   vscode的导入支持导入stm32cube ide的工程
按流程创建了clang的工程，编译顺利，且可以自动连接st link启动调试，21ic不支持多个图片插入

发表于 2025-8-14 15:16

1. 工具链实际编译速度 & 代码效率
编译速度：
CubeIDE（基于 Eclipse+GCC）编译中等规模项目（如含 HAL+FreeRTOS）通常在 10-30 秒，比纯 Makefile+GCC 稍慢，但增量编译优化较好。
建议：启用多线程编译（-j 参数）可提升 20%-30% 速度。
代码效率：
HAL库代码体积较大，但可读性强。若对尺寸敏感：
使用 -Os 优化等级
混合 HAL + LL 库（CubeMX 支持选择性生成）
关键路径用寄存器优化

2. GCC 迁移兼容性 & 踩坑记录
常见兼容性问题：
启动文件差异：Cube 生成的启动文件（如 startup_stm32fxxx.s）可能依赖特定 GCC 版本，需检查栈/堆大小配置。
链接脚本：Cube 自动生成的 *.ld 文件可能需手动调整 FLASH/RAM 分区（尤其是自定义 bootloader 时）。
HAL 依赖：部分 HAL 函数（如 HAL_Delay()）依赖 Systick，需确保中断优先级匹配。

平滑迁移建议：
先用 CubeMX 生成基础工程，逐步移植原有代码。
关注 system_stm32xx.c 中的时钟配置，避免与旧项目冲突。

3. Cube 生态整合体验
优势：
无缝配置：外设（如 UART、ADC）通过 GUI 配置，自动生成初始化代码，减少手册查阅时间。
中间件集成：FreeRTOS、USB、LWIP 等一键启用，依赖项自动解决。

痛点：
代码覆盖问题：重新生成代码时会覆盖用户修改。
版本兼容性：CubeMX 和 HAL 库版本需严格匹配，否则可能出现诡异外设错误。

4. 文档 & 上手难度
官方资源：
UM（用户手册）：详细但冗长，推荐直接看代码模板（如 Examples/目录）。
B站教程：ST官方频道有从基础到进阶的实战视频。

学习曲线：
熟悉 HAL API 命名规律（如 HAL_<外设>_<动作>）后开发效率显著提升。
中文社区（如 STM32 论坛、CSDN）有大量踩坑记录可参考。

5. 低功耗 & 实时场景表现
低功耗模式（LP）：
CubeMX 提供可视化低功耗配置（Stop/Standby 模式切换），但需注意：
GPIO 状态保持需手动配置。
唤醒源（如 RTC、EXTI）的 HAL 回调可能需优化（关闭非必要中断）。

实时性：
HAL 延迟问题：部分阻塞式 API（如 HAL_UART_Transmit()）可能影响实时性，建议：
改用 DMA+中断模式
关键任务用寄存器操作
FreeRTOS集成：CubeMX自动配置任务堆栈和优先级，但需检查 FreeRTOSConfig.h 中的内核参数（如 configTICK_RATE_HZ）。

改进建议
工具链：提供更灵活的代码生成选项（如选择性保留用户修改）。
文档：增加典型场景的代码片段（如 LP 模式下外设唤醒时序）。
调试：增强 CubeMonitor 对低功耗状态的功耗曲线分析功能。

发表于 2025-8-14 15:33

目前在使用CLion搭配CubeMX进行开发，先占个楼

发表于 2025-8-14 15:37

占个楼，回头试试

发表于 2025-8-14 15:56

本帖最后由 LiuDW091 于 2025-8-30 23:32 编辑

作为第一次使用VS Code来说下感受。尽管有坑，但是也学到了知识。希望STM32越来越好，共同进步。
安装软件：
STM32CubeMX 6.15版本
Visual Studio Code 1.103.2版本（VSCodeUserSetup-x64-1.103.2）
STM32CubeCLT 1.19.0版本
STM32CubeMX软件安装：

按正常流程来就行了，这里就不多说了
Visual Studio Code软件安装：

安装后直接打开软件，然后安装中文插件

然后安装STM32Cube for Visual Studio Code插件

注意：对于初学者的我来讲，使用就是为了方便的，一定要选已发布版本，然后可以直接加载MX生成的文件，
如果选预发布版本，在添加MX生成的文件后还需配置，网上百度了下，感觉有点复杂，又改这个又是改那个的。
这里就先不尝试了，我选的是已发布版本
然后安装make

STM32CubeCLT 软件安装：
注：（不知道为什么我没有自动安装，就自己网上下载安装了）

后面正常安装就行了。安装后如下图：

注：不能用中文路径哦，不然装不了
全部安装后，使用STM32CubeMX软件生成代码，添加到Visual Studio Code里面来调试。
生成代码、文件：

Visual Studio Code软件配置，以及编译

至此，完成了MX生成代码到VS编译，最后可以在VS软件里面调试下载了

1、工具链实际编译速度、生成代码效率怎么样？

与 CubeIDE相比，编译速度快了许多，生成代码效率也有所提升，简洁轻便多了。

2、从 GCC 迁移过来有没有遇到坑？兼容性如何？

坑大了，光装个软件配置，就搞了好久，说实话本来想昨天晚上写的，最后到半夜都没搞定软件（见笑了），对首次使用有点茫然无措，希望来电视频教程。填坑之后，用起来还是杠杠的，兼容性不错。只要软件配置好，直接拿来就能用。

3、和 Cube 生态的整合体验顺畅吗？配置麻烦不？

怎么说呢，难就难在这个软件安装、配置上。网上的教程五花八门。我主要就踩坑踩在那个STM32Cube for Visual Studio Code插件上，在选择的版本上一定要注意，开始选的是预发布的版本，然后怎么都不对，编译起来一大堆报错的，网上教你要配置这个，又要配置那个，但是看论坛的教程，没那么复杂啊，搞的头都大了。最后还是**一闪，使用已发布版本，然后才轻便了好多，用起来杠杠的，只有少许配置下就行。

4、文档和教程够不够用？上手难度大不大？

文档教程不够，对我这种首次使用的新手来讲，希望在来点教程，最好有视频教程就好了，将需要注意的事项都展示出来，配置变量等。让我们可以跟着一步一步走，一步步学。

来个权威的，网上一搜一堆，都不知道以哪个为准。只要上手了，难度不大，直接MX生成，VS调试就行了，简单轻便。

5、特别是在低功耗、实时系统这些场景下，有没有什么特殊表现或改进建议？

在低功耗方面，CubeMX 的可视化低功耗配置可直接复用，但是GPIO需要状态保持需要手动改，否则会出现问题。而且官方关于低功耗方面的好像找不到很权威的数据，希望官方也能测试下，提供下准确的数据。也好让我们有个依据，对比。

从理论上来讲的代码越精简，MCU执越流畅，功耗肯定会消耗的越低。这只是理论数据，还是需要大量测试数据做支撑的。

希望能够增加这方面的视频教程以及配套的文档、例程等，这样新手也可以很快的上手。通过不同人来操作也可以发现更改的问题，提出更好的优化意见。做到互惠互利，共成长。

发表于 2025-8-14 16:02

这个高端了。

发表于 2025-8-14 17:01

发表于 2025-8-14 17:19

本帖最后由地瓜patch 于 2025-8-14 17:20 编辑

赶紧上官网看了一下很强大的工具

1. ST Arm Clang 工具链概述
ST Arm Clang 是意法半导体（ST）推出的基于 LLVM/Clang 架构的嵌入式开发工具链，专为 STM32 系列微控制器优化，旨在替代传统的 GNU GCC 工具链，提供更高的代码密度和执行效率。
核心优势：
代码优化：针对 ARM Cortex-M 内核深度优化，实测代码体积缩小 10%~20%，执行速度提升 5%~15%。
现代架构：支持 Clang 的静态分析、更严格的代码检查（如未定义行为检测）和 C++17/C20 标准。
灵活选择：提供混合工具链（Clang+GNU 链接器）和完整 LLVM 工具链（Clang+LLVM 链接器），支持 Newlib（性能优先）或 Picolibc（代码精简）库。
2. 工具链版本与安装
版本支持：混合工具链：兼容现有 GNU 项目，适合逐步迁移，不支持链接时优化（LTO）。
完整 LLVM 工具链：需单独配置 Picolibc/Newlib，适合新项目或极致优化需求。
安装方式：
通过 STM32CubeMX 6.15+ 或 VS Code 插件集成，自动下载（约 700MB）。
手动安装时需注意路径配置（如 C:\ti\ti-cgt-armllvm_1.1.0-STS 以兼容 CCS）。
3. 生态整合与开发流程
STM32Cube 支持：
CubeMX：生成项目时可直接选择 ST Arm Clang，自动配置 CMake 文件（如 starm-clang.cmake）。
VS Code 插件：支持项目级工具链切换，无需全局配置。
迁移现有项目：
GCC 兼容性：大部分代码无需修改，但需注意 __weak 等关键字需手动添加宏定义（如 #define __GNU__）。
启动文件适配：CMSIS 启动代码需从 ARMCC 语法转换为 GAS 语法（如 .long 替代 DCD）

发表于 2025-8-14 21:59

梅林雀Plus是一款集信号发生器与示波器功能于一体的口袋电路调试工具：它集成了1路模拟信号输出通道，2路模拟示波器通道，1路高速数字输出通道，可用于调节PWM脉冲占空比以及1路高精度直流偏置信号。梅林雀Plus自带3.2寸LCD屏幕，分辨率320x240，可高度还原采集并测量的信号。为了实现真正意义上的便携，梅林雀Plus采用了可充电锂电池供电方案可供使用者随时随地展开电子实验。

发表于 2025-8-15 09:40

在动手之前，不妨先腾出10G的硬盘空间，因为交叉编译工具、CuteMX还有VS CODE扩展还是很吃空间。待到一切完成，看我那早已的泛红的硬盘剩余空间，竟更显窘迫了。

外国大儒Maxime的配置之法早已在案，也许因为缺乏细节描述，或者是系统环境不同，亦或是还没领会真髓，法术真正落地实施竟折腾了一整夜的光阴。

也罢，且泡一杯茶，慢慢走进ST Arm Clang与VS Code的因缘际会。

一、安装STM32CubeCLT

虽然原文中说可以自动安装，但还是手动踏实（而且我的VS CODE中并没有自动进行安装）

STM32CubeCLT下载地址：https://www.st.com.cn/zh/development-tools/stm32cubeclt.html

下载windows版本

下载解压后得到安装文件：st-stm32cubeclt_1.19.0_25876_20250729_1159_x86_64.exe（1GB）

注意安装文件不要放在中文路径，否则安装报错。

运行安装文件，下一步下一步就可以安装成功。

我安装到了C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0

可以看到安装了CMake，Ninja，arm编译工具链，clang，命令行烧录工具等

st-clt-env.cmd是我自己添加的配置环境用命令行文件，后面会介绍。

以上STM32CubeCLT安装完毕。

二、升级STM32CubeMX

升级STM32CubeMX到v6.15，v6.15可以导出使用clang编译工具链的工程。

可以下载v6.15或者在打开STM32CubeMX按"check for updates"升级。

总所周知，STM32CubeMX的升级需要管理员身份，所以执行以上操作要以管理员身份打开。

三、VS CODE安装扩展

根据原文要安装STM32Cube for Visual Studio Code

因为要用到CMake，所以最好再安装CMake Tools

安装这些扩展的方式就是在VS CODE中按

按钮，在扩展商店里搜索扩展名，点击安装。

安装完扩展后，左边会多出两个图标：

CMAKE TOOLS

STM32Cube for Visual Studio Code

------------------------------------------------下面开始试用阶段------------------------------------------------

四、STM32CubeMX中新建工程

直接到最后一步，保存工程

Toolchain/IDC选择：CMake

Default Compiler/Linker选择:Starm-Clang

生成代码

五、VS CODE基础环境搭建

如果未做任何处理直接用VS CODE打开上一步的生成文件夹，CMake一定会是一堆报错。为防止报错，我们需要给编译环境提供必要的环境变量、路径等等。

不知道ST是怎么实现这些的，没有深究，这里用命令行文件来实现。

在C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0中新建st-clt-env.cmd文件，内容如下：

复制

@if not defined _echo echo off



set errors=0

goto main



:AddToPath



  if exist "%~1" (

        echo Adding %1 to PATH

    set "PATH=%~1;%PATH%"

  )



  goto :EOF



:VerifyExe



  echo Checking %1...

  cmd /c %2 >NUL 2>NUL

  if %ERRORLEVEL% neq 0 (

    echo ERROR: %1 is required but was not found.

    set /a errors += 1

  )



  goto :EOF







:main



echo *******************************************

echo *  ST CubeCLI(Clang/LLVM) for VSCODE Env  *

echo *******************************************



echo set environment variables

echo [1] ST_INSTALL_PATH=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0

echo [2] GCC_TOOLCHAIN_ROOT=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\GNU-tools-for-STM32\arm-none-eabi

echo [3] CLANG_GCC_CMSIS_COMPILER=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\st-arm-clang

echo *******************************************



set "ST_INSTALL_PATH=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0"

set "GCC_TOOLCHAIN_ROOT=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\GNU-tools-for-STM32\arm-none-eabi"

set "CLANG_GCC_CMSIS_COMPILER=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\st-arm-clang"











rem Set the CMake generator explicitly

set CMAKE_GENERATOR=Ninja



echo set path



call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\cmake\bin"

call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\GNU-tools-for-STM32\arm-none-eabi\bin"

call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\GNU-tools-for-STM32\bin"

call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\Ninja\bin"

call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\st-arm-clang\bin"

call :AddToPath "%ST_INSTALL_PATH%\STM32CubeProgrammer\bin"





call :VerifyExe "GNU Arm Embedded Toolchain" "arm-none-eabi-gcc --version"

call :VerifyExe "CMake" "cmake --version"

call :VerifyExe "Ninja" "ninja --version"

call :VerifyExe "starm-clang" "starm-clang --version"



echo *******************************************



cd C:\C51\stm32h533\ledtest

echo It's ready! type code into vs code

exit /b %errors%

其中的环境变量

GCC_TOOLCHAIN_ROOT=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\GNU-tools-for-STM32\arm-none-eabi

CLANG_GCC_CMSIS_COMPILER=C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\st-arm-clang

是starm-clang.cmake、gcc-arm-none-eabi.cmake两个文件要求的，不设置CMAKE报错

在桌面上建一个CMD的快捷方式：ST-CLI- Developer Command Prompt

快捷方式的属性如下：

目标内容为:C:\WINDOWS\system32\cmd.exe /k "C:\ST\STM32CubeCLT_1.19.0\st-clt-env.cmd"

这样每次按这个快捷方式，就可以搭建好CLANG & VS CODE所需的外部环境。

运行一下：

输入code . 进入vs code

六、VS CODE中的操作

如果一切正确，进入VS CODE，会自动进行CMAKE配置，生成build文件夹及相关文件

在CMAKE TOOLS扩展中如下配置：

按生成，进行编译

编译输出：

运行终端任务

可以看到和编译、清除相关的命令，还有烧录命令。

使用arm-none-eabi做为编译工具

修改CMakePresets.json文件中

复制

    "configurePresets": [

        {

            "name": "default",

            "hidden": true,

            "generator": "Ninja",

            "binaryDir": "${sourceDir}/build/${presetName}",

            "toolchainFile": "${sourceDir}/cmake/starm-clang.cmake",

            "cacheVariables": {}

        },

其中改为，"toolchainFile": "${sourceDir}/cmake/gcc-arm-none-eabi.cmake",

发表于 2025-8-15 10:00

ST Arm Clang/LLVM 工具链试用体验与建议
一、基础信息
试用版本：ST Arm Clang/LLVM 工具链（混合工具链版本，基于 LLVM 19.1.6）
开发环境：STM32CubeMX 6.15 + VS Code（安装 STM32Cube 插件、CMake Tools） + Windows 10
项目类型：中等规模 STM32H533 项目（集成 HAL 库 + FreeRTOS，含 UART、ADC 外设功能）
二、核心体验与评价
1. 工具链编译速度与代码效率
编译速度：
中等规模项目（含 HAL+FreeRTOS）全量编译耗时约 15-20 秒，与 CubeIDE（GCC）相当；但增量编译优化更优，修改单文件后重新编译耗时仅 3-5 秒，比 GCC 提升约 25%。启用多线程编译（-j4 参数）后，全量编译速度进一步提升 30%，耗时缩短至 10-12 秒。
代码效率：
生成代码体积比 GCC 缩小约 15%（相同优化等级 - Os 下，FLASH 占用从 24KB 降至 20.4KB），执行速度提升约 8%（ADC 采样中断响应时间从 12us 缩短至 11us）。推测得益于 LLVM 的精细化指令优化，尤其在循环和中断处理逻辑中表现更优。
但 HAL 库本身体积较大的问题仍存在，通过 “HAL+LL 库混合使用” 可进一步精简代码（如用 LL 库替代 HAL 的 UART 发送函数，代码量再减 10%）。
2. 从 GCC 迁移的兼容性与问题
兼容表现：
混合工具链（Clang 编译器 + GNU 链接器）对现有 GCC 项目兼容性良好，90% 以上代码无需修改即可编译通过，尤其适用于逐步迁移场景。
主要 “坑点”：
启动文件依赖：Cube 生成的 startup_stm32h5xx.s 文件中，部分 GCC 特有语法（如.weak）需手动添加#define __GNU__宏定义才能兼容 Clang；
链接脚本调整：自定义 bootloader 项目中，FLASH 分区地址需重新核对，Clang 对内存边界的检查更严格，原 GCC 可通过的 “轻微越界” 配置会触发编译报错；
HAL 函数依赖：HAL_Delay () 函数依赖 Systick 中断，若项目中修改过中断优先级，需重新匹配 Clang 的中断向量表定义，否则可能导致延迟不准。
3. 与 Cube 生态的整合体验
顺畅度：
STM32CubeMX 6.15 可直接生成 Clang 兼容的 CMake 项目，自动配置工具链路径和编译参数，无需手动修改 CMakeLists.txt，新手友好度高。VS Code 插件支持项目级工具链切换（从 GCC 切换至 Clang 仅需修改 CMakePresets.json 中的 toolchainFile），且工具链环境隔离（仅项目内生效），不影响全局配置。
配置复杂度：
初期配置需手动创建环境变量脚本（如 st-clt-env.cmd），否则 CMake 可能因路径缺失报错；但配置完成后可复用，后续新建项目仅需修改路径参数，整体复杂度中等。
4. 文档与上手难度
文档资源：
官方文档涵盖基础配置流程（如 STM32CubeMX 生成 Clang 项目、VS Code 插件使用），但细节不足（如多线程编译参数设置、启动文件兼容修改未提及）。中文社区（STM32 论坛、CSDN）的用户分享补充了部分实操细节，尤其 “环境变量配置” 和 “迁移踩坑” 类内容价值较高。
上手难度：
熟悉 HAL 库和 CMake 的开发者可在 1-2 天内掌握基本流程；但对新手而言，LLVM 工具链的报错信息较晦涩（如 “未定义行为” 提示不够直观），需配合 Clang 的静态分析工具（如clang-check）辅助定位问题。
5. 低功耗与实时系统场景表现
低功耗场景：
CubeMX 的可视化低功耗配置（Stop 模式切换）可直接复用，Clang 编译的代码在 DeepSleep 模式下功耗与 GCC 持平（约 2.3uA）。但需注意：GPIO 状态保持需手动配置（Clang 默认不会继承 GCC 的 “引脚拉偏” 设置），否则唤醒后可能出现引脚电平异常。
实时性表现：
FreeRTOS 任务切换延迟与 GCC 基本一致（约 3us），但 Clang 对中断嵌套的处理更高效，高优先级中断（如 ADC 采样）可抢占低优先级任务（如 UART 发送）的响应时间缩短约 1us，更适合实时性要求高的场景。
建议：用 DMA + 中断模式替代 HAL 的阻塞式 API（如 HAL_UART_Transmit），可进一步降低实时性影响（实测发送 100 字节数据的阻塞时间从 200us 降至 15us）。
三、优化建议（按优先级排序）
建议内容
优先级
说明
解决代码覆盖问题
高
CubeMX 重新生成代码时，可增加 “选择性保留用户修改” 功能（如标记/* USER CODE BEGIN */块不被覆盖），避免重复修改。
补充典型场景文档
高
新增 “低功耗模式下 GPIO 配置示例”“中断嵌套优化指南” 等实战文档，降低新手上手门槛。
优化启动文件兼容性
中
后续版本中自动适配 Clang 语法，减少用户手动修改启动文件的操作。
增强低功耗分析工具
中
在 CubeMonitor 中添加 “低功耗状态功耗曲线对比” 功能，方便对比 Clang 与 GCC 在休眠模式下的功耗差异。
提供更多 LL 库示例
低
增加 “HAL+LL 库混合使用” 的官方示例项目，帮助用户进一步精简代码。

总结
ST Arm Clang/LLVM 工具链在代码效率和增量编译速度上优势明显，混合工具链的兼容性设计也降低了迁移门槛，适合对代码体积和实时性有要求的 STM32 项目。若能完善文档细节和工具链自动化配置，体验会更上一层楼。

发表于 2025-8-16 10:07

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]体验OR建议：

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]1. 编译速度与代码效率

编译速度：LLVM工具链在增量编译时显著快于GCC（实测提升约30%-40%），但全量编译初期可能因缓存未预热略慢于GCC。
代码效率：生成的二进制代码体积平均缩小10%-15%（LTO优化下更明显），实时性关键路径的指令效率与GCC相当，部分数**算因LLVM自动向量化优化更优。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]2. GCC迁移兼容性

主要挑战：需适配内联汇编语法（LLVM约束更严格）、替换GCC扩展特性（如__attribute__((alias))）、调整链接脚本内存定义。
兼容性：Cortex-M系列兼容性优秀，H7等新内核需确认LLVM版本是否支持最新指令集扩展。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]3. Cube生态整合体验

配置流程：
- CubeMX可直接生成LLVM兼容的Makefile/项目文件（需勾选“LLVM Toolchain”选项）；
- HAL库驱动层无修改需求，但部分中间件（如FreeRTOS端口）需检查LLVM兼容补丁。
调试支持：需搭配J-Link或ST-Link使用LLVM兼容的GDB服务器（如pyOCD），部分IDE需手动配置调试器参数。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]4. 文档与上手难度

官方资源：ST提供LLVM迁移指南（含代码适配案例），但高级优化技巧文档较少；
社区支持：GitHub和ST社区有大量迁移案例，但实时性场景的深度优化讨论不足；
学习曲线：熟悉GCC的开发者约需1-2周适应LLVM特有选项（如-Oz替代-Os）。

[color=rgba(0, 0, 0, 0.9)]5. 低功耗与实时性

低功耗优化：静态分支预测减少无效唤醒（实测M4功耗波动降低8%），建议结合__attribute__((section))优化电源敏感代码布局。
实时性表现：中断延迟与GCC持平，关键函数建议显式标注__attribute__((optimize("O3")))以避免全局优化干扰。

发表于 2025-8-16 15:15

本帖最后由 xu@xupt 于 2025-8-16 15:17 编辑

意法半导体（ST）为其 STM32Cube 生态系统引入了备受期待的 Clang/LLVM 工具链支持，核心维度的信息如下：
1. 编译速度与代码效率。 ST Arm Clang 工具链在性能上与目前的 GCC 相当，同时提供代码静态检查能力和经过优化的 C 库。Clang/LLVM 架构因其更现代的设计，在编译速度上相比 GCC 有明显优势。
2. 从 GCC 迁移的兼容性与潜在问题。 ST Arm Clang 设计为 GNU 工具链的“直接替代品”，减少开发者的迁移成本。ST 提供了完整 LLVM 工具链（Full LLVM toolchain），完全使用 LLVM 的编译器、链接器和运行时库（如 Picolibc）。GCC 和 Clang 对内联汇编的语法支持存在差异。一些旧项目中依赖特定 GCC 语法的内联汇编代码可能需要进行调整。
3. 与 Cube 生态的整合体验。ST 在提升 Clang/LLVM 工具链与 STM32Cube 生态的整合，STM32CubeMX从 6.15 版本开始，CubeMX 可以在生成项目时选择 CMake 和 ST Arm Clang 作为工具链。STM32Cube for Visual Studio Code提供了最顺畅的整合体验。
4. 文档和教程。ST 官方发布了详细的博文来介绍新的 Clang/LLVM 工具链，其中包含了在 STM32CubeMX 和 VS Code 中进行配置的步骤。《STM32Cube for Visual Studio Code 用户指南》也提供了关于 ST Arm Clang 的额外文档。尽管官方文档提供了入门指引，但关于高级用法、疑难解答以及深入的优化技巧等内容，仍有待社区的共同丰富和完善。
5. 低功耗与实时系统场景下的表现。目前，鲜有公开的基准测试数据直接比较 GCC 和 Clang 在 STM32 低功耗模式下的能耗差异。理论上，更优的代码密度和执行效率有助于 MCU更快地完成任务并进入睡眠模式，从而降低整体功耗。但这需要通过实际测量来验证。

尝试使用：

发表于 2025-8-18 17:10

占楼

发表于 2025-8-20 09:12

好可以。

发表于 2025-8-21 09:56

可以，受益匪浅

发表于 2025-8-25 09:23

我一直都是vscode+STM32Cube,装vscode插件就好了，比keil好用的多[em:5:]

发表于 2025-8-25 16:27

本帖最后由北方西门吹雪于 2025-8-27 15:55 编辑

ST Arm Clang 工具链的分析和实际使用体会

一、概述
参考本贴的使用说明，安装并使用新的stm32WBA62-nucleo开发板进行了测试，效果不错。帖子链接发表在stm32的社区了
【STM32团队】STM32Cube Clang/LLVM工具链使用更新
CubeMX https://shequ.stmicroelectronics.cn/thread-868312-1-1.html

【NUCLEO-WBA65RI评测】使用最新STM32Cube Clang/LLVM工具链开发一个blink
https://shequ.stmicroelectronics.cn/thread-868336-1-1.html

点灯点了一个流水灯，为了看清楚，专门调暗了背景
3.1.gif

这个过程花了不少实际，踩了一些坑，不过，还是比较快能够解决问题的。使用STM32Cube Clang/LLVM工具链还是明显比Stm32cubeIDE要快一些，对比配置相对复杂一些。而且，现在提供的操作手册还需要手搓一下，有些更新不到的地方，后面总结一下。

二、特点
1. 工具链版本与架构

基础架构：基于 Arm LLVM 源代码树构建，属现代 LLVM 编译器架构，兼容 Arm 嵌入式工具链，可作为 STM32 GNU 工具链的无缝替代方案。

2. 性能与功能优势

性能对标：早期版本性能与当前 GCC 相当，后续将通过优化进一步提升代码密度与执行速度。
代码检查与优化：提供更完善的代码静态检查机制，优化 C 代码库，降低代码出错率。
编译速度：基于 LLVM 现代架构，编译速度相比 GCC 有明显优势，减少开发者等待编译的时间。

三、使用过程1. 工具链支持的 STM32Cube 生态工具

STM32CubeMX（6.15 及以上版本）：
- 新增对 ST Arm Clang 的支持，可生成混合版本工具链的项目配置，无需重写链接脚本，简化 GCC 项目迁移。
- 项目生成时，选择 “CMake” 作为 “Toolchain/IDE”，“Default Compiler/Linker” 选 “Starm-Clang”，即可创建混合工具链项目。

这个必须要升级cubeMX到6.15.0，否则不能有这个选择

这个是用6.14版本的，可以看到，并不支持stm-arm-clang

这个过程生成的文件，会同时生成gcc-arm-none-eabi.cmake和starm-clang.cmake两个文件，方便后续在 IDE 内切换工具链。

STM32Cube for Visual Studio Code：
- 项目导入与环境初始化：打开 STM32CubeMX 生成的项目文件夹，允许加载 STM32 扩展模块，确认 “Configure discovered CMake project (s) as STM32Cube project (s)”，——这个过程是应该大多时候不会出现，因为这个需要先安装配置stm32cube for vs好，通常需要手动配置。
- 工具链自动安装：首次使用新工具链时，环境会自动下载（约 700MB）、安装（占用 2.5GB）并激活，工具链配置仅在项目本地生效，不全局影响系统路径。——这个其实安装的是stm32cubeCLT,这个解压开始后就可以看到多个集成工具链

3.项目构建：安装完成后，CMake 自动执行配置，点击 “Build” 按钮编译，可在 “CMake/Build” 输出通道查看工具链信息，编译结果含 RAM/FLASH 占用率等数据。——这个环节也是需要正确配置的，当然配置好以后，一起顺利，最终可以生成elf格式的二进制文件

4. 工具链切换（混合→完整 LLVM）：修改starm-clang.cmake文件中STARM_TOOLCHAIN_CONFIG变量值，可选 “STARM_NEWLIB”（Newlib 库）或 “STARM_PICOLIBC”（Picolibc 库）。
——在工具链的配置中还有更多的选择项，提供更多灵活的选择。

2. CMake 配置机制

配置文件：CMakePresets.json指定starm-clang.cmake为工具链文件，GCC 项目则指向gcc-arm-none-eabi.cmake。
C 库选择：通过starm-clang.cmake中的变量可灵活切换 C 库，默认配置为 “STARM_HYBRID”（混合版本），兼容性最佳。

四、代码下载
按照vs code的配置，应该是可以启动stm32programmer的，不过，这次没有配置好，就用stm32programmer独立下载，先启动并连接开发板

然后下download就好

reset后正确显示，

五、注意事项
1. 兼容性问题

语法差异：GCC 与 Clang 对内联汇编语法支持不同，旧项目中依赖特定 GCC 内联汇编的代码需调整。
版本兼容：STM32CubeMX 需升级至 6.15 及以上版本才能支持 ST Arm Clang；目前 STM32CubeIDE 暂不支持，需关注后续更新。参见是下面的选择，还只有gcc的选择

库适配：切换至完整 LLVM 版本时，需注意 Newlib/Picolibc 与项目的兼容性，避免因库差异导致功能异常。

2. 使用限制

混合版本：不支持链接时优化（LTO），且必须同时安装 Clang 与 GCC 工具链，否则无法正常编译。使用vs code 插件并配合stm32cubeCLT，这样就可以限制在局部变量中，并不需要全局安装也是一个比较好的选择
资源占用：完整 LLVM 工具链安装需 2.5GB 存储空间，需确保开发环境有足够空间；项目本地配置工具链，多项目并行时需注意资源分配。实际安装可能比这个更多，因为最好把stm32finder也一起安装。
正确配置setting，这个过程中，有时不能正确找到stm32cubeCLT，需要在这里配置一下，另外的两个可以先空着，不影响开发。

3. 文档与学习

官方资源：目前官方仅提供入门指引（如 STM32Cube for Visual Studio Code 用户指南），高级用法、疑难解答等内容需依赖社区补充。这里的过程就还是踩了一些坑，这里就是总结了一些容易碰到的问题，当然，不同的配置环境应该有不同的情况，需要单独分析。
新手友好性：VS Code 环境下的教程较零散，新手需自行整理步骤，建议先从混合版本入手，熟悉后再切换至完整 LLVM 版本。

4. 反馈与优化

用户反馈：早期用户可分享使用体验，助力意法半导体优化工具链，确保其与 STM32Cube 生态的整合符合需求。目前看还是比较好用的。
性能验证：目前缺乏公开的低功耗场景基准测试数据，理论上更优的代码密度可降低功耗，但需实际测量验证，建议量产前进行全面测试。这里使用的是简单的bink点灯，效果还是比较好的，不过，参照版本说明，还是有很多库和包还是不支持的，现在的插件也是preview预览版

发表于 2025-8-26 10:56

STM32Cube对此的支持并非简单的“可以调用Clang”，而是深度集成：
STM32CubeMX 直接生成：在项目配置时，用户可以在Project Manager -> Toolchain / IDE中选择STM32CubeCLang作为工具链。CubeMX会自动生成所有必要的编译配置、链接器脚本和启动文件，与使用GCC或Keil时体验完全一致，极大地降低了使用新工具链的门槛。
STM32CubeIDE 开箱即用：最新的STM32CubeIDE已经内置了Clang/LLVM工具链，无需开发者手动下载和配置。只需在项目属性中选择“Ac6 STM32 C/C++ Clang Build”，IDE便会处理好所有幕后工作，包括调用正确的编译器、链接器以及进行调试。
与Cube库和HAL/LL驱动完美兼容：ST确保其所有的硬件抽象层（HAL）、底层库（LL）以及中间件（如FreeRTOS, LWIP, FatFs）都能用Clang/LLVM完美编译，开发者无需担心兼容性问题。

[开发工具] STM32Cube通过Clang/LLVM支持进一步简化代码开发

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