STM32 Keil MDK配置FPU的详细解析

记录下keil对FPU的配置，及对应的宏参数。

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前言

FPU单元是芯片上一个独立于CPU处理的浮点运算单元，整个单元可以被使能和关闭。
STM32F4带有32位单精度硬件FPU支持浮点指令集。相比Cortex-M3、Cortex-M0等无FPU的芯片高出数十倍甚至上百倍的运算性能。
STM32F7/H7及以上处理器带有双精度硬件FPU。
如果芯片支持FPU的话，ST公司会在驱动库中添加对应宏定义__FPU_PRESENT。
下面这个是STM32G4系列，支持FPU

没有FPU的芯片一般不会有这个宏定义，就像下面这个F1的

一、一些宏的说明

有效配置FPU的方法如下图所示：

其中可以看到，真正有效的配置是一句寄存器设置，而控制这句指令是否使用的是两个宏(__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)。前者是表示FPU功能是否存在，后者表示程序员是否要使用FPU。
所以对于有FPU的芯片，直接在C/C++的全局宏定义里添加__FPU_USED=1便可以打开FPU功能。像下面这样：

但是这种方法不常用，也不方便。

二、勾选开启FPU

对于使用CubeMX的用户，如果芯片带有FPU，会默认开启FPU功能，即下面的勾选框：

无FPU的芯片是没有这个选项的（附F1界面）：

那么这个选项到底影响了什么？

先说结论，看库的这段代码：

如果用的编译器是ARM Compiler 5，那么__CC_ARM是定义的，次一级的__TARGET_FPU_VFP就是对应上面的选择框的，选了__TARGET_FPU_VFP就有定义，不选他就会把__FPU_USED置0，也就是不使用FPU。如果勾选了选择框，首先会检查是否有FPU，没有就会报错；有的话他会#define __FPU_USED 1U 把它置1，从而使能system_stm32xxxx.c中那句指令，开启FPU。

以下的测试代码是我当时为了搞明白对应关系写的，可以有选择地注释掉部分报错指令，来观察定义关系：

#if defined __TARGET_FPU_VFP
    #error "def __TARGET_FPU_VFP"
    #if defined (__FPU_PRESENT) && (__FPU_PRESENT == 1U)
      #error "def __FPU_PRESENT == 1U"
      #define __FPU_USED       1U
      #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
        #error "FPU OK!!!"
      #endif
    #else
      #error "device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
      #define __FPU_USED       0U
    #endif
  #else
    #error "undef __TARGET_FPU_VFP"
    #if defined (__FPU_PRESENT) && (__FPU_PRESENT == 1U)
      #error "def __FPU_PRESENT == 1U"
      #if (__FPU_PRESENT == 1) && (__FPU_USED == 1)
        #error "FPU OK!!!"
      #else
        #error "__FPU_PRESENT != 1   ||  __FPU_USED != 1"
      #endif
    #else
      #error "device without an FPU (check __FPU_PRESENT)"
    #endif
  #endif