STM32库函数 断言机制 宏定义assert_param(expr)和assert_failed的使用方法
首先我们先了解一下，什么是断言？断言都有什么特点？
断言就是我们人为定义的一个宏，用于判断一些输入参数的布尔表达式是否为预设的值的范围内，如果是就为真，否则就为假。断言就是用于检查一些函数的输入参数的合法性。一般默认情况下，断言的功能是关闭的，在debug调试模式下，将断言功能打开；在release发布模式下，将断言功能关闭，断言打开的话，会在一定程度上影响函数的执行效率。
使用断言，可以创建更加稳定，不易出错的代码。如果在单元测试过程中，使用断言，将会非常方便。使用断言得区别于代码错误，代码错误编译就会不通过，但是断言有问题，代码编译是OK的。断言检查的就是在代码执行过程中，一些输入参数的合法性是否为真。
断言就是在debug模式下，代码运行过程中，对函数中输入的参数进行检查。如果输入的参数违规，将进行某些操作，输出一些信息提醒，或者控制代码进入一个死循环使得代码无法继续执行下去。在release版本，是不用断言功能的。
下面我们用STM32F407ZGT6的工程来解释断言的用法。我们使用的是STM32的固件库版本是3.5，使用的编译环境是keil MDK V5.24A，断言检测出异常的文件名和行号会通过串口输出，并将终止代码执行进入一个死循环。
如下的代码摘自文件“stm32f4xx_conf.h”
1 /* #define USE_FULL_ASSERT 1 */ 2 3 /* Exported macro ------------------------------------------------------------*/ 4 #ifdef USE_FULL_ASSERT 5 6 /** 7 * @brief The assert_param macro is used for function's parameters check. 8 * @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function 9 * which reports the name of the source file and the source 10 * line number of the call that failed. 11 * If expr is true, it returns no value. 12 * @retval None 13 */ 14 #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__)) 15 /* Exported functions ------------------------------------------------------- */ 16 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line); 17 #else 18 #define assert_param(expr) ((void)0) 19 #endif /* USE_FULL_ASSERT */
第1行代码 ，默认情况下断言是关闭的，已经把“#define USE_FULL_ASSERT 1 ”注释掉，说明USE_FULL_ASSERT未被定义。
如果需要打开断言的功能，需要将“#define USE_FULL_ASSERT 1 ”注释去掉，如下代码所示
1 #define USE_FULL_ASSERT 1 2 3 /* Exported macro ------------------------------------------------------------*/ 4 #ifdef USE_FULL_ASSERT 5 6 /** 7 * @brief The assert_param macro is used for function's parameters check. 8 * @param expr: If expr is false, it calls assert_failed function 9 * which reports the name of the source file and the source 10 * line number of the call that failed. 11 * If expr is true, it returns no value. 12 * @retval None 13 */ 14 #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__)) 15 /* Exported functions ------------------------------------------------------- */ 16 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line); 17 #else 18 #define assert_param(expr) ((void)0) 19 #endif /* USE_FULL_ASSERT */
第1行，宏定义常量USE_FULL_ASSERT的值为1
第14行，是一个宏定义assert_param(expr)，通过一个条件判断语句，如果表达式expr的值为真，则assert_param(expr)返回（void）0，如果表达式expr的值为假，则assert_param(expr)返回assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__)。
第16行，函数声明void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line);这个函数的作用就是返回调用这个函数的文件名和行数。
断言打开之后，编译工程出现一个错误如下：
..\OBJ\Template.axf: Error: L6218E: Undefined symbol assert_failed (referred from misc.o).
Not enough information to list image symbols.
Not enough information to list load addresses in the image map.
Finished: 2 information, 0 warning and 1 error messages.
"..\OBJ\Template.axf" - 1 Error(s), 0 Warning(s).
Target not created.
Build Time Elapsed: 00:00:00
通过编译错误的说明提示，函数assert_failed没有定义，我们在main.c文件中定义函数assert_failed，如下所示：
1 void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line)
2 {
3 printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line);
4 while(1);
5 }
注意printf是通过串口1输出的，因为我们已经将输出重定位到串口1了。
再编译工程，无错误无警告。
现在我们人为修改一些不合法的参数，比如文件“led.c”中，函数LED_Init的第15行代码屏蔽掉，增加16行代码，然后将GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10用0x0替代，请参考如下代码：
1 void LED_Init(void)
2 {
3 GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
4
5 RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOF, ENABLE);//使能GPIOF时钟
6
7 //GPIOF9,F10初始化设置
8 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;
9 GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式
10 GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;//推挽输出
11 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;//100MHz
12 GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;//上拉
13 GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//初始化
14
15 // GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10);//GPIOF9,F10设置高，灯灭
16 GPIO_SetBits(GPIOF,0x0);
17 }
我们定位到GPIO_Pin_9宏定义的地方，如下代码所示：
1 #define GPIO_Pin_0 ((uint16_t)0x0001) /* Pin 0 selected */ 2 #define GPIO_Pin_1 ((uint16_t)0x0002) /* Pin 1 selected */ 3 #define GPIO_Pin_2 ((uint16_t)0x0004) /* Pin 2 selected */ 4 #define GPIO_Pin_3 ((uint16_t)0x0008) /* Pin 3 selected */ 5 #define GPIO_Pin_4 ((uint16_t)0x0010) /* Pin 4 selected */ 6 #define GPIO_Pin_5 ((uint16_t)0x0020) /* Pin 5 selected */ 7 #define GPIO_Pin_6 ((uint16_t)0x0040) /* Pin 6 selected */ 8 #define GPIO_Pin_7 ((uint16_t)0x0080) /* Pin 7 selected */ 9 #define GPIO_Pin_8 ((uint16_t)0x0100) /* Pin 8 selected */ 10 #define GPIO_Pin_9 ((uint16_t)0x0200) /* Pin 9 selected */ 11 #define GPIO_Pin_10 ((uint16_t)0x0400) /* Pin 10 selected */ 12 #define GPIO_Pin_11 ((uint16_t)0x0800) /* Pin 11 selected */ 13 #define GPIO_Pin_12 ((uint16_t)0x1000) /* Pin 12 selected */ 14 #define GPIO_Pin_13 ((uint16_t)0x2000) /* Pin 13 selected */ 15 #define GPIO_Pin_14 ((uint16_t)0x4000) /* Pin 14 selected */ 16 #define GPIO_Pin_15 ((uint16_t)0x8000) /* Pin 15 selected */ 17 #define GPIO_Pin_All ((uint16_t)0xFFFF) /* All pins selected */ 18 19 #define GPIO_PIN_MASK ((uint32_t)0x0000FFFF) /* PIN mask for assert test */ 20 #define IS_GPIO_PIN(PIN) (((PIN) & GPIO_PIN_MASK ) != (uint32_t)0x00)
第20行，宏定义IS_GPIO_PIN(PIN)，如果PIN为0，则IS_GPIO_PIN(PIN)的值就为0。
我们查看函数GPIO_SetBits定义的代码，来自文件stm32f4xx_gpio.c。代码如下：
第416行，由于我们传进来的GPIO_Pin的值为0，所以这行的断言代码将会被代码assert_failed((uint8_t *)__FILE__, __LINE__)替换，并且将会在串口输出警告。
重新编译工程，无错误无警告。上电，打开串口调试助手，如下图所示：
跟我们预想的文件名和行号是一致的。