STM32中__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()冗余代码是否有特殊功能？

我并非想要引发HAL相关论战，而是好奇这段代码是否具备高阶功能。在使用STM32设备的GPIO时，需要通过__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()来使能GPIO时钟。深入查看代码后，我发现该宏的具体实现如下。在我看来，这段代码中只有SET_BIT(RCC->IOPENR, RCC_IOPENR_GPIOAEN);这一行是有用的，其余部分似乎都是无用的冗余代码。我能理解__IO uint32_t tmpreg;和UNUSED(tmpreg);存在的原因，但tmpreg = READ_BIT(RCC->IOPENR, RCC_IOPENR_GPIOAEN);这一行似乎没有实际作用，因此这三行代码看起来都毫无意义。我是否忽略了什么？

相关宏定义 #

#define __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()  \ 
    do { \ 
    __IO uint32_t tmpreg; \ 
    SET_BIT(RCC->IOPENR, RCC_IOPENR_GPIOAEN);\ 
    tmpreg = READ_BIT(RCC->IOPENR, RCC_IOPENR_GPIOAEN);\
    UNUSED(tmpreg); \ 
    } while(0)

#define SET_BIT(REG, BIT)     ((REG) |= (BIT))

#define READ_BIT(REG, BIT)    ((REG) & (BIT))

#define UNUSED(X) (void)X      /* To avoid gcc/g++ warnings */

解答 #

这段读寄存器的代码并非冗余，核心作用是确保时钟使能操作的内存屏障（Memory Barrier）效果，保证硬件能及时响应配置：

• 硬件同步需求：STM32的RCC寄存器属于外设总线，写操作完成后，硬件可能需要几个周期才能完成时钟电路的配置。直接读取同一块寄存器会触发总线同步操作，迫使CPU等待写操作的结果真正生效，避免后续GPIO配置等操作在时钟未完全使能时执行，引发不可预测的错误。
• 规避编译器优化：现代编译器会对无副作用的代码做优化，如果只有SET_BIT一行，编译器可能会重排甚至延迟执行该操作。而读寄存器是带有实际硬件交互的操作，编译器无法优化掉这个步骤，从而保证写时钟使能位的操作在后续代码之前严格执行。
• UNUSED宏的作用：UNUSED(tmpreg)只是为了消除未使用变量的编译警告——我们只需要读操作带来的同步效果，不需要使用读取到的值。

简单来说，这行读代码是为了同步CPU和外设硬件的操作时序，看似冗余，实则是保证代码可靠性的必要手段。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者misguidedsquid