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【经验之谈】基于STM32在vscode下用stm32+makefile+gcc实现一键编译仿真下载的经验分享

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STMCU小助手 发布时间:2022-12-11 15:29

生命在于运动,技术在于折腾,你是否厌倦了在keil、iar下孜孜不倦的写代码、debug,是否玩累了在外部编辑器下写代码,然后在转到ide下进行仿真、下载等操作呢?
9 Z* _9 ^6 ^  M3 d1 T2 A$ f, p, t) i3 x2 h/ \6 j& Z; r/ ^
这个教程将介绍下如何在vscode下实现这些操作,真正实现一个vscode可以吃天下、实现一键编译仿真下载,而你只需要在vscode下的终端敲几个命令而已。。。


& ?) D! n, i4 S5 C8 _! {6 L本教程以阿波罗开发板stm32f429igt6为例,先瞅瞅最终界面
; _9 b# b2 E# U: f) c, r) C( g7 q% d2 x5 }6 F0 U& _6 R
最终可以用的功能如下:
' i% X8 P/ h# h2 o- }- d& t7 H1,vscode终端下执行make指令,即可在build文件下编译出.hex .bin .elf文件,中间文件放在build/Obj/文件夹下
6 L& |* U6 r- p- a8 |1 _2,执行make clean,可清除build文件夹
. S5 x  F1 w/ f2 l) s8 Y* d6 q3,执行make download,可一键下载hex到目标板子并让板子复位运行,相当于keil的一键下载按钮5 k0 V6 f; ^) R
4,执行make reset,可以让板子复位运行一下% V5 z9 q! _! j4 C" J. I
5,执行make commit,可一键推送到你的github或者giteee远程服务器上去,但前提是你自己创建了这个工程的git5 J$ i" t: `& W% Q6 _
教程如下:
" p% @' _+ U- p6 g6 }2 @1 H环境:7 ~& h$ Y6 h( x" G, ~6 U. D
1,下载vscode及必要插件,令需要一个插件Cortex_debug
, n: }2 q  q$ m. D* `2,Windows下安装arm-none-eabi-gcc工具链,推荐q4版本
1 z2 p7 |5 w5 N3,Windows下安装Jlink最新版驱动(V6.88a)
; Q5 c1 D4 ^% @& b- ?! Z) A安装、下载的教程也在上面的链接。! }+ ?# l, m* o: _1 M  ^
4,GNU make
) r. M/ M" m& C4 K  U, f- u百度网盘链接和安装教程、添加环境变量教程也在上边的链接。。。
: U0 l3 T2 O) ?% x' N  Y5,git bash  ^& ]2 q0 E& [: x( c3 ^: D, _8 |
这个不用说,大家都会有的吧,然后需要把vscode的终端换成git bash。百度一下,太容易了。, @6 ]* f# N. z' ?
好了,环境就搭好了,不要嫌麻烦,现在越麻烦,你用起来越方便!
9 n' H. ]7 ]7 b' T& Z  i编译:4 z' j; E3 k6 _
编译只需在vscode终端中执行make指令就行,如下图:


  ]& o9 F2 k7 N" e& A2 N* v
# d" B2 h4 \4 m1 d. y% _+ u3 f& k3 r4 b8 f8 B

仿真:
2 i- M: Z" }8 J仿真的话需要vscode下的插件cortex debug,这个教程我粘贴上我之前写的国产芯片fm33lc02x的教程,大家只要把芯片名字换成STM32F429就行
7 A, m. r, o% l0 C(1) vscode下载插件cortex debug插件

(2) 创建launch.json文件

如下图所示:


' V' G: F, I! X: z' E* z. J

. k$ O2 l/ V1 `5 J) r2 a: m& W

然后选择Cotrex Debug即可创建好launch.json文件

; x5 B. Z, z9 A2 y% b: Z

(3) 配置launch.json文件

稍微按照自己的芯片修改下就好,以FM33LC026为例:


" C! H9 G* K! m2 C4 [" r$ X


9 u2 M3 ~& ?& n9 Z& _

然后将厂商提供的.svd文件放到你的工程根目录即可开始仿真,可以看变量、看外设寄存器、内核寄存器等等,还可以保存你的断点等。

然后实现这一切的核心就是makefile文件,不用管,我已经帮你写好了,而且全部中文注释,各种参数也是取自stm32cube的makefile参数,放心的用,放心的学!

然后我将在附件提供一个基于阿波罗开发板stm32f429igt6的点灯例程。如果的芯片不是stm32f429,但只要你的核是arm核,本例程本makefile,通通能用!

2 O1 T/ o& q" |* v

换芯片后你需要改以下内容:

1,找到你的芯片的基于gcc的启动文件和链接脚本,一般问厂商要肯定有的,不用自己写,然后替换到根目录下的2个对应文件


5 w6 b2 S% k# n5 a1 h2 C
5 v2 i! d2 F1 `$ G& s7 Y. h, z8 j
7 B& l* `0 ~  a% w' d2,改以下内容,是不是看起来特简单。
' a, n& i  S$ g& g, P, G
% J8 N4 V- m- _, y; E然后,就搞定了,具体的参数可以去stm32cube上生成一个对应内核的makefile,然后参考下就行了,其实其他核是更简单的。教程可能有点乱,后期我会在整理下。
; U3 E! m, Q" v# e
+ L! S* y$ k- \+ Z2 Q最后附上我的整个makefile

#*************************************************************************

#  **

#  ** File         : Makefile

#  ** Abstract     : This is the introduction to the document

#  ** Author       : wr

#  ** mail         : 791314247@q.com

#  ** Created Time : 2020年11月22日星期日 11时58分06秒

#  ** copyright    : COPYRIGHT(c) 2020

#  **

#  ************************************************************************/

5 f6 [2 w( p# d1 b

ifneq ($(V),1)

Q := @

else

Q :=

endif


7 j1 f. G' P2 I, l

################################以下项目需用户根据需要更改##########################

# 输出文件的名称,默认为main(main.elf main.bin main.hex)

TARGET := main


+ ~2 ~; p' J, v( V

#链接文件名称和所在路径

LDSCRIPT := ./STM32F429IGTx_FLASH.ld


: w3 G7 Q' @9 y# v

#启动文件名称和所在路径

START_FILE_SOURCES := ./startup_stm32f429xx.s

5 S' B7 [7 w# e; G( @

#内核选择,FPU, FLOAT-ABI可为空

CPU       := -mcpu=cortex-m4

FPU       := -mfpu=fpv4-sp-d16

FLOAT-ABI := -mfloat-abi=hard


$ {5 _* o) [# l1 V5 H

#系统宏定义

C_DEFS    := \

-DUSE_HAL_DRIVER \

-DSTM32F429xx


* P- ]4 L* _* a+ p" I; D& _

# 芯片型号,用于Jlink仿真调试、下载

CHIP      := STM32F429IG


7 ~4 k3 L. I% k& s7 z( [0 y  B

# 选择优化等级:

# 1. gcc中指定优化级别的参数有:-O0、-O1、-O2、-O3、-Og、-Os、-Ofast。

# 2. 在编译时,如果没有指定上面的任何优化参数,则默认为 -O0,即没有优化。

# 3. 参数 -O1、-O2、-O3 中,随着数字变大,代码的优化程度也越高,不过这在某种意义上来说,也是以牺牲程序的可调试性为代价的。

# 4. 参数 -Og 是在 -O1 的基础上,去掉了那些影响调试的优化,所以如果最终是为了调试程序,可以使用这个参数。不过光有这个参数也是不行的,这个参数只是告诉编译器,编译后的代码不要影响调试,但调试信息的生成还是靠 -g 参数的。

# 5. 参数 -Os 是在 -O2 的基础上,去掉了那些会导致最终可执行程序增大的优化,如果想要更小的可执行程序,可选择这个参数。

# 6. 参数 -Ofast 是在 -O3 的基础上,添加了一些非常规优化,这些优化是通过打破一些国际标准(比如一些数学函数的实现标准)来实现的,所以一般不推荐使用该参数。

# 7. 如果想知道上面的优化参数具体做了哪些优化,可以使用 gcc -Q --help=optimizers 命令来查询。

OPT       := -Og

8 h% j/ U% p" Z8 {2 |

# 是否将debug信息编译进.elf文件,默认打开

DEBUG     := 1

1 _; S. j/ T. `6 ~# I

# 输出文件夹,.hex .bin .elf放在此文件夹下,.o .d文件放在此文件的子目录Obj下(自动创建)

BUILD     := ./build


/ ?3 H3 b4 B2 j* |3 z

# 支持双系统编译,故需选当前系统,0为linux,1为windows

SYS    := 1

# 若指定了windows系统,则需确认编译器的路径,若安装时以默认路径安装,则正确

ifeq ($(SYS), 1)

GCC_PATH = "/c/Program Files (x86)/GNU Tools Arm Embedded/9 2019-q4-major/bin"

JLINK_PATH = "/c/Program Files (x86)/SEGGER/JLink"

endif

###################################用户修改结束###################################

" N$ @$ ^1 r5 a: {

# 编译器定义

PREFIX = arm-none-eabi-

ifdef GCC_PATH

SUFFIX = .exe

CC      := $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gcc$(SUFFIX)

SZ      := $(GCC_PATH)/$(PREFIX)size$(SUFFIX)

OBJCOPY := $(GCC_PATH)/$(PREFIX)objcopy$(SUFFIX)

GDB     := $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gdb$(SUFFIX)

BIN     := $(OBJCOPY) -O binary -S

HEX     := $(OBJCOPY) -O ihex

else

CC      := $(PREFIX)gcc

SZ      := $(PREFIX)size

OBJCOPY := $(PREFIX)objcopy

GDB     := $(PREFIX)gdb

BIN     := $(OBJCOPY) -O binary -S

HEX     := $(OBJCOPY) -O ihex

endif

* s# V) `# A) o) t7 P2 V# ^

# Jlink定义,用于支持一键下载和gdb仿真

ifdef JLINK_PATH

SUFFIX = .exe

JLINKEXE       := $(JLINK_PATH)/JLink$(SUFFIX)

JLINKGDBSERVER := $(JLINK_PATH)/JLinkGDBServer$(SUFFIX)

else

JLINKEXE       := JLinkExe

JLINKGDBSERVER := JLinkGDBServer

endif


+ e& @5 R4 G9 n  d; v* b
- ~& F' W5 h6 l, W/ F. Q4 {

#################### CFLAGS Config Start ##########################

MCU = $(CPU) -mthumb $(FPU) $(FLOAT-ABI)


; i6 V' c9 ^9 w% z" s% m

#搜索所有的h文件,并输出携带-I的.h文件路径

C_INCLUDES := $(addprefix -I,$(subst ./,,$(sort $(dir $(shell find ./ -type f -iname "*.h")))))


  u2 s) I! g* b( ^% g

#编译参数

CFLAGS = $(MCU) $(C_DEFS) $(C_INCLUDES) $(OPT) -fdata-sections -ffunction-sections

#开关警告

CFLAGS += -Wall -W -Wno-unused-parameter

#标准

CFLAGS += -std=c99

) K3 x4 h1 Q& H, J) G

#当开启DEBUG功能时携带DEBUG参数

ifeq ($(DEBUG), 1)

CFLAGS += -g -gdwarf-2

endif


5 v/ H3 B/ X% g: u6 x

#自动生成依赖文件

CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)"

#################### CFLAGS Config End ##########################

$ Q2 O! U$ r6 p# F8 q1 K0 x

# libraries

LIBS = -lc -lm -lnosys

LIBDIR =

#链接指令集-specs=nosys.specs

LDFLAGS = $(MCU) -T$(LDSCRIPT) -specs=nano.specs $(LIBDIR) $(LIBS) -Wl,-Map=$(BUILD)/Obj/$(TARGET).map,--cref

#是否开启优化掉未使用的函数和符号

LDFLAGS += -Wl,--gc-sections

( e9 |; \- k0 x( ^+ [, X

#制作启动文件依赖Obj,输出去掉路径的.o文件,可兼容.s和.S

START_FILE_OBJ     = $(addsuffix .o, $(basename $(notdir $(START_FILE_SOURCES))))

OBJECTS            = $(addprefix $(BUILD)/Obj/, $(START_FILE_OBJ))

: M* ~( H2 k) W: O1 g

#搜索所有的c文件,制作所有的.c文件依赖Obj

C_SOURCES          = $(subst ./,,$(shell find ./ -type f -iname "*.c"))

OBJECTS           += $(addprefix $(BUILD)/Obj/, $(notdir $(C_SOURCES:%.c=%.o)))

#PS:去掉终极目标的原始路径前缀并添加输出文件夹路径前缀(改变了依赖文件的路径前缀,需要重新指定搜索路径)


4 F; I9 Q0 E1 k1 G6 Q" f+ b

#指定makefile搜索文件的路径(假如终极目标的依赖文件不携带.c文件所在的路径,

#且不指定搜索路径,makefile会报错没有规则制定目标)

vpath %.c $(sort $(dir $(C_SOURCES)))  #取出路径并去重和排序(以首字母为单位)

vpath %.s $(dir $(START_FILE_SOURCES))

vpath %.S $(dir $(START_FILE_SOURCES))

5 z# A- h4 j  U& X; a

' B& `% A- W; ~) j4 l) o

#指定为伪目标跳过隐含规则搜索,提升makefile的性能,并防止make时携带的参数与实际文件重名的问题

.PHONY:all clean printf JLinkGDBServer debug download reset commit

+ e' N! o* W8 x0 u9 p6 U0 c* ^

all : $(BUILD)/$(TARGET).elf $(BUILD)/$(TARGET).bin $(BUILD)/$(TARGET).hex


  k& T8 J$ ?& ^; I$ q. H3 L; W) j$ N# c, ]6 b' t4 Y

#链接所有的.o生成.elf文件

$(BUILD)/$(TARGET).elf : $(OBJECTS) | $(LDSCRIPT)

        $(Q)$(CC) $(LDFLAGS) -o $@ $(OBJECTS)

        $(Q)echo "make $@:"

        $(Q)$(SZ) $@

7 z9 h+ U0 L( ~& n" n' I) T

+ |6 E; r# ]/ h9 ?5 J

#编译启动文件备用参数:#-x assembler-with-cpp

$(BUILD)/Obj/$(START_FILE_OBJ) : $(START_FILE_SOURCES) Makefile | $(BUILD)/Obj

        $(Q)echo "buid $(subst ./,,[        DISCUZ_CODE_34        ]lt;)"

        $(Q) $(CC) -c $(CFLAGS) -o $@ [        DISCUZ_CODE_34        ]lt;

' `# T! _3 r$ b

#编译工程

$(BUILD)/Obj/%.o : %.c Makefile | $(BUILD)/Obj

        $(Q)echo "buid $(subst ./,,[        DISCUZ_CODE_34        ]lt;)"

        $(Q) $(CC) -c $(CFLAGS) -Wa,-a,-ad,-alms=$(@:%.o=%.lst) -o $@ [        DISCUZ_CODE_34        ]lt;

3 U* Q- a& Q6 w% g! V

$(BUILD)/Obj :

        $(Q)mkdir -p $@

        $(Q)echo "mkdir $@"


0 I9 O( \* d/ l2 A4 w

%.bin : $(BUILD)/$(TARGET).elf

        $(Q) $(BIN) [        DISCUZ_CODE_34        ]lt; $@

        $(Q)du -h $(BUILD)/$(TARGET).bin


' }" S; H1 g$ e- c

%.hex : $(BUILD)/$(TARGET).elf

        $(Q) $(HEX) [        DISCUZ_CODE_34        ]lt; $@


' c' R2 Y& F6 c+ G) p! g( K3 ~

#用于检查链接脚本和启动文件是否存在,不存在则报错误

$(START_FILE_SOURCES):

        $(Q)echo ERROR: The startup file does not exist or has the wrong path !;\

        exit 1

$(LDSCRIPT):

        $(Q)echo ERROR: The link file does not exist or has the wrong path !;\

        exit 2


/ m2 o0 w: U2 x

clean:

        $(RM) -rf $(BUILD)


. j2 z, t& y! r( P$ u/ Q

printf:

        $(Q)echo $(info $(LDFLAGS))

! N8 F7 H4 r* o4 i
2 V9 R: }' S3 \5 c2 U

JLinkGDBServer:

        $(Q)JLinkGDBServer -select USB -device $(CHIP) \

        -endian little -if SWD -speed 4000 -noir -LocalhostOnly


2 {! V. w* ?% P. y* [7 h% X8 T

debug:

        $(Q)make

        $(Q)echo target remote localhost\:2331 > gdb.gdb

        $(Q)echo monitor reset >> gdb.gdb

        $(Q)echo monitor halt >> gdb.gdb

        $(Q)echo load >> gdb.gdb

        $(Q)echo b main >> gdb.gdb

        $(Q)echo - >> gdb.gdb

        $(Q)echo c >> gdb.gdb

        $(Q)-$(GDB) $(BUILD)/$(TARGET).elf --command=gdb.gdb

        $(Q)$(RM) gdb.gdb


! n5 t0 k  |7 u- M7 u

download:

        $(Q)make

        $(Q)echo "h" > jlink.jlink

        $(Q)echo "loadfile" $(BUILD)/$(TARGET).hex >> jlink.jlink

        $(Q)echo "r" >> jlink.jlink

        $(Q)echo "qc" >> jlink.jlink

        $(Q)$(JLINKEXE) -device $(CHIP) -Speed 4000 -IF SWD -CommanderScript jlink.jlink

        $(Q)$(RM) jlink.jlink


$ `8 S, U; h# B3 ~( x2 W& h0 s8 f

reset:

        $(Q)echo "r" >> jlink.jlink

        $(Q)echo "qc" >> jlink.jlink

        $(Q)$(JLINKEXE) -device $(CHIP) -Speed 4000 -IF SWD -CommanderScript jlink.jlink

        $(Q)$(RM) jlink.jlink

  M4 z  b9 K2 r: k! U. d

commit:

        $(Q)git add .

        $(Q)status='$(shell git status | grep "git pull")';\

        if test -n "$status";then echo "Need to do git pull !";exit 10;fi

        $(Q)explain='$(shell read -p "Please input git commit explain:" explain;echo "$explain")';\

        if test -z "$explain";then git commit -m "Daily development submission"; \

        else git commit -m "$explain";fi

        $(Q)git push

        $(Q)git status

( w& a* Z# B) y2 r% k# @4 U

-include $(wildcard $(BUILD)/Obj/*.d)7 m/ Q. j& X6 o% l9 u9 a$ o
---------------------/ F3 u% |/ Y2 _; Z
作者:791314247


2 h' }( R) T" n) S$ }7 p
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