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

只看该作者 · 2022-12-12 10:23

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？

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。。。

本教程以阿波罗开发板stm32f429igt6为例，先瞅瞅最终界面

最终可以用的功能如下：
1，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
2，执行make clean，可清除build文件夹
3，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
4，执行make reset，可以让板子复位运行一下
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git
教程如下：
环境：
1，下载vscode及必要插件，令需要一个插件Cortex_debug
2，Windows下安装arm-none-eabi-gcc工具链，推荐q4版本
3，Windows下安装Jlink最新版驱动(V6.88a)
安装、下载的教程也在上面的链接。
4，GNU make
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。。。
5，git bash
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。
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！
编译：
编译只需在vscode终端中执行make指令就行，如下图：

仿真：
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
(1) vscode下载插件cortex debug插件

只看该作者 · 2022-12-12 10:23

(2) 创建launch.json文件

如下图所示：

然后选择Cotrex Debug即可创建好launch.json文件

(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：

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！

只看该作者 · 2022-12-12 10:25

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

2，改以下内容，是不是看起来特简单。

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。

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

# **

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

ifneq ($(V),1)

Q := @

else

Q :=

endif

################################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

#链接文件名称和所在路径

LDSCRIPT := ./STM32F429IGTx_FLASH.ld

#启动文件名称和所在路径

START_FILE_SOURCES := ./startup_stm32f429xx.s

#内核选择，FPU, FLOAT-ABI可为空

CPU := -mcpu=cortex-m4

FPU := -mfpu=fpv4-sp-d16

FLOAT-ABI := -mfloat-abi=hard

#系统宏定义

C_DEFS := \

-DUSE_HAL_DRIVER \

-DSTM32F429xx

# 芯片型号，用于Jlink仿真调试、下载

CHIP := STM32F429IG

# 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

# 是否将debug信息编译进.elf文件，默认打开

DEBUG := 1

# 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

# 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###################################

# 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

# 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

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

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

#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")))))

#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

#当开启DEBUG功能时携带DEBUG参数

ifeq ($(DEBUG), 1)

CFLAGS += -g -gdwarf-2

endif

#自动生成依赖文件

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

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

# 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

#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))

#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)

#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))

只看该作者 · 2022-12-12 10:25

#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

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

#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) $@

#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;

#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;

$(BUILD)/Obj :

$(Q)mkdir -p $@

$(Q)echo "mkdir $@"

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

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

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

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

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

#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

clean:

$(RM) -rf $(BUILD)

printf:

$(Q)echo $(info $(LDFLAGS))

JLinkGDBServer:

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

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

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

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

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

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

-include $(wildcard $(BUILD)/Obj/*.d)