Linux下开发STM32 使用gcc-arm-none-eabi工具链编译生成bin、hex文件

发布时间:2024-09-19  

1.为什么不是gcc

在开发stm32的时候,编译工具链要使用gcc-arm-none-eabi,为什么不是gcc呢?这就要说到linux下的交叉编译了,因为我们要在PC机上编译出可以运行在ARM上的程序,使用gcc编译出的是在PC上运行的程序,所以我们要使用gcc-arm-none-eabi进行交叉编译~


2.gcc-arm-none-eabi toolchain 介绍及安装

gcc-arm-none-eabi是一个开源的ARM开发工具链,适用于Arm Cortex-M和Coretex-A系列处理器,包括GNU编译器(GCC),以及GDB,可用于Windows,Linux,MacOS上的交叉编译。
gcc-arm-none-eabi在ubuntu软件源仓库中就有,但是版本比较陈旧:

在此我们从[ARM官方下载链接](https://developer.arm.com/open-source/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads)选择合适的版本下载(这里我选择Linux64):

解压下来是tar.ba2格式包,使用命令tar -jxf <要解压的文件>解压到我们要安装的目录:

为了以后使用方便,将文件夹重命名:

它下面的bin目录就是我们要使用的编译工具链:

share目录的doc下包含了大量的使用帮助文档,可以先略读一二,特别是readme.txt:

接下来我们要将bin目录添加到环境变量,这样可以直接在命令行输入要使用的工具名,然后系统就可以找到该工具,在此我们仅为当前用户添加环境变量,使用vim ~/.bashrc编辑当前用户配置文件,在最后添加export PATH=$PATH:/home/mculover666/gcc-arm-none-eabi/bin:

然后使用命令source ~/.bashrc更新系统路径,使添加的环境变量立即生效:

然后输入命令arm-none,然后按三下Tab(一定不要输入全部),检查系统是否可以自动补全:

如果系统可以提示,说明环境变量配置成功,可以开心的使用arm-none-eabi工具链啦~

3.从裸机工程开始

3.1.硬件说明

这里我使用的是野火霸道开发板,板载芯片为STM32F103ZET6,下载器使用e-link,这个下载器使用CMSIS-DAP下载程序,同时并带有一个串口,非常好用~


板载RGB-LED的原理图如图所示:

3.2.新建空的裸机工程

首先新建一个文件夹mkdir 00-template-reg用来存放整个工程,然后整个工程包含三个文件:

startup_stm32f10x_hd.s:从固件库中拷贝,注意不是arm文件夹下的,因为truestudio使用的是gcc编译器,所以我们选择truestudio文件夹下的启动文件;

stm32f10x.h:空文件;

main.c:代码如下:

#include'stm32f10x.h' intmain() { /*开启GPIOB时钟*/ *(unsignedint*)(0x40021000+0x18)|=1<<3;     /* 配置PB0为推挽输出 */     *(unsigned int*)(0x40010c00+0x00) |= 1<<(4*0);     /* PB0输出低电平,点亮绿色LED */     *(unsigned int*)(0x40010c00+0x0c) &= ~(1<<0);     while(1); } void SystemInit(void) { }

4.编译

接下来就是激动人心的编译步骤了~编译的时候有两种文件,一种是汇编启动文件,一种是c源文件,接下来分别编译:
首先需要说明一些编译任何一个文件都需要带上的参数:

参数 说明
-mthumb 表明使用的指令集(必需)
-mcpu=cortex-m3 表明芯片内核(必需)
-g 产生调试信息


4.1.启动文件编译

启动文件一般是由汇编写成,此处需要注意的是,汇编文件的格式有.S和.s之分:

大写S:表明文件中含有预处理指令(比如#define),需要先进行处理;

小写s:表明文件不需要处理,可以直接编译;

之前我们添加的启动文件是小写.s,所以直接进行编译,另外说一下,如果使用的是.S文件,那么需要带上-x assembler-with-cpp参数。

接下来说明一些汇编文件gcc编译器使用的参数:

参数 说明
-x assembler-with-cpp 先对文件进行预处理
-Wa,option 向汇编器Assembler传递参数


注:可以向汇编器传递的参数:

参数 说明
-W或--no-warn 关闭所有告警
--fatal-warnings 将所有的警告提示为错误
--warn 正常提示告警信息


所以,接下来我们可以使用如下的参数组合来编译启动文件(不进行预处理,并且正常提示告警信息):

arm-none-eabi-gcc-c-mthumb-mcpu=cortex-m3-g-Wa,--warn-ostartup_stm32f10x_hd.ostartup_stm32f10x_hd.s

4.2.C文件编译

因为main.c中没有特殊的东西,只是两个函数,所以简单的编译一下就可以了:

参数 描述
-Wall 允许输出所有警告


arm-none-eabi-gcc-c-mthumb-mcpu=cortex-m3-g-Wall-omain.omain.c

5.链接

链接重要的部分有两点:链接文件和传递给链接器的参数。
链接文件在固件库中给的示例工程中有,在下面这个目录:


其中stm32_flash.ld是针对于STM32F103ZE的链接文件,如果是别的芯片,需要进行修改,将它复制到我们的工程中去:


然后就要让链接器开始根据stm32_flash.ld这个文件对startup_stm32f10x_hd.o和main.o这两个文件开始链接,生成包含了调试信息的elf文件,同时,我们还需要给链接器传递一些参数:

参数 描述
-T 指定链接文件



arm-none-eabi-gcc-otest.elfmain.ostartup_stm32f10x_hd.o-mthumb-mcpu=cortex-m3-Tstm32_flash.ld-specs=nosys.specs-static-Wl,-cref,-u,Reset_Handler-Wl,-Map=test.map-Wl,--gc-sections-Wl,--defsym=malloc_getpagesize_P=0x80-Wl,--start-group-lc-lm-Wl,--end-group

6.生成bin文件和hex文件

利用arm-none-eabi-objcopy工具可以将elf文件转化为适合于单片机的bin文件和hex文件,其中参数-O(大写o)用于指定输出文件的格式(默认是bin格式)

arm-none-eabi-objcopytest.elftest.bin arm-none-eabi-objcopytest.elf-Oihextest.hex

7.编写一个makefile雏形

TARGET=test CC=arm-none-eabi-gcc OBJCOPY=arm-none-eabi-objcopy RM=rm-f CORE=3 CPUFLAGS=-mthumb-mcpu=cortex-m$(CORE) LDFLAGS=-Tstm32_flash.ld-Wl,-cref,-u,Reset_Handler-Wl,-Map=$(TARGET).map-Wl,--gc-sections-Wl,--defsym=malloc_getpagesize_P=0x80-Wl,--start-group-lc-lm-Wl,--end-group CFLAGS=-g-o $(TARGET):startup_stm32f10x_hd.omain.o $(CC)$^$(CPUFLAGS)$(LDFLAGS)$(CFLAGS)$(TARGET).elf startup_stm32f10x_hd.o:startup_stm32f10x_hd.s $(CC)-c$^$(CPUFLAGS)$(CFLAGS)$@ main.o:main.c $(CC)-c$^$(CPUFLAGS)$(CFLAGS)$@ bin: $(OBJCOPY)$(TARGET).elf$(TARGET).bin hex: $(OBJCOPY)$(TARGET).elf-Oihex$(TARGET).hex clean: $(RM)*.o$(TARGET).*

使用命令make编译生成elf文件;

使用命令make bin将elf文件转化生成bin文件;

使用命令make hex将elf文件转化生成hex文件;

使用命令make clean即可清除掉所有编译产生的文件。


文章来源于:电子工程世界    原文链接
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