集成开发环境－GCC.ARM（#02）程序构建

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倘若只有 main.h 和 main.c 两个文件，那么只需要执行少量的指令即可完成编译工作。但是实际上一个工程通常包含几十上百个文件，意味着要执行大量的编译指令才能得到目标文件，这是我们所无法接受的。因此需要借助 make、cmake、ninja、scons 等构建工具来提高开发效率。

make

在 windows 系统中推荐使用 MSYS2 提供的 mingw32-make 程序。

生成脚本（makefile）

相较于头开始写 makefile 脚本，先通过 STM32CubeMX 生成然后加以改造则要容易得多。

修改脚本（makefile）

  1. 修改文件列表（*.c & *.s）
    C_SOURCES = \
    ../../../code/Application/src/main.c \
    ...
    ASM_SOURCES = \
    startup_stm32f103xb.s \
    ...
  2. 修改包含路径（*.h）
    C_INCLUDES = \
    -I../../../code/Application \
    ...
  3. 修改全局定义（#define）
    C_DEFS = \
    -DUSE_HAL_DRIVER \
    -DSTM32F103xB \
    ...
  4. 修改链接脚本（.ld）
    LDSCRIPT = STM32F103C8Tx_FLASH.ld

执行编译

在 makefile 所在的路径下执行 make 指令开始编译

在 windows 系统中请使用 ./mingw32-make 命令而非 ./make 命令！

清除编译

若要清除刚才编译的中间文件，则需要修改 makefile 文件，然后执行 mingw32-make clean 指令。

clean:
#   -rm -fR $(BUILD_DIR)
    -del /q $(BUILD_DIR)

这时你大概率会遇到以下问题：

有人说将 clean 下的 -rm -fR $(BUILD_DIR) 改成 -del /q $(BUILD_DIR) 就好了，实测并不管用。

只有显式地将 SHELL 指定为 cmd 才行（在 makefile 中添加一条语句）：

scons

  • install python
  • install pip (python get-pip.py)
  • install scons (python -m pip install scons==3.1.2)
  • install pywin32 (support scons -j16) (python -m pip install pywin32)
python/Scripts/scons.bat # scons.bat is not necessary, just run scons directly.
    python/Scripts/scons # start
        prepare
        call SCons.Script.main() # this does all the work, and calls sys.exit with the proper exit status when done.
            scons: reading SConscript files.
                <rtconfig.py>
                <rtconfig.py>
                <sconstruct>
                    <PrepareBuilding()>
                        # bsp
                        <bsp.SConscript> # 逐级遍历当前路径下所有子目录中的 SConscript 脚本
                            <application.SConscript>
                            <application.SConscript>
                            <board.SConscript>
                            <board.SConscript>
                            <package.SConscript>
                            <package.SConscript>
                            <underlayer.SConscript>
                            <underlayer.SConscript>
                        <bsp.SConscript>
                        # kernel
                        <rtt.src.SConscript>
                        <rtt.src.SConscript>
                        # libcpu
                        <rtt.libcpu.SConscript>
                        <rtt.libcpu.SConscript>
                        # components
                        <rtt.components.SConscript>
                        <rtt.components.SConscript>
                    <PrepareBuilding()>
                    <SConscript(underlayer/chips/chip_drv)>
                    <SConscript(underlayer/chips/chip_drv)>
                    <SConscript(underlayer/chips/hal_drv)>
                    <SConscript(underlayer/chips/hal_drv)>
                    <SConscript(underlayer/chips/components)>
                    <SConscript(underlayer/chips/components)>
                    <DoBuilding()>
                <sconstruct>
            scons: done reading SConscript files.

            scons: Building targets
            scons: building associated VariantDir targets: build/gcc/obj
                LINK rtthread.elf
                arm-none-eabi-objcopy -O ihex rtthread.elf ./build/gcc/bin/rtthread.hex
            scons: done building targets. call exit() somewhere.
    python/Scripts/scons # exit

$ scons.bat
scons: Reading SConscript files …###############################
SConstruct enter !!!.#######################################
SDK_ROOT: E:\codespace\SPL1050\SPL1050V240112_vendor-Release_1.0.0.1_modified

SConstruct building start !!!

SConstruct exit !!!.#######################################
scons: done reading SConscript files.#######################################

scons: Building targets …
scons: building associated VariantDir targets: build\gcc\obj
LINK rtthread.elf
Memory region Used Size Region Size %age Used
FalPartRAM: 1504 B 4 KB 36.72%
ROM: 384448 B 380 KB 98.80%
RAM: 200456 B 256 KB 76.47%
Heap_RAM: 0 GB 127 KB 0.00%
FalPartTableInFlash: 1504 B 4 KB 36.72%
CopyTable: 20 B 1 KB 1.95%
CodeInFlash: 492096 B 768 KB 62.57%
phycfg: 0 GB 4 KB 0.00%
arm-none-eabi-size rtthread.elf
text data bss dec hex filename
878048 8540 191936 1078524 1074fc rtthread.elf
arm-none-eabi-objcopy -O ihex rtthread.elf ./build/gcc/bin/rtthread.hex
scons: done building targets.

env 中突然不能编译的问题

使用自己安装的 scons.bat 编译后，再用 env 中的 scons 编译有可能会报错，删除 .sconsign.dblite 后再编即可。

交叉编译工具链的路径问题

多人开发时，每个人的交叉编译工具链的安装位置都不同，这样就不能把绝对路径写入到 rtconfig.py 中并提交至代码仓库。既然绝对路径不行，那相对路径可以吗？也行不通，使用相对路径意味着交叉编译工具链也要同步提交至代码仓库，而 arm-none-eabi 的体积是比较大的，所以说我们通常不会这么做，那应该怎样优雅地解决这个问题呢？请继续往下看：

只需要在 rtconfig.py 中添加以下代码即可解决！

rtconfig.py
import configparser

# toolchains path
cfg_path = r'rtconfig.ini'
if not os.path.exists(cfg_path):
    file = open(cfg_path, "w")
    file.write("# do not commit this file to the repository.\n")
    file.write("[COMPILER] # gcc, iar, mdk\n")
    file.write("COMPILER = gcc\n")
    file.write("GCC_PATH = do not commit this file to svn. replace with your arm-none-eabi-gcc path here in \'rtconfig.ini\'. (i.e. d:\\arm-none-eabi-10.3-2021.10\\bin)\n")
    file.write("IAR_PATH =\n")
    file.write("MDK_PATH =\n")
    file.close()
    print('rtconfig.ini not exists! but now it should have been generated automatically, you need to fill in some informations. greetings from liujitong.')
    exit()
cfg = configparser.ConfigParser()
cfg.read(cfg_path)
CROSS_TOOL = cfg["COMPILER"]["COMPILER"]
gcc_path = cfg["COMPILER"]["GCC_PATH"]
iar_path = cfg["COMPILER"]["IAR_PATH"]
mdk_path = cfg["COMPILER"]["MDK_PATH"]

其逻辑为：

1. 检查 rtconfig.ini 是否存在。
2. 如果不存在则自动创建一个 rtconfig.ini 模板文件，并提醒开发人员进行修改。
3. 如果存在则从中提取交叉编译工具链的路径信息。

下面是自动生成的 rtconfig.ini 模板

rtconfig.ini
# do not commit this file to the repository.
[COMPILER] # gcc, iar, mdk
COMPILER = gcc
GCC_PATH = do not commit this file to svn. replace with your arm-none-eabi-gcc path here in 'rtconfig.ini'. (i.e. d:\\arm-none-eabi-10.3-2021.10\\bin)
IAR_PATH =
MDK_PATH =