VS Code + GCC 搭建 STM32 开发环境

使用GCC新建工程的好处是windows 与 linux 系统无需更改项目，都能进行编译

1. ARM-GCC 下载与安装

进入GNU Arm Embedded Toolchain Downloads ，下载gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major-win32.exe
下载完毕安装后，将安装路径 D:\GNU Arm Embedded Toolchain\10 2020-q4-major\bin （根据你的安装安装路径）添加到系统变量，打开命令行工具，输入命令 arm-none-eabi-g++.exe -v 出现如图版本号信息，表示arm-gcc安装成功

Target: arm-none-eabi
Configured with: /mnt/workspace/workspace/GCC-9-pipeline/jenkins-GCC-9-pipeline-100_20191030_1572397542/src/gcc/configure --…
…
Thread model: single
gcc version 9.2.1 20191025 (release) [ARM/arm-9-branch revision 277599] (GNU Tools for Arm Embedded Processors 9-2019-q4-major)
PS C:\Users>

2. 安装mingw-make

下载mingw安装 Mingw;
mingw访问较慢，可下载Dev C++软件，自带mingw，Dev c++下载;
下载安装完成后打开安装目录，进入MinGW64\bin，将mingw32-make.exe复制一份并重命名为make.exe;
将 DevC++ 安装目录下的MinGW64\bin，添加到系统变量，打开命令行输入make,出现下列提示表示安装成功。

make: *** No targets specified and no makefile found. Stop.

3. 建立模板工程项目

新建项目文件夹Demo，创建src目录，
打开STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0库，将Libraries文件夹复制到src目录，删除Libraries文件夹中的无用文件，保留core_cm3.c，core_cm3.h，stm32f10x.h文件，startup文件选择Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup\ gcc_ride7 里对应芯片的s文件，一定要gcc_ride7目录里的启动文件。
新建User目录，将STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0\Project\STM32F10x_StdPeriph_Template目录下的stm32f10x_conf.h，stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h，system_stm32f10x.c复制到User目录，并新建main.c文件。
最终目录文件如下

4. 建立Makefile

在项目文件夹Demo下，新建文件Makefile，（可使用stm32cube生成然后修改）

# 项目名称，编译生成的 hex和bin名称
TARGET = Demo# 是否会进行调试
DEBUG = 1# optimization    ## 选择优化等级，优化等级低->高，可参考Keil的设置，如果程序运行不理想，优化程序或降低优化等级
#OPT = -O0        ## 没有优化。
#OPT = -O1        ## 编译器试图减少代码大小和执行时间，而不执行任何花费大量编译时间的优化。
OPT = -Og         ## 参数 -Og 是在 -O1 的基础上，去掉了那些影响调试的优化告诉编译器，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。
#OPT = -O2        ## 更加优化。GCC执行几乎所有支持的优化，不涉及空间速度权衡。此选项既增加编译时间，提高了生成代码的性能。
#OPT = -O3        ## 优化更多。
#OPT = -Os        ## 优化大小。启用所有优化，除了那些经常增加代码大小
#OPT = -Ofast     ## 不遵守严格的标准。使所有优化。它还支持并非对所有符合标准的程序都有效的优化。# Build path      ## Build编译产生的文件存放目录 , Output生成hex与bin的存放位置
BUILD_DIR = Build
OUT_DIR = Output# source                           ## 检索项目目录下的c文件的，注意C大小写
C_SOURCES := $(wildcard */*/*/*/*/*/*/*.c) \$(wildcard */*/*/*/*/*/*.c) \$(wildcard */*/*/*/*/*.c) \$(wildcard */*/*/*/*.c) \$(wildcard */*/*/*.c) \$(wildcard */*/*.c) \$(wildcard */*.c)# ASM sources                      ## 检索项目目录下的s汇编文件的，注意s是小写
ASM_SOURCES  := $(wildcard */*/*/*/*/*/*/*.s) \$(wildcard */*/*/*/*/*/*.s) \$(wildcard */*/*/*/*/*.s) \$(wildcard */*/*/*/*.s) \$(wildcard */*/*/*.s) \$(wildcard */*/*.s) \$(wildcard */*.s)# C includes                       ## 添加 h头文件的 Include路径，格式 -I + 路径，添加文件夹注意在此添加include
C_INCLUDES =  \
-Isrc\User \
-Isrc\Libraries\CMSIS\CoreSupport \
-Isrc\Libraries\CMSIS\DeviceSupport \
-Isrc\Libraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\inc \# AS includes                     ## 添加 汇编的 Include路径，格式 -I + 路径，添加文件夹注意在此添加include
AS_INCLUDES =# C defines                       ## 添加全局 Define ，std库参照stm32f10x.h，换芯片需更换 宏定义，格式 -D + dd
C_DEFS =  \
-DSTM32F10X_HD \
-DUSE_STDPERIPH_DRIVER \# link script                    ## 添加 ld链接 文件，注意路径
LDSCRIPT = STM32F103ZETx_FLASH.ld# cpu                             ## 参照 stm32cube
CPU = -mcpu=cortex-m3# fpu
# NONE for Cortex-M0/M0+/M3# float-abi# mcu
MCU = $(CPU) -mthumb $(FPU) $(FLOAT-ABI)# macros for gcc
# AS defines
AS_DEFS =#######################################
# binaries
#######################################
PREFIX = arm-none-eabi-
# The gcc compiler bin path can be either defined in make command via GCC_PATH variable (> make GCC_PATH=xxx)
# either it can be added to the PATH environment variable.
ifdef GCC_PATH
CC = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gcc
AS = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)gcc -x assembler-with-cpp
CP = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)objcopy
SZ = $(GCC_PATH)/$(PREFIX)size
else
CC = $(PREFIX)gcc
AS = $(PREFIX)gcc -x assembler-with-cpp
CP = $(PREFIX)objcopy
SZ = $(PREFIX)size
endif
HEX = $(CP) -O ihex
BIN = $(CP) -O binary -S# compile gcc flags
ASFLAGS = $(MCU) $(AS_DEFS) $(AS_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sectionsCFLAGS = $(MCU) $(C_DEFS) $(C_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sectionsifeq ($(DEBUG), 1)
CFLAGS += -g -gdwarf-2
endif# Generate dependency information
CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)"# libraries
LIBS = -lc -lm -lnosys
LIBDIR =
LDFLAGS = $(MCU) -specs=nano.specs -T$(LDSCRIPT) $(LIBDIR) $(LIBS) -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref -Wl,--gc-sections# default action: build all
all: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf $(OUT_DIR)/$(TARGET).hex $(OUT_DIR)/$(TARGET).bin#######################################
# build the application
#######################################
# list of objects
OBJECTS = $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(notdir $(C_SOURCES:.c=.o)))
vpath %.c $(sort $(dir $(C_SOURCES)))
# list of ASM program objects
OBJECTS += $(addprefix $(BUILD_DIR)/,$(notdir $(ASM_SOURCES:.s=.o)))
vpath %.s $(sort $(dir $(ASM_SOURCES)))$(BUILD_DIR)/%.o: %.c Makefile | $(BUILD_DIR)$(CC) -c $(CFLAGS) -Wa,-a,-ad,-alms=$(BUILD_DIR)/$(notdir $(<:.c=.lst)) $< -o $@$(BUILD_DIR)/%.o: %.s Makefile | $(BUILD_DIR)$(AS) -c $(CFLAGS) $< -o $@$(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf: $(OBJECTS) Makefile$(CC) $(OBJECTS) $(LDFLAGS) -o $@$(SZ) $@$(OUT_DIR)/%.hex: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(OUT_DIR)$(HEX) $< $@$(OUT_DIR)/%.bin: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(OUT_DIR)$(BIN) $< $@$(BUILD_DIR):mkdir $@$(OUT_DIR):mkdir $@#######################################
# clean up
#######################################
clean:-rm -fR $(BUILD_DIR)#######################################
# dependencies
#######################################
-include $(wildcard $(BUILD_DIR)/*.d)# *** EOF ***

在Demo目录建立链接文件 STM32F103ZETx_FLASH.ld （可更改文件名，需和Makefile中移植，可通过stm32cube生成）

/* Entry Point */
ENTRY(Reset_Handler)/* Highest address of the user mode stack */
_estack = 0x20010000;    /* end of RAM */
/* Generate a link error if heap and stack don't fit into RAM */
_Min_Heap_Size = 0x200;      /* required amount of heap  */
_Min_Stack_Size = 0x400; /* required amount of stack *//* Specify the memory areas */
MEMORY
{
RAM (xrw)      : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 64K
FLASH (rx)      : ORIGIN = 0x8000000, LENGTH = 512K
}/* Define output sections */
SECTIONS
{/* The startup code goes first into FLASH */.isr_vector :{. = ALIGN(4);KEEP(*(.isr_vector)) /* Startup code */. = ALIGN(4);} >FLASH/* The program code and other data goes into FLASH */.text :{. = ALIGN(4);*(.text)           /* .text sections (code) */*(.text*)          /* .text* sections (code) */*(.glue_7)         /* glue arm to thumb code */*(.glue_7t)        /* glue thumb to arm code */*(.eh_frame)KEEP (*(.init))KEEP (*(.fini)). = ALIGN(4);_etext = .;        /* define a global symbols at end of code */} >FLASH/* Constant data goes into FLASH */.rodata :{. = ALIGN(4);*(.rodata)         /* .rodata sections (constants, strings, etc.) */*(.rodata*)        /* .rodata* sections (constants, strings, etc.) */. = ALIGN(4);} >FLASH.ARM.extab   : { *(.ARM.extab* .gnu.linkonce.armextab.*) } >FLASH.ARM : {__exidx_start = .;*(.ARM.exidx*)__exidx_end = .;} >FLASH.preinit_array     :{PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_start = .);KEEP (*(.preinit_array*))PROVIDE_HIDDEN (__preinit_array_end = .);} >FLASH.init_array :{PROVIDE_HIDDEN (__init_array_start = .);KEEP (*(SORT(.init_array.*)))KEEP (*(.init_array*))PROVIDE_HIDDEN (__init_array_end = .);} >FLASH.fini_array :{PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_start = .);KEEP (*(SORT(.fini_array.*)))KEEP (*(.fini_array*))PROVIDE_HIDDEN (__fini_array_end = .);} >FLASH/* used by the startup to initialize data */_sidata = LOADADDR(.data);/* Initialized data sections goes into RAM, load LMA copy after code */.data :{. = ALIGN(4);_sdata = .;        /* create a global symbol at data start */*(.data)           /* .data sections */*(.data*)          /* .data* sections */. = ALIGN(4);_edata = .;        /* define a global symbol at data end */} >RAM AT> FLASH/* Uninitialized data section */. = ALIGN(4);.bss :{/* This is used by the startup in order to initialize the .bss secion */_sbss = .;         /* define a global symbol at bss start */__bss_start__ = _sbss;*(.bss)*(.bss*)*(COMMON). = ALIGN(4);_ebss = .;         /* define a global symbol at bss end */__bss_end__ = _ebss;} >RAM/* User_heap_stack section, used to check that there is enough RAM left */._user_heap_stack :{. = ALIGN(8);PROVIDE ( end = . );PROVIDE ( _end = . );. = . + _Min_Heap_Size;. = . + _Min_Stack_Size;. = ALIGN(8);} >RAM/* Remove information from the standard libraries *//DISCARD/ :{libc.a ( * )libm.a ( * )libgcc.a ( * )}.ARM.attributes 0 : { *(.ARM.attributes) }
}

打开命令行，进入项目目录Demo，输入命令make，出现下列错误
```
 C:\416: Error: registers may not be the same -- `strexb r0,r0,[r1]'C:\436: Error: registers may not be the same -- `strexh r0,r0,[r1]'
```
打开src\Libraries\CMSIS\CoreSupport\core_cm3.c文件，将 736行,753行中的 “=r"修改为”=&r",如下

uint32_t __STREXB(uint8_t value, uint8_t *addr)
{uint32_t result=0;__ASM volatile ("strexb %0, %2, [%1]" : "=&r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );return(result);
}uint32_t __STREXH(uint16_t value, uint16_t *addr)
{uint32_t result=0;__ASM volatile ("strexh %0, %2, [%1]" : "=&r" (result) : "r" (addr), "r" (value) );return(result);
}

重新运行make，出现下列信息表示编译成功

arm-none-eabi-size Build/Demo.elftext    data     bss     dec     hex filename948       8    1568    2524     9dc Build/Demo.elf
arm-none-eabi-objcopy -O ihex Build/Demo.elf Output/Demo.hex
arm-none-eabi-objcopy -O binary -S Build/Demo.elf Output/Demo.bin

5. 建立jlink下载脚本

安装jlink…
在Demo目录下新建文件 jlink_config , 其中 STM32F103ZE 为芯片，"./Output/Demo.hex" 为下载文件。

JTAG
JTAGConf -1 -1
speed 4000
device STM32F103ZE
r
hloadfile "./Output/Demo.hex"
r
g
qc

新建文件 download.cmd，其中 “C:\Program Files (x86)\SEGGER\JLink_V620a\JLink.exe” 修改为你的jlink安装路径

"C:\Program Files (x86)\SEGGER\JLink_V620a\JLink.exe"  ".\jlink_config"

运行命令 ./download.cmd , 下载hex文件。

目录如下

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