為MindSDK搭建armgcc編譯環(huán)境

引言

Keil或者IAR為嵌入式開(kāi)發(fā)者提供了非常方便的可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境，但Keil或者IAR是商業(yè)軟件，需要購(gòu)買(mǎi)并注冊(cè)License才能正常使用（Arm提供的社區(qū)版License可以供用戶(hù)免費(fèi)使用1年）。另外，仍有用戶(hù)希望使用命令行的方式編譯微控制器工程，這些用戶(hù)可能來(lái)自于Linux用戶(hù)，也可能是某些定制工具開(kāi)發(fā)包的用戶(hù)，或者搭建自動(dòng)化持續(xù)集成平臺(tái)的系統(tǒng)維護(hù)工程師。此時(shí)，搭建開(kāi)源的armgcc工具集，也是微控制器開(kāi)發(fā)者常用的編譯工具解決方案。命令行方式使用的工具，在Linux操作系統(tǒng)中較為常用，但在Windows操作系統(tǒng)中，可以基于MSYS2作為模擬命令行工作環(huán)境的虛擬終端，配合armgcc工具集，搭建微控制器開(kāi)發(fā)環(huán)境。

本文講述基于Windows操作系統(tǒng)，搭建 armgcc 編譯環(huán)境，并支持編譯MindSDK樣例工程。

安裝 MSYS2 環(huán)境

MSYS2 是一系列軟件工具和軟件庫(kù)，可用于在Windows操作系統(tǒng)上模擬類(lèi)似于Linux操作系統(tǒng)的命令行運(yùn)行環(huán)境，并且可以使用部分Linux操作系統(tǒng)的部分命令，用以方便地構(gòu)建、安裝和運(yùn)行本地的應(yīng)用程序。

在 MSYS2 的官網(wǎng)上，可下載當(dāng)前最新的安裝包。如圖1所示。

圖1 在MSYS2官網(wǎng)下載MSYS2安裝包

如圖1所示，下載 msys-x86_64-20220904.exe 安裝文件后，即可啟動(dòng)安裝過(guò)程。安裝完成后，啟動(dòng) MSYS2 程序，可以看到MSYS2的命令行交互終端界面，如圖2所示。

圖2 運(yùn)行MSYS的終端界面

安裝完之后，可在 MSYS2 環(huán)境的終端下，試用Linux下的文件夾查看命令ls和顯示工作目錄命令pwd，確認(rèn) MSYS2 環(huán)境可以正常工作。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$ls
MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pwd
/home/MindMotion

在 MSYS2 環(huán)境中安裝工具

這里使用 make 作為基本的構(gòu)建系統(tǒng)工具，但為了便于用戶(hù)編寫(xiě)構(gòu)建工程文件 makefile ，選用 cmake 作為創(chuàng)建 makefile 文件的工具。MSYS2 環(huán)境中的的包管理器已經(jīng)提供了可用的 make 和 cmake 工具，可用于安裝。

在 MSYS2 環(huán)境中安裝 make 工具

使用 pacman -Ss 命令，在 MSYS2 中查找可用的 make 工具的安裝包：

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pacman-Ssmake
...
msys/make4.3-3(base-devel)
GNUmakeutilitytomaintaingroupsofprograms
...

使用 pacman -S 命令，在 MSYS2 環(huán)境中安裝 make 工具：

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pacman-Smsys/make
resolvingdependencies...
lookingforconflictingpackages...

Packages(1)make-4.3-3

TotalDownloadSize:0.46MiB
TotalInstalledSize:1.48MiB

::Proceedwithinstallation?[Y/n]Y
::Retrievingpackages...
make-4.3-3-x86_64466.2KiB538KiB/s00:01[###############################]100%
(1/1)checkingkeysinkeyring[###############################]100%
(1/1)checkingpackageintegrity[###############################]100%
(1/1)loadingpackagefiles[###############################]100%
(1/1)checkingforfileconflicts[###############################]100%
(1/1)checkingavailablediskspace[###############################]100%
::Processingpackagechanges...
(1/1)installingmake[###############################]100%
::Runningpost-transactionhooks...
(1/1)Updatingtheinfodirectoryfile...

運(yùn)行命令查看版本號(hào)，可以確認(rèn) make 工具已經(jīng)安裝完成，可以正常使用。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$make--version
GNUMake4.3
Builtforx86_64-pc-msys
Copyright(C)1988-2020FreeSoftwareFoundation,Inc.
LicenseGPLv3+:GNUGPLversion3orlater
Thisisfreesoftware:youarefreetochangeandredistributeit.
ThereisNOWARRANTY,totheextentpermittedbylaw.

在 MSYS2 中安裝 CMake 工具

使用 pacman -Ss 命令，在 MSYS2 環(huán)境中查找 cmake 工具的安裝包。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pacman-Sscmake
...
msys/cmake3.21.0-1
Across-platformopen-sourcemakesystem
...

使用 pacman -S 命令，在 MSYS2 環(huán)境中安裝 cmake 工具

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pacman-Smsys/cmake
resolvingdependencies...
lookingforconflictingpackages...

Packages(6)jsoncpp-1.9.5-1libarchive-3.6.1-2librhash-1.4.2-1libuv-1.42.0-1pkgconf-1.8.0-1
cmake-3.23.2-1

TotalDownloadSize:7.80MiB
TotalInstalledSize:41.22MiB

::Proceedwithinstallation?[Y/n]Y
::Retrievingpackages...
jsoncpp-1.9.5-1-any101.2KiB116KiB/s00:01[###############################]100%
libuv-1.42.0-1-x86_64113.1KiB79.1KiB/s00:01[###############################]100%
pkgconf-1.8.0-1-x86_6458.4KiB83.0KiB/s00:01[###############################]100%
librhash-1.4.2-1-x86_64116.5KiB47.8KiB/s00:02[###############################]100%
libarchive-3.6.1-2-x86_641138.4KiB353KiB/s00:03[###############################]100%
cmake-3.23.2-1-x86_646.3MiB1738KiB/s00:04[###############################]100%
Total(6/6)7.8MiB1965KiB/s00:04[###############################]100%
(6/6)checkingkeysinkeyring[###############################]100%
(6/6)checkingpackageintegrity[###############################]100%
(6/6)loadingpackagefiles[###############################]100%
(6/6)checkingforfileconflicts[###############################]100%
(6/6)checkingavailablediskspace[###############################]100%
::Processingpackagechanges...
(1/6)installingjsoncpp[###############################]100%
JsonCppheadersandbuildlibrariesarenowinjsoncpp-devel.
(2/6)installinglibarchive[###############################]100%
(3/6)installinglibrhash[###############################]100%
(4/6)installinglibuv[###############################]100%
(5/6)installingpkgconf[###############################]100%
(6/6)installingcmake[###############################]100%

嘗試查看版本號(hào)，可以確認(rèn) CMake 工具已經(jīng)安裝完成并可正常使用。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$cmake--version
cmakeversion3.23.2

CMakesuitemaintainedandsupportedbyKitware(kitware.com/cmake).

在 MSYS2 環(huán)境中安裝 armgcc 工具集

MSYS2 的包管理器中也包含了 armgcc 的工具集，可以使用pacman搜索 arm-none-eabi-gcc ，找到對(duì)應(yīng)的軟件包。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$pacman-Ssarm-none-eabi-gcc
mingw32/mingw-w64-i686-arm-none-eabi-gcc10.1.0-2(mingw-w64-i686-arm-none-eabi-toolchain)
GNUToolsforARMEmbeddedProcessors-GCC(mingw-w64)
mingw64/mingw-w64-x86_64-arm-none-eabi-gcc10.1.0-2(mingw-w64-x86_64-arm-none-eabi-toolchain)
GNUToolsforARMEmbeddedProcessors-GCC(mingw-w64)

圖3 在SYS2環(huán)境中使用pacman檢索 armgcc 工具集

但實(shí)際上， armgcc 工具集也提供了Windows操作系統(tǒng)下的可執(zhí)行文件，因此，這里推薦的做法是，直接下載并解壓Windows操作系統(tǒng)的 armgcc 工具集的壓縮包，然后在 MSYS2 中引用。這個(gè)過(guò)程展現(xiàn)了另一種在 MSYS2 環(huán)境中集成工具軟件的方法，但更重要的是，在Windows操作系統(tǒng)中安裝的 armgcc 工具集，同時(shí)還可以被其它可用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境引用，例如VS Code，這樣可以避免重復(fù)安裝同一個(gè)軟件包，確保在同一臺(tái)開(kāi)發(fā)主機(jī)上編譯器行為的一致性。

在Arm的官網(wǎng)上，可下載Windows操作系統(tǒng)版本對(duì)應(yīng)的armgcc編譯器工具包。如圖4所示。

圖4 在MSYS2官網(wǎng)下載MSYS2安裝包

如圖4所示頁(yè)面中，下載 gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10-win32.zip 文件，解壓至Windows文件系統(tǒng)的目錄中，例如 C:gcc-arm-none-eabi-xxxx 目錄。然后，在MSYS2的安裝目錄下的etc目錄下，例如 C:/msys64/etc ，在其中profile文件末尾處添加對(duì)gcc-arm-none-eabi工具集的引用路徑。

另外，可在MSYS2運(yùn)行環(huán)境中創(chuàng)建`armgcc`_DIR`環(huán)境變量，后續(xù)編譯MindSDK的`armgcc`工程時(shí)，將會(huì)使用`armgcc`_DIR`環(huán)境變量檢索`armgcc`編譯工具集的路徑。

...
echo"###################################################################"
echo"##"
echo"##"
echo"#CAUTION#"
echo"##"
echo"#ThisisfirststartofMSYS2.#"
echo"#YouMUSTrestartshelltoapplynecessaryactions.#"
echo"##"
echo"##"
echo"###################################################################"
echo
echo
fi
unsetMAYBE_FIRST_START
exportPATH="/c/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10/bin:$PATH"
export`armgcc`_DIR="/c/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10"

保存更改過(guò)的文件后，使用 source 命令，激活對(duì) profile 文件的更新，讓更新的內(nèi)容在 MSYS2 環(huán)境中生效。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$source/etc/profile

可查看 PATH 變量的最新值，若添加成功，則可觀察到已包含 arm-gcc-none-eabi 的引用路徑。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$echo$PATH
/c/gcc-arm-none-eabi-10.3-2021.10/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/opt/bin:/c/Windows/System32:/c/Windows:/c/Windows/System32/Wbem:/c/Windows/System32/WindowsPowerShell/v1.0/:/usr/bin/site_perl:/usr/bin/vendor_perl:/usr/bin/core_perl

可試著查看 arm-gcc-none-eabi 工具的版本號(hào)，驗(yàn)證 armgcc 可在 MSYS2 中被正常調(diào)用。

MindMotion@DESKTOP-MCR7G5AMSYS~
$arm-none-eabi-gcc--version
arm-none-eabi-gcc.exe(GNUArmEmbeddedToolchain10.3-2021.10)10.3.120210824(release)
Copyright(C)2020FreeSoftwareFoundation,Inc.
Thisisfreesoftware;seethesourceforcopyingconditions.ThereisNO
warranty;notevenforMERCHANTABILITYorFITNESSFORAPARTICULARPURPOSE.

至此，基于Windows操作系統(tǒng)，在MSYS2環(huán)境中安裝armgcc工具鏈完成。

編譯MindSDK樣例工程

用戶(hù)可以在MindSDK的網(wǎng)站上下載適用于 armgcc 工具鏈創(chuàng)建的工程，即可在 MSYS2 環(huán)境中執(zhí)行編譯創(chuàng)建可執(zhí)行文件。這里以 plus-f5270 開(kāi)發(fā)板上的 hello_world 工程為例。

MindMotion@PF2LD92HMSYS/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/build/armgcc
$ls
CMakeLists.txtarmgcc.cmakebuild.shclean.sh

MindMotion@PF2LD92HMSYS/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/build/armgcc
$./build.sh
--TOOLCHAIN_DIR:/usr/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major
--BUILD_TYPE:debug
--TOOLCHAIN_DIR:/usr/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major
--BUILD_TYPE:debug
--TheCcompileridentificationisGNU10.2.1
--TheCXXcompileridentificationisGNU10.2.1
--DetectingCcompilerABIinfo
--DetectingCcompilerABIinfo-done
--CheckforworkingCcompiler:/usr/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major/bin/arm-none-eabi-gcc-skipped
--DetectingCcompilefeatures
--DetectingCcompilefeatures-done
--DetectingCXXcompilerABIinfo
--DetectingCXXcompilerABIinfo-done
--CheckforworkingCXXcompiler:/usr/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major/bin/arm-none-eabi-g++-skipped
--DetectingCXXcompilefeatures
--DetectingCXXcompilefeatures-done
--TheASMcompileridentificationisGNU
--Foundassembler:/usr/gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major/bin/arm-none-eabi-gcc
--Configuringdone
--Generatingdone
--Buildfileshavebeenwrittento:/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/build/armgcc
Scanningdependenciesoftargetmy_project.elf
[2%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/applications/demo_apps/basic/hello_world/main.c.obj
[5%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/board_init.c.obj
[8%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/clock_init.c.obj
[11%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/boards/plus-f5270/demo_apps/basic/hello_world/pin_init.c.obj
[14%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/drivers/hal_power.c.obj
[17%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/drivers/hal_pwr.c.obj
[20%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/drivers/hal_rcc.c.obj
[23%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/drivers/hal_syscfg.c.obj
[26%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/adc_1/hal_adc.c.obj
[29%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/comp_1/hal_comp.c.obj
[32%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/cordic_0/hal_cordic.c.obj
[35%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/crc_0/hal_crc.c.obj
[38%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/dac_1/hal_dac.c.obj
[41%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/dma_1/hal_dma.c.obj
[44%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/exti_0/hal_exti.c.obj
[47%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/flexcan_0/hal_flexcan.c.obj
[50%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/fsmc_0/hal_fsmc.c.obj
[52%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/gpio_0/hal_gpio.c.obj
[55%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/i2c_0/hal_i2c.c.obj
[58%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/i2s_0/hal_i2s.c.obj
[61%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/iwdg_0/hal_iwdg.c.obj
[64%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/lptim_0/hal_lptim.c.obj
[67%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/lpuart_0/hal_lpuart.c.obj
[70%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/mds_0/hal_mds.c.obj
[73%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/rtc_0/hal_rtc.c.obj
[76%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/qspi_0/hal_qspi.c.obj
[79%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/spi_0/hal_spi.c.obj
[82%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/tim_1/hal_tim.c.obj
[85%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/uart_0/hal_uart.c.obj
[88%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/usb_0/hal_usb.c.obj
[91%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/drivers/wwdg_0/hal_wwdg.c.obj
[94%]BuildingCobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/system_mm32f5277e.c.obj
[97%]BuildingASMobjectCMakeFiles/my_project.elf.dir/d/_git_repos/mm32-mcu-sdk/devices/MM32F5277E/armgcc/startup_mm32f5277e.S.obj
[100%]LinkingCexecutabledebug/my_project.elf
[100%]Builttargetmy_project.elf

編譯成功，創(chuàng)建了 my_project.elf 文件。

審核編輯：劉清