STEVAL-IDB007V1 演示工程代码结构和编译

cruelfox

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安装了 BlueNRG-1_2 DK 2.5.0 软件包以后，可以看到 Project\BLE_Examples 目录下有若干个现成的例子目录树。也就是 Firmware 目录中的演示内容的 .HEX 文件对应的工程文件在这里了。我把已经烧写体验过的 BLE_SensorDemo 作为测试对象来分析一番。目录结构是这样的：

BLE_SensorDemo
  ├─EWARM
  │  ├─BlueNRG-1
  │  └─BlueNRG-2
  ├─inc
  ├─MDK-ARM
  │  ├─BlueNRG-1
  │  └─BlueNRG-2
  ├─src
  └─TrueSTUDIO
      ├─BlueNRG-1
      │  └─.settings
      └─BlueNRG-2
          └─.settings

例子分别提供了 IAR, Keil, TrueStudio 三种开发环境的工程文件。如果熟悉的开发工具是这三者之一，可以直接导入进来，和开发STM32的流程就一样了。我本人习惯的是用 GCC 自己手工操作来编译，所以嘛仍然要需要转换一下。TrueStudio是用GCC的编译器，所以支持是没有问题的。我的电脑上没有安装TrueStudio，就自己手工拆解移植一个看看了。

在 TrueStudio\BlueNRG-1 子目录下有 BlueNRG1.ld 这个文件，它是给GNU ld (linker, 链接器)的脚本，说明编译后代码如何组织，RAM和ROM的地址和大小等等。用GCC开发单片机必须要有这样的文件，实在没有就得自己编写。在这个目录里还有 .project 和 .cproject 两个文本文件，是给 TrueStudio 用的，工程包含的文件、设置选项之类，可以看一下里面的内容来确定需要用到哪些文件，减少查找难度。

这个 Demo 例子的源代码在 src 和 inc 子目录下，文件数不多。
├─inc
│      BlueNRG1_conf.h
│      BlueNRG1_it.h
│      gatt_db.h
│      sensor.h
│      SensorDemo_config.h
│
├─src
│      BlueNRG1_it.c
│      gatt_db.c
│      sensor.c
│      SensorDemo_main.c

于是我可以把它们copy出来放到自己的一个目录下面，写一个初步的 Makefile 了：

1. default: demo.hex
   
2. 
   
3. CC =arm-none-eabi-gcc -c
   
4. LD =arm-none-eabi-gcc -nostdlib
   
5. CFLAGS =-g -O2 -Wall -mcpu=cortex-m0 -mthumb
   
6. LDFLAGS=-mcpu=cortex-m0 -mthumb -T ../BlueNRG1.ld
   
7. INC =-I../../CMSIS
   
8. 
   
9. APP_OBJ = sensor.o BlueNRG1_it.o gatt_db.o SensorDemo_main.o
   
10. 
    
11. demo.elf : $(APP_OBJ)
    
12.         $(LD) $(LDFLAGS) $^ -o $@ -lc
    
13. 
    
14. %.o : %.c
    
15.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $<
    
16. 
    
17. %.hex : %.elf
    
18.         arm-none-eabi-objcopy -Oihex $< $@
    

复制代码

但是这样必然不能得到编译结果，还缺很多东西，因为还没有把支持的库放进来。这会儿执行 make 肯定报错。

首先是报告 xxxxx.h 头文件找不到。可以搜索一下，其实需要的头文件都在和 Project 并列的 Library 目录下面了，这里面的源文件是所有工程共用的。
Library
  ├─BlueNRG1_Periph_Driver
  │  ├─inc
  │  └─src
  ├─Bluetooth_LE
  │  ├─inc
  │  ├─library
  │  ├─OTA
  │  │  ├─inc
  │  │  └─src
  │  └─Profile_Framework_Central
  │      ├─includes
  │      ├─library
  │      └─profiles
  │          └─ble_profile
  ├─CMSIS
  │  ├─Device
  │  │  └─ST
  │  │      └─BlueNRG1
  │  │          ├─Include
  │  │          └─Source
  │  └─Include
  ├─hal
  │  ├─inc
  │  └─src
  ├─SDK_Eval_BlueNRG1
  │  ├─inc
  │  └─src


所以首先需要告诉 GCC 在哪些目录下去查找 .h 头文件，可以在 gcc 命令行使用 -I 参数添加。分析下，Library 目录下面的文件组成部分：
(1) BlueNRG1_Periph_Driver   这里面是片上设备的驱动函数库，相当于 STM32 Standard Periphral Driver 库的内容。
(2) Bluetooth_LE       这里应该就是 BLE 协议栈的库了，只有头文件和编译好的库文件，不提供源代码。
(3) CMSIS             开发ARM Cortex-m都需要的，基本的寄存器定义在这里面
(4) hal                  猜测是 Hardware Abstract Layer 意思吧，但是和STM32相比，文件少多了，并不是STM32 HAL库的对应。
(5) SDK_Eval_BlueNRG1        和开发板有关的内容，比如板载的传感器支持
把这几个目录里面的 inc 目录都加到 GCC 头文件搜索路径里面去以后，可以顺利编译源代码中的 .c 文件了，得到对应的 .o 目标文件。

当然，还不能生成最后的程序，因为还有很多函数找不到，它们在 library 的 src 目录里面。参考下 TrueStudio 工程文件里面列出的 .c 文件，可以把这些文件都编译成模块，加到工程里面。最终我的 Makefile 是这个样子的：

1. default: demo.hex
   
2. 
   
3. CC =arm-none-eabi-gcc -c
   
4. LD =arm-none-eabi-gcc -nostdlib
   
5. CFLAGS =-g -O2 -Wall -mcpu=cortex-m0 -mthumb -std=c99 -fshort-wchar
   
6. LDFLAGS=-mcpu=cortex-m0 -mthumb -T ../BlueNRG1.ld
   
7. INC =-I../../ST -I../../CMSIS -I. -I../hal/inc -I../Driver/inc -I../BLE/inc -I../SDK_Eval/inc
   
8. 
   
9. APP_OBJ = sensor.o BlueNRG1_it.o gatt_db.o SensorDemo_main.o
   
10. 
    
11. SYS_OBJ = system_bluenrg1.o
    
12. 
    
13. HAL_OBJ = \
    
14.         lib/clock.o \
    
15.         lib/osal.o \
    
16.         lib/sleep.o \
    
17.         lib/context_switch.o
    
18. 
    
19. DRV_OBJ = \
    
20.         lib/BlueNRG1_adc.o \
    
21.         lib/BlueNRG1_dma.o \
    
22.         lib/BlueNRG1_flash.o \
    
23.         lib/BlueNRG1_gpio.o \
    
24.         lib/BlueNRG1_i2c.o \
    
25.         lib/BlueNRG1_mft.o \
    
26.         lib/BlueNRG1_pka.o \
    
27.         lib/BlueNRG1_rng.o \
    
28.         lib/BlueNRG1_rtc.o \
    
29.         lib/BlueNRG1_spi.o \
    
30.         lib/BlueNRG1_sysCtrl.o \
    
31.         lib/BlueNRG1_uart.o \
    
32.         lib/BlueNRG1_wdg.o \
    
33.         lib/BlueNRG1_pka.o \
    
34.         lib/misc.o
    
35. 
    
36. SDK_OBJ = \
    
37.         lib/LPS25HB.o \
    
38.         lib/LSM6DS3.o \
    
39.         lib/SDK_EVAL_Button.o \
    
40.         lib/SDK_EVAL_Com.o \
    
41.         lib/SDK_EVAL_Config.o \
    
42.         lib/SDK_EVAL_I2C.o \
    
43.         lib/SDK_EVAL_Led.o \
    
44.         lib/SDK_EVAL_SPI.o
    
45. 
    
46. BLE_LIB = ../BLE/lib/libbluenrg1_stack.a
    
47. 
    
48. demo.elf : $(APP_OBJ) $(HAL_OBJ) $(DRV_OBJ) $(SDK_OBJ) $(SYS_OBJ)
    
49.         $(LD) $(LDFLAGS) $^ $(BLE_LIB) -o $@ -lc
    
50. 
    
51. %.o : %.c
    
52.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $<
    
53. 
    
54. %.o : ../%.c
    
55.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $< -o $@
    
56. 
    
57. lib/%.o : ../hal/src/%.c
    
58.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $< -o $@
    
59. 
    
60. lib/%.o : ../hal/src/%.S
    
61.         $(CC) $(CFLAGS) $< -o $@
    
62. 
    
63. lib/%.o : ../Driver/src/%.c
    
64.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $< -o $@
    
65. 
    
66. lib/%.o : ../SDK_Eval/src/%.c
    
67.         $(CC) $(CFLAGS) $(INC) $< -o $@
    
68. 
    
69. %.hex : %.elf
    
70.         arm-none-eabi-objcopy -Oihex $< $@

复制代码

我把 DK 中 Library 部分也 copy 了一份到我自己的目录下，并且修改了其中的目录名（目的是把路径书写简化），有的子目录调整了一下。库中的C代码编译之后放在工程的 lib 子目录下，是为了和 Demo 工程专有的代码区分。

还要注意的是 hal 目录有一个汇编文件 context_switch.s 它不能用 GNU as 直接汇编，而要通过 gcc 预处理（打开看就发现它使用了C语言的 #include, #define 之类指令），所以需要把文件名改为大写的 .S 后缀。我在这里疑惑了一阵。

此外，在 link 的时候会遇到一个警告，意思是 wchar_t 类型是4字节还是2字节，在某几个模块里和最后的输出文件不一样。我没有在单片机上用过wchar_t，网上搜索了下，最后是决定把gcc编译选项加上 -fshort-wchar 然后忽略link的警告。

代码搬过来后直接用 make 命令就可以按照我写的 Makefile 规则进行编译了，处理成功后可得到 .HEX 文件。
附件是我移植过来的GCC纯命令行编译可操作的工程目录压缩包。

cruelfox

占个楼，后面加内容。

gs001588

厉害，非常佩服用GCC直接搞的牛人

viphotman

厉害，这个搞法想都想不到