0501-cubeMX生成的makefile详解 (A look into the makefile generated by cubeMX)

本文深入解析了STM32CubeMX自动生成的Makefile,介绍了其主要功能、关键指令和生成流程。从.c和.s文件开始,通过make all指令,详细分析了如何生成.elf、.bin和.hex文件,以及Makefile中涉及的编译和链接过程。此外,还探讨了Makefile中如OBJECTS、vpath等变量的作用。

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1.1 综述

makefile是干什么的?参考wiki的解释就是它是一个 build automation 工具,本质上是一个脚本,通过make指令调用了make.exe执行脚本,进而实现一条指令完成.c文件的编译和目标bin文件的创建;当然如果你不用make的话,且你足够勤奋的话,你可以直接在命令行里输入gcc xxx xx xx xxx 等一大串几百字符长的指令来实现。makefile是一个脚本文件,它描述了,1-编译的原料在哪里,就是.c和.s的文件列表,还有头文件.h列表,2-链接文件.ld在哪里,链接文件是编译器需要的参数,3-配置参数,即各种flag,这些flag也是打给编译器的参数,4-编译器在哪里,放在哪个目录下,对于arm一般就是c:/xx/x/arm-nono-eabi-gcc.exe的目录,5-make all的详细指令,就是把前面1~4点的内容合并上,1~4点都是gcc指令的参数。

note1:make是一个大佬在bell实验室里发明的,此文章针对 stm32即arm平台的,其他平台的基本是类似的。 

note2:make里最关键调用的指令是编译指令‘gcc’,看来gcc一家独大

note3:makefile里面都是文本操作,本质上是代你敲命令行,省你敲键盘

1.2 前提

前提:要理解这个笔记需要有makefile基本语法知识,如果完全小白,一定先花1小时先看一下Make (software) - Wikipedia ,就掌握足够用的知识点,一些不常用的我们在下文里单独说一下。详细的学习可以在  Makefile Tutorial By Example 这里,或官网  GNU make (我估计没人看)。

关键的就是如下所示的指令,包含一个‘:’冒号。makefile的命令(他们称为rule规则)说明如何由‘原料’制作‘目标’,使用的方法是‘命令1’的指令。

<目标> : <原料>

      <命令1>

      <命令2>

1.3 文章涉及的文件与硬件

我使用的是stm32f407g-disc1开发板,使用cubemx, 配置如下图所示,全部使用默认配置:168Mhz时钟,project name=mayten,(因为是5月10日生成的),把toolchain设置成makefile然后就生成了。生成的makefile我也放在这里。由cubemx生成的工程是完整的,可以直接make生成bin文件。

 

##########################################################################################################################
# File automatically-generated by tool: [projectgenerator] version: [3.19.2] date: [Wed May 10 10:09:22 CST 2023]
##########################################################################################################################

# ------------------------------------------------
# Generic Makefile (based on gcc)
#
# ChangeLog :
#	2017-02-10 - Several enhancements + project update mode
#   2015-07-22 - first version
# ------------------------------------------------

######################################
# target
######################################
TARGET = mayten


######################################
# building variables
######################################
# debug build?
DEBUG = 1
# optimization
OPT = -Og


#######################################
# paths
#######################################
# Build path
BUILD_DIR = build

######################################
# source
######################################
# C sources
C_SOURCES =  \
Core/Src/main.c \
Core/Src/stm32f4xx_it.c \
Core/Src/stm32f4xx_hal_msp.c \
USB_HOST/App/usb_host.c \
USB_HOST/Target/usbh_conf.c \
USB_HOST/Target/usbh_platform.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_hcd.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_ll_usb.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_rcc_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_flash.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_flash_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_flash_ramfunc.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_gpio.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_dma.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_pwr.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_pwr_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_cortex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_exti.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_i2c.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_i2c_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_i2s.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_i2s_ex.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_spi.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_tim.c \
Drivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Src/stm32f4xx_hal_tim_ex.c \
Core/Src/system_stm32f4xx.c \
Middlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Core/Src/usbh_core.c \
Middlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Core/Src/usbh_ctlreq.c \
Middlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Core/Src/usbh_ioreq.c \
Middlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Core/Src/usbh_pipes.c \
Middlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Class/CDC/Src/usbh_cdc.c  

# ASM sources
ASM_SOURCES =  \
startup_stm32f407xx.s
GCC_PATH = c:/gcc-arm-none-eabi/bin

#######################################
# 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
 
#######################################
# CFLAGS
#######################################
# cpu
CPU = -mcpu=cortex-m4

# fpu
FPU = -mfpu=fpv4-sp-d16

# float-abi
FLOAT-ABI = -mfloat-abi=hard

# mcu
MCU = $(CPU) -mthumb $(FPU) $(FLOAT-ABI)

# macros for gcc
# AS defines
AS_DEFS = 

# C defines
C_DEFS =  \
-DUSE_HAL_DRIVER \
-DSTM32F407xx


# AS includes
AS_INCLUDES = 

# C includes
C_INCLUDES =  \
-IUSB_HOST/App \
-IUSB_HOST/Target \
-ICore/Inc \
-IDrivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc \
-IDrivers/STM32F4xx_HAL_Driver/Inc/Legacy \
-IMiddlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Core/Inc \
-IMiddlewares/ST/STM32_USB_Host_Library/Class/CDC/Inc \
-IDrivers/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include \
-IDrivers/CMSIS/Include


# compile gcc flags
ASFLAGS = $(MCU) $(AS_DEFS) $(AS_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sections

CFLAGS += $(MCU) $(C_DEFS) $(C_INCLUDES) $(OPT) -Wall -fdata-sections -ffunction-sections

ifeq ($(DEBUG), 1)
CFLAGS += -g -gdwarf-2
endif


# Generate dependency information
CFLAGS += -MMD -MP -MF"$(@:%.o=%.d)"


#######################################
# LDFLAGS
#######################################
# link script
LDSCRIPT = STM32F407VGTx_FLASH.ld

# 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 $(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex $(BUILD_DIR)/$(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 $@
	@echo "gcc-ing: $@"

$(BUILD_DIR)/%.o: %.s Makefile | $(BUILD_DIR)
	@$(AS) -c $(CFLAGS) $< -o $@
	@echo "gcc-ing: $@"

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf: $(OBJECTS) Makefile
	@$(CC) $(OBJECTS) $(LDFLAGS) -o $@
	@echo "making elf, $@"
	$(SZ) $@

$(BUILD_DIR)/%.hex: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(BUILD_DIR)
	$(HEX) $< $@
	
$(BUILD_DIR)/%.bin: $(BUILD_DIR)/%.elf | $(BUILD_DIR)
	$(BIN) $< $@	
	
$(BUILD_DIR):
	mkdir $@		

#######################################
# clean up
#######################################
clean:
	-rm -fR $(BUILD_DIR)
  
#######################################
# depen
<think>我们正在处理一个关于在Ubuntu上使用STM32CubeMX生成Makefile进行编译和运行的问题。根据引用内容,我们可以总结出以下步骤:1.使用STM32CubeMX生成Makefile项目。2.在Ubuntu系统中,打开终端并进入Makefile所在的目录。3.可能需要修改代码(例如添加printf支持,如引用[1]所示)。4.使用make命令进行编译(如引用[1]和引用[4]所示)。5.编译后会生成.bin,.elf,.hex等文件,这些文件可以用于烧录到STM32开发板。注意:运行实际上是在目标硬件(STM32开发板)上运行,而不是在Ubuntu系统上直接运行。因此,编译后需要烧录到开发板。具体步骤:步骤1:生成Makefile项目-STM32CubeMX中配置好项目,选择开发工具为“Makefile”,然后生成代码。步骤2:修改代码(如果需要)-例如,添加串口打印功能,需要修改main.c文件,添加#include<stdio.h>并重写_write函数(如引用[1]所示)。-也可以添加其他应用代码。步骤3:在Ubuntu中打开终端,进入项目目录-这个目录应该包含Makefile文件。步骤4:编译项目-在终端中输入命令:make-如果编译成功,会在当前目录或指定输出目录生成可烧录文件(如.bin,.elf,.hex)。步骤5:烧录到开发板-使用烧录工具(如STM32CubeProgrammer、JLink、OpenOCD等)将生成的文件烧录到开发板。-烧录后,程序将在开发板上运行。另外,引用[2]提供了一个GitHub项目,展示了在Ubuntu环境下配置STM32开发环境的完整流程,包括使用CubeMX生成代码、VScode编辑、arm-none-eabi-gcc编译、JLink烧录和Ozone调试。引用[3]则具体说明了如何配置FATFS文件系统,其中也涉及了Makefile的使用。引用[4]是关于在Ubuntu下使用gcc和Makefile编译C程序的简单示例,可以帮助理解Makefile的基本使用。因此,回答应该包括上述步骤,并强调编译后的烧录过程。根据用户问题:“我想在Ubuntu系统中打开并运行由CubeMX生成Makefile文件请问如何在Ubuntu上使用CubeMX生成Makefile文件进行编译和运行”注意:用户可能误以为在Ubuntu上“运行”,实际上是在开发板上运行。需要澄清。回答结构:1.解释Makefile项目的生成和编译环境。2.详细步骤(包括修改代码、编译、烧录)。3.可能遇到的问题及解决方案(如串口重定向、工具链安装等)。同时,根据指令,需要生成相关问题。</think>### 在Ubuntu中使用CubeMX生成Makefile编译和运行STM32项目 #### 操作步骤: 1. **环境准备** - 安装交叉编译工具链: ```bash sudo apt install gcc-arm-none-eabi ``` - 确保已安装`make`工具: ```bash sudo apt install make ``` 2. **生成Makefile项目** 在STM32CubeMX中: - 完成外设配置(如USART、SDMMC等) - 在 **Project Manager → Toolchain/IDE** 选择 `Makefile` - 点击 **Generate Code** 生成项目文件[^3] 3. **修改代码(可选)** 如需添加串口打印功能,在`Src/main.c`中: ```c #include <stdio.h> int _write(int fd, char *ch, int len) { HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)ch, len, 0xFFFF); return len; } // 主循环中添加测试代码 printf("Test Message\n"); HAL_Delay(1000); ``` 4. **编译项目** ```bash cd /path/to/project # 进入Makefile所在目录 make clean # 清理旧编译文件(可选) make -j4 # 使用4线程编译 ``` - 编译成功后生成`build`目录,包含`.bin/.elf/.hex`文件[^1] 5. **烧录到开发板** - 使用ST-Link或JLink烧录: ```bash st-flash write build/project_name.bin 0x8000000 ``` - 或通过STM32CubeProgrammer GUI工具烧录 6. **运行与调试** - 连接开发板串口到Ubuntu: ```bash minicom -D /dev/ttyACM0 # 查看串口输出 ``` - 使用Ozone或OpenOCD进行调试[^2] #### 常见问题解决: - **编译错误**:检查`Makefile`中工具链路径是否正确,确认`arm-none-eabi-gcc`已安装 - **串口无输出**:确认`_write()`函数重定向正确,且波特率匹配 - **栈溢出**:在CubeMX中增大栈空间(默认0x400→0x800)[^3] #### 工具链推荐: ```mermaid graph LR A[CubeMX生成代码] --> B[VSCode编辑] B --> C[make编译] C --> D[JLink烧录] D --> E[Ozone调试] ```
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