【stm32】cmake脚本（一）

这个写了自动配置cmake环境脚本，可以自己改自己用的交叉编译器。

【stm32】bash自动配置buildenv自动配置编译环境_edgetx 编译-CSDN博客

平台ubuntu22.04，代码查看使用vscode。背景为一套可以按要求为不同stm32编译同样功能的代码。

使用了CMake缓存文件，可以提高后续代码编译速度。文件为CMakeCache.txt。

arm-none-eabi.cmake

cpp 复制代码

# arm-none-eabi toolchain
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

if(MINGW OR WIN32)
  set(EXE_SUFFIX ".exe")
  set(CMAKE_OBJECT_PATH_MAX 200)
endif()

if(ARM_TOOLCHAIN_DIR)
  cmake_path(SET ARM_TOOLCHAIN_DIR NORMALIZE ${ARM_TOOLCHAIN_DIR})
  set(ARM_TOOLCHAIN_DIR "${ARM_TOOLCHAIN_DIR}/")
endif()

set(CMAKE_AR           ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ar${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_ASM_COMPILER ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcc${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_C_COMPILER   ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcc${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-g++${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_LINKER       ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ld${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_OBJCOPY      ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-objcopy${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_RANLIB       ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ranlib${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_SIZE_UTIL    ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-size${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_STRIP        ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-strip${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_GCOV         ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcov${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")

# Generate .elf files
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX ".elf")
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX_C ".elf")
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX_CXX ".elf")

# Default C compiler flags
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_C_FLAGS_DEBUG_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_C_FLAGS_RELEASE_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)

# Default C++ compiler flags
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)

# customize linker command
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "")
set(CMAKE_C_LINK_EXECUTABLE "<CMAKE_C_COMPILER> <FLAGS> <LINK_FLAGS> <OBJECTS>  -o <TARGET> <LINK_LIBRARIES>")
set(CMAKE_CXX_LINK_EXECUTABLE "<CMAKE_CXX_COMPILER> <FLAGS> <LINK_FLAGS> <OBJECTS>  -o <TARGET> <LINK_LIBRARIES>")
# 工具链文件中的标准配置
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)   # 构建工具来自主机
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY ONLY)    # 库必须来自ARM工具链
set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY)    # 头文件必须来自ARM工具链

下面两个可以用默认不添加到代码中。

cpp 复制代码

set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_C_EXTENSIONS ON)

行1作用 ：如果编译器不支持指定的 C11 标准，报错并停止构建。大部分用off

行2作用 ：允许使用 编译器特定的扩展功能。#-std=gnu11。大部分用on

开头设置

cpp 复制代码

# arm-none-eabi toolchain
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)

作用：告诉 CMake 这是裸机系统（无操作系统），禁用所有操作系统特定功能。

作用：指定目标处理器架构为 ARM。

作用：设置 C++ 语言标准为 C++17（注意：这里只设置了C++，没有设置C标准）。

cpp 复制代码

if(MINGW OR WIN32)
  set(EXE_SUFFIX ".exe")
  set(CMAKE_OBJECT_PATH_MAX 200)
endif()

Windows 平台特殊处理，添加 .exe 后缀并解决长路径问题。

toolchain

设置工具，不代表一定使用。加粗的要注意一点。

工具	作用	在STM32开发中的具体用途
arm-none-eabi-gcc	C编译器	编译C源代码为STM32机器码
arm-none-eabi-g++	C++编译器	编译C++代码（如果项目使用）
arm-none-eabi-ld	链接器	将多个.o文件链接成最终可执行文件
arm-none-eabi-ar	静态库工具	创建和管理静态库文件(.a)
arm-none-eabi-objcopy	二进制转换	将ELF转换为HEX/BIN烧录文件
arm-none-eabi-objdump	反汇编	查看机器码对应的汇编指令
arm-none-eabi-size	大小分析	查看固件各段大小（Flash/RAM使用）
arm-none-eabi-strip	符号剔除	移除调试符号，减小固件大小
arm-none-eabi-ranlib	库索引	为静态库生成索引，加快链接速度
arm-none-eabi-gcov	代码覆盖	测试覆盖率分析（开发阶段）

cpp 复制代码

if(ARM_TOOLCHAIN_DIR)
  cmake_path(SET ARM_TOOLCHAIN_DIR NORMALIZE ${ARM_TOOLCHAIN_DIR})
  set(ARM_TOOLCHAIN_DIR "${ARM_TOOLCHAIN_DIR}/")
endif()

set(CMAKE_AR           ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ar${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_ASM_COMPILER ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcc${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_C_COMPILER   ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcc${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_CXX_COMPILER ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-g++${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_LINKER       ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ld${EXE_SUFFIX})
set(CMAKE_OBJCOPY      ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-objcopy${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_RANLIB       ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-ranlib${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_SIZE_UTIL    ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-size${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_STRIP        ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-strip${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")
set(CMAKE_GCOV         ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-gcov${EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")

这里建议自己设置。

没有设置路径会在Path下找。设置全套编译工具，使用 GCC 作为 C/C++/ASM 编译器，ld 作为链接器。

有cache的行是设置二进制工具并缓存，避免重复查找。

对于set(CMAKE_OBJCOPY ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}arm-none-eabi-objcopy$ {EXE_SUFFIX} CACHE INTERNAL "")cache缓存

部分	作用	示例
`CACHE`	将变量存入CMake缓存	持久化保存
`INTERNAL`	内部变量，不显示在GUI中	对用户隐藏
`""`	变量描述（空字符串）	无需描述

链接器使用：

使用 g++ 作为链接器

cpp 复制代码

set(CMAKE_LINKER ${TOOLCHAIN_PREFIX}g++)

优点：

✅ 自动处理C++标准库（libstdc++）
✅ 自动处理异常处理（unwind库）
✅ 自动处理静态构造函数
✅ 简化C++项目配置

缺点：

❌ 可能链接不必要的C++库，增加固件大小
❌ 对纯C项目有些"过重"

使用 ld 作为链接器

cpp 复制代码

set(CMAKE_LINKER ${TOOLCHAIN_PREFIX}ld)

这里用ld作为链接器，因为编译bootloader，需要体积小的固件。

优点：

极致精简，只链接明确指定的库
完全控制链接过程
固件体积最小

缺点：

手动管理所有库依赖
C++特性（异常、静态构造）需要手动配置

生成 .elf 文件

cpp 复制代码

# Generate .elf files
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX ".elf")
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX_C ".elf")
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX_CXX ".elf")

设置可执行文件输出格式为 ELF，这是嵌入式系统的标准格式。

调试/发布标志（CMake的预设机制）

cpp 复制代码

# Default C compiler flags
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")
set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_C_FLAGS_DEBUG_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")
set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_C_FLAGS_RELEASE_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)

# Default C++ compiler flags
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG "${CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE "${CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT}" CACHE STRING "" FORCE)

CMake的预设机制

这里的CMAKE_C_FLAGS_RELEASE和CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG作用于后面的编译命令中的占位符<FLAGS>，两个使用哪一个取决于你的编译模式。

Cmake有四种内置编译模式Debug 、Release 、MinSizeRel 和 RelWithDebInfo，这里用了Debug和Release。命令 cmake -DCMAKE_BUILD_TYPE=Debug可以切换编译模式。

C 语言

cpp 复制代码

set(CMAKE_C_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")

作用：调试模式：最大调试信息(-g3)、优化调试(-Og)、全警告(-Wall)、严格标准(-pedantic)、定义 DEBUG 宏。

cpp 复制代码

set(CMAKE_C_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")

作用：发布模式：最大优化(-O3)、开启警告。

C++ 标志

cpp 复制代码

set(CMAKE_CXX_FLAGS_DEBUG_INIT "-g3 -Og -Wall -pedantic -DDEBUG")
set(CMAKE_CXX_FLAGS_RELEASE_INIT "-O3 -Wall")

和C语言一样。

编译

cpp 复制代码

# customize linker command
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "")
set(CMAKE_C_LINK_EXECUTABLE "<CMAKE_C_COMPILER> <FLAGS> <LINK_FLAGS> <OBJECTS>  -o <TARGET> <LINK_LIBRARIES>")
set(CMAKE_CXX_LINK_EXECUTABLE "<CMAKE_CXX_COMPILER> <FLAGS> <LINK_FLAGS> <OBJECTS>  -o <TARGET> <LINK_LIBRARIES>")

占位符	默认值来源	如何自定义
`<FLAGS>`	`CMAKE_C_FLAGS`（C） `CMAKE_CXX_FLAGS`（C++）	`set(CMAKE_C_FLAGS "-mcpu=cortex-m4")`
`<LINK_FLAGS>`	`CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS`	`set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "-Tlink.ld")`
`<OBJECTS>`	`add_executable()` 的源文件列表	自动生成，无需手动设置
`<TARGET>`	`add_executable(目标名 ...)`	第一个参数就是目标名
`<LINK_LIBRARIES>`	`target_link_libraries(目标名 ...)`	第二个参数开始的所有库

这里的<FLAGS>在调试/发布标志里讲解了。其他的因为不同的stm32取决于其他CMakeLists文件里定义了，并且CMAKE_C_LINK_EXECUTABLE和CMAKE_C++_LINK_EXECUTABLE也是为主CMakeLists文件做准备。

交叉编译（Cross-Compiling）的核心隔离配置

这几个也是CMake的预设机制

模式	设置值	含义	实际例子
PROGRAM（程序）	`NEVER`	从不在目标系统找	`find_program(CMAKE_COMMAND)` 找 `cmake`
LIBRARY（库）	`ONLY`	只在目标系统找	`find_library(M_LIB m)` 找 `libm.a`
INCLUDE（头文件）	`ONLY`	只在目标系统找	`find_path(STDIO_H stdio.h)` 找头文件

cpp 复制代码

set(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER)   # 构建工具来自主机

CMAKE_FIND_ROOT_PATH这个可以自己设置，Linux默认就是/usr/bin，但是交叉编译的时候，这个路径被偷偷修改为之前编译器的路径了就不是/usr/bin这样就找不到**make、cmake、git、python 这些构建过程的辅助工具。因此使用never。**

修改原因是之前指定了交叉编译工具cmake自动修改导致的，如果你手动指定CMAKE_FIND_ROOT_PATH为/usr/bin就可以使用only。

其他两个同理，但是他们两个要的就是修改后的。

交叉编译：

复制代码

# 找 make 和cmake程序时：
# NEVER → 不在 /opt/gcc-arm 里找 → 在主机 /usr/bin 里找 ✅

本地编译：

复制代码

# 找 make 和cmake程序时：
# 在系统默认PATH里找 → /usr/bin/make ✅

复制代码

/opt/gcc-arm/bin/（是x86程序）
├── arm-none-eabi-gcc      # 目标编译器
├── arm-none-eabi-ld       # 目标链接器
├── arm-none-eabi-objcopy  # 目标工具
└── ...其他ARM工具
不包含：（是x86程序）
├── cmake    # 构建系统生成器
├── make     # 构建执行器  
├── ninja    # 替代构建器
└── git      # 版本控制