搭建CMake+Ninja+GCC开发GD32

1.1 CMake Windows x64 MSI：

cmake-4.3.2-windows-x86_64.msi

1.2 Ninja 官方 GitHub Release

https://github.com/ninja-build/ninja/releases

解压到E:/Programs，这里路径，arm-none-eabi-gcc.cmake里面修改

1.3 gcc

https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads

arm-gnu-toolchain-15.2.rel1-mingw-w64-x86_64-arm-none-eabi.zip

解压后，路径加入系统环境变量

1.4 验证

bash 复制代码

cmake --version

bash 复制代码

ninja --version

CMake + Ninja 工程说明

本工程使用 CMake 生成 Ninja 构建规则，再由 Ninja 调用 ARM GCC 编译固件。

整体关系如下：

text 复制代码

CMakeLists.txt
    |
    v
cmake -G Ninja
    |
    v
build/build.ninja
    |
    v
ninja
    |
    v
TARGET_NAME.elf / TARGET_NAME.hex / TARGET_NAME.bin / TARGET_NAME.map

1. CMakeLists.txt 是什么

CMakeLists.txt 是 CMake 工程的主配置文件。

它用来描述：

text 复制代码

项目名称
使用的编程语言
源文件列表
头文件搜索路径
宏定义
CPU 编译参数
链接脚本
最终输出文件
构建后的转换动作

对于嵌入式工程，它通常还会配置：

text 复制代码

MCU 内核参数，例如 cortex-m0plus
启动汇编文件
链接脚本 .ld
objcopy 生成 .hex / .bin
size 输出 Flash / RAM 占用

2. CMake、Ninja、GCC 的关系

三者分工不同：

text 复制代码

CMake：读取 CMakeLists.txt，生成构建规则
Ninja：读取 build.ninja，执行具体编译命令
GCC：真正编译 C/ASM 文件并链接生成固件

也就是：

text 复制代码

CMakeLists.txt  --cmake-->  build.ninja  --ninja-->  gcc 编译/链接

3. 为什么不直接手写 build.ninja

build.ninja 通常不手写。

原因是：

text 复制代码

Ninja 语法很简单，适合快速执行，不适合维护复杂工程逻辑
CMakeLists.txt 更适合描述跨平台工程结构
CMake 可以自动生成依赖关系和构建规则

所以推荐维护：

text 复制代码

CMakeLists.txt

而不是维护：

text 复制代码

build.ninja

4. toolchain 文件是什么

交叉编译时，CMake 需要知道使用哪一套编译器。

因此会单独准备一个 toolchain 文件，例如：

text 复制代码

arm-none-eabi-gcc.cmake

它里面通常指定：

cmake 复制代码

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)
set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)

set(TOOLCHAIN_DIR "E:/Programs/arm-gnu-toolchain/bin")

set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-gcc.exe")
set(CMAKE_ASM_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-gcc.exe")
set(CMAKE_OBJCOPY "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-objcopy.exe")
set(CMAKE_SIZE "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-size.exe")

set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

这样即使 arm-none-eabi-gcc.exe 没有加入系统 PATH，CMake 也能找到它。

5. 典型目录结构

推荐目录结构如下：

text 复制代码

Project_ninja/
    CMakeLists.txt
    arm-none-eabi-gcc.cmake
    startup_xxx_gcc.s
    target.ld
    build/
        build.ninja
        TARGET_NAME.elf
        TARGET_NAME.hex
        TARGET_NAME.bin
        TARGET_NAME.map

其中：

text 复制代码

CMakeLists.txt              CMake 主配置文件
arm-none-eabi-gcc.cmake     ARM GCC 工具链配置
startup_xxx_gcc.s           MCU 启动文件
target.ld                   链接脚本
build/                      CMake/Ninja 构建输出目录

6. 配置工程

第一次构建前，需要先执行 CMake 配置：

powershell 复制代码

cmake -S .\Project_ninja -B .\Project_ninja\build -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

参数含义：

text 复制代码

-S .\Project_ninja
指定源码目录，也就是 CMakeLists.txt 所在目录

-B .\Project_ninja\build
指定构建输出目录

-G Ninja
指定生成 Ninja 构建规则

-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=...
指定 ARM GCC 工具链文件

配置成功后，会生成：

text 复制代码

Project_ninja/build/build.ninja

7. 编译工程

配置完成后，执行：

powershell 复制代码

cmake --build .\Project_ninja\build

或者进入 build 目录后直接执行：

powershell 复制代码

ninja

构建成功后，通常会生成：

text 复制代码

Project_ninja/build/TARGET_NAME.elf
Project_ninja/build/TARGET_NAME.hex
Project_ninja/build/TARGET_NAME.bin
Project_ninja/build/TARGET_NAME.map

8. 清理工程

删除构建目录即可完整清理：

powershell 复制代码

Remove-Item -Recurse -Force .\Project_ninja\build

然后重新配置：

powershell 复制代码

cmake -S .\Project_ninja -B .\Project_ninja\build -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

9. CMakeLists.txt 常见内容

一个嵌入式 CMake 工程通常包含：

cmake 复制代码

cmake_minimum_required(VERSION 3.20)

project(TARGET_NAME C ASM)

set(CMAKE_C_STANDARD 99)
set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF)

set(TARGET_NAME target_name)
set(ROOT_DIR ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/..)
set(LINKER_SCRIPT ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/target.ld)

源文件：

cmake 复制代码

set(PROJECT_SOURCES
    ${ROOT_DIR}/User/main.c
    ${ROOT_DIR}/User/system_xxx.c
    ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/startup_xxx_gcc.s
)

头文件路径：

cmake 复制代码

target_include_directories(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE
    ${ROOT_DIR}/User
    ${ROOT_DIR}/Drivers/CMSIS/Include
)

宏定义：

cmake 复制代码

target_compile_definitions(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE
    MCU_MODEL
    USE_FULL_LL_DRIVER
)

CPU 参数：

cmake 复制代码

set(CPU_FLAGS
    -mcpu=cortex-m0plus
    -mthumb
    -mfloat-abi=soft
)

编译参数：

cmake 复制代码

target_compile_options(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE
    ${CPU_FLAGS}
    -Os
    -g3
    -Wall
    -Wextra
    -ffunction-sections
    -fdata-sections
)

链接参数：

cmake 复制代码

target_link_options(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE
    ${CPU_FLAGS}
    -T${LINKER_SCRIPT}
    -Wl,-Map=${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.map
    -Wl,--gc-sections
    -Wl,--print-memory-usage
    -specs=nano.specs
    -specs=nosys.specs
    -nostartfiles
)

生成 HEX / BIN：

cmake 复制代码

add_custom_command(TARGET ${TARGET_NAME}.elf POST_BUILD
    COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O ihex
            $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf>
            ${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.hex
    COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O binary
            $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf>
            ${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.bin
    COMMAND ${CMAKE_SIZE} $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf>
)

10. 常见问题

cmake 找不到

确认 CMake 已加入 PATH。

验证：

powershell 复制代码

cmake --version

ninja 找不到

确认 ninja.exe 所在目录已加入 PATH。

验证：

powershell 复制代码

ninja --version

arm-none-eabi-gcc 找不到

如果 toolchain 文件中写了绝对路径，一般不需要加入 PATH。

检查路径是否正确：

text 复制代码

E:/Programs/arm-gnu-toolchain/bin/arm-none-eabi-gcc.exe

修改了源文件列表后怎么办

重新构建即可：

powershell 复制代码

cmake --build .\Project_ninja\build

如果改了 CMake 配置，建议重新配置一次：

powershell 复制代码

cmake -S .\Project_ninja -B .\Project_ninja\build -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

11. 推荐工作流

日常开发建议流程：

powershell 复制代码

cmake -S .\Project_ninja -B .\Project_ninja\build -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake
cmake --build .\Project_ninja\build

修改 C 文件后，只需要：

powershell 复制代码

cmake --build .\Project_ninja\build

完全清理后重新构建：

powershell 复制代码

Remove-Item -Recurse -Force .\Project_ninja\build
cmake -S .\Project_ninja -B .\Project_ninja\build -G Ninja -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake
cmake --build .\Project_ninja\build