CLion嵌入式开发环境入门与进阶指北

> 此文源于个人离线笔记，可能有格式问题以及诸多不完善之处

## 简介

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## 入门
### CLion 的安装

1. 下载 [CLion]() 工具

CLion 的安装方式通常有两种，一种是通过 JetBrains 提供的 Toolbox App 应用进行安装，另一种是直接通过完整安装包安装

第一种方式请到 https://www.jetbrains.com/toolbox-app/ 下载安装包

第二种方式请到 https://www.jetbrains.com/clion/download/ 下载安装包

> 建议使用第一种方式，Toolbox App 是 JetBrains 提供的 IDE 管理工具，有助于接收到新的应用版本和软件更新。由于 JetBrains 的 IDE 更新非常频繁，升级常常能带来不小的使用体验提升，建议定期更新。如果你日后还会使用其他的 JetBrains 软件学习和开发（如Rust，Python，Java等），Toolbox App 将是你的不二之选。

#### 方式一

下载 Toolbox App：

根据提示，安装软件，建议启用开机自启。安装完成后，桌面托盘会出现一个新图标![image-20231014140205438](https://img.0x1.ink/2023/12/02/image-20231014140205438.png)，单击打开

列表中显示了已安装和未安装应用，找到未安装的 CLion，单击安装，等待安装完成即可。

#### 方式二

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### CLion 的激活

如果有教育邮箱可以使用教育邮箱申请，学生可以通过教育认证方式申请教育版，提供学信网信息，一年一续

本文不提供与软件破解相关的内容

### 工具链

> 本文的重点是 Arm GNU Toolchain 的安装，可以直接移步到 [GCC 工具链的安装](#GCC 工具链的安装) 一节

#### 不同工具链的差异

CLion 中，捆绑了一个 MinGW64 环境和 GDB 工具，但是是面向 x86_64 开发环境的，只能用于编译 Windows 应用程序。STM32 基于 ARM 内核，在基于 x86_64 的 Windows 环境下需要使用交叉编译工具链才能实现跨平台的编译。

##### Arm Compiler for Embedded

在 Keil 中，实现这项工作的是 [Arm Compiler for Embedded](https://developer.arm.com/Tools%20and%20Software/Arm%20Compiler%20for%20Embedded) (一般称作ARMCC)工具链。目前 (2023年10月)，Keil 中默认内置了 Arm Compiler 6（简称 AC6）工具链，在此之前还有一套 Arm Compiler 5（简称 AC5）工具链，虽然已被 AC6 替代，但目前仍有不少使用者。这两套工具链均为 Arm 公司推出的专为 Arm 处理器优化的嵌入式 C/C++ 开发工具链，免费提供于 Arm Developer 网站，如果要在 CLion 中使用该编译器，请参考[Custom compilers](https://www.jetbrains.com/help/clion/2023.2/custom-compilers.html)自定义工具链，在[clion-custom-defined-compiler-examples](https://github.com/JetBrains/clion-custom-defined-compiler-examples)中，JetBrains 提供了在 CLion 中添加自定义的 ARMCC 编译器的示例代码，可以在 CLion 中编译出和 Keil 编译结果相同的程序。

##### IAR Toolchain

要使用 IAR 工具链，请参考 [IAR toolchain](https://www.jetbrains.com/help/clion/2023.2/iar-toolchain.html)，相关内容略。

##### Arm GNU Toolchain

关于 [GCC](https://gcc.gnu.org/) (GNU 编译器套件) 这里不再解释，Arm GNU Toolchain 是 GCC 的一个分支版本（后文简称 GCC），面向 ARM 系列处理器，Arm 维护了并提供了该工具链的预编译发布版本，可以在[Arm GNU Toolchain](https://developer.arm.com/Tools%20and%20Software/GNU%20Toolchain)查看。与 ARMCC 相比，GCC 使用广泛跨平台且开源(其实 Keil 中通过配置也能使用 GCC)，比 ARMCC 更加专业，使用具有一定门槛，而 ARMCC 的最大优点是效率较高，编译出来的代码更小（事实上公认的效率最高的工具链是 IAR toolchain）。

#### GCC 工具链的安装

安装 GCC 工具链，可以到到[Arm GNU Toolchain Downloads](https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads)下载最新的预编译发布版本（Arm 会定期更新，目前最新的版本是`Arm GNU Toolchain Version 12.3.Rel1`(Released: July 28 2023)），页面正文解释了该工具链面向的不同平台信息，在这里只介绍基于 x86_64 平台下的 Windows 操作系统中安装面向 AArch32（32位ARM处理器）平台工具链的相关内容。

在下载页面中，提供了很多下载链接，对于前面提到的平台，只需关心 <u>AArch32 bare-metal target (arm-none-eabi)</u> 下载选项

下载选项中，只需关心以`.zip`和`.exe`两条链接, 二者提供的内容相同，区别是前者要解压到自定义目录，后者可以双击安装到自定义目录，二选一即可，这里选择后者，即`arm-gnu-toolchain-12.3.rel1-mingw-w64-i686-arm-none-eabi.exe`。

### OpenOCD

#### 引入

在 Keil 中，当我们烧录和调试时，一般会根据下拉框和配置窗口来选择和配置调试器参数，这是因为 Keil 为支持的调试器的编写了调用接口，Keil中提供的这些功能，对于简单的代码调试来说是完全足够的，但是对于非常复杂的情况和高级开发调试就无能为力了，这种情况下一般只能借助于调试器提供的调试命令行，比如使用 J-Link 时我们可以使用 Segger 提供的 J-Link Commander 进行命令行调试。

而在 CLion 中需要通过 [OpenOCD](https://openocd.org/) 与调试器通讯并进行下载和调试，OpenOCD（Open On-Chip Debugger）是一个开源的片上调试器，旨在提供针对嵌入式设备的调试、系统编程和边界扫描功能，支持非常多的调试器和调试接口。

#### 下载

OpenOCD 官方是以源码形式发布的，但是在[Getting OpenOCD](https://openocd.org/pages/getting-openocd.html)页面中，也提供了多个预编译版本

在官方仓库的 GitHub 镜像中，也提供了自动生成的预编译版本，其中包含了发布版本，主分支版本和快照版本，这是最新的发布版本的链接

https://github.com/openocd-org/openocd/releases/latest

![image-20231014165444091](https://img.0x1.ink/2023/12/02/image-20231014165444091.png)

OpenOCD无需传统形式的安装，下载`.tar.gz`格式压缩包，将其解压到自定义的目录即可

这里将其解压放在`C:`根目录，目录结构如图所示

### CLion 的配置

> 如果是第一次安装 CLion，可能会因为英文界面找不到相关选项位置，可以点击左上角齿轮图标，单击`Plugins`按钮，搜索`Chinese (Simplified) Language Pack /中文语言包`插件，安装并重启。CLion中有非常多的插件，能够提供相当灵活的开发环境和使用体验，好的插件能够让你如虎添翼。推荐几个任何人都能轻松上手的功能插件：Key Promoter X，Rainbow Brackets，Translation，CharAutoReplace，Markdown Editor。

##### 工具链配置

打开 CLion，点击左上角齿轮图标或按快捷键`Ctrl+Alt+S`打开设置

找到下图`工具链`选项，按照图中的步骤，添加工具链

在工具链的`安装路径\版本\bin`下（如`Arm GNU Toolchain arm-none-eabi\12.2 rel1\bin`），可以找到编译器的可执行文件

##### 调试器和 STM32CubeMX 配置

找到下图`嵌入式开发`选项。

将前面的 `OpenOCD路径\bin\openocd.exe`填到第一个编辑框中。

在第二个编辑框填入 STM32CubeMX 的可执行文件路径，如 `C:\Program Files\STMicroelectronics\STM32Cube\STM32CubeMX\STM32CubeMX.exe`

### 新的工程

#### 从 CLion 中创建

单击文件，新建，项目，可以新建一个空的STM32CubeMX项目，选定一个项目位置后创建，然后会自动打开STM32CubeMX。项目默认使用STM32F071，可以在STM32CubeMX启动后进行更改

![image-20231014190422770](https://img.0x1.ink/2023/12/02/image-20231014190422770.png)

#### 从 STM32CubeMX 中创建

创建项目的过程和正常创建完全相同，唯一区别是在生成代码时，需要选择针对STM32CubeIDE生成代码

![image-20231014190847637](https://img.0x1.ink/2023/12/02/image-20231014190847637.png)

这一点是必须的，因为 GCC 环境下，启动文件的格式语法和 ARMCC 是不同的，并且还需要生成 Newlib 库的桩函数和链接脚本。

> 需要注意的是，如果不慎选错了IDE，再选回来的话，STM32CubeMX 可能不会重新生成这些文件（通常是 syscalls.c，sysmem.c（提供桩函数）和startup_芯片名.s（启动文件）），这时你需要从其他相同芯片的工程中复制这些文件到你的工程里。
>
> 同样的，如果因为某些原因弄丢了这些文件，也需要这么去做。

## 进阶

### 高级的安装方式

#### 使用 STM32CubeCLT

##### 引入

在2022年12月份，ST发布了 STM32CubeCLT。作为 STM32Cube 生态系统的一部分，STM32CubeCLT 提供了面向第三方开发环境的工具集，目前包含了 ST 修改和编译的 GCC 工具链，GDB 调试器，STM32 Programmer CLI, CMSIS SVD 等。该工具集内容应该源于 STM32CubeIDE 的一部分，使用工具集提供的编译器能生成和 STM32CubeIDE 相同的编译结果，不过其提供的工具链和工具并不是最新的上游版本。其中 STM32 Programmer CLI 提供了 ST-Link 的相关接口，可以使用命令行对 STM32 进行下载等，可以在 CLion 项目配置中配置自定义 Shell 等方式进行调用。

##### 配置

如果要在 CLion 中使用 STM32CubeCLT 所提供的 GCC 工具链，可以进行下面这样的配置，将对应路径改为自己的 STM32CubeCLT 安装路径即可

#### 使用 MSYS2

##### 引入

这是本文中最高级的安装方式

MSYS2 是一款跨平台编译套件，整合了 MSYS，MinGW64，MinGW32，UCRT64，CLANG64 等环境，为 Windows 提供了一个 POSIX 兼容层，好比一条连接 Windows 和 Linux 的桥梁，让许多面向 Linux 的应用程序也能在 Windows 完美运行。我已经将大部分开发环境工具迁移到 MSYS2 套件（UCRT64环境）中了，包括 Git，Python，CMake 等

> 在一些旧的介绍 MSYS2 的文章中，可能会推荐使用 MinGW64 环境，而在2022年10月29日，MSYS2 已经将默认环境改为 UCRT64，我也跟随上游建议，将原来的环境逐一迁移到了这一环境中。二者差别是编译后的程序所链接的 C Runtime 不同，MinGW64 链接到 msvcrt，UCRT64 链接到 ucrt，因此 Windows 10 及以上系统建议选择后者。

##### 安装

安装过程非常简单，安装MSYS2后，打开 UCRT64 Shell，执行以下命令安装所需的包即可

```shell
pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-arm-none-eabi-gcc mingw-w64-ucrt-x86_64-openocd
#可选包
#pacman -S mingw-w64-ucrt-x86_64-make mingw-w64-ucrt-x86_64-cmake mingw-w64-ucrt-x86_64-ninja mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb mingw-w64-ucrt-x86_64-gdb-multiarch mingw-w64-ucrt-x86_64-stlink
```

> 安装 mingw-w64-ucrt-x86_64-arm-none-eabi-gcc 时会提示具体要安装哪些包，默认全选，不过其中的 arm-none-eabi-gdb 包版本较低（9.2-8，在我的设备上甚至不能正常运行），如果不使用可以手动输入要安装的包的序号，以空格分割，安装完后使用 CLion 捆绑的 GDB 即可

##### 配置

工具链配置如下，我将 `msys64\ucrt64\bin` 等目录加入到了 Windows 环境变量中，因此不需要填写完整路径。CMake，构建工具和调试器是可选的，我使用了自己安装的版本，也可以使用捆绑的工具替代。

#### 自编译

##### 引入

我主要使用自己编译的 OpenOCD 和 GCC 工具链，这可以便于修改源码和自定义功能，对于没有经验的人来说，编译整套软件包可能有一定难度，阅读软件项目的 README 是最好的方法。

### newlib 是什么

newlib 是 gcc 内置的面向嵌入式系统的 C 运行库，想要在裸机程序中实现如 `printf()`这样的标准C库程序，必须要有这样的一个 Runtime 的支持。在 Keil 中使用的是 MicroLib，而 GCC 中 Newlib 是也是个不错的选择（你或许还会对 Picolibc 什么的感兴趣）。在 https://sourceware.org/git/?p=newlib-cygwin.git 可以找到 newlib 的源码，包含了如`printf()`,`strlen()`等各种标准库函数的具体实现。
> Newlib 源码使用 GNU 编码风格，正如 *The Linux Kernel* 说的那样，"首先，我建议打印出 GNU 编码标准，然后不要阅读。 烧掉它们，这是一个很棒的象征性动作。"。

### 使用占用更小的 `printf()`

阅读 newlib 的源码后，会发现 C 语言中所有和文本格式化相关的函数，如`printf()`,`scanf()`，最底层都调用到了`_VFPRINTF_R()`函数做格式化内容处理（位于`newlib/libc/stdio/vfprintf.c`中），这个函数非常非常得长，特别复杂，执行起来超级耗时，要调用 malloc 等函数动态分配内存，占用空间还特别大。为了优化这一问题，Arm 为这一部分编写了一段特殊实现的格式化 IO 函数，占用空间更小速度更快，被称为`newlib-nano`，通过链接器的-specs参数使用（覆盖newlib的标准组件值）。这部分内容的源码位于`newlib/libc/stdio/nano-*.c`

如果要使用`newlib-nano`，可以在在模板文件的最后，插入以下代码

```cmake
target_link_options(${PROJECT_NAME}.elf PRIVATE
        -specs=nano.specs
        -u _printf_float
)
```

> 有得必有失，如果只添加`-specs=nano.specs`参数就会发现无法用使用如`%f`等浮点格式（在这种情况下使用浮点可能会导致出现未定义行为），这是因为浮点数的格式化代码非常占空间且低效，因此在使用`nano.specs`时默认禁用了浮点打印，必须通过参数`-u _printf_float`启用。`_printf_float()`实际上是一个`weak`声明的弱函数，`-u`选项用于强制链接该符号（函数）到程序中。同样的，与之对应的还有一个`-u _scanf_float`函数用于启用`scanf()`的浮点选项。newlib-nano 中，`printf()`和`scanf()`等接口只支持 C89 标准。
>
> 关于`newlib-nano`的详细影响内容，建议阅读`newlib`源码下的`README`中，`--enable-newlib-nano-formatted-io`小节的说明。

### 线程安全

ST 在 STM32CubeMX 中提供了一个线程安全解决方案，具体请看 ST 的应用笔记[AN5731 STM32CubeMX and STM32CubeIDE thread-safe solution](https://www.st.com/resource/en/application_note/an5731-stm32cubemx-and-stm32cubeide-threadsafe-solution-stmicroelectronics.pdf)。线程安全问题属于STM32开发中较为高阶的话题，这里不多解释（并不会很难，认真阅读前面提到的应用笔记，很容易能理解）。STM32CubeMX 线程安全配置位置如下，我一般情况下会选择`通用策略#2`，即中断中也允许使用锁。这样如果在遇到锁竞争时，会暂时挂起中断直到锁被释放，通过延迟进入中断的方式，保证CPU不被中断抢占，从而使线程安全。

这一线程线程安全方案的实现原理是实现了 newlib 的几个桩函数，详见`newlib_lock_glue.c`中的注释内容和[newlib libc](https://sourceware.org/newlib/libc.html)手册

### OpenOCD 脚本的编写

OpenOCD的脚本可以写得非常复杂

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以下是几个简易的模板

使用 ST-Link 下载调试：

```cfg
source [find interface/stlink.cfg]
transport select hla_swd
```

使用 CMSIS-DAP 下载调试：

```cfg
source [find interface/cmsis-dap.cfg]
transport select swd
```

使用 J-Link 下载调试：

```cfg
source [find interface/jlink.cfg]
transport select swd
```

另外常常需要加入以下代码以禁用复位选项（避免与默认下载参数冲突造成无法正常下载）

```cfg
reset_config none
```

> 在 OpenOCD 中无法直接使用 J-Link，需要用 libusb 驱动覆盖掉 Segger 的专有 J-Link 驱动，但是这样又会导致 Keil 无法使用 J-Link，又需要卸载 libusb 驱动（实际上Keil是通过Segger提供的接口使用J-Link的）。

### 通过 CMake 使用 J-Link

为了在不更换驱动的情况下，方便得使用 J-Link 下载程序，我编写了一小段 CMake 代码实现了这一功能

```cmake
# SCRIPT: 生成的 J-Link 脚本文件存放路径
# DEVICE: 指定设备名称
# INTERFACE: 目标接口, 可选 SWD, JTAG, ICSP, FINE 等等
# SPEED: 目标接口速度, 单位: kHz, auto, adaptive 或 指定速度
# BIN_FILE: 二进制文件路径
# IS_ERASE: 是否擦除设备, 可选 0 或 1
function(jlink_generate_script SCRIPT DEVICE INTERFACE SPEED BIN_FILE IS_ERASE)
    # 默认的 J-Link 脚本文件存放路径为 ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.jlink
    if(NOT DEFINED SCRIPT)
        set(SCRIPT ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.jlink)
    endif()

# 生成 J-Link 脚本
    set(JLINK_COMMAND_SCRIPT
            "\; Generated by CMake for project ${PROJECT_NAME}\n"
            "SelectInterface ${INTERFACE}\n"
            "Device ${DEVICE}\n"
            "Speed ${SPEED}\n"
            "Reset\n"
            "Halt\n")
    # 根据 IS_ERASE 参数决定是否擦除设备
    if(IS_ERASE EQUAL 1)
        set(JLINK_COMMAND_SCRIPT
                "${JLINK_COMMAND_SCRIPT}Erase\n")
    endif()
    # 继续生成 J-Link 脚本
    set(JLINK_COMMAND_SCRIPT
            "${JLINK_COMMAND_SCRIPT}SetPC 0x08000000\n"
            "LoadFile ${BIN_FILE} 0x08000000\n"
            "Reset\n"
            "Go\n"
            "Exit\n"
            )
    # 生成 J-Link 脚本
    file(WRITE ${SCRIPT} ${JLINK_COMMAND_SCRIPT})
endfunction()

# JLINK_EXECUTABLE: J-Link 可执行文件路径
# SCRIPT: 生成的 J-Link 脚本文件存放路径
# JLINK_LOG: 生成的 J-Link 日志文件存放路径
# JLINK_COMMAND_EXTRA_ARGS: J-Link 命令行附加参数, 可选
function(jlink_download JLINK_EXECUTABLE SCRIPT JLINK_LOG JLINK_COMMAND_EXTRA_ARGS)
    # 设置一些默认值，如果用户未定义则使用这些值
    # 默认的 J-Link 可执行文件路径为 C:/Program Files/SEGGER/JLink/JLink.exe
    if(NOT DEFINED JLINK_EXECUTABLE)
        set(JLINK_EXECUTABLE C:/Program Files/SEGGER/JLink/JLink.exe)
    endif()
    # 默认的 J-Link 脚本文件存放路径为 ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.jlink
    if(NOT DEFINED SCRIPT)
        set(SCRIPT ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.jlink)
    endif()
    # 默认的 J-Link 日志文件存放路径为 ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}_JLinkLog.txt
    if(NOT DEFINED JLINK_LOG)
        set(JLINK_LOG ${CMAKE_CURRENT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}_JLinkLog.txt)
    endif()

# 生成的 J-Link 完整命令, 一般不需要修改
    set(JLINK_COMMAND ${JLINK_EXECUTABLE} ${JLINK_COMMAND_EXTRA_ARGS} -CommandFile ${SCRIPT} -Log ${JLINK_LOG})

add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME}.elf POST_BUILD
            COMMAND ${JLINK_COMMAND}
            COMMENT "Download ${HEX_FILE}")
endfunction()
```

在 CMake 中，可以通过以下代码配置调用

```cmake

set(JLINK_COMMAND_EXTRA_ARGS -AutoConnect 1 -ExitOnError 1 -NoGui 0)
set(JLINK_DEVICE STM32F103ZE)
set(JLINK_INTERFACE SWD)
set(JLINK_SPEED auto)
set(BIN_FILE ${PROJECT_BINARY_DIR}/${PROJECT_NAME}.bin)
set(JLINK_ERASE 1)

# 调用 jlink_generate_script 函数，传入相应的参数
jlink_generate_script(${JLINK_SCRIPT} ${JLINK_DEVICE} ${JLINK_INTERFACE} ${JLINK_SPEED} ${BIN_FILE} ${JLINK_ERASE})

# 调用 jlink_download 函数，传入相应的参数
jlink_download(${JLINK_EXECUTABLE} ${JLINK_SCRIPT} ${JLINK_LOG} ${JLINK_COMMAND_EXTRA_ARGS})
```

### 外部 FLASH 下载算法的编写

todo

这是之前编写的通过 OpenOCD 下载到外部 FLASH 的测试代码，适用于反客科技的STM32H750XBH6板子。实践证明单线模式和四线模式下载速度一样快，瓶颈在于写入 FLASH 的速度

```cfg
source [find interface/cmsis-dap.cfg]
transport select swd
reset_config srst_only

set CHIPNAME stm32h750xbh6
set QUADSPI 1

# enable stmqspi
if {![info exists QUADSPI]} {
    set QUADSPI 1
}

source [find target/stm32h7x.cfg]
proc qspi_init { qpi } {
    global a
    mmw 0x580244E0 0x000007FF 0;# RCC_AHB4ENR |= GPIOAEN-GPIOKEN (enable clocks)
    mmw 0x580244D4 0x00004000 0;# RCC_AHB3ENR |= QSPIEN (enable clock)
    sleep 1;# Wait for clock startup

# Port F: PF10:AF09:H, PF09:AF10:H, PF08:AF10:H, PF07:AF09:H, PF06:AF09:H
	mmw 0x58021400 0x002AA000 0x00155000    ;# MODER
	mmw 0x58021408 0x002AA000 0x00155000    ;# OSPEEDR
	mmw 0x5802140C 0x00000000 0x003FF000    ;# PUPDR
	mmw 0x58021420 0x99000000 0x66000000    ;# AFRL
	mmw 0x58021424 0x000009AA 0x00000655    ;# AFRH
	# Port G: PG06:AF10:H
	mmw 0x58021800 0x00002000 0x00001000    ;# MODER
	mmw 0x58021808 0x00002000 0x00001000    ;# OSPEEDR
	mmw 0x5802180C 0x00000000 0x00003000    ;# PUPDR
	mmw 0x58021820 0x0A000000 0x05000000    ;# AFRL
# 单线模式 start
    mww 0x52005000 0x01000F10               ;# QUADSPI_CR: PRESCALER = 0x1(2分频), FTHRES = 0b01111, FSEL=0, DFM=0, SSHIFT=1
    mww 0x52005004 0x00160001               ;# QUADSPI_DCR: FSIZE = 0b10110, CSHT = 0b000, CKMODE = 0b1
    mmw 0x52005000 0x00000001 0             ;# QUADSPI_CR: EN=1
    # 内存映射模式 单线SPI模式, 3字节地址
    mww 0x52005014 0x0D002503               ;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x3, DMODE=0x1, DCYC=0x0, ADSIZE=0x2, ADMODE=0x1, IMODE=0x1, INSTR=READ
# 单线模式 end

#    mww 0x52005000 0x01000F10               ;# QUADSPI_CR: PRESCALER = 0x1(2分频), FTHRES = 0b01111, FSEL=0, DFM=0, SSHIFT=1
#    mww 0x52005004 0x00160001               ;# QUADSPI_DCR: FSIZE = 0b10110, CSHT = 0b000, CKMODE = 0b1
#    mmw 0x52005000 0x00000001 0				;# QUADSPI_CR: EN=1
#    mww 0x52005014 0x0D002503				;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x3, DMODE=0x1, DCYC=0x0, ADSIZE=0x3, ADMODE=0x1, IMODE=0x1
##    mww 0x52005014 0x0D003503			;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x3, DMODE=0x1, DCYC=0x0, ADSIZE=0x3, ADMODE=0x1, IMODE=0x1, INSTR=READ
#
#    mww 0x52005014 0x000001B7				;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x0, DMODE=0x0, DCYC=0x0, ADSIZE=0x0, ADMODE=0x0, IMODE=0x1, INSTR=Enter 4-byte
# #   sleep 1
#    mww 0x52005014 0x00000138			;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x0, DMODE=0x0, DCYC=0x0, ADSIZE=0x0, ADMODE=0x0, IMODE=0x1, INSTR=Enter QPI
#  #  sleep 1
#    mww 0x52005014 0x0F082F0B			;# QUADSPI_CCR: FMODE=0x3, DMODE=0x3, DCYC=0x2, ADSIZE=0x3, ADMODE=0x3, IMODE=0x3, INSTR=Fast READ

#    CCR:
    #    31     DDR      = 0b0:     禁止双倍数据速率模式
    #    30     DHHC     = 0b0:     使用模拟延迟来延迟数据输出
    #    29     FRCM     = 0b0:     正常模式
    #    28     SIOO     = 0b0:     在每个事务中发送指令
    #    27:26  FMODE    = 0b11:    设置为内存映射模式
    #    25:24  DMODE    = 0b11:    四线传输数据
    #                    = 0b01:    单线传输数据
    #    23:23   保留位   = 0b0:     保留
    #    22:18   DCYC    = 0b01010:  空指令周期数 = 10
    #                    = 0b00000:  空指令周期数 = 0
    #    17:16  ABSIZE   = 0b11:    交替字节长度 = 32位
    #                    = 0b00:    交替字节长度 = 8位
    #    15:14  ABMODE   = 0b11:    四线传输交替字节
    #                    = 0b00:    无交替字节
    #    13:12  ADSIZE   = 0b11:    32 位地址
    #                    = 0b10:    24 位地址
    #    11:10  ADDRESS  = 0b11:    四线传输地址
    #                    = 0b01:    单线传输地址
    #    9:8      IMODE  = 0b11:    四线传输指令
    #                    = 0b01:    单线传输指令
    #    7:0     INSTR   = 0x0B:    指定要发送到外部 SPI 设备的指令0x0B(快速读取)
}
```

### 自定义代码段及链接脚本的编写

todo

```c
__attribute__((section(".bank0_text")))
```

```cfg
/* Specify the memory areas */
MEMORY
{
  FLASH_BANK0_TEST (rx)     : ORIGIN = 0x08010000, LENGTH = 8M
/*    FLASH (rx)     : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 128K*/
  FLASH (rx)     : ORIGIN = 0x90000000, LENGTH = 8M
  DTCMRAM (xrw)  : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
  RAM_D1 (xrw)   : ORIGIN = 0x24000000, LENGTH = 512K
  RAM_D2 (xrw)   : ORIGIN = 0x30000000, LENGTH = 288K
  RAM_D3 (xrw)   : ORIGIN = 0x38000000, LENGTH = 64K
  ITCMRAM (xrw)  : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 64K
}

/* Define output sections */
SECTIONS
{
  .bank0_text :
  {
    . = ALIGN(4);
    bank0_text_start = .;
    bank0_text_end = .;
    . = ALIGN(4);
  } >FLASH_BANK0_TEST
.....
}
```

### CMakeLists.txt 的编写

## 常见问题

### 下载报错

#### 1. `Error: libusb_open() failed with LIBUSB_ERROR_NOT_SUPPORTED`

原因：未安装 ST-Link 驱动

#### 2.

#### 3. Debug 模式下无法运行

问题原因：复位模式问题，与复位电路设计或连接有关

解决方法：手动复位或单击即可`R`按钮复位单片机即可运行

#### 4. 无法进入到 main() 函数

程序或硬件问题，以下是常见原因:

* 运行过程中软复位了单片机（按下了`R`按钮）

这是正常情况，此时应该处于`.S`汇编启动文件中。可以找到 `main()` 函数设置断点，全速运行即可

* 单片机处于复位状态

解除复位状态

* 栈地址溢出

检查是否有大小非常大的数组/结构体等

检查`.LD`链接脚本中的堆栈空间大小和起始地址是否正确

#### 5. Debug 卡死后退出调试模式 / 无法 Debug，提示???

问题原因：在某处设置了断点，但是该断点位置可能被编译器优化或其他原因，无法在预期的断点位置暂停单片机

解决方法：去除或禁用掉不可用的断点，如果不确定是不是断点引起的或不知道哪一处断点引起的，可以先禁用掉全部断点，全速运行试一试

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最后编辑于: 2024 年 4 月 3 日 15 时 30 分