ARM CM4 Pratice (0): Environment Setup

很久以前買了STM32F4 Disco的開發版（繁體中文資訊），最近開始想要學習ARM架構和硬體控制等技術。在設定目標，規劃進度前，一定要先把編譯和燒錄環境架設起來，整理如下：

安裝作業系統環境

$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID:   Ubuntu
Description:  Ubuntu 14.04.4 LTS
Release:  14.04
Codename: trusty

安裝步驟

要開發非本機的平台，我們會需要安裝

Toolchain：提供編譯，函數，分析binary等功能
燒錄軟體
除錯工具

st-link和openocd同時有燒錄和開發版軟體除錯的功能，因此我們兩個都安裝。

安裝Toolchain

網路上找到GCC ARM Embedded (ARM R和M系列使用 )的PPA。簡單找一下網路，沒有直接證據說這邊的PPA是由ARM官方維護。不過在mbed(ARM 成立的IoT作業系統)網站裏面的確有提到這個PPA，暫時當作間接證據。目前我還沒有驗證這個Toolchain編譯出來的binary是否可以在開發版上正常動作。

安裝Toolchain指令

sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa
sudo apt-get update
sudo apt-get install gcc-arm-embedded

手動安裝燒錄和除錯工具

安裝需要套件

系統安裝設定STM32F4環境相關套件

sudo apt-get install git
sudo apt-get install libtool
sudo apt-get install automake
sudo apt-get install autoconf
sudo apt-get install pkg-config
sudo apt-get install libusb-1.0-0-dev
sudo apt-get install libftdi-dev   # 當openocd要支援MPSSE mode才需要裝，這是啥我不知道。
sudo apt-get install libhidapi-dev # 當openocd要支援CMSIS-DAP才會用到，這是啥我不知道。

我自己的習慣是非必要不會放在系統中，接下來的指令都是預設st-link和openocd裝到$HOME/bin中，Ubuntu在登入時會自動將~/bin加入PATH中。

如果您沒有~/bin的話，請使用下面指令建立。

系統安裝設定STM32F4環境相關套件

mkdir ~/bin/
. ~/.profile # 強迫系統自動將`~/bin`加入`PATH`中

手動安裝st-link

簡單講一下，就是下載、編譯、安裝軟體。特別要注意的是，為了要讓你的PC在使用Mini USB連到開發版後能夠讓Ubuntu的udev服務可以順利地偵測到開發版，需要加入相關設定並重新啟動udev服務。

下載Source code

git clone https://github.com/texane/stlink

編譯stlink

編譯

cd stlink/
./autogen.sh
./configure
make
cp st-* ~/bin

設定並重新起動udev

sudo cp 49-stlinkv* /etc/udev/rules.d/ -rv
sudo service udev restart

驗證一下是否可以偵測到開發版，請確定測試前開發版已經和您的電腦透過Mini USB連線，以及有設定udev並且重新啟動。

$ st-probe
Found 1 stlink programmers
30303030303030303030303100
   flash: 2097152 (pagesize: 16384)
    sram: 262144
  chipid: 0x0419
   descr: F42x and F43x device

手動安裝OpenOCD

下載Source code

git clone git://git.code.sf.net/p/openocd/code openocd-code

編譯

cd openocd-code/
./bootstrap
./configure # script會自動偵測系統是否有相依開發套件
make

安裝

cp src/openocd ~/bin
cp tcl/board/stm32f429discovery.cfg ~/.openocd/openocd.cfg
cp tcl/* ~/.openocd

驗證一下是否可以偵測到開發版，請確定測試前開發版已經和您的電腦透過Mini USB連線。

$ openocd
Open On-Chip Debugger 0.10.0-dev-00250-g9c37747 (2016-04-07-22:20)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
  http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
Info : The selected transport took over low-level target control. The results might differ compared to plain JTAG/SWD
adapter speed: 2000 kHz
adapter_nsrst_delay: 100
none separate
srst_only separate srst_nogate srst_open_drain connect_deassert_srst
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : Unable to match requested speed 2000 kHz, using 1800 kHz
Info : clock speed 1800 kHz
Info : STLINK v2 JTAG v17 API v2 SWIM v0 VID 0x0483 PID 0x3748
Info : using stlink api v2
Info : Target voltage: 2.862887
Info : stm32f4x.cpu: hardware has 6 breakpoints, 4 watchpoints

驗證燒錄

事前準備

下載jserv整理的STM 軔體

git clone https://github.com/jserv/stm32f429-demos

將source中的hex轉成binary

cd stm32f429-demos/
make

使用下載提供的Makefile燒錄，裏面會先用openocd燒錄，失敗的話自動切到st-flash燒錄，非常建議讀一下Makefile。

make flash-demo檔案

目前套件內蒐集的demo檔案

flash-GamesInJava
flash-STM32F429I-DISCOVERY_Demo_V1.0.1
flash-Paint
flash-TouchGFX-demo2014
flash-STM32CubeDemo_STM32F429I-Discovery

使用st-flash 開發版燒錄

st-flash write 軔體binary檔案名稱 0x8000000

為什麼是0x800000呢？可以查一下手冊，上面有說這塊記憶體是分配給flash memory。

使用openocd 開發版燒錄

從GitHub: jserv/stm32f429-demos裏面的Makefile抄來的。指令比較長，不過這是因為openocd可以把一系列的命令連發的關係

openocd -f interface/stlink-v2.cfg  -f target/stm32f4x.cfg  -c "init"  -c "reset init"  -c "stm32f2x unlock 0"  -c "flash probe 0"  -c "flash info 0"  -c "flash write_image erase 軔體binary檔案名稱 0x8000000"  -c "reset run" -c shutdown

使用比較好看的排版

openocd -f interface/stlink-v2.cfg  \
        -f target/stm32f4x.cfg      \
        -c "init"                   \
        -c "reset init"             \
        -c "stm32f2x unlock 0"      \
        -c "flash probe 0"          \
        -c "flash info 0"           \
        -c "flash write_image erase 軔體binary檔案名稱 0x8000000" \
        -c "reset run" -c shutdown

參數說明

-f
- 指定config檔案。你可能會想問說interface目錄在那邊，還記得前面的動作嘛？
- 可以指定
  - interface: 除錯使用的介面
  - target: 執行的平台CPU如STM32F4
  - board: 開發版
-c
- 執行openocd指令

指令說明

-f interface/stlink-v2.cfg
-f target/stm32f4x.cfg
-c "init"
- 結束config stage，開始進入run stage (出處)
-c "reset init"
- reset 開發版，重新開機(出處)後進入init狀態。
-c "stm32f2x unlock 0"
- 將開發版的flash解鎖(出處)
-c "flash probe 0"
- 偵測開發版的flash(出處)
-c "flash info 0"
- 顯示開發版的flash資訊(出處)
-c "flash write_image erase 軔體binary檔案名稱 0x8000000"
- 將檔案寫入flash(出處)
-c "reset run" -c shutdown
- 正常重新開機(出處)

My code works, I don’t know why.

國王的耳朵是驢耳朵

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