STM32MP157-M4：Makefile 完整逐段详解

【高危前置提醒】必须开启 --gc-sections 死代码回收避免 SRAM 溢出；编译参数必须携带 -DCORE_CM4；os_config/ 必须在 -I 列表首行。

0 前言

纯 GNU Make 构建工程，不依赖任何 IDE。Makefile 自动遍历源码目录（支持递归子文件夹）、区分大小写汇编文件（.s vs .S），一键生成 .elf / .bin / .hex / .map 文件，并且内置 make flash 一键 OpenOCD 烧录。

1 工具链基础定义

CROSS_COMPILE ?= arm-none-eabi-
CC       := $(CROSS_COMPILE)gcc
AS       := $(CROSS_COMPILE)gcc -x assembler-with-cpp
LD       := $(CROSS_COMPILE)gcc
OBJCOPY  := $(CROSS_COMPILE)objcopy
OBJDUMP  := $(CROSS_COMPILE)objdump
SIZE     := $(CROSS_COMPILE)size

TARGET   := m4_liteos
PROJ_ROOT := .
BUILD_DIR := build

关键设计：

• AS 重用 gcc 而非 as：带预处理器的汇编（.S 后缀）需要经过 C 预处理
• PROJ_ROOT 设为 .：Makefile 和工程根目录同层，所有路径相对引用

2 核心编译参数

# CPU 浮点配置（M4 + 硬浮点 + FPv4-SP-D16）
CPUFLAGS := -mcpu=cortex-m4 -mthumb -mfloat-abi=hard -mfpu=fpv4-sp-d16

# 芯片宏（CORE_CM4 必须！缺失会导致 HAL/CMSIS 丢失 M4 相关定义）
CHIP_DEFS := -DSTM32MP157Cxx -DSTM32MP1 -DCORE_CM4

# LiteOS 场景宏
LITEOS_DEFS := -DLOSCFG_LIB_CONFIG="-los_builddef.h"

# C 编译标志（-Os 空间优化 + debug 符号 + 段分离用于 gc-sections）
CFLAGS  := $(CPUFLAGS) $(CHIP_DEFS) $(LITEOS_DEFS) $(INCLUDES)
CFLAGS  += -Wall -Wextra -g3 -Os
CFLAGS  += -ffunction-sections -fdata-sections     # 每个函数/变量独立一个段
CFLAGS  += -fno-common -fmessage-length=0
CFLAGS  += --specs=nano.specs                      # 使用 newlib-nano 减小体积

# 汇编标志
ASFLAGS := $(CPUFLAGS) $(CHIP_DEFS) $(INCLUDES)

# 链接标志
LDFLAGS  := $(CPUFLAGS) -T$(PROJ_ROOT)/stm32mp157_m4.lds
LDFLAGS  += -Wl,-Map=$(BUILD_DIR)/$(TARGET).map,--cref   # 生成完整 map
LDFLAGS  += -Wl,--gc-sections                              # 死代码回收
LDFLAGS  += --specs=nano.specs -lnosys                    # nano 库+无系统调用

--gc-sections 的作用：编译器把每个函数 / 全局变量放进独立段（-ffunction-sections -fdata-sections），链接时未被引用的段自动丢弃。开启前固件可能超过 SRAM 上限，开启后省下几十 KB。

3 源文件收集规则

# ========== 汇编源文件（手动指定，避免 wildcard 漏抓 ==========
ASM_SRC += Core/Startup/startup_stm32mp15xx.s       # 启动文件（纯汇编 .s）
ASM_SRC += kernel_liteos_m/kernel/arch/arm/cortex-m4/gcc/los_dispatch.S
ASM_SRC += kernel_liteos_m/kernel/arch/arm/cortex-m4/gcc/los_exc.S

# ========== HAL 驱动（过滤 ll_ 文件）==========
HAL_SRC  := $(filter-out %ll_%, $(wildcard Drivers/STM32MP1xx_HAL_Driver/Src/*.c))

# ========== LiteOS 内核 C 源码 ==========
LITEOS_SRC := $(wildcard kernel_liteos_m/kernel/src/*.c)
LITEOS_SRC += $(wildcard kernel_liteos_m/kernel/arch/arm/cortex-m4/gcc/*.c)

# ========== 用户应用 C 源码 ==========
APP_SRC := $(wildcard Core/Src/*.c)
APP_SRC += $(wildcard Drivers/BSP/**/*.c)
APP_SRC += $(wildcard Drivers/SYSTEM/**/*.c)

注意：GNU Make 的 wildcard 不支持 ** 递归通配符。深层子目录需要分层单独写 wildcard，或使用 foreach + shell find 组合。

4 编译规则（大小写汇编分开）

# C 文件编译
$(BUILD_DIR)/%.o: %.c
    @mkdir -p $(dir $@)
    $(CC) -c $(CFLAGS) -MMD -MP $< -o $@

# 大写 .S 汇编（含预处理，需要传递 INCLUDES）
$(BUILD_DIR)/%.o: %.S
    @mkdir -p $(dir $@)
    $(AS) -c $(ASFLAGS) $< -o $@

# 小写 .s 纯汇编（无预处理）
$(BUILD_DIR)/%.o: %.s
    @mkdir -p $(dir $@)
    $(CC) -c $(CPUFLAGS) $< -o $@

大写 .S 和小写 .s 必须分开：.S 文件含 C 宏和 #include，必须经过 C 预处理（-x assembler-with-cpp），并且需要 -I 头文件路径；.s 是纯汇编，直接汇编即可。

5 链接与产物生成

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf: $(OBJS)
    @echo "Linking $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf..."
    $(LD) $(OBJS) $(LDFLAGS) -o $@
    @echo "  BUILD SUCCESS: $(TARGET).elf"

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).bin: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf
    $(OBJCOPY) -O binary $< $@

$(BUILD_DIR)/$(TARGET).hex: $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf
    $(OBJCOPY) -O ihex $< $@

6 内置命令一览

7 flash 目标：OpenOCD 一键烧录

OPENOCD      ?= D:/tools/xpack-openocd-0.12.0-5-win32-x64/xpack-openocd-0.12.0-5/bin/openocd.exe
OCD_SCRIPTS  ?= D:/tools/xpack-openocd-0.12.0-5-win32-x64/xpack-openocd-0.12.0-5/openocd/scripts

# 从 elf 动态取 Reset_Handler 符号地址，避免硬编码
ENTRY  = $(shell $(OBJDUMP) -t $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf | grep " Reset_Handler" | awk '$$2!=""{print "0x"$$1}')
READELF = $(CROSS_COMPILE)readelf

flash: all
    "$(OPENOCD)" -s "$(OCD_SCRIPTS)" \
      -f openocd/board_stm32mp157_m4.cfg \
      -c "init" -c "targets stm32mp15x.cm4" -c "halt" \
      -c "load_image $(BUILD_DIR)/$(TARGET).elf" \
      -c "reg pc $(ENTRY)" \
      -c "resume" -c "shutdown"

关键设计：ENTRY 从 elf 符号表动态解析 Reset_Handler 地址，永不硬编码。每次 make 后入口地址可能因代码量变化而漂移，硬编码必翻车。

⚠️ 本节踩坑速览