快速开始一个应用,一览 Zephyr 开发全貌。主要参考官方手册。
准备工作
必备软件
- CMake → 下载页面
- Ninja → 下载页面
- Python 3.8 → 下载页面
- Git → 下载页面
- GNU ARM Embedded → 下载页面
- Qemu → 下载页面
- west → PyPI 主页
下载安装上述软件(除了 west)。为了方便使用,建议把相关的可执行程序所在目录添加到环境变量 Path 中。
其中,west 是一个 Python 包,在安装好 Python 后,可执行以下命令安装:
pip install west
除了上面提到的软件,开发 Zephyr 还会用到若干 Python 包,后续会说明如何安装。
这里没有写文本编辑器,这个玩意是每个程序员必备的,用自己趁手的就可以。
获取 Zephyr 源码
在我的电脑上,设定工作目录被设定为 D:\zephyr ,以后的学习试验均在这个目录下完成。
打开 cmd 命令行窗口,切换到工作目录:
cd /d D:\zephyr
分别执行以下3行命令:
west init zephyrproject
cd zephyrproject
west update
说明一下:
第一句命令是初始化 Zephyr 代码空间到 zephyrproject 文件夹,并通过 git 拉取代码。
第二句是切换目录到 zephyrproject 文件夹。
第三句是拉取依赖的 modules ,可以理解为 Zephyr 需要的第三方代码库,包括半导体厂家的 HAL ,文件系统源码等等。
上述命令会从 github 下载代码,根据你所处的网络环境,可能需要很长时间。如果第一条命令没能执行成功,请删除 zephyrproject 文件夹,重新执行命令。如果第三条命令执行不成功,可以直接重试。其实 modules 里的内容也不需要全部下载,如果你能分辨哪些暂时不会用到,即便下载失败,也可暂时置之不理;如果不能分辨哪些是必须的,请重复执行命令直至成功。
下载成功后 zephyrproject 文件夹应该包含以下目录:
.west
bootloader
modules
tools
zephyr
接下来,安装必须的 Python 包:
pip install -r zephyr\scripts\requirements.txt
这个也会从网络下载很多内容,可能需要花些时间……
最后的准备工作
为了更高效的完成后面的学习,我写了两个批处理文件:
- setup_env.bat 用于设置需要的环境变量
- start.bat 用于打开 cmd 命令行并调用前一个批处理文件。
日后需要进行 Zephyr 的开发时,直接双击 start.bat 文件即可。
setup_env.bat 文件:
@echo off
rem setup_env.bat 设置开发 Zephyr 的环境
set ZEPHYR_ROOT=D:\zephyr\zephyrproject
set ZEPHYR_BASE=%ZEPHYR_ROOT%\zephyr
set ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT=gnuarmemb
set GNUARMEMB_TOOLCHAIN_PATH=D:\zephyr\tools\gcc-arm-none-eabi-9-2020-q2-update-win32
set NINJA_ROOT=D:\zephyr\tools\ninja-win-1.10.1
set GPERF_ROOT=D:\zephyr\tools\gperf-3.1
set CMAKE_ROOT=D:\zephyr\tools\cmake-3.18.4-win32-x86\bin
set GIT_ROOT=D:\zephyr\tools\PortableGit-2.29.2.2-32-bit\cmd
set PYTHON_ROOT=C:\Python38
set PYTHON_ROOT_EXT=C:\Users\DELL\AppData\Roaming\Python\Python38\Scripts
set Path=C:\WINDOWS\system32;C:\WINDOWS;C:\WINDOWS\System32\Wbem;C:\WINDOWS\System32\WindowsPowerShell\v1.0
set Path=%GNUARMEMB_TOOLCHAIN_PATH%\bin;%PYTHON_ROOT_EXT%;%NINJA_ROOT%;%GPERF_ROOT%;%CMAKE_ROOT%;%GIT_ROOT%;%PYTHON_ROOT%;%PYTHON_ROOT%\Scripts;%Path%
echo 环境变量设置完成,请继续...
需要说明的是,前面提到的必备软件,除了 Python 都是免安装版本,全部被我解压缩安置在 D:\zephyr\tools 目录下。setup_env.bat 里设置的环境变量,都只是必须的,其他不想干的没有加入。特别的,如果系统 Path 里的内容较多,可能导致一些莫名其妙的问题,建议设置最少可用的即可,也就是 setup_env.bat 里这样的示例。如果有读者采用类似的批处理文件,请特别注意各个工具软件的路径。
start.bat 文件:
@echo off
rem start.bat
cmd /K D:\zephyr\setup_env.bat
首秀
当你成功完成上述内容后,就可以编译一个示例工程,也就是嵌入式界的 Hello world:闪烁 LED 灯。
Zephyr 支持 Out of tree build,也就是编译目录可以随意指定,而不必在 Zephyr 源码目录内。为了方便,我建立 D:\zephyr\practice 目录,在这个目录下进行我们的学习。
一切就绪准备就绪,双击 start.bat 开始我们的体验……
cd practice
west build -b nucleo_f103rb ..\zephyrproject\zephyr\samples\basic\blinky
稍等片刻,你看到类似这样的输出的话,说明编译成功:
……
-- Configuring done
-- Generating done
-- Build files have been written to: D:/zephyr/practice/build
-- west build: building application
[119/124] Linking C executable zephyr\zephyr_prebuilt.elf
Memory region Used Size Region Size %age Used
FLASH: 12244 B 128 KB 9.34%
SRAM: 4088 B 20 KB 19.96%
IDT_LIST: 120 B 2 KB 5.86%
[124/124] Linking C executable zephyr\zephyr.elf
编译的结果,可以查看 D:\zephyr\practice\build\zephyr 目录,有 zephyr.elf,zephyr.bin,zephyr.hex 等文件。
下面用模拟器运行这个程序看看
qemu-system-gnuarmeclipse -board NUCLEO-F103RB --image build\zephyr\zephyr.elf
仔细找找,开发板上的 LED 在闪烁。成功~
结语
至此,Zephyr 的第一个程序顺利在模拟器上运行,如果你有实际的开发板,也可以真机实测。
经过上述步骤,我们搭建了 Zephyr 的开发环境,体验了开发流程。后续我将会介绍更多好玩的内容……
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