企业官网建设流程全解析

在面向裸机与RTOS项目中，CMake应用可以更好的让项目保持构建清晰、可维护、可扩展。

为什么不纯手写 Makefile

• 跨平台与可移植：同一套CMakeLists.txt可生成 Ninja/Makefile/VS/Xcode 等工程。
• 模块化管理：子目录+目标（Targets）驱动，天然支持分层（驱动/中间件/应用/板级）与多变体。
• 交叉编译简化：工具链通过toolchain.cmake一次定义，多平台（ARM/RISC‑V）统一入口。
• 依赖治理：find_package/add_subdirectory/FetchContent三路管理第三方与内部组件。
• 可观测与可维护：目标属性、生成产物、后处理（objcopy/objdump/签名）声明式配置。

工程目录参考

my_project/ ├─ CMakeLists.txt # 根工程：全局选项、变体聚合、安装与产物 ├─ CMakePresets.json # 预设：开发/CI/不同芯片与工具链一键生成 ├─ cmake/ │ ├─ toolchain-arm-none-eabi.cmake │ ├─ toolchain-riscv-none-elf.cmake │ ├─ FindCMSIS.cmake # 可选：自定义 find 模块示例 │ └─ LinkerFlags.cmake # 可选：链接与后处理的公共封装 ├─ boards/ # 板级支持包（BSP）与链接脚本 │ ├─ nucleo-f103rb/ │ │ ├─ CMakeLists.txt │ │ ├─ startup_stm32f103xb.s │ │ └─ stm32f103xb.ld │ └─ esp32c3-devkit/ # 示例：RISC-V 变体 │ ├─ CMakeLists.txt │ └─ esp32c3.ld ├─ drivers/ # 芯片厂商 HAL/LL、板载驱动、外设抽象 │ ├─ stm32/ │ └─ common/ ├─ middleware/ # 中间件与协议栈：FreeRTOS、LWIP、FatFS... │ └─ freertos/ ├─ include/ # 公共头文件（对外接口） │ └─ my_project/ │ └─ app_api.h ├─ src/ # 业务/应用层源码 │ ├─ main.c │ └─ app/ ├─ tests/ # 主机侧或仿真侧单元测试（可选） └─ build/ # 构建输出（建议 gitignore）

要点：

• 将“芯片/板级差异”隔离在boards/；将“供应商驱动/外设”放在在drivers/；将“可复用中间件”统一放在middleware/。
• 应用仅通过接口（include/）与抽象层交互，避免在高层感知具体芯片差异。

工具链文件

以 ARM GCC 为例：cmake/toolchain-arm-none-eabi.cmake

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic) set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm) set(TOOLCHAIN_PREFIX arm-none-eabi) find_program(CMAKE_C_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-gcc) find_program(CMAKE_ASM_COMPILER ${TOOLCHAIN_PREFIX}-gcc) find_program(CMAKE_OBJCOPY ${TOOLCHAIN_PREFIX}-objcopy) find_program(CMAKE_OBJDUMP ${TOOLCHAIN_PREFIX}-objdump) find_program(CMAKE_SIZE ${TOOLCHAIN_PREFIX}-size) set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

板级目录

boards/nucleo-f103rb/CMakeLists.txt

add_library(board_bsp STATIC startup_stm32f103xb.s ) target_include_directories(board_bsp PUBLIC ${CMAKE_SOURCE_DIR}/include) target_compile_definitions(board_bsp PUBLIC STM32F103xB USE_HAL_DRIVER ) target_compile_options(board_bsp PUBLIC -mcpu=cortex-m3 -mthumb ${OPTIMIZATION} -ffunction-sections -fdata-sections -fno-builtin -fno-common ) target_link_options(board_bsp PUBLIC -mcpu=cortex-m3 -mthumb -Wl,--gc-sections -T${CMAKE_CURRENT_SOURCE_DIR}/stm32f103xb.ld )

要点：

• 把“启动文件/链接脚本/编译器 CPU 选项/MCU 宏”封装在board_bsp，上层只需链接该库即可继承属性。
• 更换板卡=切换BOARD子目录，最小化对应用层的影响。

驱动与中间件

drivers/CMakeLists.txt

add_library(hal_stm32f1 OBJECT stm32/hal_gpio.c stm32/hal_uart.c # ... ) target_include_directories(hal_stm32f1 PUBLIC stm32/include) target_compile_definitions(hal_stm32f1 PUBLIC STM32F103xB)

middleware/CMakeLists.txt（以 FreeRTOS 为例）

option(ENABLE_FREERTOS "Enable FreeRTOS" ON) if(ENABLE_FREERTOS) add_library(freertos STATIC freertos/portable/MemMang/heap4.c freertos/portable/GCC/ARM_CM3/port.c freertos/Source/list.c freertos/Source/queue.c freertos/Source/tasks.c # ... ) target_include_directories(freertos PUBLIC freertos/include) target_compile_definitions(freertos PUBLIC configUSE_MUTEXES=1) endif()

构建原则：

• INTERFACE：只传播编译/链接属性，不产出对象（如编译选项集、公共宏、头文件路径集合）。
• OBJECT：产出.obj供多个最终目标重用（适合 HAL/驱动模块）。
• STATIC：打包成libxxx.a提供给应用或中间件。

应用层

src/CMakeLists.txt

add_executable(app.elf main.c app/app_task.c ) target_link_libraries(app.elf PRIVATE board_bsp hal_stm32f1 ) if(ENABLE_FREERTOS) target_link_libraries(app.elf PRIVATE freertos) endif() # 生成 hex/bin/map、符号与尺寸统计 add_custom_command(TARGET app.elf POST_BUILD COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O ihex $<TARGET_FILE:app.elf> ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.hex COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O binary $<TARGET_FILE:app.elf> ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.bin COMMAND ${CMAKE_OBJDUMP} -h -S $<TARGET_FILE:app.elf> > ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.list COMMAND ${CMAKE_SIZE} --format=berkeley $<TARGET_FILE:app.elf> > ${CMAKE_BINARY_DIR}/size.txt BYPRODUCTS ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.hex ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.bin ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.list ${CMAKE_BINARY_DIR}/size.txt ) add_custom_target(app.hex DEPENDS app.elf) add_custom_target(app.bin DEPENDS app.elf) add_custom_target(mapfile COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E copy $<TARGET_FILE:app.elf> ${CMAKE_BINARY_DIR}/app.map DEPENDS app.elf) add_custom_target(sizeinfo DEPENDS app.elf)

要点：

• 所有后处理显式声明在目标上，CI/CD 中可直接依赖app.hex/app.bin。
• 可按需追加签名/校验（如 Bootloader 校验）步骤。

依赖管理法

• find_package：优先用于系统安装或外部预装组件（CMSIS、系统工具）。

find_package(CMSIS REQUIRED) target_include_directories(hal_stm32f1 PUBLIC ${CMSIS_INCLUDE_DIRS})

• add_subdirectory：用于本仓库内的第三方子模块或子仓（git submodule）。

add_subdirectory(external/lwip) target_link_libraries(app.elf PRIVATE lwip)

选择建议：本地强依赖→add_subdirectory；系统依赖→find_package；