Подобных статей достаточно много на просторах интернета, но хотелось бы написать актуальную вариацию. Лично я долгое время мучался в связке: Ubuntu — основная система, разработка под STM32 в виртуальной машине Windows 7. Но однажды меня это очень утомило и я таки решил потратить несколько дней на поиск решения и вылизывание полноценной среды под Linux Ubuntu. Забегу вперёд и скажу, что идеала я так и не добился, не удалось сделать realtime debug, как в Keil. В остальном всё очень пристойно.

Внимание, очень много текста и картинок!

Что в итоге у меня получилось:

• Sublime Text 3 с автодополнениями и подсветкой всех функций, включая HAL и остальные библиотеки проекта;
• AC6 System Workbench for STM32 с кастомизированными перспективами и прочими плюшками;
• Конечно же использую контроль версий в Git.

Шаги, которые необходимо проделать:

• Добавить необходимые PPA в APT;
• Установить нужные библиотеки;
• Установить программы;
• Внести правки в конфигурационные файлы;
• Доделать всякие плюшки в виде красивых иконок, поиска из меню и т.д.

Инструкция дана для абсолютно чистой машины на базе Ubuntu 16.04, в вашем случае могут быть уже установлены какие-то компоненты. В этой статье и в последующих буду приводить примеры для отладочной платы STM32F3DISCOVERY. Она основана на МК STM32F303VCT6 c 256-Кбайт Flash и 48-КБайт RAM в корпусе LQFP100. Вы можете адаптировать настройки под ваш МК очень легко благодаря STM32CubeMX.

Всё указано для пользователя с именем bulkin, не забудьте менять его при настройке.

Предварительно устанавливаем необходимый софт

sudo apt install git clang cmake python-pip
sudo pip install --upgrade pip

Создадим нужные директории для установки программ и хранения библиотек

Я предпочитаю устанавливать программы не из PPA в отдельную папку в домашней директории ~/Programs. Во-первых, устанавливаю с правами локального пользователя. Во-вторых, папка с именем на английском, т.к. некоторые программы не любят кириллицу в пути.
Библиотеки предпочитаю хранить в /opt/libs.

mkdir ~/Programs
sudo mkdir /opt/libs
sudo chown bulkin:bulkin /opt/libs

Для STM32CubeMX и Eclipse нам понадобятся:

• Т.к. STM32CubeMX 32-битное приложение, необходимы необходимы соответсвующие библиотеки, если у вас 64-битная ОС.
• Java Run Time Environment (будем использовать OpenJRE 8).

Устанавливаем 32-битные библиотеки

sudo apt install lib32ncurses5

Устанавливаем Open JDK 8 JRE

sudo apt install default-jre

Устанавливаем STM32CubeMX

Действуем согласно инструкции самого ST.

Скачиваем дистрибутив с сайта ST (потребуется регистрация), разархивируем и запустим файл с расширением .linux. Если установщик не запускается, скорее всего не установлены 32-битные библиотеки. Путь установки меняем на /home/bulkin/Programs/STM32CubeMX, устанавливаем.

Создадим красивый ярлык и добавим поиск в Dash

touch ~/.local/share/applications/CubeMX.desktop
chmod ug+x ~/.local/share/applications/CubeMX.desktop
nano ~/.local/share/applications/CubeMX.desktop

Вставим следующее содержимое:

[Desktop Entry]
Version=1.0
Name=CubeMX
Comment=STM32 CubeMX
Exec=/home/bulkin/Programs/STM32CubeMX/STM32CubeMX
Icon=/home/bulkin/Programs/STM32CubeMX/help/STM32CubeMX.ico
Terminal=false
Type=Application
Categories=Utility;Application;

Теперь в dash иконка появится в разделе Приложения, поиск в dash будет работать после перелогинивания.

Запускаем STM32CubeMX, идём в настройки Help->Updater Settings и меняем путь для хранения библиотек на /opt/libs/STM32Cube/Repository/

Установим библиотеку для STM32F3. Открываем Help->Install New Libriaries, ставим галку Firmware Package for Family STM32F3, жмём Install Now

Устанавливаем Sublime Text 3

Вообще, SW4 вполне самодостаточная IDE. Но я люблю кодить именно в ST3, а компиляция и дебаг в SW4. Инструкция по установке ST3 для любых дистрибутивов лежит тут.

wget -qO - https://download.sublimetext.com/sublimehq-pub.gpg | sudo apt-key add -
sudo apt install apt-transport-https
echo "deb https://download.sublimetext.com/ apt/stable/" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/sublime-text.list
sudo apt update
sudo apt install sublime-text cppcheck python-configparser
sudo pip install --upgrade cmake
sudo pip install cmakelint
sudo pip install cubemx2cmake

После этого стоит перелогиниться.

Настройка Sublime Text 3

Для начала установим Package Control.
Запускаем ST3 и жмём CTRL+`, в командную строку вставляем код и жмём ENTER:

import urllib.request,os,hashlib; h = '6f4c264a24d933ce70df5dedcf1dcaee' + 'ebe013ee18cced0ef93d5f746d80ef60'; pf = 'Package Control.sublime-package'; ipp = sublime.installed_packages_path(); urllib.request.install_opener( urllib.request.build_opener( urllib.request.ProxyHandler()) ); by = urllib.request.urlopen( 'http://packagecontrol.io/' + pf.replace(' ', '%20')).read(); dh = hashlib.sha256(by).hexdigest(); print('Error validating download (got %s instead of %s), please try manual install' % (dh, h)) if dh != h else open(os.path.join( ipp, pf), 'wb' ).write(by)

Для полноценной работы нам понадобятся такие пакеты:

• ARM Assembly (Подсветка Assembler в коде)
• C Improved (Подсветка C)
• CMakeEditor (Подсветка Cmake)
• DocBlokr (Форматирование комментариев)
• EasyClangComplete (автодополнение функций)
• Hex to Int preview (показывает значение HEX)
• SublimeAStyleFormatter (форматирует код нажатием CTRL+SHIFT+A)
• Sublimelinter
• Sublimelinter-contrib-cmakelint (Подсветка cmake)
• Sublimelinter-cppcheck (проверяет код на ошибки с помощью cppcheck)
• Sublimelinter-annotations (Подсвечивает FIXME, NOTE, TODO и т.д.)

Устанавливаем нужные пакеты из меню Preferences -> Package Control -> Install Package.

Настроим ST3

Откроем Preferences -> Settings и вставляем в правую половину:

{
    "always_show_minimap_viewport": true,
    "drag_text": false,
    "ensure_newline_at_eof_on_save": true,
    "fallback_encoding": "Cyrillic (Windows 1251)",
    "font_size": 10,
    "highlight_modified_tabs": true,
    "ignored_packages":
    [
        "Vintage"
    ],
    "index_exclude_patterns":
    [
        "*.log",
        "*.bak"
    ],
    "show_encoding": true,
    "translate_tabs_to_spaces": true,
    "trim_trailing_white_space_on_save": true
}

Настраиваем пакеты ST3

EasyClangComplete

Настраиваем clang на C99 и указываем директории с базовыми библиотеками вроде StdLib.

Открываем Preferences -> EasyClangComplete -> Settings и вставляем в правую половину:

{
    "common_flags" : [
        "-I/usr/include",
        "-I/usr/lib/clang/$clang_version/include",
      ],
    "c_flags" : [ "-std=c99" ],
    "clang_binary" : "clang",
    "verbose" : false,
    "use_libclang_caching": true,
}

Sublimelinter

• Линтер срабатывает только при загрузке/сохранении
• Аннотации FIXME обводит как ошибку, остальные как предупреждение
• CppCheck проверяет только правила Warning, Style, Performance и Portability, а также указываем стандарты C99 и C++11
• Не показывать ошибки отдельным окном при сохранении

Открываем Preferences -> Sublimelinter -> Settings и вставляем в правую половину:

{
    "user": {
        "debug": false,
        "delay": 0.25,
        "error_color": "D02000",
        "gutter_theme": "Packages/SublimeLinter/gutter-themes/Default/Default.gutter-theme",
        "gutter_theme_excludes": [],
        "lint_mode": "load/save",
        "linters": {
            "annotations": {
                "@disable": false,
                "args": [],
                "errors": [
                    "FIXME"
                ],
                "excludes": [],
                "warnings": [
                    "NOTE",
                    "README",
                    "TODO",
                    "@todo",
                    "XXX",
                    "WIP"
                ]
            },
            "clang": {
                "@disable": false,
                "args": [],
                "excludes": [],
                "extra_flags": "",
                "include_dirs": []
            },
            "cmakelint": {
                "@disable": false,
                "args": [],
                "excludes": []
            },
            "cppcheck": {
                "@disable": false,
                "args": [],
                "enable": [
                    "warning",
                    "style",
                    "performance",
                    "portability"
                ],
                "excludes": [],
                "std": [
                    "c99",
                    "c++11"
                ]
            },
        },
        "mark_style": "outline",
        "no_column_highlights_line": false,
        "passive_warnings": false,
        "paths": {
            "linux": [],
            "osx": [],
            "windows": []
        },
        "python_paths": {
            "linux": [],
            "osx": [],
            "windows": []
        },
        "rc_search_limit": 3,
        "shell_timeout": 10,
        "show_errors_on_save": false,
        "show_marks_in_minimap": true,
        "tooltip_fontsize": "1rem",
        "tooltip_theme": "Packages/SublimeLinter/tooltip-themes/Default/Default.tooltip-theme",
        "tooltip_theme_excludes": [],
        "tooltips": false,
        "warning_color": "DDB700",
        "wrap_find": true
    }
}

SublimeAStyleFormatter

Форматирование настроено на мой вкус. Подробное описание всех пунктов есть в Preferences -> SublimeAStyleFormatter -> Settings — Default

Открываем Preferences -> SublimeAStyleFormatter -> Settings — User и вставляем:

{
    "options_default": {
        "style": "google",
        "indent": "spaces",
        "indent-spaces": 4,
        "indent-col1-comments": true,
        "indent-switches": true,
        "indent-cases": true,
        "break-blocks": "default",
        "attach-namespaces": true,
        "break-blocks": "default",
        "add-brackets": true,
        "lineend": "linux"
    }
}

Устанавливаем AC6 System Workbench for STM32 (SW4STM32)

Полностью процесс установки описан на сайте OpenSTM32.org.

Регистрируемся на www.openstm32.org и скачиваем инсталятор.

Переходим в папку загрузки и вводим

bash install_sw4stm32_linux_64bits-latest.run

Если у вас установлен gksudo, установщик запустится в графическом режиме. У меня не установлен, потому всё в терминале.

Несколько раз вводим 1 в качестве согласия со всякой ерундой. Указываем путь установки:

/home/bulkin/Programs/SystemWorkbench

Снова соглашаемся со всем, как девственник в свой первый раз, и ждём окончания установки.

Добавим поиск SW4 в Dash

chmod +x "/home/bulkin/Рабочий стол/sw4stm32_shortcut.desktop"
cp "/home/bulkin/Рабочий стол/sw4stm32_shortcut.desktop" ~/.local/share/applications/sw4stm32_shortcut.desktop

Настройка SW4

Запускаем SW4, соглашаемся с созданием рабочей области, кликаем на workbench. При первом запуске будет установлен ARM Toolchain.

Сначала установим удобную тему. Открываем Help->Install New Software, жмём Add.. и вводим:

Eclipse Color Theme
http://eclipse-color-theme.github.io/update/

Жмём ОК, выбираем Eclipse Color Theme и жмём Next > и дальше всё по накатанной.

Включим тему: Window -> Preferences ->Appearance -> Color Theme. Я люблю Monokai, а вы можете позже подобрать, какую вам нравится.

Ну вот и пришло время запустить наш первый проект и проверить среду разработки в работе.

Проверка настроенной среды и небольшие доводки

Повторюсь, я буду приводить примеры для отладочной платы STM32F3DISCOVERY. Делаю всё максимально просто, нам ведь банально надо проверить настройки среды разработки.

Запустим STM32CubeMX, выберем в главном окне New Project. Откроем вкладку Board Selector. Выбираем нашу плату:

• Type of board: Discovery
• MCU Series: STM32F3
• Из списка ниже выбираем STM32F3DISCOVERY

И два щелчка на нашей плате.

Сделаем минимальную настройку МК

В левом меню включим:

• FreeRTOS: поставить галку Enabled
• SYS: Trace Asynchronous Sw
• Timebase Source: TIM17 (на текущем этапе можно выбрать любой)

Переходим во вкладку Clock Configuration:

• В поле HCLK вводим 64МГц (на встроенном осциляторе максимальная частота)

Настроим сам проект

Открываем Project->Settings из верхнего меню.

• Указываем имя проекта в поле Project Name: STM32Discovery-SW4-Test
• Указываем путь в поле Project Location: /home/bulkin/workspace
• Выбираем Toolchain: SW4STM32

Откроем вкладку Code Generator и включим "Add necessary libriary files as reference in the toolchain project configuration file"

Жмём ОК и теперь мы готовы создать проект. Жмите Generate Source Code в верхнем меню:

Проверим Sublime Text 3

Для начала надо создать CMakeList.txt. Для этого открываем консоль в корне нашего проекта и вводим:

cubemx2cmake

Из нашего STM32Discovery-SW4-Test.ioc будут созданы необходимые для компиляции из командной строки файлы. Но нас интересует только CMakeLists.txt.template. Переименуем его в CMakeLists.txt.

Project->Add folder to Project... и выбираем папку нашего нового проекта.
Для начала надо добавить в CMakeList.txt недостающие пути к библиотекам. Это нужно для корректной работы EasyClangComplete. Слева щёлкаем на CMakeList.txt и вносим изменения:
Над строкой set(USER_INCLUDE Inc) добавляем:

set(STM32CUBEREPO /opt/libs/STM32Cube/Repository/STM32Cube_FW_F3_V1.9.0)

Все последующие set вплоть до file меняем на:

set(USER_INCLUDE Inc)
set(CMSIS_DEVICE_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F3xx/Include)
set(CMSIS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Include)
set(CMSIS_RTOS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/CMSIS_RTOS)
set(HAL_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/STM32F3xx_HAL_Driver/Inc)
set(FREERTOS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/include)

Ну и в раздел include_directories в самый конец добавить ${FREERTOS_INCLUDE} ${CMSIS_DEVICE_INCLUDE}.

include_directories(${USER_INCLUDE} ${CMSIS_DEVICE_INCLUDE} ${CMSIS_INCLUDE} ${HAL_INCLUDE} ${CMSIS_RTOS_INCLUDE} ${FREERTOS_INCLUDE})

set(MCU_FAMILY STM32F3xx)

cmake_minimum_required(VERSION 3.6)

project(STM32Discovery-SW4-Test C ASM)

add_definitions(-DSTM32F303xC)
add_definitions(-DUSE_HAL_LIBRARY)

set(STM32CUBEREPO /opt/libs/STM32Cube/Repository/STM32Cube_FW_F3_V1.9.0)

set(USER_INCLUDE Inc)
set(CMSIS_DEVICE_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F3xx/Include)
set(CMSIS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Include)
set(CMSIS_RTOS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/CMSIS_RTOS)
set(HAL_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Drivers/STM32F3xx_HAL_Driver/Inc)
set(FREERTOS_INCLUDE ${STM32CUBEREPO}/Middlewares/Third_Party/FreeRTOS/Source/include)

file(GLOB_RECURSE USER_INCLUDE_F ${USER_INCLUDE}/*.h)
file(GLOB_RECURSE CMSIS_DEVICE_INCLUDE_F ${CMSIS_DEVICE_INCLUDE}/*.h)
file(GLOB_RECURSE CMSIS_INCLUDE_F ${CMSIS_INCLUDE}/*.h)
file(GLOB_RECURSE HAL_INCLUDE_F ${HAL_INCLUDE}/*.h)

file(GLOB_RECURSE USER_SOURCES Src/*.c)
file(GLOB_RECURSE HAL_SOURCES ${STM32CUBEREPO}/Drivers/STM32F3xx_HAL_DRIVER/Src/*.c)
file(GLOB_RECURSE CMSIS_SYSTEM ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F3xx/Source/Templates/system_STM32F3xx.c)
file(GLOB_RECURSE CMSIS_STARTUP ${STM32CUBEREPO}/Drivers/CMSIS/Device/ST/STM32F3xx/Source/Templates/gcc/startup_STM32F303xC.s)

set(SOURCE_FILES ${USER_SOURCES} ${HAL_SOURCES} ${CMSIS_SYSTEM} ${CMSIS_STARTUP} STM32F303VCTx_FLASH.ld
                 ${USER_INCLUDE_F} ${CMSIS_DEVICE_INCLUDE_F} ${CMSIS_INCLUDE_F} ${HAL_INCLUDE_F})

include_directories(${USER_INCLUDE} ${CMSIS_DEVICE_INCLUDE} ${CMSIS_INCLUDE} ${HAL_INCLUDE} ${CMSIS_RTOS_INCLUDE} ${FREERTOS_INCLUDE})

add_executable(${PROJECT_NAME}.elf ${SOURCE_FILES})

set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "${CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS} -Wl,-Map=${PROJECT_SOURCE_DIR}/build/${PROJECT_NAME}.map")
set(HEX_FILE ${PROJECT_SOURCE_DIR}/build/${PROJECT_NAME}.hex)
set(BIN_FILE ${PROJECT_SOURCE_DIR}/build/${PROJECT_NAME}.bin)

add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME}.elf PRE_BUILD
        COMMAND ${CMAKE_COMMAND} -E make_directory ${PROJECT_SOURCE_DIR}/build
        COMMENT "Creating build directory")
add_custom_command(TARGET ${PROJECT_NAME}.elf POST_BUILD
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Oihex $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${HEX_FILE}
        COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -Obinary $<TARGET_FILE:${PROJECT_NAME}.elf> ${BIN_FILE}
        COMMENT "Building ${HEX_FILE}
Building ${BIN_FILE}")

add_custom_target(flash
        WORKING_DIRECTORY ${PROJECT_SOURCE_DIR}
        COMMAND openocd -f openocd_flash.cfg
        COMMENT "Flashing the target processor..."
        DEPENDS ${PROJECT_NAME}.elf)
add_custom_command(TARGET flash POST_BUILD COMMENT "Flashing finished!")

Стоит объяснить, зачем нужны эти танцы с бубном. Дело в том, что при создании проекта мы выбрали опцию "добавлять библиотеки в качестве ссылок в тулчейне". А вот cubemx2cmake указывает относительный путь к библиотекам HAL, а также не добавляет пару путей к библиотекам CMSIS и FreeRTOS. Вероятно, это будет исправлено в будущих версиях, но пока так.

Теперь надо сбросить кэш Cmake: CTRL-SHIFT-P -> EasyClangComplete: Clean current cmake cache

Откроем Src/main.c Наведём курсор на какую-нибудь функцию и порадуемся всплывающим окошкам с её описанием. Подробнее о работе EasyClangComplete можно посмотреть тут.

Попробуем отформатировать код: нажмём CTRL+ALT+F и радуемся, как всё поменялось. Если предпочитаете другой стиль, нет проблем, настройки в Preferences -> SublimeAStyleFormatter.

Откомпилируем проект и посмотрим debug

Запускаем SW4 и импортируем проект:

• File -> Import… -> General -> Existing projects into workspace
  
  • Select root directory: /home/bulkin/workspace/STM32Discovery-SW4-Test
  • НЕ ставим галку Copy projects into workspace

Жмём Finish.

Выбираем проект в Project explorer. Компилируем Project -> Build Project. Если всё было сделано без ошибок ранее, проект скомпилируется за несколько секунд. И в консоли в нижней части будет примерно так:

Generating binary and Printing size information:
arm-none-eabi-objcopy -O binary "STM32Discovery-SW4-Test.elf" "STM32Discovery-SW4-Test.bin"
arm-none-eabi-size "STM32Discovery-SW4-Test.elf"
   text    data     bss     dec     hex filename
   8724      16    5040   13780    35d4 STM32Discovery-SW4-Test.elf

16:42:41 Build Finished (took 6s.173ms)

Подключим нашу плату к компьютеру и попробуем загрузить прошивку: Run -> Run as Ac6 STM32 C/C++ Application. Если всё удачно, в конце вывода консоли будет:

wrote 10240 bytes from file Debug/STM32Discovery-SW4-Test.elf in 0.513113s (19.489 KiB/s)
** Programming Finished **
** Verify Started **
STM32F303VCTx.cpu: target state: halted
target halted due to breakpoint, current mode: Thread 
xPSR: 0x61000000 pc: 0x2000002e msp: 0x2000a000
verified 8748 bytes in 0.104648s (81.635 KiB/s)
** Verified OK **
** Resetting Target **

Ну и самое вкусное. Запустим дебагер. Run -> Debug (или просто жмите F11). SW4 загрузит прошивку и предложит открыть отдельную перспективу для дебагера. Советую согласиться.

Изначально наша программа будет остановлена на int main(void) {}, это брейкпонт по-умолчанию. Запустим программу нажав F8, чтобы инициализировались все настройки МК, потом остановим, нажав кнопку Suspend в верхней панели. Давайте попробуем зажечь светодиоды. В правой верхней части перспективы откроем вкладку I/O Registers, развернём GPIO и правый щелчок на GPIOE -> ODR -> Activate

Теперь посмотрим в STM32CubeMX в нашем проекте, что светодиоды сидят на ногах PE8 — PE15:

В столбце HEX Value в строках c GPIOE -> ODR -> ODR15 по GPIOE -> ODR -> ODR8 выставим 1 и радуемся магии, как загораются светодиоды на плате. Ставим 0 — гаснут.

К сожалению, такая магия возможно только в остановленном состоянии, в отличие от того же Keil uVision, реалтайма тут нет. (грустный смайлик)

Осталось только настроить Git

Настройка Git

Заходим через терминал в директорию с нашим проектом и инициализируем Git, включая ввод персональных данных:

cd ~/workspace/STM32Discovery-SW4-Test
git init
git config --global user.email "n-b******@yandex.ru"
git config --global user.name "Nikita Bulaev"

Создадим .gitignore и добавим в него:

/Debug/

.metadata
bin/
tmp/
*.tmp
*.bak
*.swp
*~.nib
local.properties
.settings/
.loadpath
.recommenders

# External tool builders
.externalToolBuilders/

# Locally stored "Eclipse launch configurations"
*.launch

# CDT-specific (C/C++ Development Tooling)
.cproject

# sbteclipse plugin
.target

# Tern plugin
.tern-project

# TeXlipse plugin
.texlipse

# STS (Spring Tool Suite)
.springBeans

# Code Recommenders
.recommenders/

# Scala IDE specific (Scala & Java development for Eclipse)
.cache-main
.scala_dependencies
.worksheet

Ну и сделаем коммит:

git add *
git commit -a -m "Initial commit"

В общем-то дальнейшие вещи выходят за рамки статьи о настройке среды разработки. Это и полноценное описание дебагинга, и всякие горячие клавиши ST3. Об этом я бы хотел поговорить в другой раз. Надеюсь, данная статья будет полезна, хотя ныне настройка среды стала гораздо проще, чем ещё год назад. Удачи!