搭建CMake+Ninja+GCC开发GD32

1.1 CMake Windows x64 MSI：

cmake-4.3.2-windows-x86_64.msi

1.2 Ninja 官方 GitHub Release

https://github.com/ninja-build/ninja/releases

解压到E:/Programs，这里路径，arm-none-eabi-gcc.cmake里面修改

1.3 gcc

https://developer.arm.com/downloads/-/arm-gnu-toolchain-downloads
arm-gnu-toolchain-15.2.rel1-mingw-w64-x86_64-arm-none-eabi.zip
解压后，路径加入系统环境变量

1.4 验证

cmake--version

ninja--version

CMake + Ninja 工程说明

本工程使用 CMake 生成 Ninja 构建规则，再由 Ninja 调用 ARM GCC 编译固件。

整体关系如下：

CMakeLists.txt | v cmake -G Ninja | v build/build.ninja | v ninja | v TARGET_NAME.elf / TARGET_NAME.hex / TARGET_NAME.bin / TARGET_NAME.map

1. CMakeLists.txt 是什么

CMakeLists.txt是 CMake 工程的主配置文件。

它用来描述：

项目名称 使用的编程语言 源文件列表 头文件搜索路径 宏定义 CPU 编译参数 链接脚本 最终输出文件 构建后的转换动作

对于嵌入式工程，它通常还会配置：

MCU 内核参数，例如 cortex-m0plus 启动汇编文件 链接脚本 .ld objcopy 生成 .hex / .bin size 输出 Flash / RAM 占用

2. CMake、Ninja、GCC 的关系

三者分工不同：

CMake：读取 CMakeLists.txt，生成构建规则 Ninja：读取 build.ninja，执行具体编译命令 GCC：真正编译 C/ASM 文件并链接生成固件

也就是：

CMakeLists.txt --cmake--> build.ninja --ninja--> gcc 编译/链接

3. 为什么不直接手写 build.ninja

build.ninja通常不手写。

原因是：

Ninja 语法很简单，适合快速执行，不适合维护复杂工程逻辑 CMakeLists.txt 更适合描述跨平台工程结构 CMake 可以自动生成依赖关系和构建规则

所以推荐维护：

CMakeLists.txt

而不是维护：

build.ninja

4. toolchain 文件是什么

交叉编译时，CMake 需要知道使用哪一套编译器。

因此会单独准备一个 toolchain 文件，例如：

arm-none-eabi-gcc.cmake

它里面通常指定：

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic) set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm) set(TOOLCHAIN_DIR "E:/Programs/arm-gnu-toolchain/bin") set(CMAKE_C_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-gcc.exe") set(CMAKE_ASM_COMPILER "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-gcc.exe") set(CMAKE_OBJCOPY "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-objcopy.exe") set(CMAKE_SIZE "${TOOLCHAIN_DIR}/arm-none-eabi-size.exe") set(CMAKE_TRY_COMPILE_TARGET_TYPE STATIC_LIBRARY)

这样即使arm-none-eabi-gcc.exe没有加入系统 PATH，CMake 也能找到它。

5. 典型目录结构

推荐目录结构如下：

Project_ninja/ CMakeLists.txt arm-none-eabi-gcc.cmake startup_xxx_gcc.s target.ld build/ build.ninja TARGET_NAME.elf TARGET_NAME.hex TARGET_NAME.bin TARGET_NAME.map

其中：

CMakeLists.txt CMake 主配置文件 arm-none-eabi-gcc.cmake ARM GCC 工具链配置 startup_xxx_gcc.s MCU 启动文件 target.ld 链接脚本 build/ CMake/Ninja 构建输出目录

6. 配置工程

第一次构建前，需要先执行 CMake 配置：

cmake-S.\Project_ninja-B.\Project_ninja\build-G Ninja-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

参数含义：

-S .\Project_ninja 指定源码目录，也就是 CMakeLists.txt 所在目录 -B .\Project_ninja\build 指定构建输出目录 -G Ninja 指定生成 Ninja 构建规则 -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=... 指定 ARM GCC 工具链文件

配置成功后，会生成：

Project_ninja/build/build.ninja

7. 编译工程

配置完成后，执行：

cmake--build.\Project_ninja\build

或者进入 build 目录后直接执行：

ninja

构建成功后，通常会生成：

Project_ninja/build/TARGET_NAME.elf Project_ninja/build/TARGET_NAME.hex Project_ninja/build/TARGET_NAME.bin Project_ninja/build/TARGET_NAME.map

8. 清理工程

删除构建目录即可完整清理：

Remove-Item-Recurse-Force.\Project_ninja\build

然后重新配置：

cmake-S.\Project_ninja-B.\Project_ninja\build-G Ninja-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

9. CMakeLists.txt 常见内容

一个嵌入式 CMake 工程通常包含：

cmake_minimum_required(VERSION 3.20) project(TARGET_NAME C ASM) set(CMAKE_C_STANDARD 99) set(CMAKE_C_STANDARD_REQUIRED ON) set(CMAKE_C_EXTENSIONS OFF) set(TARGET_NAME target_name) set(ROOT_DIR ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/..) set(LINKER_SCRIPT ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/target.ld)

源文件：

set(PROJECT_SOURCES ${ROOT_DIR}/User/main.c ${ROOT_DIR}/User/system_xxx.c ${CMAKE_CURRENT_LIST_DIR}/startup_xxx_gcc.s )

头文件路径：

target_include_directories(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE ${ROOT_DIR}/User ${ROOT_DIR}/Drivers/CMSIS/Include )

宏定义：

target_compile_definitions(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE MCU_MODEL USE_FULL_LL_DRIVER )

CPU 参数：

set(CPU_FLAGS -mcpu=cortex-m0plus -mthumb -mfloat-abi=soft )

编译参数：

target_compile_options(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE ${CPU_FLAGS} -Os -g3 -Wall -Wextra -ffunction-sections -fdata-sections )

链接参数：

target_link_options(${TARGET_NAME}.elf PRIVATE ${CPU_FLAGS} -T${LINKER_SCRIPT} -Wl,-Map=${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.map -Wl,--gc-sections -Wl,--print-memory-usage -specs=nano.specs -specs=nosys.specs -nostartfiles )

生成 HEX / BIN：

add_custom_command(TARGET ${TARGET_NAME}.elf POST_BUILD COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O ihex $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf> ${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.hex COMMAND ${CMAKE_OBJCOPY} -O binary $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf> ${CMAKE_BINARY_DIR}/${TARGET_NAME}.bin COMMAND ${CMAKE_SIZE} $<TARGET_FILE:${TARGET_NAME}.elf> )

10. 常见问题

cmake 找不到

确认 CMake 已加入 PATH。

验证：

cmake--version

ninja 找不到

确认ninja.exe所在目录已加入 PATH。

验证：

ninja--version

arm-none-eabi-gcc 找不到

如果 toolchain 文件中写了绝对路径，一般不需要加入 PATH。

检查路径是否正确：

E:/Programs/arm-gnu-toolchain/bin/arm-none-eabi-gcc.exe

修改了源文件列表后怎么办

重新构建即可：

cmake--build.\Project_ninja\build

如果改了 CMake 配置，建议重新配置一次：

cmake-S.\Project_ninja-B.\Project_ninja\build-G Ninja-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake

11. 推荐工作流

日常开发建议流程：

cmake-S.\Project_ninja-B.\Project_ninja\build-G Ninja-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake cmake--build.\Project_ninja\build

修改 C 文件后，只需要：

cmake--build.\Project_ninja\build

完全清理后重新构建：

Remove-Item-Recurse-Force.\Project_ninja\build cmake-S.\Project_ninja-B.\Project_ninja\build-G Ninja-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=.\Project_ninja\arm-none-eabi-gcc.cmake cmake--build.\Project_ninja\build