.ino Arduino Sketch가 GCC-AVR에서 직접 컴파일됩니까?

자, 우리 모두 Arduino vs C ++와 같은 웹상의 모든 질문이나 다른 유사한 질문을 보았습니다. 그리고 대부분의 답변은 추상적 정보를 통한 것 외에는 컴파일 차이를 건드리지 않습니다.

내 질문은 .ino 파일의 이름을 .cpp 파일 또는 c ++의 다른 유사한 파일 확장자로 변경하여 GCC-AVR을 사용하여 컴파일하는 방법의 실제 차이점 (환경 설정이 아닌)을 해결하는 것입니다. 최소한 Arduino 헤더 파일을 포함해야하지만 그 이상으로 예를 들어 GCC-AVR을 사용하여 .ino를 .cpp 파일로 컴파일하면 컴파일 오류가 발생합니다. 간단히하기 위해 클래식 깜박임 예제를 사용하여 차이점을 설명하겠습니다. 또는 더 나은 코드 스 니펫을 사용하는 경우 반드시 스 니펫을 답변에 포함시키고 차이점을 철저히 설명하십시오.

어느 것이 더 나은 방법이나 도구인지에 대해서는 의견이 없습니다.

참고로 개발을 위해 Platformio를 사용하고 컴파일 과정에서 변환 과정이 진행되는 것을 알 수 있습니다. 나는 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하려고 노력하고 있으므로 Arduino로 코딩 할 때 "순수한"C ++ 버전도 이해합니다.

내 질문에 미리 답변 해 주셔서 감사합니다.

여기에 내 대답을 참조하십시오 클래스와 객체 : 나는 실제로 사용하는 방법을 많은 및 파일 형식을 필요합니까? -구체적으로 : IDE가 구성하는 방법 .

최소한 Arduino 헤더 파일을 포함해야한다는 것을 알고 있습니다.

예, 그렇게해야합니다.

그러나 그 이상으로 예를 들어 GCC-AVR을 사용하여 .ino를 .cpp 파일로 컴파일하면 컴파일 오류가 발생합니다.

IDE는 함수 프로토 타입을 생성합니다. .ino 파일의 코드는 이것을 필요로 할 수도 있고 필요하지 않을 수도 있습니다 (아마도 일반적인 C ++ 방식으로 코딩하고 스스로 수행 할 수 있도록 충분히 훈련되지 않은 경우).

"sketch"에 다른 파일 (예 : 다른 .ino, .c 또는 .cpp 파일)이 포함되어 있으면 위에서 언급 한 답변에 설명 된대로 컴파일 프로세스에 통합해야합니다.

또한 스케치에서 사용하는 라이브러리에서 (컴파일 및) 링크해야합니다.

링크 측면에 대해서는 묻지 않았지만 컴파일 된 다양한 파일을 함께 링크 한 다음 업로드 목적으로 .elf 및 .hex 파일로 변환해야합니다. 아래를 참조하십시오.

makefile 예

IDE 출력을 기반으로 잠시 동안 간단한 makefile을 만들었습니다 .

#
# Simple Arduino Makefile
#
# Author: Nick Gammon
# Date: 18th March 2015

# where you installed the Arduino app
ARDUINO_DIR = C:/Documents and Settings/Nick/Desktop/arduino-1.0.6/

# various programs
CC = "$(ARDUINO_DIR)hardware/tools/avr/bin/avr-gcc"
CPP = "$(ARDUINO_DIR)hardware/tools/avr/bin/avr-g++"
AR = "$(ARDUINO_DIR)hardware/tools/avr/bin/avr-ar"
OBJ_COPY = "$(ARDUINO_DIR)hardware/tools/avr/bin/avr-objcopy"

MAIN_SKETCH = Blink.cpp

# compile flags for g++ and gcc

# may need to change these
F_CPU = 16000000
MCU = atmega328p

# compile flags
GENERAL_FLAGS = -c -g -Os -Wall -ffunction-sections -fdata-sections -mmcu=$(MCU) -DF_CPU=$(F_CPU)L -MMD -DUSB_VID=null -DUSB_PID=null -DARDUINO=106
CPP_FLAGS = $(GENERAL_FLAGS) -fno-exceptions
CC_FLAGS  = $(GENERAL_FLAGS)

# location of include files
INCLUDE_FILES = "-I$(ARDUINO_DIR)hardware/arduino/cores/arduino" "-I$(ARDUINO_DIR)hardware/arduino/variants/standard"

# library sources
LIBRARY_DIR = "$(ARDUINO_DIR)hardware/arduino/cores/arduino/"

build:

    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(MAIN_SKETCH) -o $(MAIN_SKETCH).o
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)avr-libc/malloc.c -o malloc.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)avr-libc/realloc.c -o realloc.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)WInterrupts.c -o WInterrupts.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)wiring.c -o wiring.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)wiring_analog.c -o wiring_analog.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)wiring_digital.c -o wiring_digital.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)wiring_pulse.c -o wiring_pulse.c.o 
    $(CC) $(CC_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)wiring_shift.c -o wiring_shift.c.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)CDC.cpp -o CDC.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)HardwareSerial.cpp -o HardwareSerial.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)HID.cpp -o HID.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)IPAddress.cpp -o IPAddress.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)main.cpp -o main.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)new.cpp -o new.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)Print.cpp -o Print.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)Stream.cpp -o Stream.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)Tone.cpp -o Tone.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)USBCore.cpp -o USBCore.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)WMath.cpp -o WMath.cpp.o 
    $(CPP) $(CPP_FLAGS) $(INCLUDE_FILES) $(LIBRARY_DIR)WString.cpp -o WString.cpp.o 
    rm core.a
    $(AR) rcs core.a malloc.c.o 
    $(AR) rcs core.a realloc.c.o 
    $(AR) rcs core.a WInterrupts.c.o 
    $(AR) rcs core.a wiring.c.o 
    $(AR) rcs core.a wiring_analog.c.o 
    $(AR) rcs core.a wiring_digital.c.o 
    $(AR) rcs core.a wiring_pulse.c.o 
    $(AR) rcs core.a wiring_shift.c.o 
    $(AR) rcs core.a CDC.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a HardwareSerial.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a HID.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a IPAddress.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a main.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a new.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a Print.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a Stream.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a Tone.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a USBCore.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a WMath.cpp.o 
    $(AR) rcs core.a WString.cpp.o 
    $(CC) -Os -Wl,--gc-sections -mmcu=$(MCU) -o $(MAIN_SKETCH).elf $(MAIN_SKETCH).o core.a -lm 
    $(OBJ_COPY) -O ihex -j .eeprom --set-section-flags=.eeprom=alloc,load --no-change-warnings --change-section-lma .eeprom=0 $(MAIN_SKETCH).elf $(MAIN_SKETCH).eep 
    $(OBJ_COPY) -O ihex -R .eeprom $(MAIN_SKETCH).elf $(MAIN_SKETCH).hex 

이 경우 .ino 파일은 Blink.cpp로 이름을 바꾸고 다음 줄을 추가 한 후 아무런 문제없이 컴파일 됩니다.

#include <Arduino.h>

Nick Gammon의 답변에 몇 가지 요점을 추가하고 싶습니다.

• 컴파일하기 위해 .ino 파일의 이름을 바꿀 필요는 없습니다. 명시 적으로 컴파일러에게 C ++ (옵션 -x c++) 라고 지시 하면 비정상적인 파일 확장자를 무시하고 C ++로 컴파일합니다.
• #include <Arduino.h>.ino 파일 을 추가 할 필요는 없습니다 . 컴파일러에게이를 수행하도록 지시 할 수 있습니다 ( -include Arduino.h).

이러한 트릭을 사용 하여 적절한 명령 행 옵션으로 avr-g ++를 호출하면 수정없이 Blink.ino를 컴파일 할 수 있습니다.

avr-g++ -mmcu=atmega328p -DARDUINO=105 -DF_CPU=16000000L \
    -I/usr/share/arduino/hardware/arduino/cores/arduino \
    -I/usr/share/arduino/hardware/arduino/variants/standard \
    -Os -fno-exceptions -ffunction-sections -fdata-sections \
    -Wl,--gc-sections -g -Wall -Wextra \
    -x c++ -include Arduino.h \
    /usr/share/arduino/examples/01.Basics/Blink/Blink.ino \
    -x none /usr/local/lib/arduino/uno/libcore.a -lm \
    -o Blink.elf

위의 명령 줄에 대한 몇 가지 참고 사항 :

• /usr/local/lib/arduino/uno/libcore.a컴파일 된 Arduino 코어를 저장 한 곳입니다. 나는 같은 것들을 반복해서 재 컴파일하는 것을 싫어한다.
• -x none컴파일러에게 파일 확장자를 다시 고려하도록 지시하는 데 필요합니다. 이것이 없으면 libcore.a가 C ++ 파일이라고 가정합니다.

Sudar Muthu의 Arduino-Makefile 에서 그 트릭을 배웠습니다 . 이것은 많은 보드와 라이브러리에서 작동하는 매우 일반적인 Makefile입니다. Arduino IDE와 관련하여 누락 된 것은 순방향 선언입니다.