干货|教你在Win10的ubuntu子系统下编译micropython

在Win10的应用商店中，提供了Linux的子系统，这是实际上是一个虚拟机软件，与virtualbox和vmplayer功能类似。下面就介绍在Linux子系统中安装工具链和编译micropython的方法。

先确认一下Windows10系统的版本，如果是LTSB版（Long Time Service Branch 企业长期服务版），就需要更换到企业版。

如果还没有安装过Linux子系统功能，首先需要在控制面板的“程序和功能”中允许适用于Linux的Windows子系统功能，并重新启动计算机。

然后就可以在应用商店中，通过搜索Linux或者ubuntu，找到ubuntu应用。注意现在应用商店里ubuntu有两个版本，分别是16.04和18.04。

这两个版本都是长期服务器版，但是我们需要选择第一个，也就是16.04版本，因为目前gcc-arm编译器还没有支持18.04，使用18.04版本就需要自己手工安装编译器，比较麻烦。

安装好ubuntu 16.04后，运行就会出现下面的控制台样式窗口，它默认是只有控制台（shell）界面，没有图形化界面。我们可以通过 lsb_release -a 命令查看系统版本。

这个新安装的ubuntu可以看成是一个全新的系统，大部分软件都需要自己安装。我们先安装arm-gcc编译器，同时可以更新一下软件仓库的内容。

1. sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa
2. sudo apt update
3. sudo apt install gcc-arm-embedded

然后安装git软件：

1. sudo apt install git

还需要安装gcc编译器和make软件：

1. sudo apt install gcc make

到这一步，需要的软件基本安装完成，下面是用 git 同步下载 micropython 源码。虽然可以使用zip方式下载，但是这样不方便和源码同步更新。我们先在用户目录中创建一个projects目录，将micropython下载到projects目录中：

cd

mkdir projects

cd projects

git clone https://github.com/micropython/micropython

因为文件比较多，github在国内访问速度也不快，下载速度与网络有很大关系。如果下载出错，需要重复这个步骤。

成功下载后，进入micropython目录，先下载使用到的其它库文件：

1. cd micropython
2. git submodule update --init

micropython引用的外部库也比较多，下载需要一定时间。如果提示超时或者下载失败，需要重复前面过程。

下载源码后，就可以开始编译了，首先是编译mpy-cross，它是一个micropython的辅助工具，在编译过程中会用到。

在micropython源码的根目录中，输入下面命令：

1. make -C mpy-cross

这个程序不大，编译速度也比较快。编译后就可以编译STM32的程序了，下面命令是编译官方的pybv10开发板固件：

1. make -C ports/stm32

如果是编译其它开发板，就需要在命令行中指定板子的名称，注意BOARD必须大写，等号两边不能有空格：

1. make -C ports/stm32 BOARD=STM32F7DISC

如果其它开发板，更换板子的名称就可以。如果是自己定义的板子，还需要将开发板的定义文件添加到ports/stm32/board目录下。

以后如果micropython代码更新了，我们就可以通过git同步更新，然后再次编译。

1. git pull

编译前最好先清除以前的编译内容，这样可以避免因为更新造成的编译错误

1. make -C ports/stm32 clean
2. make -C ports/stm32

上面编译出的固件是默认方式，不带有双精度浮点，也不支持线程功能。如果希望添加线程功能，需要打开板子的配置文件mpconfigboard.h，然后在文件中添加下面两行：

1. #define MICROPY_PY_THREAD (1)
2. #define MICROPY_PY_THREAD_GIL (1)

然后先清除以前的临时文件，再重新编译。

如果需要双精度浮点功能，在编译时命令行中，添加 MICROPY_FLOAT_IMPL=double。

编译速度与计算机的配置有较大关系，配置越高，CPU性能越好，速度越快。此外如果计算机使用了普通硬盘，第一次编译也会较慢，需要较多的时间加载程序，使用SSD硬盘时，第一次编译速度明显快很多。在一个Windows10平板上（cpu的N3450，），编译1.9.4版本的固件，使用了约260秒，而相同情况下使用虚拟机编译约160秒，看起来Linux子系统的性能还有很大改进的空间。

编译后，产生的固件在 ports/stm32/build-xxxxx 目录下（xxxxx是板子的名称），编译会同时产生elf、dfu、hex三种格式的文件。dfu适合通过USB方式升级，elf和hex可以使用jlink、stlink通过SWD下载（会丢失用户磁盘内容）。

编译好固件怎样复制到windows主机呢？在Linux子系统中，默认已经将windows的各分区挂载好了，我们可以在 /mnt 目录下看到。将固件复制到进去就可以了。如果不习惯用命令行方式操作，可以安装一个midinight commander软件，它类似早期的norton commander，可以方便的管理文件。

sudo apt install mc

使用Linux子系统，好处在于安装和使用简单，安装后可以直接运行，没有复杂的配置，文件体积比使用虚拟机要小，占用系统资源也较少。Linux系统作为windows的一个程序，比传统用虚拟机方式更加容易使用。缺点是不能选择用户数据存放的目录，所有文件都会保存到系统盘，需要在系统盘留出足够的空间，此外性能比传统虚拟机低。

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