使用M1芯片的Macbook开发TF-M

首发极术社区
作者:大伟
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基于Arm架构的M1芯片的Macbook

20年果粉圈最大的新闻应该就是Apple推出第一款基于Arm架构的自研SoC M1，并且装备在了自己的Macbook，Mac Mini产品上。 具体的评测，大家可以参考这篇文章 笔者有幸拿到了一台M1版本的Macbook Air。尝试了搭建TF-M的开发环境，非常顺利。所以把相关步骤和注意事项分享给大家。

编译TF-M的前期准备

最重要的问题应该就是编译TF-M所需的工具及库软件的安装。 以前在x86下可能问题并不是太大，但是现在切换到Arm架构的M1，软件适配方面的问题就尤为重要。 所幸笔者发现，常用工具对M1架构的还是不错的，而且适配的速度远超笔者预期。 下面以GNUArm编译器为例，介绍一下M1芯片的系统中，如何搭建TF-M开发环境。

一下内容基于 硬件：Macbook Air M1 8G 256GB 系统：macOS Big Sur 11.1

macOS基础设定

在开始安装TF-M相关环境之前，我们先把macOS的环境设定好。

命令行改为bash

笔者因为长期用Linux环境开发，所以先把macOS默认的zsh改为bash。 简单点说，就是在命令行执行chsh -s /bin/bash，然后重启命令行。详细介绍可以参考这篇文章。

bash配置文件

由于后面我们会修改环境变量，所以首先把bash的配置文件创建好。关于.bash_profile和.bashrc文件在macOS下的问题，参考这篇文章 简单的说，在用户的家目录下创建这两个文件，然后.bash_profile调用.bashrc。这样做是因为保持与其他Linux/Unix平台做法一致。当然，你也可以在.bash_profile中做所有事情而忽略.bashrc。 创建.bash_profile（这里使用vi作为文本编辑器，可以替换为你喜欢的）

vi ~/.bash_profile

编辑.bash_profile并保存

if [ -r ~/.bashrc ]; then
   source ~/.bashrc
fi

创建.bashrc

vi ~/.bashrc

以后可以像其他Linux平台一样，修改.bashrc文件。

安装homebrew

为了后面安装软件更方便，推荐安装homebrew。 方法非常简单，在命令行执行

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

这里如果出现无法连接的情况，需要检查一下DNS设置。添加114.114.114.114和8.8.8.8作为DNS服务器地址。DNS设置方法这里不详细描述，可以很容易在网上找到。这里主要介绍与搭建环境相关的步骤和要点。

homebrew安装好之后，会出现在/opt/homebrew目录，可以把可执行文件加入到PATH中，编辑~/.bashrc，添加：

export PATH="$PATH:/opt/homebrew/bin"

重启终端或者source ～/.bashrc之后，如果可以使用brew命令，则说明安装设置正确。

TF-M的依赖软件

参考TF-M的帮助文档，我们可以知道，TF-M的开发环境需要的软件大致有：

CMakeGNUArm CompilerPython3以及Pip3，相应的Python依赖包

下面一一介绍他们的安装步骤和要点

CMake

可以在CMake的官方网站下载安装包-地址 比如，下载cmake-3.19.5-macos10.10-universal.dmg文件或者其他最新版本的CMake。 下载好之后，和安装其他macOS软件的方法一样安装就可以。 命令行环境变量的使用，放在后面一起介绍。

ANUArm Compiler

在Arm官网下载-地址。 选择Mac的安装包，如gcc-arm-none-eabi-10-2020-q4-major-mac.pkg，或者更新的版本。 下载好之后，和安装其他macOS软件的方法一样安装就可以。 命令行环境变量的使用，放在后面一起介绍。

Python3和TF-M的Python依赖库安装

系统可能已经安装python3，但是为了确保安装正确，我们通过brew安装python3。在命令行中执行 brew install python3 此时，python3和pip3应该已经一起安装完毕。

随后，进入TF-M的安装目录，进行python依赖库的安装 cd pip3 install -r tools/requirements.txt 这时，很有可能你会遇到安装cryptography时的错误。 这里遇到的唯一一个难点。 总结下来，问题有：

缺少Rust编译环境

访问Rust官网安装，简单的说，就是执行 curl --proto ‘=https’ --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh 安装成功后，在你的.bashrc文件会看到多了下面一行 source “$HOME/.cargo/env” 重新打开终端或者source ~/.bashrc后解决。 如果安装过程有问题，可以通过brew安装。这里不再赘述。

找不到openssl头文件

首先确定安装openssl： brew install [email protected] 然后手动带路径安装cryptography env LDFLAGS="-L$(brew--prefixopenssl)/lib"CFLAGS="-I$(brew --prefix openssl)/include" pip3 install cryptography

如果手动安装cryptography成功，可以再回去安装其他的TF-M依赖库 pip3 install -r tools/requirements.txt

现在安装应该全部没有问题了。

把CMake和GNUArm的路径加入PATH

前面安装好CMake和GNUArm之后，还没有把可执行文件路径加入PATH。 编辑~/.bashrc，加入 export PATH=“$PATH:/Applications/CMake.app/Contents/bin"exportPATH="$PATH:/Applications/ARM/bin” 如果你把这两个软件安装到了不同目录，则只要修改路径即可 重启启动终端或者source ~/.bashrc后，可以尝试能否找到这两个工具 cmake --version arm-none-eabi-gcc --version

尝试编译TF-M

在所有环境都安装好之后，我们进入TF-M代码目录，尝试编译TF-M

cmake -S . -B cmake_build -DTFM_PLATFORM=mps2/an521 -DTFM_TOOLCHAIN_FILE=toolchain_GNUARM.cmake
cmake --build cmake_build -- install

一切顺利的话，TF-M应该可以正常编译了。

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