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NuttX 构建系统

时间:2015-09-13 15:58:49      阅读:834      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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(嵌入式 实时操作系统 rtos nuttx 7.1 makefile)

NuttX 构建系统

转载请注明出处: http://blog.csdn.net/zhumaill/article/details/24400441

1  简单介绍


NuttX 是通过 Makefile 文件组织编译的。Makefile 文件描写叙述了整个 NuttX project的编译、链接等规则,告诉 make 要编译哪些文件、如何编译以及在什么条件下编译。

NuttX 没有使用 Autoconf、 Automake、 CMake、 SCons 等自己主动化编译工具。它的 Makefile 文件全然由手工编写。比那些自己主动化编译工具所使用的编译文件更easy阅读。更easy理解软件的编译过程。

正应了那句话:试图用一种方法使事情变得简单,结果却使事情变得更复杂。

2  Makefile 文件组织结构

  • nuttx/Makefile: 顶层 Makefile 文件。内容非常easy,依据主机环境。条件包括  Makefile.unix 或 Makefile.win。
  • nuttx/Makefile.unix:Linux 环境下的 Makefile 文件。
  • nuttx/Makefile.win:Windows 环境下的 Makefile 文件。

  • nuttx/Make.defs:从 nuttx/config/<板卡>/<目标配置>/Make.defs 复制而来。

  • 各级子文件夹下的 Makefile、 Make.defs 和 Make.dep。

3  Makefile 文件包括树


(顶层文件夹是 nuttx)
`        |<--.config
         |
         |                 |<--.config
         |                 |<--tools/Config.mk
         |<--Makefile.unix-|
Makefile-|                 |             |<--.config
         |                 |<--Make.defs-|<--tools/Config.mk
         |                               |<--arch/arm/src/armv7-m/Toolchain.defs
         |
         |<--Makefile.win-(略)
能够看出,《nuttx 配置系统》中所生成的 .config 文件被包括在 Makefile 文件里。

各级子文件夹下的 Makefile、 Make.defs 和 Make.dep 并非通过 include 包括的。而是在运行 Makefile 文件里的 make 命令时调用的。

4  构建目标和选项

4.1  构建目标:


下面是在顶层 Makefile 文件里可用的构建目标的概述:

all
    默认目标,按已选择的输出格式构建 NuttX 可运行文件。

clean
    移除派生对象文件、静态库文件、可运行文件和暂时文件,但保留配置和上下文的文件和文件夹。还保留 Make.dep 文件。



distclean
    除了完毕 “clean” 的工作之外,还包含移除全部配置和上下文的文件。本质是将文件夹结构还原为其原始的、未配置的状态。

4.2  应用程序内务处理目标


APPDIR 变量引用用户应用程序文件夹。如 NuttX 包括的 app/ 文件夹,然而,这不被看作是 NuttX 的一部分,能够被一个不同的应用程序文件夹替代。在大多数情况下,应用程序文件夹在 Makefile 脚本中被看作像不论什么其他构建文件夹。可是,为方便起见,包括了下面目标,以支持从 NuttX 构建文件夹处理用户应用程序文件夹中的内务处理功能。



apps_clean
    仅对用户应用程序文件夹运行 clean 操作。

apps_distclean
    仅对用户应用程序文件夹运行 distclean 操作。 apps/.config 文件被保留,所以这不是一个全然的 distclean。但多于配置复位。

export
    export 目标将打包 NuttX 库和头文件到可输出包。

注意事项:(1) 须要对 KERNEL 构建做一些扩展。

(2) tools/mkexport.sh 中的逻辑仅仅支持 GCC,比如,显式地假定静态库生成器为“ar”。

download
    这是一个助手目标,它将重建 NuttX 并将其下载到目标系统,仅仅需一步。

此目标的操作全然依赖于用户 Make.defs 文件里的 DOWNLOAD 命令的实现。假设没有定义 DOWNLOAD 命令。它将产生一个错误。



4.3  内部目标


下面目标是由 make 逻辑内部使用的,但假设有必要。能够在某些条件下从命令行调用。

depend
    创建构建依赖关系,生成 Make.dep 文件和 .depend 文件。(注意:当前在使用 Windows 本地工具链的 Cygwin 下不支持构建依赖关系)

context
     在每次目标构建时调用 context 目标以确保正确配置了 NuttX。

基本配置步骤包含在 include/nuttx 文件夹中创建 config.h 和 version.h 头文件,建立链接到配置文件夹的符号链接。

clean_context
    这是 distclean 目标的一部分。它移除由 context 目标创建的全部头文件和符号链接。

4.4  构建选项


当然。不论什么 make 变量的值都能够从命令行覆盖。然而,有一个特殊的变量赋值选项可能对你很实用:

  V=1

这是生成具体级别标志。假设你在命令行上指定 V=1,你将在构建时看到所使用的确切命令。当加入新的板卡或追踪编译时错误和警告时可能很实用。



5  all 目标依赖树

`                          |<--pass1dep-|<----------------------------------------╮
             |<--pass1deps-|            |<--tools/mkdeps$(HOSTEXEEXT)             |
             |     |       |                                                      |
             |  ╭--╯       |<--$(USERLIBS)(平面构建时为空)                          |
             |  |                                                                 |
             |  |           |<--pass2dep-|<---------------------------------------|
             |<---pass2deps-|            |<--tools/mkdeps$(HOSTEXEEXT)            |
             |  |  |        |                                                     |
             |  |  |        |<--$(NUTTXLIBS)(与配置有关)<--╮                       |
             |  |  |                                      |                       |
             |  |  |  ╭-----------------------------------╯                       |
             |  |  |  |                                                           |
             |  |  |  |<--lib/libsched$(LIBEXT)<--sched/libsched$(LIBEXT)<--------|
             |  |  |  |<--lib/libc$(LIBEXT)<--libc/libc$(LIBEXT)<-----------------|
             |  |  |  |<--lib/libmm$(LIBEXT)<--mm/libmm$(LIBEXT)<-----------------|
all<--$(BIN)-|  |  |  |<--lib/libarch$(LIBEXT)<--$(ARCH_SRC)/libarch$(LIBEXT)<----|
             |  |  |  |<--lib/libcxx$(LIBEXT)<--libxx/libcxx$(LIBEXT)<------------|
             |  |  |  |<--lib/libapps$(LIBEXT)<--$(APPDIR)/libapps$(LIBEXT)<------|
             |  |  |  |<--lib/libnet$(LIBEXT)<--net/libnet$(LIBEXT)<--------------|
             |  |  |  |<--lib/libfs$(LIBEXT)<--fs/libfs$(LIBEXT)<-----------------|
             |  |  |  |<--lib/libdrivers$(LIBEXT)<--drivers/libdrivers$(LIBEXT)<--|
             |  |  |  |<--lib/libbinfmt$(LIBEXT)<--binfmt/libbinfmt$(LIBEXT)<-----|
             |  |  |                                                              |
             |  |  ╰---------╮                                                    |
             |  |            |                                                    |
             |  ╰--------╮   |                                                    |
             |           |   |                                                    |
             |<--pass1<--╯   |                                                    |
             |               |                                                    |
             |<--pass2<------╯                                                    |
                                                                                  |
      ╭---------------------------------------------------------------------------╯
      |
      |           |<--check_context
      |           |
      |           |<--include/nuttx/config.h-|<--$(TOPDIR)/.config
      |           |                          |<--tools/mkconfig$(HOSTEXEEXT)
      |           |
      |           |<--include/nuttx/version.h-|<--$(TOPDIR)/.version
      |           |                           |<--tools/mkversion$(HOSTEXEEXT)
      |           |
      |<--context-|<--include/math.h<--include/nuttx/math.h
                  |<--include/float.h<--include/nuttx/float.h
                  |<--include/stdarg.h<--include/nuttx/stdarg.h
                  |
                  |            |<--include/arch<-Make.defs
                  |            |
                  |            |<--include/arch/board-|<--include/arch<--Make.defs
                  |            |                      |<--Make.defs
                  |            |
                  |<--dirlinks-|<--include/arch/chip-|<--include/arch<--Make.defs
                               |                     |<--Make.defs
                               |
                               |<--$(ARCH_SRC)/board<--Make.defs
                               |<--$(ARCH_SRC)/chip<--Make.defs
                               |<--include/apps<--Make.defs

6  all 目标编译过程

6.1  context 目标


由于 all 目标是默认目标。所以运行无參数的 make 命令即为编译 all 目标。首先会尝试编译 context 目标,当中,依据 .config 文件生成 config.h,有很多 C 文件包括了 config.h,以获得用户配置。注意当中的2个文件夹软链接,下文会用到:

$(ARCH_SRC)/board:
    将 nuttx/configs/shenzhou/src 文件夹链接到 nuttx/arch/arm/src/board 文件夹。



$(ARCH_SRC)/chip:
    将 nuttx/arch/arm/src/stm32 文件夹链接到 nuttx/arch/arm/src/chip 文件夹。

可是由于在安装 buildroot 时已经运行过一次 make context,并且运行 make clean 也不会删除 context 目标所生成的文件,所以这一步没做不论什么事。

6.2  pass1dep 目标

pass1dep: context tools/mkdeps$(HOSTEXEEXT)
        $(Q) for dir in $(USERDEPDIRS) ; do                 $(MAKE) -C $$dir TOPDIR="$(TOPDIR)" depend ;         done
平面构建是指将 NuttX 编译成单个二进制文件,构建的全部组件位于同样的地址空间,全部组件都能够訪问全部其他组件。

平面构建时 $(USERDEPDIRS) 为空,它也没做不论什么事。



6.3  $(USERLIBS) 目标


平面构建时 $(USERLIBS) 为空,它也没做不论什么事。

这样整个 pass1deps 目标就完毕了。



6.4  pass2dep 目标

pass2dep: context tools/mkdeps$(HOSTEXEEXT)
        $(Q) for dir in $(KERNDEPDIRS) ; do                 $(MAKE) -C $$dir TOPDIR="$(TOPDIR)" EXTRADEFINES=$(KDEFINE) depend;         done
依据 $(KERNDEPDIRS) 变量的值,在各级子文件夹下生成 Make.dep 和 .depend文件。

nuttx 文件夹下生成 Make.dep 和 .depend 文件的子文件夹有:
  • nuttx/arch/arm/src
  • nuttx/binfmt
  • nuttx/configs/shenzhou/src
  • nuttx/drivers
  • nuttx/fs
  • nuttx/libc
  • nuttx/libxx
  • nuttx/mm
  • nuttx/net
  • nuttx/sched

6.5  $(NUTTXLIBS) 目标


接下来就编译 pass2deps 目标中的 $(NUTTXLIBS),这是一个多目标。依据配置的不同,详细的目标也不同。它的工作是生成多个静态库文件。这里生成了10个静态库文件:
  • nuttx/lib/libapps.a
  • nuttx/lib/libarch.a
  • nuttx/lib/libbinfmt.a
  • nuttx/lib/libc.a
  • nuttx/lib/libcxx.a
  • nuttx/lib/libdrivers.a
  • nuttx/lib/libfs.a
  • nuttx/lib/libmm.a
  • nuttx/lib/libnet.a
  • nuttx/lib/libsched.a
以下以 libarch.a 为例。考查静态库的编译过程。


$(ARCH_SRC)/libarch$(LIBEXT): context
        $(Q) $(MAKE) -C $(ARCH_SRC) TOPDIR="$(TOPDIR)" libarch$(LIBEXT)
当中: $(ARCH_SRC) = nuttx/arch/arm/src。$(LIBEXT) = .a。传递的不是变量名,而是变量中的值。第2行的意思是先切换到文件夹 nuttx/arch/arm/src。再运行 make 命令,传递參数 TOPDIR。编译目标 libarch.a。这里的 make 调用的是文件夹 nuttx/arch/arm/src 中的 Makefile,编译的是该 Makefile 中的目标。在 nuttx/arch/arm/src/Makefile 中先定义 BIN = libarch$(LIBEXT),然后:
$(BIN) $(KBIN): $(OBJS)
        $(call ARCHIVE, $@, $(OBJS))
当中:OBJS = $(AOBJS) $(COBJS),而
AOBJS = $(ASRCS:.S=$(OBJEXT))
ASRCS = $(CHIP_ASRCS) $(CMN_ASRCS)

COBJS = $(CSRCS:.c=$(OBJEXT))
CSRCS = $(CHIP_CSRCS) $(CMN_CSRCS)

nuttx/arch/arm/src/Makefile 包括了 nuttx/arch/arm/src/chip/Make.defs,4个变量 CHIP_ASRCS、 CMN_ASRCS、 CHIP_CSRCS、 CMN_CSRCS 都是在 nuttx/arch/arm/src/chip/Make.defs 中定义的。多次赋值后的变量值例如以下:

CHIP_ASRCS = (空)

CMN_ASRCS = up_saveusercontext.S up_fullcontextrestore.S up_switchcontext.S vfork.S

CHIP_CSRCS = stm32_allocateheap.c stm32_start.c stm32_rcc.c stm32_lse.c stm32_lsi.c stm32_gpio.c stm32_exti_gpio.c stm32_flash.c stm32_irq.c stm32_timerisr.c stm32_dma.c stm32_lowputc.c stm32_serial.c stm32_spi.c stm32_sdio.c stm32_tim.c stm32_waste.c stm32_ccm.c stm32_i2c.c stm32_idle.c stm32_pmstop.c stm32_pmstandby.c stm32_pmsleep.c stm32_pminitialize.c stm32_eth.c stm32_pwr.c stm32_rtc.c

CMN_CSRCS = up_assert.c up_blocktask.c up_copyfullstate.c up_createstack.c up_mdelay.c up_udelay.c up_exit.c up_initialize.c up_initialstate.c up_interruptcontext.c up_memfault.c up_modifyreg8.c up_modifyreg16.c up_modifyreg32.c up_releasepending.c up_releasestack.c up_reprioritizertr.c up_schedulesigaction.c up_sigdeliver.c up_systemreset.c up_unblocktask.c up_usestack.c up_doirq.c up_hardfault.c up_svcall.c up_vfork.c

从这里能够查到哪些源文件被编译,哪些源文件没有被编译。

命令 $(call ARCHIVE, $@, $(OBJS)) 打包静态库 libarch.a。

如今回到nuttx/Makefile.unix:
lib/libarch$(LIBEXT): $(ARCH_SRC)/libarch$(LIBEXT)
        $(Q) install $(ARCH_SRC)/libarch$(LIBEXT) lib/libarch$(LIBEXT)
当中: install 是 Linux 命令。这里等同于复制。将 libarch.a 拷贝到 nuttx/lib 文件夹。

6.6  pass1 目标

pass1: pass1deps
ifeq ($(CONFIG_BUILD_2PASS),y)
        $(Q) if [ -z "$(CONFIG_PASS1_BUILDIR)" ]; then                 echo "ERROR: CONFIG_PASS1_BUILDIR not defined";                 exit 1;         fi
        $(Q) if [ ! -d "$(CONFIG_PASS1_BUILDIR)" ]; then                 echo "ERROR: CONFIG_PASS1_BUILDIR does not exist";                 exit 1;         fi
        $(Q) if [ ! -f "$(CONFIG_PASS1_BUILDIR)/Makefile" ]; then                 echo "ERROR: No Makefile in CONFIG_PASS1_BUILDIR";                 exit 1;         fi
        $(Q) $(MAKE) -C $(CONFIG_PASS1_BUILDIR) TOPDIR="$(TOPDIR)" LINKLIBS="$(LINKLIBS)" USERLIBS="$(USERLIBS)" "$(CONFIG_PASS1_TARGET)"
endif
平面构建时不做不论什么事。



6.7  pass2 目标


最后编译pass2
pass2: pass2deps
        $(Q) $(MAKE) -C $(ARCH_SRC) TOPDIR="$(TOPDIR)" EXTRA_OBJS="$(EXTRA_OBJS)" LINKLIBS="$(LINKLIBS)" EXTRADEFINES=$(KDEFINE) $(BIN)
        $(Q) if [ -w /tftpboot ] ; then                 cp -f $(BIN) /tftpboot/$(BIN).${CONFIG_ARCH};         fi
ifeq ($(CONFIG_RRLOAD_BINARY),y)
        @echo "MK: $(BIN).rr"
        $(Q) $(TOPDIR)/tools/mkimage.sh --Prefix $(CROSSDEV) $(BIN) $(BIN).rr
        $(Q) if [ -w /tftpboot ] ; then                 cp -f $(BIN).rr /tftpboot/$(BIN).rr.$(CONFIG_ARCH);         fi
endif
ifeq ($(CONFIG_INTELHEX_BINARY),y)
        @echo "CP: $(BIN).hex"
        $(Q) $(OBJCOPY) $(OBJCOPYARGS) -O ihex $(BIN) $(BIN).hex
endif
ifeq ($(CONFIG_MOTOROLA_SREC),y)
        @echo "CP: $(BIN).srec"
        $(Q) $(OBJCOPY) $(OBJCOPYARGS) -O srec $(BIN) $(BIN).srec
endif
ifeq ($(CONFIG_RAW_BINARY),y)
        @echo "CP: $(BIN).bin"
        $(Q) $(OBJCOPY) $(OBJCOPYARGS) -O binary $(BIN) $(BIN).bin
endif
        @echo "DUMP: $(BIN).out"
        $(Q) $(OBJDUMP) -x $(BIN) > $(HOME)/$(BIN).out
        @echo "DUMP: $(BIN).S"
        $(Q) $(OBJDUMP) -d -j .text -j .init_section -j .ARM.exidx -j .data -j .bss $(BIN) > $(HOME)/$(BIN).S
        cp -f $(BIN) $(BIN).hex $(BIN).bin $(HOME)
把静态库链接成 elf 格式的可运行文件。并转换成 .hex、 .bin 等其他格式的文件。

最后5行是我加上去的。生成符号文件、反汇编文件,并把一些终于文件拷贝到 Linux 用户主文件夹。由《NuttX 安装脚本》中的下面几行实现:

if !(grep -q ‘    @echo "DUMP: $(BIN).out"‘ Makefile.unix); then
  sed -i ‘/pass2:/,/^$/{
    /^$/i\    @echo "DUMP: $(BIN).out"
    /^$/i\    $(Q) $(OBJDUMP) -x $(BIN) > $(HOME)/$(BIN).out
    /^$/i\    @echo "DUMP: $(BIN).S"
    /^$/i\    $(Q) $(OBJDUMP) -d -j .text -j .init_section -j .ARM.exidx -j .data -j .bss $(BIN) > $(HOME)/$(BIN).S
    /^$/i\    cp -f $(BIN) $(BIN).hex $(BIN).bin $(HOME)
  }‘ Makefile.unix
fi

7  nuttx/Make.defs 文件


nuttx/Make.defs 文件是 Makefile 片断。从 nuttx/config/<板卡>/<目标配置>/Make.defs 复制而来。

由《NuttX 安装脚本》中的下面几行实现:

echo "nuttx配置"
cd $BASEDIR/$TOPDIR/nuttx/tools
./configure.sh $TARGETCONFIG
该 Makefile 片断提供架构和工具特定的构建选项。

它将在构建时被全部其他 Makefile 文件包括(一旦它被安装)。该 makefile 片断应定义:

  •     工具: CC、 LD、 AR、 NM、 OBJCOPY、 OBJDUMP
  •     工具选项: CFLAGS、 LDFLAGS
当该 Makefile 片断执行时,它将被传递构建根文件夹的路径 TOPDIR。该 Makefile 片断应包括:

    $(TOPDIR)/.config: Nuttx 配置
    $(TOPDIR)/tools/Config.mk: 一般定义

nuttx/Make.defs 文件里的定义可能依赖于 .config 文件里的一些设置。比如。假设 CONFIG_DEBUG=y。 CFLAGS将最有可能不同。

tools/Config.mk 文件包括额外的定义。这些定义可能在必要时被架构特定的 Make.defs 文件覆盖:
    COMPILE、 ASSEMBLE、 ARCHIVE、 CLEAN 和 MKDEP 宏

版权声明:本文博主原创文章,博客,未经同意不得转载。

NuttX 构建系统

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原文地址:http://www.cnblogs.com/gcczhongduan/p/4805008.html

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