写在前面

《BitBake使用攻略》系列文章将从今天开始不定时的更新,主要讲解BitBake的背景,基本语法,功能及其命令等知识,旨在为即将从事Yocto项目和OpenEmbedded项目的同学做一些预备知识,由于本人能力有限,一些纰漏还望各位指出,话不多说,我们马上进入正题。


1. 什么是BitBake

BitBake就是比特烧烤,哈哈,皮一下。BitBake是一个开源的构建工具,通过提供必要的元数据,其能构建出从bootloader到应用层各种各样的软件包,可以将其对标GNU Make工具,而BitBake需要的菜谱文件就是GNU Make的CMakeList文件,当然了,也包括各种配置文件,引用官方的解释,BitBake的介绍如下:

Fundamentally, BitBake is a generic task execution engine that allows shell and Python tasks to be run efficiently and in parallel while working within complex inter-task dependency constraints. One of BitBake's main users, OpenEmbedded, takes this core and builds embedded Linux software stacks using a task-oriented approach.

BitBake如此强大,为何我们好像基本没有听说过呢?这是因为BitBake作为Yocto和OpenEmbedded项目的核心构建工具,主要服务于嵌入式工程的构建过程,上手不是特别简单,所以在一般领域不是特别出名,但这不代表他的功能逊色,相反,通过通过编写相应元数据文件和配置文件,你可以构建任何你想要的包。

BitBake有几个比较突出的特点:

  • BitBake是以任务为单位进行构建的,而这些任务通常是由菜谱文件(后缀为bb)、配置文件(后缀conf)以及类文件(后缀bbclass)所提供。
  • 通过添加一些变量,BitBake可以从本地,甚至是远程服务器获取要用到的源码或补丁等文件。
  • BitBake采用CS架构,这就提供了一种远程构建的可能。

大致介绍完BitBake后,你可能会觉得这玩意这么厉害是不是特别难学,其实还好,毕竟是一个工具性的软件,只要按着规则来基本没有太大的难度。接下来,我将从一个学习新工具或者新语言必学的项目HelloWorld来为大家介绍BitBake的基本用法。

2. BitBake的安装

首先,我们先要下载BitBake软件,大致有三种方式可以供我们获得BitBake:

  • 直接克隆OpenEmbedded维护的BitBake源码包。

  • 从你下载的Yocto或者OpenEmbedded项目代码中取出BitBake源码包。

  • 直接下载官方打包好的BitBake软件包,可以运行下面的命令:

    $ wget http://git.openembedded.org/bitbake/snapshot/bitbake-1.17.0.tar.gz
    $ tar zxpvf bitbake-1.17.0.tar.gz

我们使用推荐使用第一种方式,因为我们可以得到一个最稳定的版本,运行下面的命令:

git clone git://git.openembedded.org/bitbake

运行完成后,你将获得BitBake的源码目录:

cxy@ubuntu:~/Repository/BitBake/bitbake$ ls -al
total 108
drwxrwxr-x 9 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 .
drwxrwxr-x 4 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 ..
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 365 Dec 21 23:12 AUTHORS
drwxrwxr-x 2 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 bin
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 16501 Dec 21 23:12 ChangeLog
drwxrwxr-x 2 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 classes
drwxrwxr-x 2 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 conf
drwxrwxr-x 4 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 contrib
drwxrwxr-x 6 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 doc
drwxrwxr-x 8 cxy cxy 4096 Dec 21 23:12 .git
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 31 Dec 21 23:12 .gitattributes
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 392 Dec 21 23:12 .gitignore
drwxrwxr-x 13 cxy cxy 4096 Dec 21 23:24 lib
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 1224 Dec 21 23:12 LICENSE
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 15394 Dec 21 23:12 LICENSE.GPL-2.0-only
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 1286 Dec 21 23:12 LICENSE.MIT
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 229 Dec 21 23:12 MANIFEST.in
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 1949 Dec 21 23:12 README
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 43 Dec 21 23:12 toaster-requirements.txt
-rw-rw-r-- 1 cxy cxy 2887 Dec 21 23:12 TODO

为了可以在任意位置使用bitbake的命令,我们需要将bin目录添加到PATH环境变量中,例如,我可以执行如下命令:

$ export PATH=/home/cxy/Repository/BitBake/bitbake/bin:$PATH

这时,尝试运行一下你的bitbake,看看是否能正确输出版本号:

cxy@ubuntu:~/Repository/BitBake/bitbake$ bitbake --version
BitBake Build Tool Core version 1.53.0

到此,你的BitBake环境已经准备好啦!

3. 使用BitBake构建一个HelloWorld工程

我们最后要到达的效果是使用BitBake工具输出HelloWorld的字样,你可能会觉得这一部分简单,实际上是我想使用官网的一个案例带你去学习BitBake的构建逻辑,同时也提供了一个我们今后学习BitBake使用的工程。

我们先新建一个hello工程,并进入到这个目录下:

$ mkdir hello
$ cd hello

这时,我们不禁在想,在这一个空空的目录下怎么去输出HelloWorld呢,你不妨现在试着运行一下构建工具看看会发生什么,运行命令:

$ bitbake

可以发现(有点版本可能不会输出),输出信息里提示BBPATH变量未设置,这个变量是干嘛的呢,它是BitBake构建过程中最核心的变量,用于指定bb文件以及conf文件的存储位置,而bb文件中又定义了构建任务,所以在干所有事之前我们要先定义BBPATH变量,将其指定为我们的工程目录,例如:

$ BBPATH="/home/cxy/Repository/BitBake/hello/"
$ export BBPATH

随后,我们重新使用bitbake命令编译一下工程,这时你会发现系统提示找不到conf/bitbake.conf,而这个文件是bitbake运行时第一个要找到文件,其记录了许多bitbake很重要的全局变量,因此我们创建它:

$ mkdir conf
$ cd conf/
$ touch bitbake.conf

并在bitbake.conf中添加如下内容:

TMPDIR  = "${TOPDIR}/tmp"
CACHE = "${TMPDIR}/cache"
STAMP = "${TMPDIR}/stamps"
T = "${TMPDIR}/work"
B = "${TMPDIR}"

我们对上面的变量分别做一个简单的介绍:

  • TMPDIR:用于存放构建生成的文件,类似于输出目录,其中TOPDIR由系统自动赋值为工程目录路径。
  • CACHE:指定存放缓存文件的地方,通过这些文件,bitbake可以在重新构建时省去很多工作。
  • STAMP:戳记文件存放目录。
  • T:存放临时文件,如log文件。
  • B:bitbake在这个目录下进行构建工作。

再次运行bitbake命令你会发现这次又提示缺少classes/base.bbclass文件,这个文件是一个类文件。在BitBake中,类文件会提供菜谱共有的内容,而base.bbclass是所有菜谱文件(bb文件)的公共基类,是必须提供的,因此我们创建这个文件:

$ mkdir classes
$ cd classes/
$ touch base.bbclass

同时,添加如下内容到这个文件中:

addtask build

这句代码表示继承该类的菜谱必须执行do_build任务,这时候你再运行一下就会发现bitbake没有报错,而是提示没有事情可做,也就是没有提供任务。因此,接下来我们提供一个菜谱文件去指定一些可供bitbake执行的任务。另外为了维护目录的整洁性,我们使用bitbake中层的概念(每个层之间菜谱是独立的,大的工程中都有好多层,用于分离不同种类的文件)。我们新建层meta-mylayer,同时每个层需要又一个配置文件conf/layer.conf

$ mkdir meta-mylayer
$ cd meta-mylayer/
$ mkdir conf
$ cd conf/
$ touch layer.conf

在这个配置文件中,我们需要为其填充一些配置项,内容如下:

BBPATH .= ":${LAYERDIR}"

BBFILES += "${LAYERDIR}/*.bb"

BBFILE_COLLECTIONS += "mylayer"
BBFILE_PATTERN_mylayer := "^${LAYERDIR}/"

在这个文件中,我们先设置了BBPATH变量,.=表示的是追加,所以我们将LAYERDIR(这个变量会被自动设定为当前层的根路径)内容追加到BBPATH中,表示在这个路径下也可以找到BB文件。而BBFILES是一个正则表达式,使用这个规则可以匹配到我们的菜谱文件。另外,最后的两个变量我们暂时先不说,以后具体讲到菜谱文件再聊,或者你可以参考一下官方的解释:BBFILE_COLLECTIONS , BBFILE_PATTERN

之后,我们还需要编写我们的第一个菜谱文件,去告诉BitBake我们要做些什么,在meta-mylayer目录下新建一个菜谱文件printhello.bb,内容如下:

DESCRIPTION = "Prints Hello World"
PN = 'printhello'
PV = '1' python do_build() {
bb.plain("********************");
bb.plain("* *");
bb.plain("* Hello, World! *");
bb.plain("* *");
bb.plain("********************");
}

在这个文件中,我们定义了三个变量,分别表示描述信息,菜谱名称以及菜谱的版本号。另外我们还定义了一个任务do_build(任务名称以do_开头),内容是使用bb.plain函数打印若干字符串。由于所有BB文件都要继承基类base.bbclass,因此这个BB文件也就必须要执行do_build任务了(参考上面所讲)。

此时,你再次回到根目录下运行bitbake printhello命令(表示我们要构建printhello.bb菜谱),你会发现BitBake似乎并没有找到这个菜谱,这是因为我们还需要一个变量去将新建的层包含到我们的工程中,而这个变量需要定义到conf/bblayers.conf文件中,我们新建conf/bblayers.conf文件,内容如下:

BBLAYERS ?= " \
/home/cxy/Repository/BitBake/hello/meta-mylayer \
"

其中,BBLAYERS变量指定了我们要使用的层的绝对路径(你需要把你的层路径替换掉我的)。

现在你检查一下自己的目录是否和我一样:

cxy@ubuntu:~/Repository/BitBake/hello$ tree -L 3 .
.
├── classes
│   └── base.bbclass
├── conf
│   ├── bblayers.conf
│   └── bitbake.conf
└── meta-mylayer
├── conf
│   └── layer.conf
└── printhello.bb 4 directories, 5 files

如果没有文件和内容没有问题,运行bitbake printhello命令,你将获得如下内容:

恭喜你,到此你已经成功的完成了你的BitBake初次旅行,让我们给自己庆祝一下吧!!!

后续

虽然我们只是输出了一些无用信息,但是我们已经掌握了BitBake最核心的运行逻辑,也对其使用的文件有了一个较为直观的感受。在之后的时间里,我们将继续学习相应的语法知识,命令用法以及怎样使用它完成一个复杂的工程构建任务。当然啦,也希望大家能多多支持一下博主,码字不易,还望一键三连,如果想请博主喝杯茶也可以,右下角可以打赏哦,再次谢谢大家能看到这个地方。


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