8.7.1. yocto project concepts

yocto 官方参考文档: https://docs.yoctoproject.org/index.html

bitbake 参考文档: https://docs.yoctoproject.org/bitbake/index.html

8.7.1.1. yocto project compoment

8.7.1.1.1. bitbake

bitbake是openembedded build system的核心工具，负责解析元数据，从中生成任务列表，然后执行这些任务

yocto使用bitbake作为解释器来解析各种配置文件，配置文件包含以下三种类型

  1. recipes: 提供特定软件的详细信息 (.bb)

  2. class data: 抽象常见的构建信息(比如如何构建linux内核) (.bbclass)

  3. configuration data: 定义特定的machine设置，决策等 (.conf)

要查看bitbake支持的选项列表，可以使用以下命令

bitbake -h
bitbake --help

bitbake最常见的用法是，bitbake target, 如下所示

bitbake core-image-minimal

8.7.1.1.2. recipes

recipes指后缀为.bb的文件。通常，recipes包含单个软件的信息，包含该软件源，补丁文件，以及如何编译打包的配置。

8.7.1.1.3. class

类文件(.bbclass)包含在recipes之间共享的信息. meta/classes/base.bbclass被所有的recipe喝class文件自动包含，它包含了标准任务的基本定义，例如获取、解压、配置、编译、安装、打包， 有些定义只是框架，内容是空的

8.7.1.1.4. configurations

配置文件(.conf)定义了管理Openenbedded构建过程中的各种配置变量，这些文件分为几个区域，这些区域定义了机器配置选项，编译器配置选项， 一般通用配置选项和用户配置选项。 conf/local.conf

主configuration文件是bitbake.conf，位于meta/conf/bitbake.conf

8.7.1.2. layers

layer是包含相关元数据的集合，这些元数据告诉openembedded构建系统如何构建目标。layer被用来分类不同的任务单元，某些任务单元有共同的特性，可以放在一个layer下，方便模块化组织数据。 例如要制定一套支持特定硬件的系统，可以把与底层相关的单元放在一个layer中，这个layer可以叫做Board support package layer

8.7.1.3. openembedded

下图展示了openembedded的工作流

../../_images/YP-flow-diagram.png

构建的工作流程由几个功能区组成：

  1. 用户配置：可用于构建过程中的元数据

  2. 元数据层：提供软件的元数据

  3. 源文件：上游版本，本地项目和SCM

  4. 构建系统：该模块包含Bitbake如何获取源，应用补丁，完成编译，打包生成image

  5. package feeds: 包含输出包(rpm, deb, ipk)的目录

  6. image: 生成的最终文件

  7. app dev sdk: 交叉开发工具

8.7.1.3.1. 用户配置

用户配置用于定义构建，通过用户配置bitbake可以得到构建镜像文件的目标架构，下载源的存储位置以及其他属性

../../_images/user-configuration.png

注解

scripts/oe-setup-builddir脚本使用$TEMPLATECONF变量来确定要定位的配置文件

local.conf文件定义了许多构建环境的基本变量

  1. 目标机器选择：由MACHINE变量控制

  2. 下载目录: 由DL_DIR变量控制

  3. 共享状态目录: 由SSTATE_DIR变量控制

  4. 构建输出：由TMPDIR变量控制

  5. 分发策略: 由DISTRO变量控制

  6. 打包格式: 由PACKAGE_CLASSED变量控制

  7. SDK目标架构: 由SDKMACHINE变量控制

bblayer.conf文件定义bitbake在构建过程中需要对哪些layer进行解析

8.7.1.3.2. 元数据层

一般来说，由三种类型的层输入。

  1. 元数据(.bb+补丁): 包含用户提供的配方文件、补丁和附加文件的软件层

  2. bsp: 板级支持包

  3. 分发层: 为特定分发构建的镜像提供顶级或通用策略

../../_images/layer-input.png

8.7.1.3.3. bitbake tool

源码获取

构建recipe的第一步是获取和解压源代码

../../_images/source-fetching.png

该do_fetch和do_unpack任务获取源文件并将其解压到build目录

注解

对于本地文件(file://)，bitbake将获取文件的校验和，并将校验和插入到do_fetch任务的签名中去。如果有本地文件修改则重新执行do_fetch和所有依赖它的任务

一些相关的特殊变量

  1. TMPDIR: bitbake在构建期间执行所有工作的基本目录，默认是tmp

  2. PACKAGE_ARCH: 构建包的架构:

  3. TARGET_OS: 目标运行的操作系统

  4. PN: recipe的名称

  5. PV: recipe的版本

  6. PR: recipe的修订版本

  7. S: recipe解压路径

打补丁

do_patch任务使用recipt的SRC_URI和FILESPATH变量来定位适用的补丁文件, *.patch或*.diff文件为默认的补丁文件。

../../_images/patching.png

配置、编译、打包

../../_images/configuration-compile-autoreconf.png

构建过程中这一步包括以下任务:

  1. do_prepare_recipe_sysroot: 此任务在${WORKDIR}中设置两个sysroot(recipe-sysroot和recipe-sysroot-native),以便在打包阶段任务所依赖do_populate_sysroot任务的内容

  2. do_configure: 此任务用于源代码编译前的配置

  3. do_compile: 编译源代码，编译发生在B变量指向的目录中，默认情况下B目录与S目录相同

  4. do_install: 安装任务，复制B目录文件到D目录

package splitting

../../_images/analysis-for-package-splitting.png

image 生成

../../_images/image-generation.png

image生成过程由几个阶段组成，取决于几个任务和变量。do_rootfs任务用于创建image根文件系统，此任务包含以下几个关键变量

  1. IMAGE_INSTALL: 列出要用package feeds区域安装的基本软件合集

  2. PACKAGE_EXCLUDE: 执行不安装到image中的文件

  3. IMAGE_FEATURES: 指定image feature， 大多数会映射到安装包

  4. PACKAGE_CLASSES: 指定要使用的包后缀(rpm deb ipk)

  5. IMAE_LINGUAS: 确定安装到附加语言支持包的语言

  6. PACKAGE_INSTALL: 传递给包管理器以安装到image中的最终列表

  7. IMAGE_ROOTFS: image路径

do_rootfs之后会执行IMAGE_PREPROCESS_COMMAND变量中定义的命令

构建根文件系统后，do_image_*根据IMAGE_FSTYPES变量中的指定的iamge类型执行任务。

最后一个任务是do_image_complete，此任务会执行IMAGE_POSTPROCESS_COMMAND中定义的函数列表

构建过程完成之后会将image写入tmp/deploy/images/machine/文件夹

  1. kernel-image: 内核二机制文件， KERNEL_IMAGETYPE变量定义了该文件名称

  2. root-filesystem-image: 目标设备的跟文件系统(.ext4或.bz2), IMAGE_FSTYPE定义了image类型

  3. 内核模块:

  4. bootloader:

  5. 符号链接: 指向最近的构建文件

sdk生成

../../_images/sdk-generation.png

该部分的任务主要由do_populate_sdk和do_populate_sdk_ext完成.最终生成交叉开发工具链安装脚本(.sh)文件