如何使用CMake編譯RTT微內(nèi)核

嵌入式資訊精選 2020-05-07 00:00

需要最新微控制器編程規(guī)范與調(diào)試指南？ 4周搞定BLE/Wi?Fi/NFC，從選型到首例工程

已經(jīng)大半個(gè)月沒有更新文章了，大家還記得之前作者寫的一篇關(guān)于RT-Thread的微內(nèi)核移植的文章嗎？如果不記得沒關(guān)系?？慈缦率俏恼骆溄印?/p>

《如何移植RTT微內(nèi)核到樹莓派3B》

目前RTT微內(nèi)核是RTT提供的體驗(yàn)版本。它采用了scons構(gòu)建。作者也是剛接觸scons，不是很了解，在這不過多的說明。那么來談?wù)劄槭裁床皇褂胹cons，采用cmake編譯。不是因?yàn)閟cons不好，而是之前作者在寫關(guān)于cmake的文章中，熊大（RTT的創(chuàng)始人）看到，然后在交流中，熊大說可以采用cmake進(jìn)行編譯。所以我也是冒著嘗試的想法，開始了使用cmake去構(gòu)建微內(nèi)核。下面幾篇文章是關(guān)于CMake理論的文章。

《CMake，大型項(xiàng)目采用的構(gòu)建工具》
《CMake 靜態(tài)庫與動(dòng)態(tài)庫構(gòu)建》
《CMake 教你如何鏈接共享庫》

在構(gòu)建過程中，由于不是很熟悉整個(gè)構(gòu)建流程，在熊大親自指導(dǎo)下，讓我清晰很多。非常感謝熊大的支持。

其實(shí)整個(gè)過程最麻煩的編譯選項(xiàng)的問題，特別是最后鏈接部分，這也是我花費(fèi)最長去研究的。接下來，說一說微內(nèi)核初步版本（只單獨(dú)編譯一個(gè)application）。

整個(gè)CMakeLists.txt文件如下，下面對每一行進(jìn)行說明：

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)
set(CONFIG_PREFIX "/opt/gcc-arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-")set(CMAKE_C_COMPILER "${CONFIG_PREFIX}gcc")set(CMAKE_CXX_COMPILER "${CONFIG_PREFIX}g++")set(CMAKE_ASM_COMPILER "${CONFIG_PREFIX}gcc")set(CMAKE_OBJCOPY "${CONFIG_PREFIX}objcopy")set(CMAKE_C_AR "${CONFIG_PREFIX}ar")set(CMAKE_SIZE "${CONFIG_PREFIX}size")
#Disable compiler checksset(CMAKE_C_COMPILER_FORCED TRUE)set(CMAKE_CXX_COMPILER_FORCED TRUE)
set(microkernel_sdk_dir "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk")set(microkernel_apps_dir "${CMAKE_SOURCE_DIR}/apps")
project(rtt_microkernel)
enable_language(C ASM)
add_definitions( "-D__ASSEMBLY__" "-DRT_USING_NEWLIB" "-DHAVE_CCONFIG_H" "-D__STDC_ISO_10646__=201206L" "-D_STDC_PREDEF_H")
set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -Werror -Wall -O0 -g -gdwarf-2 -n -pie -fpie -fPIC -fpic --static -nostdinc")
set(CMAKE_ASM_FLAGS "${CMAKE_ASM_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -x assembler-with-cpp -O0 -g -fPIC")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -Werror -Wall -Woverloaded-virtual -fno-exceptions -fno-rtti -O0 -g -gdwarf-2 -n -pie -fpie -fPIC -fpic --static -nostdinc")
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "-march=armv7-a -marm -msoft-float -nostartfiles -nostdlib -n -pie -fpie -fPIC -fpic -Wl,-pie")

set(microkernel_sdk_inc  "${CMAKE_SOURCE_DIR}" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/dfs" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/drivers" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/net" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/net/netdev" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/lwip-2.1.0" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/include" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/include/libc" "${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc" "${microkernel_sdk_dir}/libc/include" )
set(microkernel_apps_inc  "${microkernel_apps_dir}/hello")
set(microkernel_sdk_src  "${microkernel_sdk_dir}/crt/cplusplus/cxx_crt.cpp" "${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc/arch/arm/syscall.S" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_channel.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_completion.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_device.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_ipc.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_net.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_syscall.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_thread.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_timer.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/stub.c")
set(microkernel_apps_src  "${microkernel_apps_dir}/hello/main.c")
set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX ".elf")
add_executable(${PROJECT_NAME} ${microkernel_apps_src} ${microkernel_sdk_src})target_include_directories(${PROJECT_NAME} PRIVATE ${microkernel_sdk_inc} ${microkernel_apps_inc})target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE -Wl,--start-group "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libc.a" "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libm.a" "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libcrt.a" "libgcc.a" -Wl,--end-group -T ${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc/arch/arm/gcc_arm.ld)

1.檢查 cmake的版本

cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

2.其中

CMAKE_SYSTEM_NAME：這個(gè)變量被設(shè)置，cmake才認(rèn)為采用交叉編譯，CMAKE_SYSTEM_NAME即目標(biāo)機(jī)target所在的操作系統(tǒng)名稱，比如ARM或者Linux你就需要寫”Linux”,如果Android平臺你就寫”Android”,如果你的嵌入式平臺沒有相關(guān)OS你即需要寫成”Generic”。

CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR ：代表目標(biāo)系統(tǒng)的硬件或者CPU的型號，例如ARM、X86。

set(CMAKE_SYSTEM_NAME Generic)set(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm)

3.關(guān)閉編譯檢測

set(CMAKE_C_COMPILER_FORCED TRUE)set(CMAKE_CXX_COMPILER_FORCED TRUE)

4.定義sdk和apps兩個(gè)目錄變量。

set(microkernel_sdk_dir "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk")set(microkernel_apps_dir "${CMAKE_SOURCE_DIR}/apps")

5.定義項(xiàng)目的名字。

project(rtt_microkernel)

6.使能可以支持的語言，這里使能C語言和匯編語言。如果不是能，則相關(guān)文件不會(huì)進(jìn)行編譯。

enable_language(C ASM)

7.添加宏，即打開源文件的某項(xiàng)宏定義

add_definitions( "-D__ASSEMBLY__" "-DRT_USING_NEWLIB" "-DHAVE_CCONFIG_H" "-D__STDC_ISO_10646__=201206L" "-D_STDC_PREDEF_H")

8.添加編譯選項(xiàng)，由于不同源文件添加的編譯選項(xiàng)的不同，所以需要分別添加（分別是：C，匯編，C++, 鏈接），分別如下：

set(CMAKE_C_FLAGS "${CMAKE_C_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -Werror -Wall -O0 -g -gdwarf-2 -n -pie -fpie -fPIC -fpic --static -nostdinc")
set(CMAKE_ASM_FLAGS "${CMAKE_ASM_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -x assembler-with-cpp -O0 -g -fPIC")
set(CMAKE_CXX_FLAGS "${CMAKE_CXX_FLAGS} -march=armv7-a -marm -msoft-float -Werror -Wall -Woverloaded-virtual -fno-exceptions -fno-rtti -O0 -g -gdwarf-2 -n -pie -fpie -fPIC -fpic --static -nostdinc")
set(CMAKE_EXE_LINKER_FLAGS "-march=armv7-a -marm -msoft-float -nostartfiles -nostdlib -n -pie -fpie -fPIC -fpic -Wl,-pie")

如何看我們添加的編譯選項(xiàng)是否正確。我們編譯采用外部編譯，在build目錄執(zhí)行（ cmake ..），然后查看 flags.make文件。

flags.make文件的內(nèi)容如下（包含相關(guān)語言的編譯選項(xiàng)，宏定義，相關(guān)頭文件路徑）：我們通過這個(gè)文件查看是否正確：

9.定義兩個(gè)頭文件變量，分別是sdk頭文件目錄和apps頭文件目錄：

set(microkernel_sdk_inc  "${CMAKE_SOURCE_DIR}" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/dfs" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/drivers" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/net" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/net/netdev" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/components/lwip-2.1.0" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/include" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/include/libc" "${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc" "${microkernel_sdk_dir}/libc/include" )
set(microkernel_apps_inc  "${microkernel_apps_dir}/hello")

10.定義兩個(gè)源文件變量，分別是sdk源文件和apps源文件：

set(microkernel_sdk_src  "${microkernel_sdk_dir}/crt/cplusplus/cxx_crt.cpp" "${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc/arch/arm/syscall.S" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_channel.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_completion.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_device.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_ipc.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_net.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_syscall.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_thread.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/rt_timer.c" "${microkernel_sdk_dir}/crt/rt-thread/src/stub.c")
set(microkernel_apps_src  "${microkernel_apps_dir}/hello/main.c")

11.定義可執(zhí)行文件的后綴。

set(CMAKE_EXECUTABLE_SUFFIX ".elf")

12.根據(jù)源文件，添加一個(gè)可執(zhí)行文件。

add_executable(${PROJECT_NAME} ${microkernel_apps_src} ${microkernel_sdk_src})

13.添加目標(biāo)所依賴的頭文件目錄

target_include_directories(${PROJECT_NAME} PRIVATE ${microkernel_sdk_inc} ${microkernel_apps_inc})

14.添加目標(biāo)依賴的鏈接庫。以及鏈接腳本。

target_link_libraries(${PROJECT_NAME} PRIVATE -Wl,--start-group "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libc.a" "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libm.a" "${CMAKE_SOURCE_DIR}/sdk/libc/lib/libcrt.a" "libgcc.a" -Wl,--end-group -T ${microkernel_sdk_dir}/crt/gcc/arch/arm/gcc_arm.ld)

15.最后鏈接生成可執(zhí)行文件的命令是否正確，我們可以查看link.txt文件。

link.txt文件內(nèi)容如下：

編譯測試：

1.測試應(yīng)用如下：

2.生成可執(zhí)行文件：rtt_microkernel.elf.

3.運(yùn)行驗(yàn)證（燒錄到樹莓派上進(jìn)行驗(yàn)證）：

如上是整個(gè)測試以及CMakeLists.txt講解。有疑問，請私聊作者。

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