Lời mở đầu

Ở bài viết tạo Layer cá nhân chúng ta đã biết cách thêm layer meta cá nhân vào thư mục poky, đó là meta-customize và trong quá trình tạo ra layer thì Yocto đã tự tạo các file cơ bản cần thiết rồi, trong đó có folder recipe đó là example.bb . Mặc dù không có bất kỳ source code nào, nhưng chỉ với file example.bb ta đã có thể sử dụng bitbake để xuất thông tin biên dịch.

Trong bài viết này, mình sẽ thêm source code với dự án đơn giản là hello world vào recipe để thực hiện build và chạy thử trên qemu. Hiện nay có 3 phương pháp để build cho dự án Makefile, Autotools và CMake. Bài viết này mình sẽ sử dụng phương thức Makefile.

Tóm tắt lý thuyết build sử dụng phương thức Makefile

Bước 1: Tạo recipe cho dự án

Bước 2: Tạo Makefile để build source code HelloWorld.

Ở bước này mình sẽ đề cập một chút kiến thức nhanh về Makefile cho những bạn đã quên hoặc chưa biết.

Định nghĩa biến

Trong Makefile bạn sẽ thấy các phép gán phổ biến sau đây:

= là dấu phổ biến nhất. Sử dụng = để gán giá trị. Giá trị của biến là giá trị cuối cùng được chỉ định cho toàn bộ Makefile

:= là gán trực tiếp, gán giá trị tại thời điểm hiện tại

+= thêm giá trị sau ký hiệu vào biến đã có trước đó, giống như cách hiểu trong code C.

?= có nghĩa là

Nếu biến chưa có giá trị trước đó, ?= sẽ gán giá trị mới cho nó.
Nếu biến đã có giá trị trước đó, ?= sẽ giữ nguyên giá trị cũ.

Sử dụng biến

Trong Makefile kí hiệu $ chỉ giá trị của biến. Khi tên biến có nhiều hơn một ký tự bạn sử dụng cú pháp ()

Biến tự động

Makefile cung cấp một số biến tự động đặc biệt có ý nghĩa trong các lệnh quy tắc.

$@ đại diện cho mục tiêu
$< đại điện cho phụ thuộc đầu tiên
$^ đại diện cho tất cả các phụ thuộc

Ví dụ:

**Makefile**
$(TARGET): $(OBJ)
	$(CXX) -o $@ $^

$@ đại diện cho biến $(TARGET), tức là fle mục tiêu mà mình muốn đang tạo ra
$^ đại diện cho tất cả các biến ${OBJ}, tức là tất cả các file phụ thuộc

Thỉnh thoảng bạn sẽ gặp trường hợp Makefile sẽ nhầm lần giữa tên mục tiêu và file có thật có cùng tên. Để tránh điều này, bạn sử dụng từ khóa .PHONY

ví dụ:

**Makefile**
.PHONY: clean
TARGET = hello
clean:
	rm -f *.o $(TARGET)

.PHONY:cleanĐây là cách khai báo rằng clean không phải là một file thực tế mà là một pseudo target. Nghĩ một cách đơn giản là khi bạn gọi make clean, Makefile sẽ thực hiện lệnh liên quan mà không phải tìm file nào có tên clean.

Hàm Wildcard, Patsubst

**Makefile**
SRC = $(wildcard ./*.c)

Wildcard tìm tất cả các tệp có phần mở rộng .c trong thư mục hiện tại và gán danh sách các tệp này vào biến SRC. Như vậy, thay vì phải liệt kê từng tệp .c

**Makefile**
OBJ = $(patsubst %.c, %.o, $(SRC))

Patsubst lấy tất cả các file trong SRC (là các tệp .c), thay phần đuôi .c bằng .o, và gán kết quả này vào biến OBJ. Kết quả ta có danh sách các tệp .o tương ứng với các tệp .c.

Chỉ định đường dẫn file Header

Thông thường, đường dẫn tệp header được chỉ định bằng -I (chữ i viết hoa), giả sử tệp header nằm trong thư mục:

**Makefile**
/home/develop/include

Ta có thể chỉ định nó với -I:

**Makefile**
-I/home/develop/include

Lệnh này sẽ thêm thư mục vào đường dẫn tìm kiếm file header.

Trong Makefile, ta có thể viết như sau:

**Makefile**
CFLAGS=-I/home/develop/include

**Makefile**
CFLAGS=-I/home/develop/include
yourapp: *c
 gcc $(CFLAGS) -o yourapp

Chỉ định đường dẫn file thư viện

Tương tự như việc chỉ định file header ở trên, nhưng lần này sử dụng -L để chỉ định đường dẫn thư viện.

**Makefile**
LDFLAGS = -L/usr/lib -L/path/to/your/lib

Bước 3: Tạo ra file bb mới

Ở phần này mình sẽ đề cập thêm một số phần kiến thức về biến trong file bb

Đây là template cơ bản của một file bb

SUMMARY = ""
DESCRIPTION = ""
LICENSE = "

FILESEXTRAPATHS:prepend = "${THISDIR}/:"

SRC_URI = ""
S = ""

CFLAGS:append = "-Wall -O -g"

EXTRA_OEMAKE = "'CC=${CC}' 'CFLAGS=${CFLAGS}'"
EXTRA_OEMAKE:append = " 'LDFLAGS=${LDFLAGS}'"
EXTRA_OEMAKE:append = " 'DESTDIR=${D}'"


do_compile() {
    oe_runmake
}

do_install() {
    oe_runmake install DESTDIR=${D}
}
FILES_${PN} = "${bindir}/"

SUMARY, DESCRIPTION Cung cấp mô tả ngắn và chi tiết về package
LICENSE Giấy phép phần mềm. Bạn có thể để giá trị là CLOSED
SRC_URI Đường dẫn đến source code
S Đường dẫn đến thư mục source code sau khi giải nén
do_compile, do_install Các hàm để biên dịch và cài đặt package
EXTRA_OEMAKE Định nghĩa các biến môi trường thêm cho lệnh make. 'CC=${CC}' 'CFLAGS=${CFLAGS}' đặt trình biên dịch C và cờ biên dịch.
EXTRA_OEMAKE_append Thêm các biến môi trường bổ sung cho lệnh make, 'LDFLAGS=${LDFLAGS}' cho các cờ liên kết và 'DESTDIR=${D}' cho đường dẫn đích.
FILESEXTRAPATHS_prepend Biến này được sử dụng để thêm các đường dẫn bổ sung vào đường dẫn tìm kiếm mà hệ thống OpenEmbedded/BitBake sử dụng. ${THISDIR} đại diện cho thư mục hiện tại chứa tệp .bb hoặc .bbappend. Dấu : được xem như cho phép bạn thêm các đường dẫn bổ sung hoặc file cụ thể muốn tìm kiếm
FILES_${PN} = "${bindir}/" chỉ định rằng tất cả các file nhị phân được cài đặt vào thư mục ${bindir} (usr/bin)

Bước 4: Khởi tạo môi trường và build source code recipe.

Thực hành thêm chương trình C sử dụng phương thức Makefile

Bước 1: Tạo recipe cho dự án

**~/poky/build**
cd ../meta-customize
mkdir recipes-helloworld/
cd recipes-helloworld/

Để phân biệt với các dự án hệ thống build sau này, chúng ta sẽ đặt tên thư mực theo quy ước như sau: helloworld-m:

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld**
mkdir helloworld-m
cd helloworld-m
mkdir helloworld
cd helloworld

Bước 2: Tạo Makefile để build source code HelloWorld.

Đầu tiên chúng ta tạo ra 3 file helloworld.h nằm trong thư mục inc, helloworld.c nằm trong src, main.c

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld**
mkdir src inc
touch inc/helloworld.h src/helloworld.c main.c Makefile

Tiếp theo viết nội dung cho cho các file

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld/inc/helloworld.h**
#ifndef HELLOWORLD_H
#define HELLOWORLD_H

void print_hello(void); 

#endif

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld/src/helloworld.c**
#include <stdio.h>
#include "helloworld.h"

void print_hello() {  
    printf("Hello World with Makefile\n");
}

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld/main.c**
#include "helloworld.h"

int main() {
    print_hello();
    return 0;
}

Tiếp tục ta sẽ tạo ra file Makefile và viết nội dung cho nó

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld/Makefile**
TARGET = helloworld
all := $(TARGET)
CFLAGS ?= -Wall -O -I./inc
bindir = $(DESTDIR)/usr/bin/

SRC = main.c $(wildcard ./src/*.c)
OBJ = $(patsubst %.c, %.o, $(SRC))

$(TARGET): $(OBJ)
        $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) $^ -o $@

install:
        install -d $(bindir)
        install -m 0755 $(TARGET) $(bindir)

uninstall:
        ${RM} $(bindir)/$(TARGET)

clean:
        $(RM) $(TARGET) $(OBJS)

.PHONY: all clean install uninstall

Trước khi chuẩn bị qua bước 3, ta sẽ dùng makefile biên dịch file c để đảm bảo không có bất cứ lỗi nào xảy ra.

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld**
make

**Output**
cc -Wall -O -I./inc   -c -o main.o main.c
cc -Wall -O -I./inc   -c -o src/helloworld.o src/helloworld.c
cc -Wall -O -I./inc  main.o src/helloworld.o -o helloworld

Chạy file helloworld

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld**
./helloworld

**Output**
Hello World with Makefile

Ok! việc build đã thành công và in ra màn hình

Nhưng việc làm này chỉ để kiểm tra xem đến giai đoạn này đảm bảo rằng việc xảy ra lỗi là không có. Thế nên chúng ta cần phải xóa các file output và file .o để cho yocto thực hiện build source code này

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld**
make clean

Bước 3: Tạo ra file bb mới

Đến bước này chúng ta sẽ tạo ra file bb cấu hình build cho source code. File bb được đặt tên helloworld-m .bb

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m**
nano helloworld-m.bb

**~/poky/meta-customize/recipes-helloworld/helloworld-m/helloworld-m.bb**
SUMMARY = "helloworld of makefile recipe"
DESCRIPTION = "My hello world application"
LICENSE = "CLOSED"

FILESEXTRAPATHS:prepend = "${THISDIR}/:"
SRC_URI = "file://helloworld/"

S = "${WORKDIR}/helloworld"

CFLAGS:append = " -Wall -O -g"

EXTRA_OEMAKE = "'CC=${CC}' 'CFLAGS=${CFLAGS}'"
EXTRA_OEMAKE:append = " 'LDFLAGS=${LDFLAGS}'"
EXTRA_OEMAKE:append = " 'DESTDIR=${D}'"

do_install () {
        oe_runmake install
}

do_install() {
    # Install the binary to the target rootfs
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 helloworld ${D}${bindir}
}

FILES_${PN} = "${bindir}/"

Cấu trúc thư mục

Bước 4: Khởi tạo môi trường và build source code recipe

**~/poky/**
source oe-init-build-env
bitbake helloworld-m

Sau khi build xong bạn có thể xem các file output ở đường dẫn này:

**~/poky/build**
ls tmp/work/core2-64-poky-linux/helloworld-m/1.0

Việc build bằng Makefile đã hoàn tất

Cài đặt các gói recipe vào image

ưMở file cấu hình local.conf và cài đặt gói recipe vào image

**~/poky/build**
nano conf/local.conf

**~/poky/build/conf/local.conf**
IMAGE_INSTALL += "helloworld-m"

Build lại image để cập nhật

**~/poky/build **
source core-image-minimal
bitbake core-image-minimal

Kiểm tra đã cập nhật các gói trong rootfs hay chưa

**~/poky/build**
ls tmp/work/qemux86_64-poky-linux/core-image-minimal/1.0/rootfs/usr/bin/helloworld*

Chạy thử trên QEMU.