PX4源码的Makefile详细理解（包含部分makefile语法规则和编译逻辑）
2018-01-25 21:04
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啰嗦：越会一件事情，就会忘了不会一件事情的感觉。前段时间在微信上看到这句话，深以为然，这就是为什么很多时候懂的人觉得自己讲的很清楚了，但是不懂的人却觉得并没有讲的清楚明了，简单易懂。以下把自己学习理解的过程记录下来，欢迎大神指点。
：= --直接式变量展开，引用的变量或者函数都会被其定义值替换，如果：= 右端为空，可能是赋值了一个空格；
= 及 define --递归式变量展开，在引用处只是文本替换，在使用时才会展开；
$ --取变量值操作，可以嵌套使用，例如$($(X))。同时可以用于调用内嵌函数:$（FCTION ARGUMENTS）；
？= --条件赋值，只有变量尚未被赋值的情况下，才能将？=后边的值赋给变量；
patsubst --模式替换，引用格式:$(patsubst A,B,(VAR)), VAR表示变量，下同，例如：$(patsubst %.c %.o, a.c,b.c)；
wildcard --通用符，引用格式如:$(wildcard *.c)，当前路径下的所有.c结尾的文件；
+= --追加赋值，VAR定义时给一个基本值，+=就在原来的变量基础上增加一 个赋值，注意不是覆盖；
% --模式字符，例如：%.c 表示后缀为.c模式的文件；
ifeq、ifneq --条件判断关键字;
ifdef、ifndef --条件判断关键字；
// + --命令行前使用+，表示；
subset --字符串替换，例如：$(subst,e,E,feet),结果为：fEEt；
filter --过滤函数，例如：$(filter %.c %.s, $（VAR）),返回VAR中所有后缀为.c,.s的文件；
sort --将字符串升序排列，并去掉重复单词；
word --取单词函数，$(word 1, text),取text的第1个单词；
wordlist --取字符串函数，$(word 1,5， text)表示取text的第1个到第5个单词字串；
words --统计字符串中单词数目；
firstword --取字符串的第一个单词，lastword同理取最后一个单词；
dir --取目录，包含指定文件的路径目录；
basename --取前缀函数，例如 $(basename src/foo.c),返回值为src/foo；
foreach --循环执行；
call --实现用户自定义函数的引用，$（call 函数，参数1,参数2,...）;
@echo --在界面上输出build信息；
eval --比较复杂，没看懂，构造一个依赖关系链，其主要功能是根据参 数关系、结构，对它们进行替换展开；
shell --大致功能是将shell的参数放入shell环境中执行并返回结果；
error --$(error TEXT...),返回错误信息并退出执行；
MAKECMDGOALS
-（用户输入的）命令行参数；
$@ -表示规则的目标文件名，一般与改符号上文中的文件相对应，例如前边出现.C，可能默认就是对应的.O文件
以下是对Makefile原文注解：
############################################################################
#
# Copyright (c) 2015 - 2017 PX4 Development Team. All rights reserved.
#
#部分版权、使用等的申明，此处删去
#
############################################################################
# Enforce the presence of the GIT repository
#
# We depend on our submodules, so we have to prevent attempts to
# compile without it being present.
# 强制性保证GIT repository存在,由于于PX4依赖于其子模块，
# 所以必须防止在缺少子模块的情况下编译，从而有了此处的强制检查
# $(wildcard .git)用来获取工作路径下所有后缀为.git的文件，执行GIT检查
# ifeq...endif为条件判断
ifeq ($(wildcard .git),)
$(error YOU HAVE TO USE GIT TO DOWNLOAD THIS REPOSITORY. ABORTING.)
endif
# Help
# --------------------------------------------------------------------
# Don't be afraid of this makefile, it is just passing
# arguments to cmake to allow us to keep the wiki pages etc.
# that describe how to build the px4 firmware
# the same even when using cmake instead of make.
# 这个Makefile主要是讲怎么传递参数，怎么编译px4固件，同时使用make和cmake是一样的
# Example usage:三种使用方法示例
#
# make px4fmu-v2_default (builds)
# make px4fmu-v2_default upload (builds and uploads)
# make px4fmu-v2_default test (builds and tests)
#
# This tells cmake to build the nuttx px4fmu-v2 default config in the
# directory build/nuttx_px4fmu-v2_default and then call make
# in that directory with the target upload.
# 以上的命令告诉cmake使用build/nuttx_px4fmu-v2_default的默认配置来build nuttx
# px4fmu，然后调用该路径下的make来上传target(编译好的文件)
# 明确设置默认的build目标，编译目标为all，编译规则为posix_sitl_default，如果make不指定编译
# 目标就会编译默认目标，此处输出的编译目标是px4fmu-v2_default
all: posix_sitl_default # (默认build就是这个)
# Parsing 解析
# --------------------------------------------------------------------
# assume 1st argument passed is the main target, the
# rest are arguments to pass to the makefile generated
# by cmake in the subdirectory
# 假设第传递的第一个参数是主目标，余下的参数是传输给子路径下的cmake产生的makefile的
# MAKECMDGOALS 就是输出的命令行参数px4fmu-v2_default
# FIRST_ARG 变量值就是px4fmu
FIRST_ARG := $(firstword$(MAKECMDGOALS))
# ARGS的变量值就是default
ARGS := $(wordlist 2,$(words $(MAKECMDGOALS)),$(MAKECMDGOALS))
#如果j为赋值，就将j赋值为4
j ?= 4
# ninja赋值给NINJA_BIN,ninja貌似是一套编译工具，在此处没有用到
NINJA_BIN := ninja
ifndef NO_NINJA_BUILD
NINJA_BUILD := $(shell $(NINJA_BIN) --version 2>/dev/null)
ifndef
NINJA_BUILD
NINJA_BIN:=ninja-build
NINJA_BUILD
:= $(shell $(NINJA_BIN) --version 2>/dev/null)
endif
endif
ifdef NINJA_BUILD
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= Ninja
PX4_MAKE :=
$(NINJA_BIN)
ifdef VERBOSE
PX4_MAKE_ARGS
:= -v
else
PX4_MAKE_ARGS :=
endif
else
#SYSTEMROOT C:\windows
ifdef SYSTEMROOT
# Windows 在windows系统下
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= "MSYS\ Makefiles"
#在其余系统下，主要是Linux
else
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= "Unix\ Makefiles"
endif
#$(MAKE) 其实就是make命令
PX4_MAKE =
$(MAKE)
#设置编译参数 -j4 --no-print-directory：同一时刻可同时允许执行4行命令，
#禁止所有关于目录信息的打印
PX4_MAKE_ARGS =
-j$(j) --no-print-directory
endif
#firmware所在的文件夹，我的是：/f/px4/firmware
SRC_DIR := $(shell dirname $(realpath $(lastword $(MAKEFILE_LIST))))
# check if replay env variable is set & set build dir accordingly
# 检查是否定义relay环境变量，并更改build目录的后缀：BUILD_DIR_SUFFIX
ifdef replay
BUILD_DIR_SUFFIX := _replay
else
BUILD_DIR_SUFFIX
:=
endif
# additional config parameters passed to cmake
# 添加额外的配置参数
ifdef EXTERNAL_MODULES_LOCATION
CMAKE_ARGS += -DEXTERNAL_MODULES_LOCATION:STRING=$(EXTERNAL_MODULES_LOCATION)
endif
ifdef PX4_CMAKE_BUILD_TYPE
CMAKE_ARGS += -DCMAKE_BUILD_TYPE=${PX4_CMAKE_BUILD_TYPE}
endif
# Functions 函数
# --------------------------------------------------------------------
# 描述如何build一个cmake配置文件， 定义了cmke-build命令规则
define cmake-build
+@$(eval BUILD_DIR =$(SRC_DIR)/build/$@$(BUILD_DIR_SUFFIX))
+@if [ $(PX4_CMAKE_GENERATOR)
= "Ninja" ] && [ -e $(BUILD_DIR)/Makefile ]; then rm -rf $(BUILD_DIR); fi
#以下命令是就是创建build文件夹，用cmake进行编译，然后再删除build文件夹
#本次编译就是走这个流程，注意这里的cmake编译的应该是CMakelist.txt文件，不是直接的.cmake文件
#$(2)应该是第二个参数，也就是传递的CMakelist.txt的路径，$(1)应该是传递的编译目标的名称，本次是nuttx_px4fmu-v2_default
+@if [ ! -e $(BUILD_DIR)/CMakeCache.txt ];
then mkdir -p $(BUILD_DIR) && cd $(BUILD_DIR) && cmake $(2) -G"$(PX4_CMAKE_GENERATOR)" $(CMAKE_ARGS) -DCONFIG=$(1) || (rm -rf
$(BUILD_DIR)); fi
+@(cd $(BUILD_DIR) && $(PX4_MAKE) $(PX4_MAKE_ARGS) $(ARGS))
endef
COLOR_BLUE = \033[0;34m
NO_COLOR = \033[m
define colorecho
+@echo "${COLOR_BLUE}${1} ${NO_COLOR}"
endef
# Get a list of all config targets cmake/configs/*.cmake
# 获得所有cmake/configs/下所有的cmake目标文件，
# 本次编译的nuttx_px4fmu-v2_defualt就是从这里获得
ALL_CONFIG_TARGETS :=$(basename $(shell find "$(SRC_DIR)/cmake/configs" -maxdepth 1 ! -name '*_common*' ! -name '*_sdflight_*'
-name '*.cmake' -print | sed -e 's:^.*/::' | sort))
# Strip off leading nuttx_
# 去掉NUTTX_前缀并返回，这样NUTTX_CONFIG_TARGETS就是包含了所有关于NUTTX配置的一个组
NUTTX_CONFIG_TARGETS
:= $(patsubst nuttx_%,%,$(filter nuttx_%,$(ALL_CONFIG_TARGETS)))
# ADD CONFIGS HERE 在此添加配置
# --------------------------------------------------------------------
# Do not put any spaces between function arguments.
# All targets. 所有的目标
# $(ALL_CONFIG_TARGETS)指代了所有的编译目标，
# 每个目标都执行$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))这个命令行
# 这是一种简便的书写模式
$(ALL_CONFIG_TARGETS):
$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))
# Abbreviated config targets.
# nuttx_ is left off by default; provide a rule to allow that. 只和nuttx相关的目标
# $(NUTTX_CONFIG_TARGETS):指代了所有的编译目标，在本次就是px4fmu-v2_default
# 每个目标都执行$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))这个命令行,等价于
# $(call cmake-build,nuttx_px4fmu-v2_default,/f/px4/firmware),本次编译就是由此处进入到对
# nuttx_px4fmu-v2_default的编译
$(NUTTX_CONFIG_TARGETS):
$(call cmake-build,nuttx_$@,$(SRC_DIR))
#######################################################################################
#
#从此往后的就是一些伪目标，对本次编译来讲不重要，这些伪目标的作用有：
#1. 如clean执行清除任务，并不生成可执行目标，这种为目标的主要作用是执行命令
#2. 为了同时创建多个可执行目标，将一个为目标例如all作为终极目标，同时将
# 其依赖多伪目标
#
#######################################################################################
all_nuttx_targets: $(NUTTX_CONFIG_TARGETS)
posix: posix_sitl_default
broadcast: posix_sitl_broadcast
# All targets with just dependencies but no recipe must either be marked as phony (or have the special @: as recipe).
# 通过.PHONY将其冒号后的目标申明为伪目标，主要为了防止一些意外情况
.PHONY: all posix broadcast all_nuttx_targets
# Multi- config targets. 多目标（板）配置
eagle_default: posix_eagle_default qurt_eagle_default
eagle_rtps: posix_eagle_rtps qurt_eagle_default
eagle_legacy_default: posix_eagle_legacy qurt_eagle_le
f368
gacy
excelsior_default: posix_excelsior_default qurt_excelsior_default
excelsior_rtps: posix_excelsior_rtps qurt_excelsior_default
excelsior_legacy_default:
posix_excelsior_legacy qurt_excelsior_legacy
.PHONY: eagle_default eagle_rtps eagle_legacy_default
.PHONY: excelsior_default excelsior_rtps excelsior_legacy_default
# Other targets
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: qgc_firmware px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware alt_firmware check_rtps
# QGroundControl flashable NuttX firmware
qgc_firmware: px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware
# px4fmu NuttX firmware
px4fmu_firmware: \
check_px4io-v2_default \
check_px4fmu-v2_default \
check_px4fmu-v3_default \
check_px4fmu-v4_default \
check_px4fmu-v4pro_default \
check_px4fmu-v5_default \
sizes
misc_qgc_extra_firmware: \
check_aerocore2_default \
check_aerofc-v1_default \
check_auav-x21_default \
check_crazyflie_default \
check_mindpx-v2_default \
check_px4fmu-v2_lpe \
check_tap-v1_default \
sizes
# Other NuttX firmware
alt_firmware: \
check_nxphlite-v3_default \
check_px4-same70xplained-v1_default \
check_px4-stm32f4discovery_default \
check_px4cannode-v1_default \
check_px4esc-v1_default \
check_px4nucleoF767ZI-v1_default \
check_s2740vc-v1_default \
sizes
# builds with RTPS
check_rtps: \
check_px4fmu-v3_rtps \
check_px4fmu-v4_rtps \
check_px4fmu-v4pro_rtps \
check_posix_sitl_rtps \
sizes
.PHONY: sizes check quick_check check_rtps uorb_graphs
sizes:
@-find build -name *.elf -type f | xargs size 2> /dev/null || :
# All default targets that don't require a special build environment
check: check_posix_sitl_default px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware alt_firmware tests check_format
# quick_check builds a single nuttx and posix target, runs testing, and checks the style
quick_check: check_posix_sitl_default check_px4fmu-v4pro_default tests check_format
check_%:
@echo
$(call colorecho,"Building" $(subst check_,,$@))
@$(MAKE) --no-print-directory $(subst check_,,$@)
@echo
uorb_graphs:
@./Tools/uorb_graph/create_from_startupscript.sh
@./Tools/uorb_graph/create.py --src-path src --exclude-path src/examples --file Tools/uorb_graph/graph_full
@$(MAKE) --no-print-directory px4fmu-v2_default uorb_graph
@$(MAKE) --no-print-directory px4fmu-v4_default uorb_graph
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default uorb_graph
.PHONY: coverity_scan
coverity_scan: posix_sitl_default
# Documentation
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: parameters_metadata airframe_metadata module_documentation px4_metadata
parameters_metadata:
@python $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/px_process_params.py -s `find $(SRC_DIR)/src -maxdepth 4 -type d` --inject-xml $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/parameters_injected.xml
--markdown
@python $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/px_process_params.py -s `find $(SRC_DIR)/src -maxdepth 4 -type d` --inject-xml $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/parameters_injected.xml
--xml
airframe_metadata:
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_airframes.py -v -a $(SRC_DIR)/ROMFS/px4fmu_common/init.d --markdown
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_airframes.py -v -a $(SRC_DIR)/ROMFS/px4fmu_common/init.d --xml
module_documentation:
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_module_doc.py -v --markdown $(SRC_DIR)/modules --src-path $(SRC_DIR)/src
px4_metadata: parameters_metadata airframe_metadata module_documentation
# Astyle
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: check_format format
check_format:
$(call colorecho,"Checking formatting with astyle")
@$(SRC_DIR)/Tools/astyle/check_code_style_all.sh
@cd $(SRC_DIR) &&git diff --check
format:
$(call colorecho,"Formatting with astyle")
@$(SRC_DIR)/Tools/astyle/check_code_style_all.sh --fix
# Testing
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: tests tests_coverage tests_mission tests_offboard rostest
tests:
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default test_results \
ASAN_OPTIONS="color=always:check_initialization_order=1:detect_stack_use_after_return=1" \
UBSAN_OPTIONS="color=always"
tests_coverage:
@$(MAKE) clean
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default sitl_gazebo PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_missions.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_attctl.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_posctl.test
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default test_coverage_genhtml PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@echo "Open $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default/coverage-html/index.html to see coverage"
rostest: posix_sitl_default
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default sitl_gazebo
tests_mission: rostest
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_missions.test
tests_offboard: rostest
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_attctl.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_posctl.test
# static analyzers (scan-build, clang-tidy, cppcheck)
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: scan-build posix_sitl_default-clang clang-tidy clang-tidy-fix clang-tidy-quiet cppcheck check_stack
scan-build:
@export CCC_CC=clang
@export CCC_CXX=clang++
@rm -rf $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@rm -rf $(SRC_DIR)/build/scan-build/report_latest
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build && scan-build cmake $(SRC_DIR) -GNinja -DCONFIG=posix_sitl_default
@scan-build -o $(SRC_DIR)/build/scan-build cmake --build $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@find $(SRC_DIR)/build/scan-build -maxdepth 1 -mindepth 1 -type d -exec cp -r "{}" $(SRC_DIR)/build/scan-build/report_latest \;
posix_sitl_default-clang:
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && cmake $(SRC_DIR) $(CMAKE_ARGS) -G"$(PX4_CMAKE_GENERATOR)" -DCONFIG=posix_sitl_default -DCMAKE_C_COMPILER=clang -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
@$(PX4_MAKE) -C $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang
clang-tidy: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -p .
# to automatically fix a single check at a time, eg modernize-redundant-void-arg
# % run-clang-tidy-4.0.py -fix -j4 -checks=-\*,modernize-redundant-void-arg -p .
clang-tidy-fix: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -fix -p .
# modified version of run-clang-tidy.py to return error codes and only output relevant results
clang-tidy-quiet: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -p .
# TODO: Fix cppcheck errors then try --enable=warning,performance,portability,style,unusedFunction or --enable=all
cppcheck: posix_sitl_default
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/cppcheck
@cppcheck -i$(SRC_DIR)/src/examples --enable=performance --std=c++11 --std=c99 --std=posix --project=$(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default/compile_commands.json --xml-version=2 2> $(SRC_DIR)/build/cppcheck/cppcheck-result.xml
> /dev/null
@cppcheck-htmlreport --source-encoding=ascii --file=$(SRC_DIR)/build/cppcheck/cppcheck-result.xml --report-dir=$(SRC_DIR)/build/cppcheck --source-dir=$(SRC_DIR)/src/
check_stack: px4fmu-v4pro_default
@echo "Checking worst case stack usage with checkstack.pl ..."
@echo " "
@echo "Top 10:"
@cd $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default && mkdir -p stack_usage && arm-none-eabi-objdump -d nuttx_px4fmu-v4pro_default.elf | $(SRC_DIR)/Tools/stack_usage/checkstack.pl arm 0 > stack_usage/checkstack_output.txt 2> stack_usage/checkstack_errors.txt
@head -n 10 $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default/stack_usage/checkstack_output.txt | c++filt
@echo " "
@echo "Symbols with 'main', 'thread' or 'task':"
@cat $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default/stack_usage/checkstack_output.txt | c++filt | grep -E 'thread|main|task'
# Cleanup
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: clean submodulesclean submodulesupdate gazeboclean distclean
clean:
@rm -rf $(SRC_DIR)/build
submodulesclean:
@git submodule foreach --quiet --recursive git clean -ff -x -d
@git submodule update --quiet --init --recursive --force || true
@git submodule sync --recursive
@git submodule update --init --recursive --force
submodulesupdate:
@git submodule update --quiet --init --recursive || true
@git submodule sync --recursive
@git submodule update --init --recursive
gazeboclean:
@rm -rf ~/.gazebo/*
distclean: gazeboclean
@git submodule deinit -f .
@git clean -ff -x -d -e ".project" -e ".cproject" -e ".idea" -e ".settings" -e ".vscode"
# --------------------------------------------------------------------
# All other targets are handled by PX4_MAKE. Add a rule here to avoid printing an error.
%:
$(if $(filter $(FIRST_ARG),$@), \
$(error"$@ cannot be the first argument. Use '$(MAKE) help|list_config_targets' to get a list of all possible [configuration]
targets."),@#)
#help:
# @echo
# @echo "Type 'make ' and hit the tab key twice to see a list of the available"
# @echo "build configurations."
# @echo
empty :=
space := $(empty) $(empty)
# Print a list of non-config targets (based on http://stackoverflow.com/a/26339924/1487069) help:
@echo "Usage: $(MAKE) <target>"
@echo "Where <target> is one of:"
@echo
@echo "Or, $(MAKE) <config_target> [<make_target(s)>]"
@echo "Use '$(MAKE) list_config_targets' for a list of configuration targets."
@echo "$()"
# Print a list of all config targets.
list_config_targets:
@for targ in $(patsubst nuttx_%,[nuttx_]%,$(ALL_CONFIG_TARGETS));do echo $$targ;done
在默认的Makefile添加以下函数，可以将Makefile中变量值打印出来，更加清晰的查看Makefile的配置和运行过程：
.PHONY:VARValue
VARValue:
@echo "$(MAKEFILE_LIST)"
@echo "$(MAKECMDGOALS)"
@echo "$(SRC_DIR)"
@echo "$(PX4_MAKE)"
@echo "$(PX4_CMAKE_GENERATOR)"
@echo "$(SYSTEMROOT)"
@echo "$(PX4_MAKE_ARGS)"
@echo "$(ALL_CONFIG_TARGETS)"
@echo "$(NUTTX_CONFIG_TARGETS)"
结果为：
接下来就是编译F:\px4\Firmware\cmake\configs\nuttx_px4fmu-v2_default.cmake文件。
接下来应该是编译：F:\px4\Firmware\CMakeLists.txt文件
——Eidted By RobotBrain.M LESS BUT BETTER.
1.PX4的makefile当中用到的Makefile语法
本小节给出Makefile文件中使用到部分语法的简单说明，如果想要完全理解、读懂、甚至编写Makefile，需要仔细阅读《GNU Makefile 中文手册》。：= --直接式变量展开，引用的变量或者函数都会被其定义值替换，如果：= 右端为空，可能是赋值了一个空格；
= 及 define --递归式变量展开，在引用处只是文本替换，在使用时才会展开；
$ --取变量值操作，可以嵌套使用，例如$($(X))。同时可以用于调用内嵌函数:$（FCTION ARGUMENTS）；
？= --条件赋值，只有变量尚未被赋值的情况下，才能将？=后边的值赋给变量；
patsubst --模式替换，引用格式:$(patsubst A,B,(VAR)), VAR表示变量，下同，例如：$(patsubst %.c %.o, a.c,b.c)；
wildcard --通用符，引用格式如:$(wildcard *.c)，当前路径下的所有.c结尾的文件；
+= --追加赋值，VAR定义时给一个基本值，+=就在原来的变量基础上增加一 个赋值，注意不是覆盖；
% --模式字符，例如：%.c 表示后缀为.c模式的文件；
ifeq、ifneq --条件判断关键字;
ifdef、ifndef --条件判断关键字；
// + --命令行前使用+，表示；
subset --字符串替换，例如：$(subst,e,E,feet),结果为：fEEt；
filter --过滤函数，例如：$(filter %.c %.s, $（VAR）),返回VAR中所有后缀为.c,.s的文件；
sort --将字符串升序排列，并去掉重复单词；
word --取单词函数，$(word 1, text),取text的第1个单词；
wordlist --取字符串函数，$(word 1,5， text)表示取text的第1个到第5个单词字串；
words --统计字符串中单词数目；
firstword --取字符串的第一个单词，lastword同理取最后一个单词；
dir --取目录，包含指定文件的路径目录；
basename --取前缀函数，例如 $(basename src/foo.c),返回值为src/foo；
foreach --循环执行；
call --实现用户自定义函数的引用，$（call 函数，参数1,参数2,...）;
@echo --在界面上输出build信息；
eval --比较复杂，没看懂，构造一个依赖关系链，其主要功能是根据参 数关系、结构，对它们进行替换展开；
shell --大致功能是将shell的参数放入shell环境中执行并返回结果；
error --$(error TEXT...),返回错误信息并退出执行；
MAKECMDGOALS
-（用户输入的）命令行参数；
$@ -表示规则的目标文件名，一般与改符号上文中的文件相对应，例如前边出现.C，可能默认就是对应的.O文件
2.PX4的makefile编译过程分析
本次编译过程基于Windows下的PX4Toolchain中的PX4 Console模式，方法参考PX4开发手册或网上教程，输入的指令为：以下是对Makefile原文注解：
############################################################################
#
# Copyright (c) 2015 - 2017 PX4 Development Team. All rights reserved.
#
#部分版权、使用等的申明，此处删去
#
############################################################################
# Enforce the presence of the GIT repository
#
# We depend on our submodules, so we have to prevent attempts to
# compile without it being present.
# 强制性保证GIT repository存在,由于于PX4依赖于其子模块，
# 所以必须防止在缺少子模块的情况下编译，从而有了此处的强制检查
# $(wildcard .git)用来获取工作路径下所有后缀为.git的文件，执行GIT检查
# ifeq...endif为条件判断
ifeq ($(wildcard .git),)
$(error YOU HAVE TO USE GIT TO DOWNLOAD THIS REPOSITORY. ABORTING.)
endif
# Help
# --------------------------------------------------------------------
# Don't be afraid of this makefile, it is just passing
# arguments to cmake to allow us to keep the wiki pages etc.
# that describe how to build the px4 firmware
# the same even when using cmake instead of make.
# 这个Makefile主要是讲怎么传递参数，怎么编译px4固件，同时使用make和cmake是一样的
# Example usage:三种使用方法示例
#
# make px4fmu-v2_default (builds)
# make px4fmu-v2_default upload (builds and uploads)
# make px4fmu-v2_default test (builds and tests)
#
# This tells cmake to build the nuttx px4fmu-v2 default config in the
# directory build/nuttx_px4fmu-v2_default and then call make
# in that directory with the target upload.
# 以上的命令告诉cmake使用build/nuttx_px4fmu-v2_default的默认配置来build nuttx
# px4fmu，然后调用该路径下的make来上传target(编译好的文件)
# 明确设置默认的build目标，编译目标为all，编译规则为posix_sitl_default，如果make不指定编译
# 目标就会编译默认目标，此处输出的编译目标是px4fmu-v2_default
all: posix_sitl_default # (默认build就是这个)
# Parsing 解析
# --------------------------------------------------------------------
# assume 1st argument passed is the main target, the
# rest are arguments to pass to the makefile generated
# by cmake in the subdirectory
# 假设第传递的第一个参数是主目标，余下的参数是传输给子路径下的cmake产生的makefile的
# MAKECMDGOALS 就是输出的命令行参数px4fmu-v2_default
# FIRST_ARG 变量值就是px4fmu
FIRST_ARG := $(firstword$(MAKECMDGOALS))
# ARGS的变量值就是default
ARGS := $(wordlist 2,$(words $(MAKECMDGOALS)),$(MAKECMDGOALS))
#如果j为赋值，就将j赋值为4
j ?= 4
# ninja赋值给NINJA_BIN,ninja貌似是一套编译工具，在此处没有用到
NINJA_BIN := ninja
ifndef NO_NINJA_BUILD
NINJA_BUILD := $(shell $(NINJA_BIN) --version 2>/dev/null)
ifndef
NINJA_BUILD
NINJA_BIN:=ninja-build
NINJA_BUILD
:= $(shell $(NINJA_BIN) --version 2>/dev/null)
endif
endif
ifdef NINJA_BUILD
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= Ninja
PX4_MAKE :=
$(NINJA_BIN)
ifdef VERBOSE
PX4_MAKE_ARGS
:= -v
else
PX4_MAKE_ARGS :=
endif
else
#SYSTEMROOT C:\windows
ifdef SYSTEMROOT
# Windows 在windows系统下
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= "MSYS\ Makefiles"
#在其余系统下，主要是Linux
else
PX4_CMAKE_GENERATOR
:= "Unix\ Makefiles"
endif
#$(MAKE) 其实就是make命令
PX4_MAKE =
$(MAKE)
#设置编译参数 -j4 --no-print-directory：同一时刻可同时允许执行4行命令，
#禁止所有关于目录信息的打印
PX4_MAKE_ARGS =
-j$(j) --no-print-directory
endif
#firmware所在的文件夹，我的是：/f/px4/firmware
SRC_DIR := $(shell dirname $(realpath $(lastword $(MAKEFILE_LIST))))
# check if replay env variable is set & set build dir accordingly
# 检查是否定义relay环境变量，并更改build目录的后缀：BUILD_DIR_SUFFIX
ifdef replay
BUILD_DIR_SUFFIX := _replay
else
BUILD_DIR_SUFFIX
:=
endif
# additional config parameters passed to cmake
# 添加额外的配置参数
ifdef EXTERNAL_MODULES_LOCATION
CMAKE_ARGS += -DEXTERNAL_MODULES_LOCATION:STRING=$(EXTERNAL_MODULES_LOCATION)
endif
ifdef PX4_CMAKE_BUILD_TYPE
CMAKE_ARGS += -DCMAKE_BUILD_TYPE=${PX4_CMAKE_BUILD_TYPE}
endif
# Functions 函数
# --------------------------------------------------------------------
# 描述如何build一个cmake配置文件， 定义了cmke-build命令规则
define cmake-build
+@$(eval BUILD_DIR =$(SRC_DIR)/build/$@$(BUILD_DIR_SUFFIX))
+@if [ $(PX4_CMAKE_GENERATOR)
= "Ninja" ] && [ -e $(BUILD_DIR)/Makefile ]; then rm -rf $(BUILD_DIR); fi
#以下命令是就是创建build文件夹，用cmake进行编译，然后再删除build文件夹
#本次编译就是走这个流程，注意这里的cmake编译的应该是CMakelist.txt文件，不是直接的.cmake文件
#$(2)应该是第二个参数，也就是传递的CMakelist.txt的路径，$(1)应该是传递的编译目标的名称，本次是nuttx_px4fmu-v2_default
+@if [ ! -e $(BUILD_DIR)/CMakeCache.txt ];
then mkdir -p $(BUILD_DIR) && cd $(BUILD_DIR) && cmake $(2) -G"$(PX4_CMAKE_GENERATOR)" $(CMAKE_ARGS) -DCONFIG=$(1) || (rm -rf
$(BUILD_DIR)); fi
+@(cd $(BUILD_DIR) && $(PX4_MAKE) $(PX4_MAKE_ARGS) $(ARGS))
endef
COLOR_BLUE = \033[0;34m
NO_COLOR = \033[m
define colorecho
+@echo "${COLOR_BLUE}${1} ${NO_COLOR}"
endef
# Get a list of all config targets cmake/configs/*.cmake
# 获得所有cmake/configs/下所有的cmake目标文件，
# 本次编译的nuttx_px4fmu-v2_defualt就是从这里获得
ALL_CONFIG_TARGETS :=$(basename $(shell find "$(SRC_DIR)/cmake/configs" -maxdepth 1 ! -name '*_common*' ! -name '*_sdflight_*'
-name '*.cmake' -print | sed -e 's:^.*/::' | sort))
# Strip off leading nuttx_
# 去掉NUTTX_前缀并返回，这样NUTTX_CONFIG_TARGETS就是包含了所有关于NUTTX配置的一个组
NUTTX_CONFIG_TARGETS
:= $(patsubst nuttx_%,%,$(filter nuttx_%,$(ALL_CONFIG_TARGETS)))
# ADD CONFIGS HERE 在此添加配置
# --------------------------------------------------------------------
# Do not put any spaces between function arguments.
# All targets. 所有的目标
# $(ALL_CONFIG_TARGETS)指代了所有的编译目标，
# 每个目标都执行$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))这个命令行
# 这是一种简便的书写模式
$(ALL_CONFIG_TARGETS):
$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))
# Abbreviated config targets.
# nuttx_ is left off by default; provide a rule to allow that. 只和nuttx相关的目标
# $(NUTTX_CONFIG_TARGETS):指代了所有的编译目标，在本次就是px4fmu-v2_default
# 每个目标都执行$(call cmake-build,$@,$(SRC_DIR))这个命令行,等价于
# $(call cmake-build,nuttx_px4fmu-v2_default,/f/px4/firmware),本次编译就是由此处进入到对
# nuttx_px4fmu-v2_default的编译
$(NUTTX_CONFIG_TARGETS):
$(call cmake-build,nuttx_$@,$(SRC_DIR))
#######################################################################################
#
#从此往后的就是一些伪目标，对本次编译来讲不重要，这些伪目标的作用有：
#1. 如clean执行清除任务，并不生成可执行目标，这种为目标的主要作用是执行命令
#2. 为了同时创建多个可执行目标，将一个为目标例如all作为终极目标，同时将
# 其依赖多伪目标
#
#######################################################################################
all_nuttx_targets: $(NUTTX_CONFIG_TARGETS)
posix: posix_sitl_default
broadcast: posix_sitl_broadcast
# All targets with just dependencies but no recipe must either be marked as phony (or have the special @: as recipe).
# 通过.PHONY将其冒号后的目标申明为伪目标，主要为了防止一些意外情况
.PHONY: all posix broadcast all_nuttx_targets
# Multi- config targets. 多目标（板）配置
eagle_default: posix_eagle_default qurt_eagle_default
eagle_rtps: posix_eagle_rtps qurt_eagle_default
eagle_legacy_default: posix_eagle_legacy qurt_eagle_le
f368
gacy
excelsior_default: posix_excelsior_default qurt_excelsior_default
excelsior_rtps: posix_excelsior_rtps qurt_excelsior_default
excelsior_legacy_default:
posix_excelsior_legacy qurt_excelsior_legacy
.PHONY: eagle_default eagle_rtps eagle_legacy_default
.PHONY: excelsior_default excelsior_rtps excelsior_legacy_default
# Other targets
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: qgc_firmware px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware alt_firmware check_rtps
# QGroundControl flashable NuttX firmware
qgc_firmware: px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware
# px4fmu NuttX firmware
px4fmu_firmware: \
check_px4io-v2_default \
check_px4fmu-v2_default \
check_px4fmu-v3_default \
check_px4fmu-v4_default \
check_px4fmu-v4pro_default \
check_px4fmu-v5_default \
sizes
misc_qgc_extra_firmware: \
check_aerocore2_default \
check_aerofc-v1_default \
check_auav-x21_default \
check_crazyflie_default \
check_mindpx-v2_default \
check_px4fmu-v2_lpe \
check_tap-v1_default \
sizes
# Other NuttX firmware
alt_firmware: \
check_nxphlite-v3_default \
check_px4-same70xplained-v1_default \
check_px4-stm32f4discovery_default \
check_px4cannode-v1_default \
check_px4esc-v1_default \
check_px4nucleoF767ZI-v1_default \
check_s2740vc-v1_default \
sizes
# builds with RTPS
check_rtps: \
check_px4fmu-v3_rtps \
check_px4fmu-v4_rtps \
check_px4fmu-v4pro_rtps \
check_posix_sitl_rtps \
sizes
.PHONY: sizes check quick_check check_rtps uorb_graphs
sizes:
@-find build -name *.elf -type f | xargs size 2> /dev/null || :
# All default targets that don't require a special build environment
check: check_posix_sitl_default px4fmu_firmware misc_qgc_extra_firmware alt_firmware tests check_format
# quick_check builds a single nuttx and posix target, runs testing, and checks the style
quick_check: check_posix_sitl_default check_px4fmu-v4pro_default tests check_format
check_%:
@echo
$(call colorecho,"Building" $(subst check_,,$@))
@$(MAKE) --no-print-directory $(subst check_,,$@)
@echo
uorb_graphs:
@./Tools/uorb_graph/create_from_startupscript.sh
@./Tools/uorb_graph/create.py --src-path src --exclude-path src/examples --file Tools/uorb_graph/graph_full
@$(MAKE) --no-print-directory px4fmu-v2_default uorb_graph
@$(MAKE) --no-print-directory px4fmu-v4_default uorb_graph
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default uorb_graph
.PHONY: coverity_scan
coverity_scan: posix_sitl_default
# Documentation
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: parameters_metadata airframe_metadata module_documentation px4_metadata
parameters_metadata:
@python $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/px_process_params.py -s `find $(SRC_DIR)/src -maxdepth 4 -type d` --inject-xml $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/parameters_injected.xml
--markdown
@python $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/px_process_params.py -s `find $(SRC_DIR)/src -maxdepth 4 -type d` --inject-xml $(SRC_DIR)/src/modules/systemlib/param/parameters_injected.xml
--xml
airframe_metadata:
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_airframes.py -v -a $(SRC_DIR)/ROMFS/px4fmu_common/init.d --markdown
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_airframes.py -v -a $(SRC_DIR)/ROMFS/px4fmu_common/init.d --xml
module_documentation:
@python $(SRC_DIR)/Tools/px_process_module_doc.py -v --markdown $(SRC_DIR)/modules --src-path $(SRC_DIR)/src
px4_metadata: parameters_metadata airframe_metadata module_documentation
# Astyle
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: check_format format
check_format:
$(call colorecho,"Checking formatting with astyle")
@$(SRC_DIR)/Tools/astyle/check_code_style_all.sh
@cd $(SRC_DIR) &&git diff --check
format:
$(call colorecho,"Formatting with astyle")
@$(SRC_DIR)/Tools/astyle/check_code_style_all.sh --fix
# Testing
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: tests tests_coverage tests_mission tests_offboard rostest
tests:
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default test_results \
ASAN_OPTIONS="color=always:check_initialization_order=1:detect_stack_use_after_return=1" \
UBSAN_OPTIONS="color=always"
tests_coverage:
@$(MAKE) clean
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default sitl_gazebo PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_missions.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_attctl.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_posctl.test
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default test_coverage_genhtml PX4_CMAKE_BUILD_TYPE=Coverage
@echo "Open $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default/coverage-html/index.html to see coverage"
rostest: posix_sitl_default
@$(MAKE) --no-print-directory posix_sitl_default sitl_gazebo
tests_mission: rostest
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_missions.test
tests_offboard: rostest
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_attctl.test
@$(SRC_DIR)/test/rostest_px4_run.sh mavros_posix_tests_offboard_posctl.test
# static analyzers (scan-build, clang-tidy, cppcheck)
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: scan-build posix_sitl_default-clang clang-tidy clang-tidy-fix clang-tidy-quiet cppcheck check_stack
scan-build:
@export CCC_CC=clang
@export CCC_CXX=clang++
@rm -rf $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@rm -rf $(SRC_DIR)/build/scan-build/report_latest
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build && scan-build cmake $(SRC_DIR) -GNinja -DCONFIG=posix_sitl_default
@scan-build -o $(SRC_DIR)/build/scan-build cmake --build $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-scan-build
@find $(SRC_DIR)/build/scan-build -maxdepth 1 -mindepth 1 -type d -exec cp -r "{}" $(SRC_DIR)/build/scan-build/report_latest \;
posix_sitl_default-clang:
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && cmake $(SRC_DIR) $(CMAKE_ARGS) -G"$(PX4_CMAKE_GENERATOR)" -DCONFIG=posix_sitl_default -DCMAKE_C_COMPILER=clang -DCMAKE_CXX_COMPILER=clang++
@$(PX4_MAKE) -C $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang
clang-tidy: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -p .
# to automatically fix a single check at a time, eg modernize-redundant-void-arg
# % run-clang-tidy-4.0.py -fix -j4 -checks=-\*,modernize-redundant-void-arg -p .
clang-tidy-fix: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -fix -p .
# modified version of run-clang-tidy.py to return error codes and only output relevant results
clang-tidy-quiet: posix_sitl_default-clang
@cd $(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default-clang && $(SRC_DIR)/Tools/run-clang-tidy.py -header-filter=".*\.hpp" -j$(j) -p .
# TODO: Fix cppcheck errors then try --enable=warning,performance,portability,style,unusedFunction or --enable=all
cppcheck: posix_sitl_default
@mkdir -p $(SRC_DIR)/build/cppcheck
@cppcheck -i$(SRC_DIR)/src/examples --enable=performance --std=c++11 --std=c99 --std=posix --project=$(SRC_DIR)/build/posix_sitl_default/compile_commands.json --xml-version=2 2> $(SRC_DIR)/build/cppcheck/cppcheck-result.xml
> /dev/null
@cppcheck-htmlreport --source-encoding=ascii --file=$(SRC_DIR)/build/cppcheck/cppcheck-result.xml --report-dir=$(SRC_DIR)/build/cppcheck --source-dir=$(SRC_DIR)/src/
check_stack: px4fmu-v4pro_default
@echo "Checking worst case stack usage with checkstack.pl ..."
@echo " "
@echo "Top 10:"
@cd $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default && mkdir -p stack_usage && arm-none-eabi-objdump -d nuttx_px4fmu-v4pro_default.elf | $(SRC_DIR)/Tools/stack_usage/checkstack.pl arm 0 > stack_usage/checkstack_output.txt 2> stack_usage/checkstack_errors.txt
@head -n 10 $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default/stack_usage/checkstack_output.txt | c++filt
@echo " "
@echo "Symbols with 'main', 'thread' or 'task':"
@cat $(SRC_DIR)/build/px4fmu-v4pro_default/stack_usage/checkstack_output.txt | c++filt | grep -E 'thread|main|task'
# Cleanup
# --------------------------------------------------------------------
.PHONY: clean submodulesclean submodulesupdate gazeboclean distclean
clean:
@rm -rf $(SRC_DIR)/build
submodulesclean:
@git submodule foreach --quiet --recursive git clean -ff -x -d
@git submodule update --quiet --init --recursive --force || true
@git submodule sync --recursive
@git submodule update --init --recursive --force
submodulesupdate:
@git submodule update --quiet --init --recursive || true
@git submodule sync --recursive
@git submodule update --init --recursive
gazeboclean:
@rm -rf ~/.gazebo/*
distclean: gazeboclean
@git submodule deinit -f .
@git clean -ff -x -d -e ".project" -e ".cproject" -e ".idea" -e ".settings" -e ".vscode"
# --------------------------------------------------------------------
# All other targets are handled by PX4_MAKE. Add a rule here to avoid printing an error.
%:
$(if $(filter $(FIRST_ARG),$@), \
$(error"$@ cannot be the first argument. Use '$(MAKE) help|list_config_targets' to get a list of all possible [configuration]
targets."),@#)
#help:
# @echo
# @echo "Type 'make ' and hit the tab key twice to see a list of the available"
# @echo "build configurations."
# @echo
empty :=
space := $(empty) $(empty)
# Print a list of non-config targets (based on http://stackoverflow.com/a/26339924/1487069) help:
@echo "Usage: $(MAKE) <target>"
@echo "Where <target> is one of:"
@echo
@echo "Or, $(MAKE) <config_target> [<make_target(s)>]"
@echo "Use '$(MAKE) list_config_targets' for a list of configuration targets."
@echo "$()"
# Print a list of all config targets.
list_config_targets:
@for targ in $(patsubst nuttx_%,[nuttx_]%,$(ALL_CONFIG_TARGETS));do echo $$targ;done
在默认的Makefile添加以下函数，可以将Makefile中变量值打印出来，更加清晰的查看Makefile的配置和运行过程：
.PHONY:VARValue
VARValue:
@echo "$(MAKEFILE_LIST)"
@echo "$(MAKECMDGOALS)"
@echo "$(SRC_DIR)"
@echo "$(PX4_MAKE)"
@echo "$(PX4_CMAKE_GENERATOR)"
@echo "$(SYSTEMROOT)"
@echo "$(PX4_MAKE_ARGS)"
@echo "$(ALL_CONFIG_TARGETS)"
@echo "$(NUTTX_CONFIG_TARGETS)"
结果为：
接下来就是编译F:\px4\Firmware\cmake\configs\nuttx_px4fmu-v2_default.cmake文件。
接下来应该是编译：F:\px4\Firmware\CMakeLists.txt文件
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