BitBake 使用笔记

1. 简介

BitBake 是用 Python 写的一个程序,它是 OpenEmbedded 构建系统时使用的生产工具,现在有很多嵌入式系统都是在使用,比如Yocto 、WindRiver Linux 等。它是一个多任务引擎,可以并行执行 shell 和 Python 任务,每个任务单元根据预定义的元数据来管理源码、配置、编译、打包,并最终将每个任务生成的文件集合成为系统镜像。例如要从源码构建一个 Linux 系统,需要搭建一个生产环境,然后依次生成 Grub、Kernel、各种库文件、各种可执行文件,然后集合到一个文件系统里。如果你玩过 LFS ,就会了解这个过程的复杂性。BitBake 存在的意义就是提供了一个高效的工具,将这个过程标准化、流程化。BitBake 与 GNU Make 的关系就像 GNU Make 之于 GCC ,运作方式也类似 GNU Make ,又有很多不同:

  • BitBake 根据预先定义的元数据执行任务,这些元数据定义了执行任务所需的变量,执行任务的过程,以及任务之间的依赖关系,它们存储在 recipe(.bb)、append(.bbappend)、configuration(.conf)、include(.inc) 和 class(.bbclass) 文件中。
  • BitBake 包含一个抓取器,用于从不同的位置获取源码,例如本地文件、源码控制器(git)、网站等。
  • 每一个任务单元的结构通过 recipe 文件描述,描述的信息有依赖关系、源码位置、版本信息、校验和、说明等等。
  • BitBake 包含了一个 C/S 的抽象概念,可以通过命令行或者 XML-RPC 使用,拥有多种用户接口。

几个概念:

  • Recipe 。Recipe 文件是最基本的元数据文件,每个任务单元对应一个 Recipe 文件,后缀是 .bb ,这种文件为 BitBake 提供的信息包括软件包的基本信息(作者、版本、License等)、依赖关系、源码的位置和获取方法、补丁、配置和编译方法、如何打包和安装。
  • Configuration 。Configuration 文件的后缀是 .conf ,它会在很多地方出现,定义了多种变量,包括硬件架构选项、编译器选项、通用配置选项、用户配置选项。主 Configuration 文件是 bitbake.conf ,以 Yocto 为例,位于 ./poky/meta/conf/bitbake.conf ,其他都在源码树的 conf 目录下。
  • Classes 。Class 文件的后缀是 .bbclass ,它的内容是元数据文件之间的共享信息。BitBake 源码树都源自一个叫做 base.bbclass 的文件,在 Yocto 中位于 ./poky/meta/classes/base.bbclass ,它会被所有的 recipe 和 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。
  • Layers 。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,方便模块化组织元数据,也方便日后修改。例如要定制一套支持特定硬件的系统,可以把与低层相关的单元放在一个 layer 中,这叫做 Board Support Package(BSP) Layer 。
  • Append 。Append 文件的后缀是 .bbappend ,用于扩展或者覆盖 recipe 文件的信息。BitBake 希望每一个 append 文件都有一个相对应的 recipe 文件,两个文件使用同样的文件名,只是后缀不同,例如 formfactor_0.0.bb 和 formfactor_0.0.bbappend 。命名 append 文件时,可以用百分号(%)来通配 recipe 文件名。例如,一个名为 busybox_1.21.%.bbappend 的 apend 文件可以对应任何名为 busybox_1.21.x.bb 的 recipe 文件进行扩展和覆盖,文件名中的 x 可以为任何字符串,比如 busybox_1.21.1.bb、busybox_1.21.2.bb ... 通常用百分号来通配版本号。

BitBake 命令的语法可以执行 bitbake -h 查看。-b 用于指定 recipe 文件,-c 用于指定要执行的任务,如果没有指定任务,会按照 recipe 文件完整的执行一次从获取源码到编译打包的过程。要编译一个名为 foo_1.0.bb 的包,可以执行:

$ bitbake -b foo_1.0.bb                    

可以不用 -b ,而只写包的名字,不加下划线后的版本号和后缀,简化为:

$ bitbake foo

如果要执行清除任务:

$ bitbake foo -c clean

2. 工作流程

运行 BitBake 的主要目的是生成一个东西,例如安装包、内核、链接库、或者一个完整的 Linux 系统启动镜像(包括 bootloader、kernel、根文件系统)。当然,你也可以通过使用 bitbake 命令的某些参数,只执行生成过程中的某个步骤,例如编译、获取或清除数据、或者只返回编译环境的信息。

简单说一下使用 BitBake 生成系统镜像的的执行过程。

2.1 分析基本元数据

基本元数据由多个文件组成,包括 bblayers.conf 文件(定义项目所需的 layers)、每个 layer 的 layer.conf 文件、以及 bitbake.conf 文件。数据内容有如下几类:

  • Recipes:特定软件包的详情。
  • Class Data:通用构建信息的抽象总结。
  • Configuration Data:针对特定机器的设置,相当于粘合剂,把所有软件集合到一起。

基本元数据都具有全局属性,所有它们对所有的 recipes 都有效。

首先,BitBake 会先搜索当前工作目录下的 conf/bblayers.conf 文件。该文件包含一个 BBLAYERS 变量,它会列出所有项目所需的 layer 的目录。在 BBLAYERS 所列出的 layer 目录中,都会有一个 conf/layer.conf 文件,在这个文件中会有一个 LAYERDIR 变量,它记录了该 layer 的完整路径。这些 layer.conf 文件会自动构建一些关键的变量,例如 BBPATH 和 BBFILES 。BBPATH 记录了 conf 和 classes 目录下的 configuration 和 classes 文件的位置,BBFILES 则用于定位 .bb 和 .bbappdend 文件。如果找不到 bblayers.conf 文件,BitBake 会认为用户已经在环境变量中设置了 BBPATH 和 BBFILES 。

其次,BitBake 会在 BBPATH 记录的位置中寻找 conf/bitbake.conf 文件。该配置文件包含了

参考

BitBake User Manual
Yocto 实用笔记

Li Shaocheng. Published under BY-NC-SA
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