研究基于PX4平台的Ardupilot代码工程的makefile结构

最近有空，于是想花时间好好研究下ardupilot的软件架构，经过对ardupilot一段时间的熟悉和使用后，对其软件架构已经有了一定的理解，但还称不上特别完备，所以想把每一部分的细节都弄清楚。

makefile定义了一个软件工程的编译规则，以便于其实现自动化编译，这也就是为什么我们在命令行中输入指令：

就可以自动完成整个工程的编译。
看似简单的一条命令，其中makefile完成了很多工作。

然后ardupilot工程那么繁杂，命名为makefile的文件也很多，我们应该从哪个文件开始分析起呢。
回想我们编译的过程，以旋翼机型为例，我们首先是打开“ardupilotArduCopter”路径，那么在这个路径下有没有我们要找的makefile呢，答案是肯定的。
这个makefile中只有一条指令：

然后我们对应地找到apm.mk文件，这个文件的内容就比较多了。一行行地分析，首先看开头几行：

这几行代码是要确定MK_DIR，这个在下面查找mk文件时都会用到，根据我们电脑的操作系统类型确定，如果是Windows应该是执行第一个指令，所以 MK_DIR = “../mk”。也就是“…ardupilotmk”文件夹，该文件夹中有许多mk文件，有好多都是我们后面要用到的。

继续往下看：

打开environ.mk，该文件主要是确定一些编译相关的变量：EXTRAFLAGS,SRCROOT,SKETCHBOOK，BUILDROOT以及HAL_BOARD等，这些变量在后面都会用到。我们重点看下HAL_BOARD的确定，APM代码支持多种硬件平台，HAL_BOARD就代表了我们指定运行的硬件平台。关于HAL_BOARD有一长段的if语气对其进行赋值， 其中我们有找到这样一句：

MAKECMDGOALS代表命令行参数列表，如果我们在命令行中输入“make px4-v2”则MAKECMDGOALS就是“px4-v2”，包含px4字符段，所以if语句会执行该条件，HAL_BOARD = HAL_BOARD_PX4。从这里就可以看到我们在命令行中的指令对于编译条件的影响了，后续我们会看到HAL_BOARD的作用。

我们回到APM.mk中，继续往下看：

以指令“px4-v2”为例，会依次包含help.mk，targets.mk，sketch_sources.mk以及board_px4.mk，注意前三个是通用的，而board_px4.mk则是跟硬件平台有关，这里就是依据我们之前确定的HAL_BOARD来选择的。
help.mk中是一些帮助信息，响应“help”指令显示这些帮助信息；
targets.mk是对一些通用目标的响应，主要是支持一些其他类型硬件平台，同时还包含进了module.mk；
module.mk：

这个后面会用到，对于px4平台，由于其代码工程包含子模块，每次编译都会执行CHECK_MODULES。

sketch_sources.mk会基于SRCROOT里面的make.inc文件定义SKETCHLIBS，SKETCHLIBNAMES等变量，如前所述，SRCROOT是在environ.mk中规定的，在此例中，SRCROOT就是“……/ardupilot/arducopter”,在此路径中，可以找到mak.inc文件：

该文件中定义了LIBRARIES 变量。SKETCHLIBS变量是根据LIBRARIES 定义的。sketch_sources.mk同时也定义了一些指令的响应规则，如(BUILDROOT)/make.flags在后面会用到。

下面到了我们的重点board_px4.mk，该文件一开始首先是对PX4_ROOT，NUTTX_SRC和UAVCAN_DIR进行赋值处理，其实就是Ardupilot用到的三个子模块PX4Firmware、PX4NuttX和uavcan的文件路径。然后就是对EXTRAFLAGS变量进行扩展，EXTRAFLAGS表示附加标示，之前在environ.mk文件中已经对其添加了主模块的git版本，在这里会继续添加三个子模块的git版本 ，git版本 用于统一主模块和子模块的版本对应关系，在git管理中应用。
board_px4.mk的重点在很多命令的定义，比如我们用到的px4-v2:

下面逐个分析：
$(BUILDROOT)/make.flags：可以在sketch_sources.mk找到定义:

该指令会在命令行中打印一些基本信息，并且将这些信息存放在
“…ArdupilotBuild.ArduCoptermake.flags”文件中。

CHECK_MODULES在modules.mk中定义：

$(PX4_ROOT)/Archives/px4fmu-v2.export是文件。

$(SKETCHCPP)是文件arducopter.cpp。

module_mk：

该指令会在Ardupilot主目录下生成一个module.mk文件。

px4-io-v2：

(v)+” role=”presentation” style=”position: relative;”>(v)+$(v)+$$(v)+$(MAKE) -C $(PX4_ROOT) px4io-v2_default会根据子模块PX4Firmware中的makefile来执行，涉及到PX4Firmware中的多个makefile，具体暂不讨论。接下来的指令就是将生成px4io-v2.bin等文件复制到相应的文件路径中去。

$(RULEHDR),RULEHDR是在sketch_sources.mk中定义的：

它会在命令行中打印：%% px4-v2。

接下来的：

这两句是用“…ArdupilotmkPX4config_px4fmu-v2_APM.mk”替换掉“…、ArdupilotmodulesPX4Firmwaremakefilesnuttxconfig_px4fmu-v2_APM.mk”。

$(PX4_MAKE) px4fmu-v2_APM完成目标编译，同样与子模块的makefile有关，后续再做详细分析。
剩下来的指令就是完成arducopter-v2.px4文件的复制和存放。至此，make px4-v2”指令的分析就到此结束，后续会对子模块px4firmware的makefile做进一步分析。