Linux之ARM（IMX6U）BSP工程管理实验

短命女 2022-11-27 12:27 194阅读 0赞

### Linux之ARM（IMX6U）BSP工程管理实验 ###

*  1、工程管理简介
 *   *  1.1、创建bsp、imx6ul、obj和project这四个文件夹
     *  1.2、文件分类
 *  2、实验程序编写
 *   *  2.1、创建 imx6ul.h 文件
     *  2.2、创建个.vscode文件修改includePath
     *   *  2.2.1、修改includePath
     *  2.3、编写led驱动文件
     *   *  2.2.1、 bsp\_led.h
         *  2.2.1、 bsp\_led.c
     *  2.4、编写时钟驱动代码
     *   *  2.4.1、bsp\_clk.h
         *  2.4.2、bsp\_clk.c
     *  2.5、编写延时驱动代码
     *   *  2.5.1、bsp\_delay.h
         *  2.5.2、bsp\_delay.c
     *  2.6、修改main.c代码
     *   *  2.6.1、创建一个main.h文件，用来包含头文件
         *  2.6.2、main.c
 *  3、编译下载与验证
 *   *  3.1、编写链接文件
     *  3.2、编写Makefile文件
     *  3.3、编译下载

在我们写工程中，我们都是将所有的源码文件放到工程的根目录下，如果工程文件比较少的话这样做无可厚非，但是如果工程源文件达到几十、甚至数百个的时候，这样一股脑全部放到根目录下就会使工程显得混乱不堪。所以我们必须对工程文件做管理，将不同功能的源码文件放到不同的目录中。另外我们也需要将源码文件中，所有完成同一个功能的代码提取出来放到一个单独的文件中，也就是对程序分功能管理。本章我们就来学习一下如何对一个工程进行整理，使其美观、功能模块清晰、易于阅读。

# 1、工程管理简介 #

在我们上一篇博客中（[Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植][Linux_ARM_MX6U_SDK]）中，文件有：  
![在这里插入图片描述][20200815205440217.png_pic_center]  
我们将所有的源码文件都放到工程根目录下，即使这个工程只是完成了一个简单的流水灯的功能，但是其工程根目录下的源码文件就已经不少了。如果在添加一些其他的功能文件，那么文档就会更大，显得很混乱，所以我们需要对这个工程进行整理，将源码文件分模块、分功能整理。我们来看一个比较好的历程：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
图 中的工程目录就很美观、不同的功能模块文件放到不同的文件夹中，比如驱动文件就放到bsp文件夹中， 官方库就放到 imx6ul文件夹中，编译产生的过程文件放到 OBJ 文件夹中

我们参考这个来整理一下（[Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植][Linux_ARM_MX6U_SDK]）中的文件。

## 1.1、创建bsp、imx6ul、obj和project这四个文件夹 ##

![在这里插入图片描述][20200815210147767.png_pic_center]  
其中 bsp 用来存放驱动文件； imx6ul 用来存放跟芯片有关的文件，比如 NXP 官方的 SDK库文件； obj 用来存放编译生成的.o 文件； project 存放 start.S 和 main.c 文件，也就是应用文件；

## 1.2、文件分类 ##

将（[Linux之ARM（MX6U）裸机官方SDK移植][Linux_ARM_MX6U_SDK]）实验中的 cc.h、 fsl\_common.h、 fsl\_iomuxc.h 和 MCIMX6Y2.h 这四个文件拷贝到文件夹 imx6ul 中；将 start.S 和 main.c 这两个文件拷贝到文件夹 project 中。我们前面的实验中所有的驱动相关的函数都写到了 main.c 文件中，比如函数 clk\_enable、 led\_init 和 delay，这三个函数可以分为三类：时钟驱动、 LED 驱动和延时驱动。因此我们可以在 bsp 文件夹下创建三个子文件夹： clk、 delay 和 led，分别用来存放时钟驱动文件、延时驱动文件和 LED 驱动文件，这样main.c 函数就会清爽很多，程序功能模块清晰。工程文件夹都创建好了，接下来就是编写代码了，其实就是将时钟驱动、 LED 驱动和延时驱动相关的函数从 main.c 中提取出来做成一个独立的驱动文件 。

# 2、实验程序编写 #

使用 VScode 新建工程，工程名字为“ledc\_bsp”。  
![在这里插入图片描述][20200815210507266.png_pic_center]

## 2.1、创建 imx6ul.h 文件 ##

#ifndef __IMX6UL_H
    #define __IMX6UL_H
    
    #include "cc.h"
    #include "MCIMX6Y2.h"
    #include "fsl_common.h"
    #include "fsl_iomuxc.h"
    
    #endif

文件 imx6ul.h 很简单，就是引用了一些头文件，以后我们就可以在其他文件中需要引用imx6ul.h 就可以了。

## 2.2、创建个.vscode文件修改includePath ##

是为了vscode解决找不到工程的头文件的问题  
在终端创建“ .vscode文件夹 ”，打开c\_cpp\_properties.json文件  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

### 2.2.1、修改includePath ###

把我们的头文件的文件夹路径添加进去  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

这样刷新一下，就可以包含所需的头文件了

## 2.3、编写led驱动文件 ##

新建 bsp\_led.h 和 bsp\_led.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/led 中，

### 2.2.1、 bsp\_led.h ###

#ifndef __BSP_LED_H
    #define __BSP_LED_H
    
    #include "imx6ul.h"
    
    #define LED0 0
    
    /*函数声明*/
    void  led_on(void);
    void led_off(void );
    void led_init(void);
    void led_switch(int led, int status);
    
    #endif /* __BSP_LED_H */

bsp\_led.h 的内容很简单，就是一些函数声明和头文件的引用

### 2.2.1、 bsp\_led.c ###

#include "bsp_led.h"
    
    
    /*打开LED灯*/
    void  led_on(void)
    { 
        GPIO1->DR&= ~(1<<3); //bit3清零
    
    }
    /*关闭LED灯*/
    void led_off(void )
    { 
        GPIO1->DR |= (1<<3);  //bit3置1
    }
    
    /*初始化LED灯*/
    void led_init(void)
    { 
    
        IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0); /*复用为GPIO--IO03 */
    
    
        IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO03_GPIO1_IO03,0x10B0);/*设置GPIO__IO03电器属性*/
    
        GPIO1->GDIR=0x8;//设置为输出
    
        GPIO1->DR=0x0; //设置为低电平，打开LED灯
    
    }
    
    /*LED 灯控制函数*/
    void led_switch(int led, int status)
    { 
        switch(status)
        { 
            case  LED0:
                if(status == ON)
                    GPIO1->DR |= (1<<3);  //bit3置1
                else if(status == OFF)
                    GPIO1->DR&= ~(1<<3); //bit3清零
                break;
    
        }
    
    
    }

bsp\_led.c 里面就两个函数 led\_init 和 led\_switch， led\_init 函数用来初始化 LED 所使用的IO， led\_switch 函数是控制 LED 灯的打开和关闭

## 2.4、编写时钟驱动代码 ##

新建 bsp\_clk.h 和 bsp\_clk.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/clk 中

### 2.4.1、bsp\_clk.h ###

#ifndef __BSP_CLK_H
    #define __BSP_CLK_H
    
    #include "imx6ul.h"
    
    void clk_enable(void);
    
    #endif // !__BSP_CLK_H

### 2.4.2、bsp\_clk.c ###

#include "bsp_clk.h"
    
    /*使能外设时钟*/
    void clk_enable(void)
    { 
        CCM->CCGR0 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR1 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR2 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR3 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR4 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR5 =0xFFFFFFFF;
        CCM->CCGR6 =0xFFFFFFFF;
    
    }

bsp\_clk.c 只有一个 clk\_enable 函数，用来使能所有的外设时钟。

## 2.5、编写延时驱动代码 ##

新建 bsp\_delay.h 和 bsp\_delay.c 两个文件，将这两个文件存放到 bsp/delay 中

### 2.5.1、bsp\_delay.h ###

#ifndef __BSP_DELAY_H
    #define __BSP_DELAY_H
    
    #include "imx6ul.h"
    
    void delay_short(volatile unsigned int n);
    void delay(volatile unsigned int n);
    
    #endif // !__BSP_CLK_H

### 2.5.2、bsp\_delay.c ###

#include "bsp_delay.h"
    
    /*短延时*/
    void delay_short(volatile unsigned int n)
    { 
        while(n--){ }
    
    }
    /* * 延时 一次循环大概是1ms 在主频396MHz * n:延时ms数 */
    void delay(volatile unsigned int n)
    { 
        while (n--)
        { 
            delay_short(0x7ff);
        }
        
    }

## 2.6、修改main.c代码 ##

### 2.6.1、创建一个main.h文件，用来包含头文件 ###

**main.h**

#ifndef __MAIN_H
    #define __MAIN_H
    
    
    #include "imx6ul.h"
    #include "bsp_clk.h"
    #include "bsp_delay.h"
    #include "bsp_led.h"
    
    #endif // !__MAIN_H

### 2.6.2、main.c ###

#include "main.h"
    
    int main() 
    { 
        clk_enable();  //使能外设时钟
    
        led_init(); //初始化LED
        
        while(1)
        { 
            led_off();  
            delay(1000);
    
            led_on();
            delay(1000);
        }
    
        return 0;
    }

在 main.c 中我们仅仅留下了 main 函数，至此，本例程跟程序相关的内容就全部编写好了

# 3、编译下载与验证 #

## 3.1、编写链接文件 ##

SECTIONS
    {
        . = 0x87800000;
        .text :
        {
            obj/start.o
            *(.text)
        }
        .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
        .data ALIGN(4) : {*(.data)}
        __bss_start = .;
        .bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON)}
        __bss_end = .;
    }

注意第 5 行设置的 start.o 文件路径

## 3.2、编写Makefile文件 ##

CROSS_COMPILE 	?= arm-linux-gnueabihf-
    TARGET		  	?= bsp
    
    CC 				:= $(CROSS_COMPILE)gcc
    LD				:= $(CROSS_COMPILE)ld
    OBJCOPY 		:= $(CROSS_COMPILE)objcopy
    OBJDUMP 		:= $(CROSS_COMPILE)objdump
    
    INCDIRS 		:= imx6ul \
    				   bsp/clk \
    				   bsp/led \
    				   bsp/delay 
    				   			   
    SRCDIRS			:= project \
    				   bsp/clk \
    				   bsp/led \
    				   bsp/delay 
    				   
    				   
    INCLUDE			:= $(patsubst %, -I %, $(INCDIRS))
    
    SFILES			:= $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.s))
    CFILES			:= $(foreach dir, $(SRCDIRS), $(wildcard $(dir)/*.c))
    
    SFILENDIR		:= $(notdir $(SFILES))
    CFILENDIR		:= $(notdir $(CFILES))
    
    SOBJS			:= $(patsubst %, obj/%, $(SFILENDIR:.S=.o))
    COBJS			:= $(patsubst %, obj/%, $(CFILENDIR:.c=.o))
    OBJS			:= $(SOBJS) $(COBJS)
    
    VPATH			:= $(SRCDIRS)
    
    .PHONY: clean
    	
    $(TARGET).bin : $(OBJS)
    	$(LD) -Timx6ul.lds -o $(TARGET).elf $^
    	$(OBJCOPY) -O binary -S $(TARGET).elf $@
    	$(OBJDUMP) -D -m arm $(TARGET).elf > $(TARGET).dis
    
    $(SOBJS) : obj/%.o : %.s
    	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<
    
    $(COBJS) : obj/%.o : %.c
    	$(CC) -Wall -nostdlib -c -O2  $(INCLUDE) -o $@ $<
    	
    clean:
    	rm -rf $(TARGET).elf $(TARGET).dis $(TARGET).bin $(COBJS) $(SOBJS)

可以看出实验的 Makefile 文件要比前面的实验复杂很多，因为这个Makefile 代码是一个通用 Makefile，我们以后所有的裸机例程都使用这个 Makefile。使用时候只要将所需要编译的源文件所在的目录添加到 Makefile 中即可

第 1~7 行定义了一些变量，除了第 2 行以外其它的都是跟编译器有关的，如果使用其它编译器的话只需要修改第 1 行即可。第 2 行的变量 TARGET 目标名字，不同的例程肯定名字不一一样。

第 9 行的变量 INCDIRS 包含整个工程的.h 头文件目录，文件中的所有头文件目录都要添加到变量INCDIRS中。比如本例程中包含.h头文件的目录有imx6ul、bsp/clk、bsp/delay和bsp/led，所以就需要在变量 INCDIRS 中添加这些目录，即:

INCDIRS := imx6ul bsp/clk bsp/led bsp/delay

仔细观察的话会发现第 9~11 行后面都会有一个符号“\\”，这个相当于“换行符”，表示本行和下一行属于同一行，一般一行写不下的时候就用符号“\\”来换行。在后面的裸机例程中我们会根据实际情况来在变量 INCDIRS 中添加头文件目录。

第 14 行是变量 SRCDIRS，和变量 INCDIRS 一样，只是 SRCDIRS 包含的是整个工程的所有.c 和.S 文件目录。比如本例程包含有.c 和.S 的目录有 bsp/clk、 bsp/delay、 bsp/led 和 project，即：

SRCDIRS := project bsp/clk bsp/led bsp/delay

同样的，后面的裸机例程中我们也要根据实际情况在变量 SRCDIRS 中添加相应的文件目录。

第 19 行的变量 INCLUDE 是用到了函数 patsubst，通过函数 patsubst 给变量 INCDIRS 添加一个“-I”，即：

INCLUDE := -I imx6ul -I bsp/clk -I bsp/led -I bsp/delay

加“-I”的目的是因为 Makefile 语法要求指明头文件目录的时候需要加上“-I”。

第 21 行变量 SFILES 保存工程中所有的.s 汇编文件(包含绝对路径)，变量 SRCDIRS 已经存放了工程中所有的.c 和.S 文件，所以我们只需要从里面挑出所有的.S 汇编文件即可，这里借助了函数 foreach 和函数 wildcard，最终 SFILES 如下：

SFILES := project/start.s

第 22 行变量 CFILES 和变量 SFILES 一样，只是 CFILES 保存工程中所有的.c 文件(包含绝对路径)，最终 CFILES 如下：

CFILES = project/main.c bsp/clk/bsp_clk.c bsp/led/bsp_led.c bsp/delay/bsp_delay.c

第 24 和 25 行的变量 SFILENDIR 和 CFILENDIR 包含所有的.s 汇编文件和.c 文件，相比变量 SFILES 和 CFILES， SFILENDIR 和 CFILNDIR 只是文件名，不包含文件的绝对路径。使用函数 notdir 将 SFILES 和 CFILES 中的路径去掉即可， SFILENDIR 和 CFILENDIR 如下：

SFILENDIR = start.S
    CFILENDIR = main.c bsp_clk.c bsp_led.c bsp_delay.c

第 27 和 28 行的变量 SOBJS 和 COBJS 是.S 和.c 文件编译以后对应的.o 文件目录，默认所有的文件编译出来的.o 文件和源文件在同一个目录中，这里我们将所有的.o 文件都放到 obj 文件夹下， SOBJS 和 COBJS 内容如下：

SOBJS = obj/start.o
    COBJS = obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o

第 29 行变量 OBJS 是变量 SOBJS 和 COBJS 的集合，如下：

OBJS = obj/start.o obj/main.o obj/bsp_clk.o obj/bsp_led.o obj/bsp_delay.o

编译完成以后所有的.o 文件就全部存放到了 obj 目录下  
![在这里插入图片描述][20200815233807616.png_pic_center]  
第 31 行的 VPATH 是指定搜索目录的，这里指定的搜素目录就是变量 SRCDIRS 所保存的目录，这样当编译的时候所需的.s 和.c 文件就会在 SRCDIRS 中指定的目录中查找。

第 33 行指定了一个伪目标 clean。

第 35~47 行就很熟悉了

## 3.3、编译下载 ##

使用 Make 命令编译代码，编译成功以后使用软件 imxdownload 将编译完成的 bsp.bin 文件下载到 SD 卡中，命令如下：

chmod 777 imxdownload //给予 imxdownload 可执行权限，一次即可
    ./imxdownload bsp.bin /dev/sdd //烧写到 SD 卡中

烧写成功以后将 SD 卡插到开发板的 SD 卡槽中，然后复位开发板，如果代码运行正常的  
话 LED0 就会以 1000ms 的时间间隔亮灭

[Linux_ARM_MX6U_SDK]: https://blog.csdn.net/weixin_45309916/article/details/108020927
[20200815205440217.png_pic_center]: /images/20221124/d17baefda6d549f19dd8cc9dad83f9b2.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20221124/2d485f8fb0aa45a3b80afd3db4095c1f.png
[20200815210147767.png_pic_center]: /images/20221124/628f213c9dee47d2ba0ecb09c382cf35.png
[20200815210507266.png_pic_center]: /images/20221124/921d57abaff6419abb149ecbd50c7ceb.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]: /images/20221124/4d19f52b30b1405f9f0bd1ca3c1e6069.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80NTMwOTkxNg_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]: /images/20221124/979149b145b14a8bb592b04bee0dc353.png
[20200815233807616.png_pic_center]: /images/20221124/a7e317b9d3de458594037e5aa5130846.png