px4原生源码学习四--Nuttx 实时操作系统编程
?前面說到px4是基于Nuttx實時操作系統上的，那么px4也是由一些程序所構成，這些程序實現了飛行器的自主控制，只不過這些程序并不是我們通常所見到的單片機或者windows編程那樣的程序，但基本編程思想是一致的。我認為如果要看懂px4的源碼，那你一定要了解px4的那些程序是怎么編寫出來，怎么運行的。所以本章我就大概介紹一下基于Nuttx的編程，我以一個所有編程入門都會介紹的一個程序作為例子。這個程序就是大名鼎鼎的hello world
。
???? 在講解編程之前，我得交代兩個重要的東西，因為這兩個東西存在于px4的源碼系統當中，非常重要，它們就是make和Cmake。
????? 首先談談何為make，熟悉linux系統的朋友對make肯定不陌生，它就是用來讀取Makefile文件然后執行，把源碼編譯鏈接為可執行程序的一個軟件。我們只要把待編譯的源碼文件和這些源碼所需要用到的庫寫到Makefile文件里面執行make命令就能得到可執行或者可燒錄的二進制文件。
?????
???? 那何為Cmake呢？
???? 我們可以這樣理解，早期人們直接使用gcc命令編譯程序，當源碼文件多起了之后，直接用gcc命令過長，鏈接的庫過多，這樣就太麻煩了。這時候Make就應運而生，解決了人們對于代碼文件過多的困擾。但隨著項目越來越大，文件越來越多，人們發現make也捉襟見肘，因為編寫Makefile文件又會變得異常復雜。這個時候聰明的程序猿就想能不能有個程序可以幫我寫Makefile文件呢？這樣就引出了Cmake，當然Cmake不是智能的，它不可能自己去辨別那些是代碼，那些是文件，需要什么庫。這樣就引入了另外一套規則，也引入了一個文件CMakeLists.txt，這個文件就是Cmake程序識別的文件，有這個文件，Cmake就能幫助程序猿自動生成Makefile文件。
?? 總的來說流程應該是這樣的：
??????????????????????????? ? ? cmake??????????????????????????? make
?? CMakeLists.txt-------------->Makefile---------------------->可執行文件
???????????????????????????????????????????????????????????????????????? src,lib
??? 看過px4源碼文件的朋友肯定會發現里面有很多CMakeLists.txt文件，事實上整個px4源碼的文件都是基于CMakeLists.txt的（Nuttx系統不是，Nuttx是基于Makefile的，px4源碼基本都在Firmware/src下，Nuttx操作系統源碼在Firmware/NuttX下）
?? 有了上面這個兩個概念之后，我們就開始著手編寫我們的hello world程序。
?? 首先進入/Firmware/src/examples文件夾，然后在這個文件夾下面建立一個文件夾hello_world，再進入hello_world文件夾，在該文件夾下建立兩個文件：CMakeLists.txt，hello_world.c。
?? 首先編輯hello_world.c文件。
??
[cpp]?view plain?copy? 然后編輯CMakeLists.txt文件
?
[cpp]?view plain?copy最后最重要的是我們要將這個程序注冊到Nuttx的系統當中
找到文件/Firmware/cmake/configs/nuttx_px4fmu-v2_default.cmake
針對不同的硬件所注冊的文件是不同的，下面是不同硬件的注冊方式：
- Posix SITL:?Firmware/cmake/configs/posix_sitl_default.cmake
- Pixhawk v1/2:?Firmware/cmake/configs/nuttx_px4fmu-v2_default.cmake
- Pixracer:?Firmware/cmake/configs/nuttx_px4fmu-v4_default.cmake
在cmake文件中添加“examples/hello_world”
像下面這樣：
?
[cpp]?view plain?copy這樣cmake的編譯系統就會將這個程序加入到編譯鏈中去了。
?在Firmware文件夾下面執行make px4fmu-v2_default，如果不出問題的話，編譯成功會顯示下面的畫面：
?然后將硬件連接至虛擬機，執行燒錄命令：make px4fmu-v2_default?upload
??按照上一篇文章所講的那樣同Nuttx shell通信?
在nsh中輸入help命令之后，你就會在Builtin Apps下面找到hello_world程序
執行hello_world程序：
可以看到輸出了hello world！
那么這一切是怎么做到的呢？首先看看代碼文件即hello_world.c文件
首先是include
[cpp]?view plain?copy
這些庫文件你可以認為是編寫基于Nuttx操作系統修改的px4程序程序必不可少的庫文件包含（其實px4團隊修改了不少Nuttx操作系統的東西，使其使用更加方便，所以這些程序并不是真正意義上的Nuttx程序）
然后是main函數（這里要提醒一下廣大同學，可能px4基于stm32的編譯器語法規則過于嚴格，所以在編寫一個函數之前，必須要去申明這個函數，即使這個函數是main函數也要申明，不然編譯報錯，無法通過）
[cpp]?view plain?copy
可以看到基于Nuttx操作系統的main函數和其它系統的命名有很大不同，但也有自己的規律，那就是函數名+_+main,即?name_main(),程序主函數里的參數(int argc, char *argv[])和其它系統main函數所帶的參數沒什么不同（如果不懂main函數帶形參的同學最好自己百度一下，因為px4的那些程序基本都帶參數的）。
?PX4_INFO();是一個類似于printf的函數（事實上他就是是基于printf實現的），用來輸出PX4的一些信息的。
?再來看看CMakeLists.txt文件
[cpp]?view plain?copy
從字面上可以了解到每個程序在CMake里面都是一個模塊，最后總的Cmake文件會去自動將這些模塊添加到最后的生成的Makefile文件里面。所以我們要做的就是把我們寫的模塊的一些屬性描寫清楚，然后將其注冊到nuttx_px4fmu-v2_default.cmake文件當中。
? 首先是模塊名MODULE：這個名字的命名規則是當前文件夾+__+主函數名。
??然后是MIAN ：這個就是用來確定代碼中那個函數為主函數的，填寫主函數名即可。
? STACK_MAIN：目前暫不清楚用途
? SRCS：所用到的源文件。
? DEPENDS ：依賴。
?以上就是關于編寫一個基于Nuttx操作系統hello world程序的全過程。
因為我本人對Cmake的一些語法還不是很清楚，所以以上有些東西可能描述的不是很清楚，如有大神，還望指點。
下面一篇文章我將簡介一下大家都很關心和迫切想知道的問題，就是px4的飛控程序是怎么開始執行的，程序入口在哪。
總結
以上是生活随笔為你收集整理的px4原生源码学习四--Nuttx 实时操作系统编程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇： px4原生源码学习三--Nuttx实时操
- 下一篇： NuttX 启动流程