為什么大廠都在用 Yocto？

來源：公眾號(hào)【魚鷹談單片機(jī)】，ID ??：emOsprey

Yocto 是什么？很多道友第一次聽到時(shí)估計(jì)都是一臉懵逼。當(dāng)初魚鷹從領(lǐng)導(dǎo)處了解這個(gè)技術(shù)時(shí)，完全不知道是什么，只能摸著石頭過河。

?buildroot辛酸史

在此之前，領(lǐng)導(dǎo)剛剛讓魚鷹學(xué)習(xí)了 buildroot 編譯內(nèi)核鏡像，因?yàn)槲覀冇袀€(gè)老項(xiàng)目的鏡像就是用它編譯的。

以前這些鏡像都是老外維護(hù)（魚鷹目前在世界500強(qiáng)外企，有時(shí)間聊聊在外企這些年學(xué)到了啥，歡迎關(guān)注魚鷹談單片機(jī)），我們只要從指定地址獲取鏡像，用工具燒錄SD卡鏡像就行。

后面領(lǐng)導(dǎo)想國(guó)內(nèi)也能維護(hù)鏡像，能自己編譯鏡像，于是讓魚鷹學(xué)習(xí)鏡像編譯（以前和領(lǐng)導(dǎo)聊過發(fā)展方向，知道魚鷹想往 Linux 方向發(fā)展，因此給了機(jī)會(huì)）。

Buildroot 很多年前魚鷹也了解過，也編譯過，感覺不是特別難，覺得任務(wù)應(yīng)該很快能完成。

但沒想到，搞了半個(gè)多月才搞定，印象最深刻的就是 2.5 G左右的開源資源下載。以前編譯鏡像時(shí)，從來沒遇到這些問題，都是半天到一天左右就搞定了。

現(xiàn)在想想，有這兩點(diǎn)原因：

1、那些年，github 可以正常上網(wǎng)，很多國(guó)外資源都能輕松下載。

2、目前的鏡像依賴的開源庫太多，也太老了，以前只是為了學(xué)習(xí)Linux內(nèi)核，只要基礎(chǔ)的組件就行。

因此很順利編譯 uboot、內(nèi)核、文件系統(tǒng)（鏡像三大件）。

現(xiàn)在有些資源下載實(shí)在太慢，只能各種找資源，另外從 gitee 中轉(zhuǎn)，總算是下載完成了（還好支持離線下載安裝方式）。

但是 qt 這個(gè)功能最終還是沒裝上，不知道啥原因，因?yàn)椴恢匾?，就沒管了。

另外很多資源有指定的 hash 值，你只能下載相同 hash 值的資源，否則即使你修改了 hash 值適配新資源，最終可能導(dǎo)致系統(tǒng)不兼容。

還有 buildroot 環(huán)境本身的安裝也有點(diǎn)麻煩，也需要時(shí)間熟悉。

?Yocto苦難史

后來轉(zhuǎn) Yocto 開發(fā)后，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)難度比 buildroot 上升了十倍，資源（硬盤空間）消耗差不多也是十倍，但是熟悉后，簡(jiǎn)直 TMD 就是為嵌入式而生。

當(dāng)時(shí)自己的 Ubuntu 是 18.04，因?yàn)橛袀€(gè)老項(xiàng)目的編譯需要這個(gè)版本才能正常編譯。

而 Yocto 的推薦系統(tǒng)應(yīng)該是 20.04 以上，最少剩 120 G硬盤空間：

IMX_YOCTO_PROJECT_USERS_GUIDE.pdf

魚鷹不想重裝Ubuntu系統(tǒng)（那個(gè)時(shí)候還不知道用 docker），于是走了一個(gè)岔路，遇到各種軟件不兼容問題，比如 gcc （只能下載源碼重新安裝）、python，有些推薦安裝的軟件版本無法順利安裝。repo 工具本身由于國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境原因，也得使用國(guó)內(nèi)鏡像才順利。

最后生成 SDK 時(shí)，又卡在最后一步，沒找到 dnf 這個(gè)python工具，還好通過別的命令生成了工具鏈，否則如果卡在編譯鏡像的最后一步，就麻煩大了（后面 docker 解決以上痛點(diǎn)）。

bitbake meta-toolchain

總之，問題很多。幾天時(shí)間，雖然開發(fā)環(huán)境問題解決了（有了docker，半天不用就能搞定），但是和 buildroot 一樣，下載問題又遇到了，這次更狠，直接 30 G 資源下載（因?yàn)閲?guó)內(nèi)基本不使用 Yocto，即使用，imx6ull 居多，所以很難找到合適的）。

搞得魚鷹一點(diǎn)脾氣也沒有，只能向供應(yīng)商求助，拿到了他手里提前下載好的資源。

這樣資源齊全了，終于可以開始編譯了。

編譯過程還算正常，只是相比 buildroot，編譯賊慢，資源消耗極大（非常簡(jiǎn)單的一個(gè)進(jìn)程，可能需要幾百 M 資源，這也能看出為啥整個(gè)鏡像需要100多G空間了）。

這里有個(gè)賊好用的命令，可以在出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，不會(huì)立即打斷，繼續(xù)運(yùn)行其它任務(wù)。

bitbake?xxx?-k

另外推薦一個(gè)Yocto入門視頻：B站：iMX6ULL采用Yocto構(gòu)建嵌入式Linux系統(tǒng)

總之開發(fā)環(huán)境搭建、資源提前下載好后，編譯也算相當(dāng)順利了。

三大件一個(gè)不缺，同時(shí)還能生成 SD 卡鏡像。

為什么 Yocto 這么難學(xué)，資源消耗這么大，還是這么多大廠都在用？

比如 NXP、BMW、Amazon 、Facebook (Meta)、 General Electric 等。

對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)而言，資源消耗已經(jīng)不是大問題，可維護(hù)性、靈活性、定制性、兼容性、生態(tài)才是首先要考慮的問題。而這些 Yocto 都具備了。

靈活性和定制性：Yocto項(xiàng)目提供了靈活的工具集和開發(fā)環(huán)境，允許開發(fā)者自由選擇資源的使用，或者完善特定的組件（包括這些組件的特定版本）。這種靈活性使得開發(fā)者可以根據(jù)自己的需求定制Linux發(fā)行版，從而滿足特定硬件平臺(tái)的需求。避免重復(fù)工作：Yocto項(xiàng)目鼓勵(lì)跨各種應(yīng)用程序和設(shè)備類型的創(chuàng)新，支持多種硬件架構(gòu)，如x86、ARM、RISC-V、PPC和MIPS等。通過共享技術(shù)、軟件堆棧、配置和最佳實(shí)踐，Yocto項(xiàng)目幫助開發(fā)者避免從零開始，減少重復(fù)工作和不必要的維護(hù)。強(qiáng)大的構(gòu)建系統(tǒng)：Yocto項(xiàng)目的核心是BitBake，這是一個(gè)高效的任務(wù)調(diào)度器和執(zhí)行系統(tǒng)，能夠處理復(fù)雜的依賴關(guān)系，并優(yōu)化構(gòu)建過程。BitBake能夠確保構(gòu)建任務(wù)按正確的順序執(zhí)行，從而提高構(gòu)建效率和可預(yù)測(cè)性。豐富的生態(tài)系統(tǒng)：Yocto項(xiàng)目擁有一個(gè)活躍的社區(qū)和豐富的文檔資源，這為開發(fā)者提供了強(qiáng)大的支持。社區(qū)成員包括硬件制造商、操作系統(tǒng)供應(yīng)商和獨(dú)立顧問，他們共同為項(xiàng)目貢獻(xiàn)資源和信息，形成了一個(gè)強(qiáng)大的生態(tài)系統(tǒng)。標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性：Yocto項(xiàng)目提供了標(biāo)準(zhǔn)化的構(gòu)建流程和工具，這有助于不同開發(fā)者和團(tuán)隊(duì)之間的協(xié)作。通過使用Yocto項(xiàng)目，開發(fā)者可以確保他們的定制Linux系統(tǒng)在不同硬件平臺(tái)上具有高度的兼容性和可移植性。優(yōu)化的資源利用：Yocto項(xiàng)目允許開發(fā)者精確地創(chuàng)建嵌入式設(shè)備所需的內(nèi)容，只需添加設(shè)備絕對(duì)需要的功能支持或包。這有助于優(yōu)化系統(tǒng)性能，減少不必要的資源占用，從而為嵌入式和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供更高效的解決方案。可維護(hù)性和可擴(kuò)展性：Yocto項(xiàng)目的設(shè)計(jì)允許用戶使用自主開發(fā)的操作系統(tǒng)或商業(yè)操作系統(tǒng)，在遷移時(shí)不會(huì)丟失優(yōu)化或功能。此外，商業(yè)操作系統(tǒng)也可以使用Yocto項(xiàng)目作為上游資源，從而確保最大化代碼重用。支持多種構(gòu)建目標(biāo)：Yocto項(xiàng)目不僅可以用于創(chuàng)建Linux發(fā)行版，還可以為裸機(jī)開發(fā)生成實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS）工具鏈，如Zephyr項(xiàng)目所做的那樣。

以上是 AI 給出的答案。

下面再結(jié)合魚鷹實(shí)際開發(fā)經(jīng)驗(yàn)談?wù)劄樯?Yocto 大法好。

1、開發(fā)環(huán)境

docker 技術(shù)解決了環(huán)境搭建問題，因此環(huán)境搭建不再是問題。

年少不知docker好

2、可以編譯各種代碼

我們知道，一個(gè)項(xiàng)目，涉及到各種編程語言，比如 C/C++、Python、Java 等，涉及各種平臺(tái)，比如 u-boot、Linux、MCU、qt，各種架構(gòu)?，arm、risc-v，x86 等，而 Yocto 可以把這些代碼都編譯好，放在一個(gè)壓縮包里面，直接拿就行了。

而且同一套 meta，可以輕松編譯?x86 和 arm，這樣在沒有arm板的情況下也能進(jìn)行一些開發(fā)調(diào)試工作，自動(dòng)化測(cè)試也更容易。

3、支持 qemu 調(diào)試

原生支持 qemu 調(diào)試，不過這一塊魚鷹沒搞太懂，搞懂了，對(duì)開發(fā)效率又是一大提高了。

4、定制化

重點(diǎn)來了，估計(jì)這個(gè)才是各個(gè)大廠喜歡 Yocto 的原因。

很多時(shí)候，我們的工作是建立在別人的基礎(chǔ)上，比如我想在 ubuntu 里面加一個(gè) qt 界面。

這個(gè)時(shí)候，如果已經(jīng)有現(xiàn)成的 Ubuntu，那搞個(gè) qt 就簡(jiǎn)單許多了。

同理類似，Yocto 項(xiàng)目里面有很多Linux發(fā)行版，包含各種組件（可能有幾百上千個(gè)），完全可以自主添加或刪除某些組件，并且這些組件版本也有社區(qū)負(fù)責(zé)維護(hù)更新。

比如某個(gè)工具 vim 的某個(gè)版本，需要 Linux 內(nèi)核某個(gè)版本以上才行，這些常用工具的兼容性，都會(huì)被處理好，你只要下載一個(gè)poky（Yocto的參考實(shí)現(xiàn)）發(fā)行版，指定某個(gè)版本，就能編譯出整個(gè)鏡像（就是下載的時(shí)候，可能又要花一些時(shí)間了，因?yàn)榭赡芤蕾嚨慕M件版本不同，需要重新下載）。芯片廠家也會(huì)在這些基礎(chǔ)上，添加自己的特殊化定制。

另外除了整個(gè)鏡像的特殊化定制，單個(gè)組件，單條代碼都能修改。

最常用的，比如修改設(shè)備樹、內(nèi)核代碼、驅(qū)動(dòng)，這些都會(huì)以補(bǔ)丁的形式添加到基礎(chǔ) Linux 代碼中（不會(huì)修改源碼）。

而如果要升級(jí) Linux 內(nèi)核到最新版本，也非常容易，一般 poky 會(huì)同步最新內(nèi)核，同時(shí)會(huì)把依賴的組件一并升級(jí)，這樣在你的項(xiàng)目修改可能就只是一個(gè) Poky 的一個(gè)commit 修改而已（如果修改了內(nèi)核代碼，可能需要同步修改一下），但是那些組件，比如 vim、nano、ssh 等工具會(huì)同步升級(jí)，不需要你關(guān)心。

Yocto生成的鏡像也有多種選擇，比如

core-image-minimal：這是一個(gè)非?；A(chǔ)的鏡像，包含必要的系統(tǒng)工具和Linux內(nèi)核，適合作為定制更復(fù)雜系統(tǒng)的基礎(chǔ)core-image-sato：這是一個(gè)為桌面環(huán)境優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)鏡像，包含了更多的軟件包和工具，適合用于桌面或展示設(shè)備core-image-full-cmdline：這個(gè)鏡像包含了完整的命令行工具集，但不包含圖形界面，適合需要完整命令行環(huán)境的嵌入式設(shè)備core-image-multimedia：這個(gè)鏡像包含了多媒體相關(guān)的軟件包，適合需要音頻和視頻處理能力的設(shè)備

你可以選擇在這些鏡像基礎(chǔ)上添加自定義的功能。

并且如果有些組件代碼，你不喜歡，也可以隨時(shí)修改，這種修改不會(huì)修改源碼，而是以補(bǔ)丁的形式修改到另一個(gè)編譯環(huán)境中，這樣可以保證源碼的純粹。

5、項(xiàng)目實(shí)用性

你有一塊 Linux 板子V1，根據(jù)當(dāng)前硬件適配了代碼，發(fā)現(xiàn)有些問題，需要改硬件，變成 V2，另外可能還有其它 MCU 的代碼也需要同步修改，而老版本板子也有在用。

如何處理這些依賴問題。

古老的方法是，人工維護(hù)兩個(gè)環(huán)境依賴差異，高級(jí)一點(diǎn)通過腳本或者 repo 工具維護(hù)。

而 yocto 借助 kas 工具，可以完美處理這種情況，meta 倉庫里面同一個(gè)分支可以同時(shí)擁有兩款板子的信息，只要在編譯前，setup 自己需要的機(jī)器類型就可以把對(duì)應(yīng)的依賴處理好，再也不會(huì)出現(xiàn)Linux 和 mcu 不兼容情況了。

而且使用 kas 可以在 V1 的基礎(chǔ)上進(jìn)行 V2 的差異修改，只要把差異加上就行，避免重復(fù)造輪子，或拷貝或切分支。

6、SDK

可以輕松生成各種SDK，安裝后適用于上層應(yīng)用開發(fā)，而不需要占用太多空間，這樣不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)小小的功能而安裝整個(gè) Yocto 開發(fā)環(huán)境了。

標(biāo)準(zhǔn)SDK（Standard SDK）：這種SDK包含了用于應(yīng)用程序開發(fā)的工件，無論是引導(dǎo)加載程序、Linux內(nèi)核開發(fā)，還是其他用戶空間軟件。它提供了一個(gè)交叉開發(fā)工具鏈和庫，這些工具和庫是針對(duì)特定圖像優(yōu)化的。你可以使用標(biāo)準(zhǔn)SDK獨(dú)立開發(fā)和測(cè)試代碼，這些代碼旨在運(yùn)行在某個(gè)目標(biāo)機(jī)器上。可擴(kuò)展SDK（Extensible SDK）：除了包含標(biāo)準(zhǔn)SDK的所有功能外，可擴(kuò)展SDK還提供了工具，允許你輕松地向圖像中添加新的應(yīng)用程序和庫，修改現(xiàn)有組件的源代碼，在目標(biāo)硬件上測(cè)試更改，并輕松地將應(yīng)用程序集成到OpenEmbedded構(gòu)建系統(tǒng)中?？蓴U(kuò)展SDK安裝在任何機(jī)器上，并且可以用來開發(fā)應(yīng)用程序、圖像和內(nèi)核。本地SDK（Native SDK）：這種SDK的目標(biāo)是在目標(biāo)設(shè)備上運(yùn)行，適用于那些功能足夠強(qiáng)大的嵌入式設(shè)備，可以作為開發(fā)環(huán)境使用的情況。本地SDK包括頭文件、庫和工具鏈，允許在目標(biāo)設(shè)備上直接進(jìn)行應(yīng)用程序的開發(fā)和測(cè)試。交叉開發(fā)SDK（Cross-development SDK）：這種SDK用于在開發(fā)主機(jī)中生成目標(biāo)機(jī)器的二進(jìn)制文件。它包含了交叉編譯工具鏈、庫、頭文件和二進(jìn)制文件，以及可能的其他實(shí)用程序和應(yīng)用程序。

這才是真正的大雜燴，包含了嵌入式軟件所需的資源，開發(fā)、編譯、調(diào)試，全給你考慮好了，你值得擁有。

7、生態(tài)

有很多meta開源，拿來就能用，很多芯片廠商也有適配 Yocto 環(huán)境，擁有眾多開發(fā)者維護(hù) Yocto，生態(tài)好。

最后在聊聊缺點(diǎn)

1、資源消耗大（每個(gè)任務(wù)都有單獨(dú)的編譯環(huán)境）。

2、開始編譯時(shí)速度非常慢，因?yàn)樗枰谥鳈C(jī)上編譯各種工具。

3、入門困難，學(xué)習(xí)曲線陡峭，但適合復(fù)雜項(xiàng)目的維護(hù)工作。

4、資源嵌套深，不容易找，也不容易理解編譯過程。