可重复构建

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简介

ESP-IDF 构建系统支持 可重复构建。

启用可重复构建后，使用 ESP-IDF 构建的应用程序不再依赖构建环境。即使以下变量发生变化，应用程序的 .elf 文件和 .bin 文件仍然保持不变：

  • 项目所在目录

  • ESP-IDF 所在目录 (IDF_PATH)

  • 构建时间

  • 工具链安装路径

构建不可重复的原因

即便使用相同的源代码和工具版本，以下几个原因依旧可能导致应用程序依赖构建环境：

  • 在 C 代码中， __FILE__ 预处理器宏展开为源文件的完整路径。

  • __DATE__ 和 __TIME__ 预处理器宏展开为编译日期和时间。

  • 当编译器生成目标文件时，会添加调试信息。这些信息能帮助 GDB 等调试器定位与机器代码中特定位置相对应的源代码，且通常包含相关源文件的路径。这些路径可能是绝对路径，并且包括前往 ESP-IDF 或项目的路径。

此外，输入顺序的不稳定性、构建系统的不确定性等因素也可能导致应用程序依赖构建环境。

在 ESP-IDF 中启用可重复构建

启用 CONFIG_APP_REPRODUCIBLE_BUILD 选项，可在 ESP-IDF 中实现可重复构建。

此选项默认处于禁用状态，可在 menuconfig 中启用。

也可以将该选项添加到 sdkconfig.defaults 中，并删除 sdkconfig 文件、重新运行构建。更多信息，请参阅 自定义 sdkconfig 的默认值。

如何实现可重复构建

ESP-IDF 可通过以下方式实现可重复构建：

  • 在启用可重复构建时，ESP-IDF 的源代码不使用 __DATE__ 和 __TIME__ 宏。请注意，如果应用程序源代码使用了这些宏，则构建将无法重复。

  • ESP-IDF 构建系统传递一组 -fmacro-prefix-map 和 -fdebug-prefix-map 标志，并用占位符替换基本路径：

    • 替换 ESP-IDF 的路径为 /IDF

    • 替换项目路径为 /IDF_PROJECT

    • 替换构建目录的路径为 /IDF_BUILD

    • 替换组件路径为 /COMPONENT_NAME_DIR （其中 NAME 指的是组件的名称）

    • 替换工具链的路径为 /TOOLCHAIN

  • 如果启用 CONFIG_APP_REPRODUCIBLE_BUILD，则不会将构建日期和时间包括在 应用程序元数据结构 和 引导加载程序元数据结构 中。

  • ESP-IDF 构建系统在将源文件列表、组件列表和其他序列传递给 CMake 之前会对其进行排序。构建系统的其他各个部分，如链接器脚本生成器，也会先排序，从而确保无论环境如何，输出都一致。

可重复构建与调试

如前文所述，启用可重复构建时，调试信息部分中包含的文件名会被更改。因此，调试器 (GDB) 无法定位给定代码位置的源文件。

可以使用 GDB 的 set substitute-path 命令来解决这个问题。例如，添加以下命令到 GDB 初始化脚本中，可以将更改后的路径恢复为原始路径。

set substitute-path /COMPONENT_FREERTOS_DIR /home/user/esp/esp-idf/components/freertos

ESP-IDF 构建系统在构建过程中会自动生成一个包含 set substitute-path 命令列表的文件。该文件名为 prefix_map，位于项目 build/gdbinit 目录中。

当使用 idf.py gdb 开始调试时，此额外的 gdbinit 文件会自动传递给 GDB。当手动启动 GDB 或从 IDE 启动 GDB 时，请使用 -x build/gdbinit/prefix_map 参数将此额外的 gdbinit 脚本传递给 GDB。

仍可能影响可重复构建的因素

请注意，构建应用程序还依赖于：

  • ESP-IDF 版本

  • 构建工具 (CMake, Ninja) 及交叉编译器的版本

IDF Docker 镜像 可避免这些因素影响构建。

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