K230 SDK 编译流程深度分析

2026-03-26

K230 SDK 编译流程深度分析

本文深入分析 make CONF=k230_canmv_dongshanpi_defconfig 命令的完整编译流程，揭示 K230 SDK 的构建机制。

1. 编译命令入口分析

1.1 命令解析

# Makefile 第 29-33 行
ifeq ($(origin CONF), "command line")
    $(shell echo CONF=$(CONF)>.last_conf;cp configs/$(CONF) .config)
else
    $(shell [ -f .last_conf ] || ( echo CONF=k230_evb_defconfig>.last_conf; cp configs/k230_evb_defconfig .config ) )
endif

include .last_conf
export BUILD_DIR := $(K230_SDK_ROOT)/output/$(CONF)

执行流程：

  1. 读取 CONF 参数 k230_canmv_dongshanpi_defconfig
  2. 写入 .last_conf 文件记录配置名
  3. 复制 configs/k230_canmv_dongshanpi_defconfig 到 .config
  4. 设置输出目录 output/k230_canmv_dongshanpi_defconfig/

1.2 构建目标选择

# Makefile 第 79-85 行
.PHONY: all
ifeq ($(CONFIG_SUPPORT_RTSMART)$(CONFIG_SUPPORT_LINUX),yy)
    all .DEFAULT: check_src prepare_memory linux mpp cdk-kernel cdk-kernel-install cdk-user cdk-user-install rt-smart-apps rt-smart-kernel big-core-opensbi little-core-opensbi buildroot uboot build-image
else ifeq ($(CONFIG_SUPPORT_RTSMART),y)
    all .DEFAULT: check_src prepare_memory mpp rt-smart-apps rt-smart-kernel big-core-opensbi uboot build-image
else ifeq ($(CONFIG_SUPPORT_LINUX),y)
    all .DEFAULT: check_src prepare_memory linux little-core-opensbi buildroot uboot build-image
endif

对于 k230_canmv_dongshanpi_defconfig，同时启用了 RT-Smart 和 Linux，因此执行完整构建流程。

2. 配置加载机制

2.1 配置文件解析

parse.mak 负责解析 .config：

# parse.mak 第 1-5 行
ifeq ($(wildcard .config), .config)
    include .config
else
    include $(DEFCONFIG)
endif

2.2 工具链配置转换

# parse.mak 第 20-26 行
export RTT_CC     := gcc
export RTT_CC_PREFIX   := $(CONFIG_TOOLCHAIN_PREFIX_RTT)
export RTT_EXEC_PATH   := $(CONFIG_TOOLCHAIN_PATH_RTT)

export LINUX_CC   := gcc
export LINUX_CC_PREFIX   := $(CONFIG_TOOLCHAIN_PREFIX_LINUX)
export LINUX_EXEC_PATH  := $(CONFIG_TOOLCHAIN_PATH_LINUX)

2.3 组件 defconfig 推导

# parse.mak 第 51-54 行
LINUX_KERNEL_DEFCONFIG   = $(CONFIG_LINUX_DEFCONFIG)_defconfig
UBOOT_DEFCONFIG          = $(CONFIG_UBOOT_DEFCONFIG)_defconfig
BUILDROOT_DEFCONFIG      = $(CONFIG_BUILDROOT_DEFCONFIG)_defconfig

对于 k230_canmv_dongshanpi_defconfig：

  • Linux kernel defconfig: k230_canmv_dongshanpi_defconfig
  • U-Boot defconfig: k230_canmv_dongshanpi_defconfig
  • Buildroot defconfig: k230_canmv_dongshanpi_defconfig

3. 完整编译流程

3.1 构建顺序图

graph TD
    A[check_src] --> B[prepare_memory]
    B --> C[linux]
    B --> D[mpp]
    B --> E[cdk-kernel]
    E --> F[cdk-kernel-install]
    F --> G[cdk-user]
    G --> H[cdk-user-install]
    C --> I[rt-smart-apps]
    C --> J[rt-smart-kernel]
    D --> I
    I --> K[big-core-opensbi]
    C --> L[little-core-opensbi]
    C --> M[buildroot]
    C --> N[uboot]
    K --> O[build-image]
    L --> O
    M --> O
    N --> O
    H --> O

3.2 依赖检查

# Makefile 第 172-175 行
check_src:check_toolchain
    @if [ ! -f src/.src_fetched ];then \
    echo "Please run command: make prepare_sourcecode";exit 1; \
    fi;

check_toolchain:
    @if [ ! -f $(CONFIG_TOOLCHAIN_PATH_LINUX)/$(CONFIG_TOOLCHAIN_PREFIX_LINUX)gcc ] || \
         [ ! -f $(CONFIG_TOOLCHAIN_PATH_RTT)/$(CONFIG_TOOLCHAIN_PREFIX_RTT)gcc ]; then \
        echo "please run command: make prepare_toolchain"; exit 1; \
    fi;

编译前需要确保：

  1. 工具链已准备 (make prepare_toolchain)
  2. 源码已获取 (make prepare_sourcecode)

3.3 prepare_memory 阶段

# Makefile 第 198-209 行
prepare_memory: defconfig .config tools/menuconfig_to_code.sh parse.mak
    @echo "prepare memory"
    @mkdir -p include/generated/ include/config/;
    @./tools/kconfig/conf --silentoldconfig --olddefconfig $(KCONFIG_CFG)
    @cp include/generated/autoconf.h src/little/uboot/board/canaan/common/sdk_autoconf.h
    @cp include/generated/autoconf.h src/big/mpp/include/comm/k_autoconf_comm.h
    @rm -rf include;
    @./tools/menuconfig_to_code.sh

生成内核配置头文件并分发给各组件：

  • include/generated/autoconf.h → U-Boot 和 MPP 的 sdk_autoconf.h

4. 各组件编译详解

4.1 Linux 内核编译

# Makefile 第 412-421 行
.PHONY: linux
linux: check_src defconfig prepare_memory linux-config linux-build

linux-config:
    cd $(LINUX_SRC_PATH); \
    make ARCH=riscv $(LINUX_KERNEL_DEFCONFIG) O=$(LINUX_BUILD_DIR) \
    CROSS_COMPILE=$(LINUX_EXEC_PATH)/$(LINUX_CC_PREFIX) ARCH=riscv

linux-build:
    cd $(LINUX_SRC_PATH); \
    make -j16 O=$(LINUX_BUILD_DIR) CROSS_COMPILE=$(LINUX_EXEC_PATH)/$(LINUX_CC_PREFIX) ARCH=riscv
    make modules_install INSTALL_MOD_PATH=$(LINUX_BUILD_DIR)/rootfs/ \
    CROSS_COMPILE=$(LINUX_EXEC_PATH)/$(LINUX_CC_PREFIX) ARCH=riscv

编译参数：

  • ARCH: riscv
  • CROSS_COMPILE: riscv64-unknown-linux-gnu-
  • 输出目录: output/k230_canmv_dongshanpi_defconfig/little/linux/

4.2 RT-Smart 内核编译

# Makefile 第 368-378 行
.PHONY: rt-smart-kernel
rt-smart-kernel: defconfig prepare_memory check_src
    @export RTT_CC=$(RTT_CC); \
    export RTT_CC_PREFIX=$(RTT_CC_PREFIX); \
    export RTT_EXEC_PATH=$(RTT_EXEC_PATH); \
    cd $(RT-SMART_SRC_PATH)/kernel/bsp/maix3; \
    rm -f rtthread.elf; \
    scons -j16
    mkdir -p $(RTT_SDK_BUILD_DIR); \
    cp rtthread.bin rtthread.elf $(RTT_SDK_BUILD_DIR)/;

编译方式：使用 scons 构建系统

4.3 MPP (多媒体处理组件) 编译

# Makefile 第 266-267 行
.PHONY: mpp
mpp: mpp-kernel mpp-apps $(MPP_MIDDLEWARE)

mpp-kernel:
    export PATH=$(RTT_EXEC_PATH):$(PATH); \
    export RTSMART_SRC_DIR=$(K230_SDK_ROOT)/$(RT-SMART_SRC_PATH); \
    cd $(MPP_SRC_PATH); make -C kernel

mpp-apps:
    export PATH=$(RTT_EXEC_PATH):$(PATH); \
    cd $(MPP_SRC_DIR); make -C userapps/src
    make -C userapps/sample

4.4 Buildroot 编译

# Makefile 第 475-480 行
.PHONY: buildroot
buildroot: defconfig prepare_memory check_src
    @export PATH=$(LINUX_EXEC_PATH):$(PATH); \
    cd $(BUILDROOT-EXT_SRC_PATH); \
    make CONF=$(BUILDROOT_DEFCONFIG) BRW_BUILD_DIR=$(BUILDROOT_BUILD_DIR) \
    BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_PATH=$(LINUX_EXEC_PATH)/../ \
    BR2_TOOLCHAIN_EXTERNAL_CUSTOM_PREFIX=$(LINUX_CC_PREFIX)

4.5 U-Boot 编译

# Makefile 第 510-515 行
.PHONY: uboot
uboot: defconfig prepare_memory check_src
    @export PATH=$(LINUX_EXEC_PATH):$(PATH);export CROSS_COMPILE=$(LINUX_CC_PREFIX);export ARCH=riscv; \
    cd $(UBOOT_SRC_PATH); \
    make $(UBOOT_DEFCONFIG) O=$(UBOOT_BUILD_DIR)
    make -C $(UBOOT_BUILD_DIR)

4.6 OpenSBI 编译

# 大核 OpenSBI
.PHONY: big-core-opensbi
big-core-opensbi: rt-smart-kernel
    @mkdir -p $(BIG_OPENSBI_BUILD_DIR); \
    cp $(RT-SMART_SRC_PATH)/kernel/bsp/maix3/rtthread.bin $(OPENSBI_SRC_PATH)/; \
    cd $(OPENSBI_SRC_PATH); \
    export CROSS_COMPILE=$(LINUX_EXEC_PATH)/$(LINUX_CC_PREFIX); \
    export PLATFORM=kendryte/fpgac908; \
    make FW_FDT_PATH=hw.dtb FW_PAYLOAD_PATH=rtthread.bin \
    O=$(BIG_OPENSBI_BUILD_DIR) OPENSBI_QUIET=1

# 小核 OpenSBI
.PHONY: little-core-opensbi
little-core-opensbi: linux
    @mkdir -p $(LITTLE_OPENSBI_BUILD_DIR); \
    cd $(OPENSBI_SRC_PATH); \
    make CROSS_COMPILE=$(LINUX_EXEC_PATH)/$(LINUX_CC_PREFIX) \
    PLATFORM=generic FW_PAYLOAD_PATH=$(LINUX_BUILD_DIR)/arch/riscv/boot/Image \
    O=$(LITTLE_OPENSBI_BUILD_DIR) K230_LITTLE_CORE=1 OPENSBI_QUIET=1

5. 镜像生成流程

5.1 最终构建目标

.PHONY: build-image
build-image:
    @set -e; \
    echo "build SDK images"

5.2 镜像生成脚本

镜像生成使用 gen_image.sh 脚本：

# board/common/gen_image_script/gen_image.sh
1. copy_file_to_images    # 复制文件到输出目录
2. gen_version             # 生成版本信息
3. add_dev_firmware        # 添加设备固件
4. gen_linux_bin           # 生成 Linux 镜像 (Image + DTB)
5. gen_final_ext2          # 生成根文件系统
6. gen_rtt_bin             # 生成 RT-Smart 镜像
7. gen_uboot_bin           # 生成 U-Boot
8. gen_env_bin             # 生成环境变量
9. copy_app                # 复制应用程序
10. gen_image              # 使用 genimage 生成最终镜像

5.3 分区配置文件

镜像分区定义在 board/common/gen_image_cfg/genimage-sdcard.cfg：

┌──────────┬─────────┬────────────────┬────────────────────┐
│ Offset   │ Size    │ Partition      │ Description        │
├──────────┼─────────┼────────────────┼────────────────────│
│ 1MB      │ 512KB   │ uboot_spl_1   │ SPL 1st copy       │
│ 1.5MB    │ 512KB   │ uboot_spl_2   │ SPL 2nd copy       │
│ 2MB      │ 1.5MB   │ uboot         │ U-Boot             │
│ 3.5MB    │ 128KB   │ uboot_env     │ U-Boot 环境变量     │
│ 10MB     │ 20MB    │ rtt           │ RT-Smart 系统       │
│ 30MB     │ 50MB    │ linux         │ Linux 内核+DTB      │
│ 80MB     │ -       │ rootfs        │ 根文件系统 (ext4)   │
│ 128MB    │ 32MB    │ fat32appfs    │ App 分区 (vfat)    │
└──────────┴─────────┴────────────────┴────────────────────┘

6. 编译产物分析

6.1 输出目录结构

output/k230_canmv_dongshanpi_defconfig/
├── big/                           # 大核组件
│   ├── mpp/                      # MPP 编译产物
│   │   ├── kernel/               # MPP 内核模块
│   │   └── userapps/             # MPP 用户应用
│   └── rt-smart/                 # RT-Smart 编译产物
│       ├── rtthread.bin
│       └── rtthread.elf
├── common/                        # 公共组件
│   ├── big-opensbi/              # 大核 OpenSBI
│   │   └── fw_payload.bin
│   ├── little-opensbi/           # 小核 OpenSBI
│   │   └── fw_payload.bin
│   └── cdk/                      # CDK 编译产物
├── little/                        # 小核组件
│   ├── linux/                    # Linux 内核
│   │   ├── vmlinux
│   │   ├── arch/riscv/boot/Image
│   │   └── modules/
│   ├── buildroot-ext/           # Buildroot 产物
│   │   └── images/
│   │       └── rootfs.ext4
│   └── uboot/                    # U-Boot 编译产物
└── images/                       # 最终镜像
    ├── big-core/                 # 大核镜像
    │   ├── rtt_system.bin
    │   └── fastboot_app.elf
    ├── little-core/              # 小核镜像
    │   ├── linux_system.bin      # Linux + DTB
    │   ├── rootfs.ext4
    │   └── uboot/
    ├── sysimage-sdcard.img       # 可烧录镜像
    └── sysimage-sdcard.img.gz    # 压缩镜像

6.2 关键产物说明

文件 说明
rtthread.bin RT-Smart 内核镜像
fw_payload.bin OpenSBI 固件 (含 payload)
Image Linux 内核镜像
*.dts 设备树二进制
linux_system.bin Linux 内核 + DTB 合并镜像
rootfs.ext4 Buildroot 根文件系统
sysimage-sdcard.img 最终可烧录镜像

7. 关键配置变量

7.1 编译目录变量

变量 路径
BUILD_DIR output/k230_canmv_dongshanpi_defconfig/
MPP_BUILD_DIR $(BUILD_DIR)/big/mpp
RTT_SDK_BUILD_DIR $(BUILD_DIR)/big/rt-smart
LINUX_BUILD_DIR $(BUILD_DIR)/little/linux
BUILDROOT_BUILD_DIR $(BUILD_DIR)/little/buildroot-ext
UBOOT_BUILD_DIR $(BUILD_DIR)/little/uboot

7.2 工具链变量

组件 工具链前缀 路径
RT-Smart riscv64-unknown-linux-musl- /opt/toolchain/riscv64-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu/bin
Linux riscv64-unknown-linux-gnu- /opt/toolchain/Xuantie-900-gcc-linux-5.10.4-glibc-x86_64-V2.6.0/bin

7.3 编译参数

参数 值
并行编译 -j16
架构 riscv
调试级别 0 (Release)

8. K230 SDK 配置对比分析

8.1 DongshanPI 配置

当前 k230_canmv_dongshanpi_defconfig 是唯一针对 DongshanPI (东山PI) 的配置：

配置项 DongshanPI 值
板级 CONFIG_BOARD_K230_CANMV_DONGSHANPI=y
U-Boot k230_canmv_dongshanpi
Linux k230_canmv_dongshanpi
DTB k230_canmv_dongshanpi
总内存 1GB (0x40000000)
RT-Smart 内存 126MB (0x07E00000)
Linux 内存 128MB (0x08000000)
MMZ 内存 252MB (0x0FC00000)
存储 SD/eMMC
WiFi RTL8188FU
双核 Linux + RT-Smart

8.2 各配置对比表

配置文件 板级 总内存 Linux RT-Smart 存储 WiFi 用途
k230_evb_defconfig EVB 512MB ✅ ✅ SD/eMMC/SPI NAND AP6212A EVB 开发板
k230_canmv_defconfig CanMV 512MB ✅ ✅ SD/eMMC AP6212A CanMV-K230
k230_canmv_v2_defconfig CanMV V2 512MB ✅ ✅ SD/eMMC - CanMV-K230 V2
k230_canmv_v3_defconfig CanMV V3 512MB ✅ ✅ SD/eMMC - CanMV-K230 V3
k230_canmv_dongshanpi_defconfig DongshanPI 1GB ✅ ✅ SD/eMMC RTL8188FU 东山PI
k230_canmv_only_linux_defconfig CanMV 512MB ✅ ❌ SD/eMMC AP6212A 仅 Linux
k230_canmv_only_rtt_defconfig CanMV 256MB ❌ ✅ SD/eMMC - 仅 RT-Smart
k230d_defconfig K230D 512MB ✅ ✅ SPI NOR/NAND/eMMC - K230D 芯片
k230d_canmv_defconfig K230D CanMV 128MB ✅ ✅ SD/eMMC - K230D CanMV
BPI-CanMV-K230D-Zero_defconfig BPI K230D 128MB ❌ ✅ SD/eMMC - 香蕉派 K230D Zero

8.3 关键差异分析

内存差异

配置 总内存 Linux 内存 RT-Smart 内存 MMZ
k230_canmv_dongshanpi_defconfig 1GB 128MB 126MB 252MB
k230_canmv_defconfig 512MB 128MB 126MB 252MB
k230d_defconfig - 72MB 20MB 30MB
k230d_canmv_defconfig 128MB 48MB 34MB 43MB

DongshanPI 配置特点：

  • 总内存翻倍 (1GB vs 512MB)
  • 使用 RTL8188FU WiFi 模块 (其他多使用 AP6212A)
  • 内存布局包含完整的 MMZ 区域供多媒体和 AI 使用

系统配置差异

配置 Linux RT-Smart 特性
_defconfig (默认) ✅ ✅ 双核完整
_only_linux ✅ ❌ 仅 Linux
_only_rtt ❌ ✅ 仅 RT-Smart
BPI-xxx ❌ ✅ 仅 RT-Smart (香蕉派)

8.4 如何选择配置

  • DongshanPI (东山PI): k230_canmv_dongshanpi_defconfig ✅
  • CanMV-K230 标准版: k230_canmv_defconfig
  • CanMV-K230 V2: k230_canmv_v2_defconfig
  • CanMV-K230 V3: k230_canmv_v3_defconfig
  • K230 EVB 开发板: k230_evb_defconfig
  • K230D 芯片: k230d_defconfig 或 k230d_canmv_defconfig
  • 仅运行 Linux: k230_canmv_only_linux_defconfig
  • 仅运行 RT-Smart: k230_canmv_only_rtt_defconfig

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