week8

2022/08/22 - 2022/08/28

上周任务：

  • 理清msg类型转换为c的流程；

完成情况

  • 没有理清msg转化为c的流程，但是可以找到转化层c的源码；
  • 结合msg源码、rclc、rcl、rmw基于cmake构建microROS静态库。因此，基于固定的microROS版本，可以实现基于scons构建；

注：基于cmake构建出来的静态文件只支持std_msgs包含的数据类型，另外只使用microros_pub_int32在单片机上测试，所以构建出来的静态文件只能说明rclc、rcl、rmw包含完整，不能实现完整的ros2功能(其他的msg类型、srv、action)

周会拟讨论问题

  1. 目前有希望直接通过scons构建microROS：

    优点：

    • microROS包和rtt中的其他软件包使用流程一致；
    • 使用源码构建，可以解决目前为每款单片机的创造一个静态文件的问题；

    缺点：

    • 源代码无法和官方保持同步；

  2. 关于第三问的处理方式；

日志

std_msgs

源码

解析std_msg package需要以下四个package:

  • rosidl_generator_c： 提供ROS接口 ;
  • rosidl_typesupport_introspection_c: 提供消息类型支持;
  • rosidl_default_generators
  • rosidl_typesupport_microxrcedds_c为Micro XRCE-DDS提供接口;

最终生成的 c 可以在build/std_msg下面找到源码（使用microROS提供的命令编译的目录下）

源码文件结构：

haijun@haijun-Lenovo:~/micro_ROS/cmake_microros/std_msgs$ tree -L 3
.
├── std_msgs_rosidl_generator_c
│   ├── CMakeLists.txt
│   └── std_msgs
│       └── msg
├── std_msgs_rosidl_typesupport_c
│   ├── CMakeLists.txt
│   └── std_msgs
│       └── msg
├── std_msgs_rosidl_typesupport_introspection_c
│   ├── CMakeLists.txt
│   └── std_msgs
│       └── msg
└── std_msgs_rosidl_typesupport_microxrcedds_c
    ├── CMakeLists.txt
    └── std_msgs
        └── msg

编译

  • 对应文件单独编译成静态文件

file(GLOB_RECURSE SRC_DIR_LIST ${PROJECT_SOURCE_DIR}/std_msgs/msg/detail/*.c)
add_library(${PROJECT_NAME}  ${SRC_DIR_LIST})
target_include_directories(${PROJECT_NAME} PUBLIC
    ${PROJECT_SOURCE_DIR}
    ${PARA_INCLUDE_PATH}
  )
  install(
    TARGETS ${PROJECT_NAME} EXPORT ${PROJECT_NAME}
    ARCHIVE DESTINATION lib
    LIBRARY DESTINATION lib
    RUNTIME DESTINATION bin
  )

注意：std_msgs_rosidl_typesupport_c需要添加一个宏定义add_definitions(-DROSIDL_TYPESUPPORT_STATIC_TYPESUPPORT)表示使用静态类型

基于cmake构建microros(裁剪版)

使用的文件：

rmw

  • Micro-CDR：实施CDR标准序列化方法的C库 位置: /firmware/eProsima/Micro-CDR
  • Micro-XRCE-DDS-Client：DDS客户端 位置：/firmware/eProsima/Micro-XRCE-DDS-Client
  • rmw：中间件，为不同的DDS实现提供了一个抽象层 位置：/firmware/ros2/rmw/rmw
  • rmw_microxrcedds_c： 为XRCE-DDS（RMW层）提供了中间件实现 位置/firmware/uros/rmw_microxrcedds/rmw_microxrcedds_c

数据类型转化（idl）：

  • rosidl_runtime_c:提供定义，初始化和最终化功能以及用于获取和使用rosidl typesupport类型的宏 位置：/firmware/ros2/rosidl/rosidl_runtime_c
  • rosidl_typesupport_microxrcedds_c： 为microxrcedds提供能支持idl的接口 位置:/firmware/uros/rosidl_typesupport_microxrcedds/rosidl_typesupport_microxrcedds_c
  • rosidl_typesupport_c：为idl提供c 语言的接口 位置：/firmware/uros/rosidl_typesupport/rosidl_typesupport_c

rcl

  • rcutils: 为ROS2提供数据结构（C API）位置:firmware/uros/rcutils
  • rcl_logging_interface ：提供日志函数 位置/firmware/ros2/rcl_logging/rcl_logging_interface
  • rcl_logging_noop: 提供日志函数 位置：/firmware/ros2/rcl_logging/rcl_logging_noop
  • tracetools:追踪工具 位置：/firmware/uros/tracetools/tracetools
  • rcl： ros客户端库 位置：/firmware/uros/rcl/rcl

rclc

  • rclc：ros客户端c库 位置/firmware/uros/rclc/rclc

std_msg

  • std_msgs_rosidl_generator_c
  • std_msgs_rosidl_typesupport_c
  • std_msgs_rosidl_typesupport_introspection_c
  • std_msgs_rosidl_typesupport_microxrcedds_c

根据以上文件生成的静态文件:

.
├── libmicrocdr.a
├── libmicroxrcedds_client.a
├── librcl.a
├── librclc.a
├── librcl_logging_interface.a
├── librcl_logging_noop.a
├── librcutils.a
├── librmw.a
├── librmw_microxrcedds.a
├── librosidl_runtime_c.a
├── librosidl_typesupport_c.a
├── librosidl_typesupport_microxrcedds_c.a
├── libstd_msgs_rosidl_generator_c.a
├── libstd_msgs__rosidl_typesupport_c.a
├── libstd_msgs_rosidl_typesupport_introspection_c.a
├── libstd_msgs_rosidl_typesupport_microxrcedds_c.a
├── libtracetools.a

合并成一个静态文件：

# 合并静态文件
cd ${Dir_Install}/lib

for file in $(find -name '*.a'); do
    echo ${file}
    folder=$(echo $file | sed -E "s/(.+)\/(.+).a/\2/"); 
    mkdir -p $folder; 
    cd $folder; 
    ar x ../$file;
    for f in *; do 
			mv $f ../$folder-$f; 
		done; 
    cd ../
    rm -rf $folder
done
ar rc libmicroros.a *.obj
rm *.obj

mv libmicroros.a ${Base_File}
echo "mv libmicroros.a to ${Base_File}"

最终生成的静态文件：

1.2M	libmicroros.a