Buildroot 开发--- 参考rk3568
2. Buildroot 开发
Buildroot 是 Linux 平台上一个构建嵌入式 Linux 系统的框架。整个 Buildroot 是由 Makefile(*.mk) 脚本和 Kconfig(Config.in) 配置文件构成的。你可以和编译 Linux 内核一样，通过 buildroot 配置，menuconfig 修改，编译出一个完整的可以直接烧写到机器上运行的 Linux 系统软件（包含 boot、kernel、rootfs 以及 rootfs 中的各种库和应用程序）。若您要了解更多 Buildroot 开发相关内容，可以参考 Buildroot 官方的 《开发手册》。
下面以 ROC-RK3568-PC 的 Buildroot 开发为例进行阐述。
2.1. 交叉编译 Qt-5.12.2
若您想在 Firefly 官方发布的 Buildroot 系统上进行 Qt 开发，需详细阅读本章节。
2.1.1. 交叉编译工具链
Firefly 提取了 Buildroot 的交叉编译工具链，您可以直接使用该工具链开发 Buildroot 上的 Qt 应用程序，而无需下载编译 SDK 代码。
工具链支持 EGLFS、LinuxFB、Wayland 等插件。
使用环境：
主机：x86-64 / Ubuntu 18.04
设备：Firefly RK3568 RK3566 RK3399 RK3288 PX30 .. / Buildroot
2.1.1.1. 下载
对于 32 位芯片，如 RK3288，下载 firefly-qt-5.12.2-arm.tar.gz；对于其它 64 位芯片，如 RK3568，下载 firefly-qt-5.12.2-aarch64.tar.gz。
下载链接(提取码：6dg7)
下文将以 firefly-qt-5.12.2-aarch64.tar.gz 为例进行说明。
2.1.1.2. 目录结构
解压下载好的压缩包：
tar -zxvf firefly-qt-5.12.2-aarch64.tar.gz
目录结构：
firefly-qt-5.12.2-aarch64/
├── aarch64.tar.gz # 用于 Qt 程序运行的库文件、插件等
├── demo
│ └── mainwindow # demo 程序
├── firefly-qt-5.12.2-aarch64 # 交叉编译工具链
└── ReadMe # 使用说明
2.1.2. 配置交叉编译环境
将工具链拷贝到主机的指定目录：
cd firefly-qt-5.12.2-aarch64/
# 该目录 `/opt/` 不可修改
cp -rdf firefly-qt-5.12.2-aarch64 /opt/
若拷贝失败，先修改下目录权限，再执行上述操作：
sudo chmod 777 /opt/
2.1.2.1. 交叉编译
以 demo 程序为例，运行如下命令：
cd demo/mainwindow/
/opt/firefly-qt-5.12.2-aarch64/host/bin/qmake
make
编译完成后，会生成可执行程序 demo/mainwindow/mainwindow。
2.1.3. 配置运行环境
使用 U 盘将 aarch64.tar 拷贝到设备上：
cp /media/usb0/aarch64.tar /userdata/
解压：
cd /userdata/
tar -xvf aarch64.tar
将文件拷贝到对应目录：
cd aarch64/
cp -rdf usr/lib/* /usr/lib/
cp -rdf usr/qml/* /usr/qml/
cp usr/bin/gdbserver /usr/bin/
2.1.3.1. 运行程序
将编译好的可执行程序 mainwindow 拷贝到设备上。
默认板子运行了 Wayland 桌面环境，按如下方式运行：
# 设置环境变量
export XDG_RUNTIME_DIR=/tmp/.xdg
# 运行
./mainwindow -platform wayland
使用 eglfs 插件运行：
# 退出 Wayland 桌面环境
/etc/init.d/S50launcher stop
# 运行
./mainwindow -platform eglfs
2.2. 目录结构
Buildroot SDK 位于 Firefly_Linux_SDK 目录，其目录结构如下：
buildroot/
├── arch # CPU 架构的构建、配置文件
├── board # 具体单板相关的文件
├── boot # Bootloaders 的构建、配置文件
├── build
├── CHANGES # Buildroot 修改日志
├── Config.in
├── Config.in.legacy
├── configs # 具体单板的 Buildroot 配置文件
├── COPYING
├── DEVELOPERS
├── dl # 下载的程序、源码压缩包、补丁等
├── docs # 文档
├── fs # 各种文件系统的构建、配置文件
├── linux # Linux 的构建、配置文件
├── Makefile
├── Makefile.legacy
├── output # 编译输出目录
├── package # 所有软件包的构建、配置文件
├── README # Buildroot 简单说明
├── support # 为 Bulidroot 提供功能支持的脚本、配置文件
├── system # 制作根文件系统的构建、配置文件
├── toolchain # 交叉编译工具链的构建、配置文件
└── utils # 实用工具
2.3. 配置
选择默认配置文件：
# 进入 Firefly_Linux_SDK 根目录
cd path/to/Firefly_Linux_SDK/
# 选择配置文件
# `configs/rockchip_rk3568_defconfig`
source envsetup.sh rockchip_rk3568
执行完成后会生成编译输出目录，output/rockchip_rk3568，后续也可以在该目录下执行 make 相关操作。
2.3.1. 软件包配置
打开配置界面：
make menuconfig
我们可以在配置界面添加或裁剪一些工具，按需求定制系统功能。以添加 qt53d 为例：
输入 / 进入搜索界面，输入要查找的内容 qt53d，按回车进行搜索：
选择 1 跳转到对应页面，按空格选中配置：
配置完成后，移动到 Save 按回车保存到 .config；移动到 Exit 按回车退出。
保存配置文件：
make savedefconfig
将修改保存到配置文件 configs/rockchip_rk3568_defconfig。
2.3.2. Busybox 配置
打开配置界面，进行配置：
make busybox-menuconfig
配置完成后，移动到 Exit 按回车退出，在弹窗页面选择 Yes 保存到 .config。
保存配置文件：
make busybox-update-config
将修改保存到配置文件 board/rockchip/common/base/busybox.config。
2.4. 编译
配置好 Buildroot 后，直接运行 make 进行编译。
2.4.1. 编译说明
运行 make 进行编译时，会执行以下过程：
-
下载源码；
-
配置、编译、安装交叉编译工具链；
-
配置、编译、安装选择的软件包；
-
按选择的格式生成根文件系统；
关于 make 的更多用法，可通过 make help 获得。
2.4.2. 编译软件包
我们可以执行 make <package> 单独编译某个软件包。软件包的编译主要包括下载，解压，打补丁，配置，编译，安装等过程，具体可以查看 package/pkg-generic.mk。
-
下载
Buildroot 会根据配置
package/<package>/<package>.mk，自动从网络获取对应的软件包，包括一些第三方库，插件，实用工具等，放在dl/目录。 -
解压
软件包会解压在
output/rockchip_rk3568/build/<package>-<version>目录下。 -
打补丁
补丁集中放在
package/<packgae>/目录，Buildroot 会在解压软件包后为其打上相应的补丁。如果要修改源码，可以通过打补丁的方式进行修改。 -
配置
-
编译
-
安装
编译完成后，会将需要的编译生成文件拷贝到
output/rockchip_rk3568/target/目录。
对于某个软件包，我们可以通过 make <package>-<target> 调用软件包构建中的某一步骤，如下：
Package-specific:
<pkg> - Build and install <pkg> and all its dependencies
<pkg>-source - Only download the source files for <pkg>
<pkg>-extract - Extract <pkg> sources
<pkg>-patch - Apply patches to <pkg>
<pkg>-depends - Build <pkg>'s dependencies
<pkg>-configure - Build <pkg> up to the configure step
<pkg>-build - Build <pkg> up to the build step
<pkg>-graph-depends - Generate a graph of <pkg>'s dependencies
<pkg>-dirclean - Remove <pkg> build directory
<pkg>-reconfigure - Restart the build from the configure step
<pkg>-rebuild - Restart the build from the build step
2.5. 编译输出目录
编译完成后，在编译输出目录 output/rockchip_rk3568 会生成子目录，说明如下：
-
build/包含所有的源文件，包括 Buildroot 所需主机工具和选择的软件包，这个目录包含所有软件包源码。 -
host/主机端编译需要的工具，包括交叉编译工具。 -
images/包含压缩好的根文件系统镜像文件。 -
staging/这个目录类似根文件系统的目录结构，包含编译生成的所有头文件和库，以及其他开发文件，不过它们没有裁剪，比较庞大，不适用于目标文件系统。 -
target/包含完整的根文件系统，对比staging/，它没有开发文件，不包含头文件，二进制文件也经过strip处理。
2.6. 交叉编译工具
Buildroot 编译完成后，会在 output/rockchip_rk3568/host/ 目录下，生成交叉编译工具，我们可以用来编译目标程序。
-
交叉编译工具目录
output/rockchip_rk3568/host/bin/
-
编译示例 hello.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
-
编译
.../host/bin/arm-buildroot-linux-gnueabihf-gcc hello.c -o hello
-
运行
将可执行程序 hello 拷贝到设备，运行 ./hello，则会看到打印信息 Hello World!。
2.7. 重建
对于重建的具体说明，可以查看文档 buildroot/docs/manual/rebuilding-packages.txt。
2.7.1. 重建软件包
在开发过程中，若修改了某个软件包的源码，Buildroot 是不会重新编译该软件包的。可以按如下方式操作：
-
方式一
make <package>-rebuild
-
方式二
# 删除软件包的编译输出目录
rm -rf output/rockchip_rk3568/build/<package>-<version>
# 编译
make <package>
2.7.2. 完全重建
当通过 make menuconfig，make xconfig 或其他配置工具之一更改系统配置时，Buildroot 不会尝试检测应重建系统的哪些部分。在某些情况下，Buildroot 应该重建整个系统，在某些情况下，仅应重建软件包的特定子集。但是以完全可靠的方式检测到这一点非常困难，因此 Buildroot 开发人员已决定不尝试这样做。
2.7.2.1. 何时需要完全重建
-
更改目标体系结构配置时，需要完全重建；
-
更改工具链配置时，需要完全重建；
-
将其他软件包添加到配置中时，不一定需要完全重建；
-
从配置中删除软件包时，Buildroot 不会执行任何特殊操作。它不会从目标根文件系统或工具链中删除此软件包安装的文件。需要完全重建才能删除这些文件；
-
更改软件包的子选项时，不会自动重建软件包；
-
对根文件系统框架进行更改时，需要完全重建；
一般而言，当你遇到构建错误并且不确定所做的配置更改可能带来的后果时，请进行完全重建。具体说明可以查看文档 rebuilding-packages.txt。
2.7.2.2. 如何完全重建
-
方式一
直接删除编译输出目录，之后重新进行配置、编译。
rm -rf output/
-
方式二
执行如下命令，会删除编译输出并重新编译。
make clean all
2.8. 新增本地源码包
开发过程中，Buildroot 自带的软件包有时可能无法满足我们的需求，为此我们需要添加自定义的软件包。Buildroot 支持多种格式的软件包，包括 generic-package、cmake-package、autotools-package 等，我们以 generic-package 举例说明。
-
创建工程目录
cd path/to/Firefly_Linux_SDK/
mkdir buildroot/package/rockchip/firefly_demo/
-
新建 Config.in
在 firefly_demo/ 下添加 Config.in：
config BR2_PACKAGE_FIREFLY_DEMO
bool "Simple Firefly Demo"
-
新建 firefly_demo.mk
在 firefly_demo/ 下添加 firefly_demo.mk：
##################################################
###########
#
### firefly_demo
#
##################################################
###########
ifeq ($(BR2_PACKAGE_FIREFLY_DEMO), y)
FIREFLY_DEMO_VERSION:=1.0.0
FIREFLY_DEMO_SITE=$(TOPDIR)/../external/firefly_demo/src
FIREFLY_DEMO_SITE_METHOD=local
define FIREFLY_DEMO_BUILD_CMDS
$(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) CC=$(TARGET_CC) CXX=$(TARGET_CXX) -C $(@D)
endef
define FIREFLY_DEMO_CLEAN_CMDS
$(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) clean
endef
define FIREFLY_DEMO_INSTALL_TARGET_CMDS
$(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) install
endef
define FIREFLY_DEMO_UNINSTALL_TARGET_CMDS
$(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D) uninstall
endef
$(eval $(generic-package))
endif
-
创建源码目录
上文的 Makefile 文件里已经指定了源码目录 external/firefly_demo/src。
cd path/to/Firefly_Linux_SDK/
mkdir external/firefly_demo/src
-
编写源码 firefly_demo.c
在 firefly_demo/src/ 下添加 firefly_demo.c：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
printf("Hello World!\n");
return 0;
}
-
编写 Makefile
在 firefly_demo/src/ 下添加 Makefile：
DEPS =
OBJ = firefly_demo.o
CFLAGS =
%.o: %.c $(DEPS)
$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)
firefly_demo: $(OBJ)
$(CXX) -o $@ $^ $(CFLAGS)
.PHONY: clean
clean:
rm -f *.o *~ firefly_demo
.PHONY: install
install:
cp -f firefly_demo $(TARGET_DIR)/usr/bin/
.PHONY: uninstall
uninstall:
rm -f $(TARGET_DIR)/usr/bin/firefly_demo
-
修改上一级 Config.in
在 buildroot/package/rockchip/Config.in 末尾添加一行：
source "package/rockchip/firefly_demo/Config.in"
-
配置软件包
打开配置菜单 make menuconfig，找到 firefly_demo 并选中配置。
-
编译
# 编译 firefly_demo
make firefly_demo
# 打包进根文件系统
make
# 若修改源码，重新编译软件包
make firefly_demo-rebuild
2.9. rootfs-overlay
rootfs-overly 是一个相当不错的功能，它能够在目标文件系统编译完成后将指定文件覆盖到某个目录。通过这种方式，我们可以方便地添加或修改一些文件到根文件系统。
假设我们要在根文件系统的 /etc/ 目录下添加文件 overlay-test，可以按如下步骤操作：
-
设置 rootfs-overlay 根目录
打开配置菜单 make menuconfig，通过设置 BR2_ROOTFS_OVERLAY 选项，添加用于覆盖的根目录。对于 RK3568，默认已添加了目录 board/rockchip/rk356x/fs-overlay/。
-
添加文件到覆盖目录
cd buildroot/board/rockchip/rk356x/fs-overlay/
mkdir etc/
touch etc/overlay-test
-
编译
make
-
下载根文件系统
将编译好的根文件系统 output/rockchip_rk3568/images/rootfs.ext2 下载到设备。启动设备，可以看到已添加文件 /etc/overlay-test。
也可以通过查看 target/ 目录，验证是否添加成功：
ls buildroot/output/rockchip_rk3568/target/etc/overlay-test
本公司成本价甩卖工控主板,欢迎大家选购：
PCIE总线转八串口卡，PCIE总线转IO卡，瑞芯微3568板卡，寒武纪CE3226摄像头板卡，龙芯3A4000工控板卡，龙芯3A5000工控板卡，海光3250工控板卡，飞腾FT-2000/4板卡
联系方式：
电话、微信：15918785568 罗生
Email:13279654@qq.com
公众号：开发之美
