• 基于Openwrt系统架构,实现应用与驱动的实例。


    一、在openwrt系统架构,编写helloworld的应用程序。

    第一步先创建目录,项目代码要放在 openwrt根目下的 package 目录中,这里源码写在了 hellworld 的 src 目录下,因为外层还有需要编写的文件。

    mkdir -p ~/openwrt/package/hellworld/src
    cd  ~/openwrt/package/helloworld/src

    然后编写 helloworld.c 和源码下的 Makefile 文件

    touch helloworld.c Makefile
    nano helloworld.c
    nano Makefile

    helloworld.c 内容如下

    #include
    int main()
    {
        printf("hello world!\n");
        return 0;
    }


    Makefile 包含了两个编译过程,一个清除的命令

    helloworld : helloworld.o
        $(CC) $(LDFLAGS) helloworld.o -o helloworld
    helloworld.o : helloworld.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c helloworld.c
    clean :
        rm *.o helloworld



    写完上面的代码后,可以简单测试一下,输入 make 编译,生成可执行文件,用 ./ 运行就可以了,使用 make clean 可以清除生成的可执行文件

    make 
    make clean

    编写配置文件
    这里先进入上一层目录,即 helloworld 目录,并创建一个新的 Makefile 文件

    $cd ~/openwrt/package/helloworld
    $touch Makefile

    接下来编写这个 Makefile 文件,内容如下

    include $(TOPDIR)/rules.mk
    #定义相关信息
    PKG_NAME:=helloworld
    PKG_RELEASE:=1
    PKG_BUILD_DIR:=$(BUILD_DIR)/$(PKG_NAME)
    include $(INCLUDE_DIR)/package.mk
    define Package/helloworld
        SECTION:=utils
        CATEGORY:=Utilities
        TITLE:=Helloworld -- prints a snarky message
    endef
    define Package/helloworld/description
        It's my first package demo.
    endef
    define Build/Prepare
        echo "Here is Package/Prepare"
        mkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)
        $(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/
    endef
    define Package/helloworld/install
        echo "Here is Package/install"
        $(INSTALL_DIR) $(1)/bin
        $(INSTALL_BIN) $(PKG_BUILD_DIR)/helloworld $(1)/bin/
    endef
    $(eval $(call BuildPackage,helloworld))



    这里别人写的很清楚,我就拿过来用了,也可以参考官方文档。

    第1行 include $(TOPDIR)/rules.mk
    一般在Makefile的开头,包含了包的基本信息,比如Makefile中的 $(BUILD_DIR), $(INCLUDE_DIR), $(CP), $(INSTALL_DIR), $(INSTALL_BIN)都是这里定义的.具体内容可以到源码主目录下,查看 rules.mk文件.

    3~5行,软件包的信息均以“PKG_”开头,其意思和作用如下
    PKG_NAME:软件包名称,将在menuconfig和ipkg可以看到。
    PKG_VERSION:软件版本号。
    PKG_RELEASE:Makefile的版本号
    PKG_SOURCE:源代码的文件名。
    PKG_SOURCE_URL:源代码的下载网站位置。
    PKG_MD5SUM:源代码文件的效验码。用于核对软件包是否下载正确。
    PKG_CAT:源代码文件的解压方法。包括zcat, bzcat, unzip等。
    PKG_BUILD_DIR:软件包编译目录。它的父目录为$(BUILD_DIR)。

    第7行 include $(INCLUDE_DIR)/package.mk
    一般在软件包的基本信息完成后再引入,他定义了用户态软件包的规则。编译包分为用户态和内核模块,用户态软件包使用Package,内核模块使用KernelPackage. $(INCLUDE_DIR)/Kernel.mk文件对于软件包为内核时不可缺少, $(INCLUDE_DIR)/package.mk应用在用户态。接下来讲述用户态软件包。用户程序的编译包以 Package/开头,然后接着软件名,在Package定义中的软件名可以与软件包名不一样,而且可以多个定义。

    9~13行
    定义包的名称为 helloworld
    SECTION : 包的类型为 utils
    CATEGORY : 目录为Utilitis,即文件在 menuconfig中的位置;有时还会有 SUBMENU项,即子目录.
    TITLE : 用于软件包的简短描述,将显示在 menuconfig中.
    URL : 软件包的下载位置。
    MAINTAINER : 维护者选项。
    DEPENDS : 与其他软件的依赖。即如编译或安装需要其他软件时需要说明。如果存在多个依赖,则每个依赖需用空格分开。依赖前使用+号表示默认显示,即对象沒有选中时也会显示,使用@则默认为不显示,即当依赖对象选中后才显示。

    15~17行
    软件包的详细描述,将显示在 make menuconfig中

    19~23行
    编译准备方法,对于网上下载的软件包不需要再描述。对于非网上下载或自行开发的软件包必须说明编译准备方法。本文所用的准备方法就是首先创建软件包目录,然后将源码拷贝到刚刚创建的目录中。按OpenWrt的习惯,一般把自己设计的程序全部放在src目录下。

    25~29行
    软件包的安装方法,包括一系列拷贝编译好的文件到指定位置。调用时会带一个参数,就是嵌入系统的镜像文件系统目录,因此$(1)表示嵌入系统的镜像目录。
    INSTALL_DIR:=install -d -m0755 : 创建所属用戶可读写、执行,其他用戶可读可执行的目录
    INSTALL_BIN:=install -m0755 : 编译好的文件到镜像文件目录

    31行 $(eval $(call BuildPackage,helloworld))
    完成前面定义后,必须使用eval函数实现各种定义。其格式为:
    对于一般软件包: $(eval ( c a l l P a c k a g e , (call Package,(callPackage,(PKG_NAME)))
    或对于内核模块: $(eval ( c a l l K e r n e l P a c k a g e , (call KernelPackage,(callKernelPackage,(PKG_NAME)))
    如果一个软件包有多个程序,例如:一个应用程序有自己的内核模块,上面使用的 PKG_NAME需要灵活变通。 eval函数可能设计多个。也可以当成多个软件包处理。

    编译软件
    这里要回到 openwrt 的主目录编译软件

    cd ~/openwrt

    在 menu 中选中我们添加的软件

    make menuconfig


    还记得我们写的配置文件吗?我们定义了软件目录。

    define Package/helloworld
        SECTION:=utils
        CATEGORY:=Utilities
        TITLE:=Helloworld -- prints a snarky message
    endef

    在 openwrt 菜单首页的 Utilities中找到 helloworld,使用空格键勾选上,保存退出。

    接下来在 openwrt 的根目录下,单独编译我们的软件

    make package/helloworld/compile V=s

    应该可以在 openwrt\bin\ramips\ 下的某个目录找到,也可以用下面命令

    find bin/ -name "helloworld*.ipk"

    软件安装
    具体如何使用 SFTP 传文件可以看我上一篇博客,下面讲讲安装软件,下面是一些命令

    opkg install xxx.ipk

    opkg update #更新可以获取的软件包列表
    opkg upgrade #对已经安装的软件包升级
    opkg list #获取软件列表
    opkg install #安装指定的软件包
    opkg remove #卸载已经安装的指定的软件包

    运行软件
    在 openwrt 板子上输入 helloworld并按下回车,应该就会输出我们代码里输出的内容

    helloworld
    hello world!

    二、在openwrt系统架构,编写helloworld驱动程序。

    1、OpenWRT中的驱动
       Openwrt源码中,所有扩展的软件包都在package目录下,自己添加的应用放在该目录下。
       所有扩展的内核驱动都在package/kernel目录下,自己添加的驱动放在该目录下。

    2、添加驱动步骤
    在package/kernel目录下添加一个helloworld文件夹
    在helloworld添加一个Makefile文件。具体Makefile怎么写,我们先看两个kernel中自带的驱动的Makefile文件。
    I2C驱动

    #
    # Copyright (C) 2008 OpenWrt.org
    #
    # This is free software, licensed under the GNU General Public License v2.
    # See /LICENSE for more information.
    #   I2C驱动

    #包含上两级目录配置
    include $(TOPDIR)/rules.mk          # TOPDIR : /openwrt
    include $(INCLUDE_DIR)/kernel.mk    # INCLUDE_DIR: /openwrt/include

    PKG_NAME:=i2c-gpio-custom           #驱动名字
    PKG_RELEASE:=2                      #Makefile的版本号

    include $(INCLUDE_DIR)/package.mk   #包含上一级目录配置

    # make menuconfig时在配置界面上显示的方式
    define KernelPackage/i2c-gpio-custom
      SUBMENU:=I2C support                 #显示的子选项
      TITLE:=Custom GPIO-based I2C device  #显示的内容
      DEPENDS:=@GPIO_SUPPORT +kmod-i2c-core +kmod-i2c-gpio  #依赖于其他模块
      FILES:=$(PKG_BUILD_DIR)/i2c-gpio-custom.ko    #生成的目标文件
      KCONFIG:=
    endef

    define KernelPackage/i2c-gpio-custom/description
     Kernel module for register a custom i2c-gpio platform device. #帮助时显示的内容
    endef

    EXTRA_KCONFIG:= \
        CONFIG_I2C_GPIO_CUSTOM=m    #编译成模块

    # 无需更改
    EXTRA_CFLAGS:= \
        $(patsubst CONFIG_%, -DCONFIG_%=1, $(patsubst %=m,%,$(filter %=m,$(EXTRA_KCONFIG)))) \
        $(patsubst CONFIG_%, -DCONFIG_%=1, $(patsubst %=y,%,$(filter %=y,$(EXTRA_KCONFIG)))) \

    # 无需更改
    MAKE_OPTS:= \
        ARCH="$(LINUX_KARCH)" \            #CPU架构 
        CROSS_COMPILE="$(TARGET_CROSS)" \  #交叉编译工具
        SUBDIRS="$(PKG_BUILD_DIR)" \
        EXTRA_CFLAGS="$(EXTRA_CFLAGS)" \
        $(EXTRA_KCONFIG)

    #编译前的准备
    define Build/Prepare
        mkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)
        $(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/  #PKG_BUILD_DIR:编译时的目录,对应于驱动就是 build_dir/target-**/linux-**/
    endef

    #编译
    define Build/Compile
        $(MAKE) -C "$(LINUX_DIR)" \
            $(MAKE_OPTS) \
            modules
    endef

    #完成前面定义后,必须使用 eval 函数实现各种定义, KernelPackage代表是内核驱动模块,Package表示应用程序
    $(eval $(call KernelPackage,i2c-gpio-custom))


    RTC驱动

    #
    # Copyright (C) 2006-2009 OpenWrt.org
    #
    # This is free software, licensed under the GNU General Public License v2.
    # See /LICENSE for more information.
    #   RTC驱动

    include $(TOPDIR)/rules.mk
    include $(INCLUDE_DIR)/kernel.mk

    PKG_NAME:=rtc-rv5c386a
    PKG_RELEASE:=1

    include $(INCLUDE_DIR)/package.mk

    define KernelPackage/rtc-rv5c386a
      SUBMENU:=Other modules
      DEPENDS:=@TARGET_brcm47xx
      TITLE:=Driver for RTC RV5C386A (used in WL-700gE and WL-HDD)
      AUTOLOAD:=$(call AutoLoad,70,rtc)
      FILES:=$(PKG_BUILD_DIR)/rtc.ko
    endef

    define Build/Prepare
        mkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)
        $(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/
    endef

    #有时候CROSS_COMPILE、ARCH、SUBDIRS、EXTRA_CFLAGS会被独立成一个变量,然后再去引用
    define Build/Compile
        $(MAKE) -C "$(LINUX_DIR)" \
            CROSS_COMPILE="$(TARGET_CROSS)" \
            ARCH="$(LINUX_KARCH)" \
            SUBDIRS="$(PKG_BUILD_DIR)" \
            EXTRA_CFLAGS="$(BUILDFLAGS)" \
            modules
    endef

    $(eval $(call KernelPackage,rtc-rv5c386a))


    根据上面的注释和解释,并对比两份Makefile,我们发现写的基本结构都是相似的,所以我们可以根据上面的模板来自行写一份。
    以I2C为模板:

    #
    # Copyright (C) 2008 OpenWrt.org
    #
    # This is free software, licensed under the GNU General Public License v2.
    # See /LICENSE for more information.
    #

    include $(TOPDIR)/rules.mk
    include $(INCLUDE_DIR)/kernel.mk

    PKG_NAME:=helloworld
    PKG_RELEASE:=2

    include $(INCLUDE_DIR)/package.mk

    define KernelPackage/helloworld
      SUBMENU:=Other modules
      TITLE:=HelloWorld
      FILES:=$(PKG_BUILD_DIR)/helloworld.ko
      KCONFIG:=
    endef

    define KernelPackage/helloworld/description
     Kernel module for register helloworld.
    endef

    EXTRA_KCONFIG:= \
        CONFIG_HELLOWORLD=m

    EXTRA_CFLAGS:= \
        $(patsubst CONFIG_%, -DCONFIG_%=1, $(patsubst %=m,%,$(filter %=m,$(EXTRA_KCONFIG)))) \
        $(patsubst CONFIG_%, -DCONFIG_%=1, $(patsubst %=y,%,$(filter %=y,$(EXTRA_KCONFIG)))) \

    MAKE_OPTS:= \
        ARCH="$(LINUX_KARCH)" \
        CROSS_COMPILE="$(TARGET_CROSS)" \
        SUBDIRS="$(PKG_BUILD_DIR)" \
        EXTRA_CFLAGS="$(EXTRA_CFLAGS)" \
        $(EXTRA_KCONFIG)

    define Build/Prepare
        mkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)
        $(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/
    endef

    define Build/Compile
        $(MAKE) -C "$(LINUX_DIR)" \
            $(MAKE_OPTS) \
            modules
    endef

    $(eval $(call KernelPackage,helloworld))



    基本上就是I2C改成helloworld就OK了!

    3、在helloworld文件夹下再新建一个src文件夹,在src下新建一个Kconfig文件。文件内容:

    # 该文件是make menuconfig显示界面会读取的文件
    config HELLOWORLD
        tristate "HelloWorld driver"
        default n
        help
          This is an HelloWorld Driver!


    再新建一个Makefile文件,内容为:

    obj-${CONFIG_HELLOWORLD}    += helloworld.o


    最后新建一个helloworld.c的驱动文件,内容为:

    #include
    #include

    //insmod会执行该函数
    static int __init helloworld_init(void)
    {
        printk("helloworld driver init !\n");
        return 0;
    }
    //rmmod会执行该函数
    static int __exit helloworld_exit(void)
    {
        printk("helloworld driver exit !\n");
        return 0;
    }

    //声明出入口函数
    module_init(helloworld_init);
    module_exit(helloworld_exit);
    MODULE_AUTHOR("YANG");
    MODULE_LICENSE("GPL");


    4、接下来就是编译了
    先make menuconfig将驱动配置一下。

    保存后执行
    make package/kernel/helloworld/compile V=99

      编译出来的驱动模块在openwrt/bin/ramips/packages/kernel/kmod-helloworld_4.4.7-2_ramips_24kec.ipk

    5、拷贝ipk安装包并运行

    运行lsmod命令可以查看当前模块:

    lsmod

    运行后重启板子或者vsftpd服务即可传输文件(其实直接用也行,要是不行就做这一步),传输完ipk安装包后进入到ipk安装包所在目录,使用opkg安装:

    ./bin/ar71xx/packages/base/kmod-helloworld_4.4.60-2_ar71xx.ipk

    opkg install kmod-helloworld_4.4.60-2_ar71xx.ipk

    然后分别运行以下两条命令安装和:

    insmod helloworld.ko

    lsmod

    运行dmesg命令查看内核缓冲区即可看到打印内容

    dmesg

    卸载模块:

    rmmod helloworld.ko

    顺便提一下如果想要卸载刚才装的ipk安装包的软件,运行以下命令

    opkg list_installed

    查看安装软件的列表,然后运行opkg remove xxxx(xxxx为列表里的名字),原来ipk安装包的名字是无效的噢。

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