Linux平台Buildroot介绍以及如何添加Qt app笔记（RK3399pro）

1 引言

本文以瑞芯微RK3399pro为例介绍buildroot基本知识及如何添加自己写的Qt app，记录一下学习的知识。

2 Buildroot介绍

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脚本和Kconfig配置文件构成。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)。制作的rootfs通常需要包含很多第三方软件，比如busybox，udhcpc，tftp，apache，sqlite，PHP，iptable，DNS等，为避免复杂的移植工作，在buildroot中通过menuconfig配置我们根文件系统中需要的功能，将不需要的去掉，再执行make编译，buildroot就会自动从指定的服务器上下载源码包，自动编译，自动搭建我们所需要的嵌入式根文件系统。

3 Buildroot目录

buildroot
├── arch: 存放CPU架构相关的配置脚本，如arm/mips/x86，这些CPU相关的配置，在制作工具链时，编译uboot和kernel时很关键
├── board：在构建系统时，board默认的boot和kernel配置文件，以及一些板级相关脚本，存放一些默认开发板的配置补丁之类
├── boot：bootloader配置脚本目录，可以选择使用uboot作为bootloader
├── build：所有源码包解压出来的文件存放目录和编译过程的发生目录
├── configs: 板级配置文件，该目录下的配置文件记录着该机器平台或者方案使用的工具链，boot，kernel，各种应用软件包的配置
├── dl: download的简写，一些开源包下载后存在该目录；首次下载后，下次不会再从官网下载，而从dl/目录拿开源包，以节约时间 
├── docs: 存放相关的参考帮助文档
├── fs: 各种文件系统的自动构建脚本 
├── linux: 存放着kernel的自动构建脚本
├── output: 是编译出来的输出文件夹
│   ├── build: 存放解压后的各种软件包编译完成后的现场，包括主机上Buildroot所需的工具和针对目标编译的软件包
│   ├── host: 存放着制作好的编译工具链，如gcc、arm-linux-gcc等工具
│   ├── images: 存放着编译好的uboot.bin, zImage, rootfs等镜像文件，可烧写到板子里, 让linux系统跑起来
│   ├── staging：是到内部目标工具链host/的符号链接
│   └── target: 用来制作rootfs文件系统，存放Linux系统基本的目录结构，以及编译好的应用库和bin可执行文件。(buildroot根据用户配置把.ko .so .bin文件安装到对应目录中)
├── package：下面放着应用软件的配置文件，每个应用软件的配置文件有Config.in和soft_name.mk
├── support：公共的支持文档(kconfig code, libtool patches, download helpers, and more)
├── system：根目录主要骨架和相关启动初始化配置，存放文件系统目录的和设备节点的模板，这些模板会被拷贝到output/目录下，用于制作根文件系统rootfs
├── toolchain：目录中存放着各种制作工具链的脚本
├── utils：常用工具
├── CHANGES
├── Config.in
├── Config.in.legacy
├── COPYING
├── DEVELOPERS
├── Makefile
├── Makefile.legacy
└── README

Buildroot是一个自动构建框架，提供函数框架和变量命令框架，采用它的框架编写的app_pkg.mk这种Makefile格式的自动构建脚本，将被package/pkg-generic.mk这个核心脚本展开并填充到Buildroot主目录下的Makefile中。最后make all执行Buildroot主目录下的Makefile，将生成的image输出到buildroot/output中。在buildroot/package/pkg-generic.mk中通过调用同目录下的pkg-download.mk、pkg-utils.mk文件，Buildroot已经帮你自动实现下载、解压、依赖包下载编译等一系列机械化的流程。你只需要按照格式编写Makefile脚本app_pkg.mk，填充下载地址，链接依赖库的名字等一些特有的构建细节即可。总而言之，Buildroot本身提供构建流程的框架，开发者按照格式写脚本，提供必要的构建细节，配置整个系统，最后自动构建出你的系统。

注意：Buildroot整体框架与kernel类似，Config.in类似于kernel中Kconfig文件，用于配置Buildroot功能模块到最终的.config中，影响后面make过程，也是make menuconfig中呈现出来的选项，xxx.mk类似于kernel中Makefile，指定相应源码包位置和下载地址之类。Buildroot的编译流程是先从dl/xxx.tar下解压出源码到output/build/xxx，然后利用本身的配置文件(如果有的话)覆盖output/build/xxx下的配置文件，在开始编译连接完成后安装到output/相应文件夹下。使用Buildroot创建一个根文件系统编译流程：

Copy the skeleton to $(TARGET_DIR) --> Build/install all packages 
-->Run a number of cleanup steps --> Copy rootfs overlays 
--> Execute post-build scripts --> Create rootfs images --> Execute post-image scripts

执行命令：make list-defconfigs查看当前的Buildroot中支持的开发板

4 Buildroot配置介绍

首先通过make xxx_defconfig来选择一个defconfig，这个文件在config目录下，最终生成.config文件。然后通过make menuconfig进行配置，最终的配置更新在.config文件中。这样后Buildroot整体功能确定。

Target options  ---> 选择目标板架构特性。
Build options  ---> 配置编译选项。
Toolchain  ---> 配置交叉工具链，使用buildroot工具链还是外部提供。
System configuration  ---> 配置生成的根文件系统中所需功能
Kernel  ---> 配置kernel是否编译以及编译选项
Target packages  ---> 配置生成的根文件系统中的工具以及库
Filesystem images  ---> 配置生成的根文件系统的格式，是ext2还是其他
Bootloaders  ---> 配置使用哪种bootloader以及编译选项，uboot只是其中一种
Host utilities  ---> 主机使用功能
Legacy config options  ---> 以前遗留的配置选项

5 添加Qt程序

在SDK/app目录下有自带的qt程序，如果想要添加qt程序可以通过（1）qt添加项目文件自动生成xx.pro文件，其中pro文件类似makefile的功能（2）手动编写pro文件并添加相应的cpp、h文件。

下面以我自己写的qtest程序为例介绍需要添加的文件
qtest文件夹需要放在SDK/app下，buildroot根据.mk文件中的内容到这里来找文件

qtest
|————qtest.pro
|————main.cpp
|————qtestwidget.cpp
|————qtestwidget.h
|————qtestwidget.desktop(/usr/share/application)
|————qtestwidget.png(/usr/share/icon)

在SDK/buildroot/package/rockchip/目录下新建qtest文件夹并添加Config.in、qtest.mk

#Config.in
config BR2_PACKAGE_QTEST
	bool "qtest"
	depends on BR2_PACKAGE_QT5
	help 
		Rochip qtest based on QT5

#qtest.mk
################################################################################
#
# qtest
#
################################################################################

QTEST_VERSION = 1.0
QTEST_SITE = $(TOPDIR)/../app/qtest
QTEST_SITE_METHOD = local

QTEST_LICENSE = Apache V2.0
QTEST_LICENSE_FILES = NOTICE

define QTEST_CONFIGURE_CMDS
	cd $(@D); $(TARGET_MAKE_ENV) $(HOST_DIR)/bin/qmake
endef

define QTEST_BUILD_CMDS
	$(TARGET_MAKE_ENV) $(MAKE) -C $(@D)
endef

define QTEST_INSTALL_TARGET_CMDS
	mkdir -p $(TARGET_DIR)/usr/share/applications $(TARGET_DIR)/usr/share/icon
	$(INSTALL) -D -m 0644 $(@D)/designer.png $(TARGET_DIR)/usr/share/icon/
	$(INSTALL) -D -m 0755 $(@D)/qtest $(TARGET_DIR)/usr/bin/
	$(INSTALL) -D -m 0755 $(@D)/qtest.desktop $(TARGET_DIR)/usr/share/applications/

endef

$(eval $(generic-package))

下一步在SDK/buildroot/package/rockchip/Config.in 中添加

source "package/rockchip/qtest/Config.in"

并修改SDK/buildroot/configs/rockchip/qt_app.config添加:

BR2_PACKAGE_QTEST=y

如果需要在linux设备的屏幕上显示图标需要自行在/app/qtest下添加qtest.desktop 以及qtest.png文件。
最终编译生成/buildroot/output/rockchip_rk3399pro-multi-cam/build/DawayTest-1.0
icon 生成在/buildroot/output/rockchip_rk3399pro-multi-cam/target/usr/share/icon
可执行文件生成在/buildroot/output/rockchip_rk3399pro-multi-cam/target/usr/bin$
如果有新版本 将buildroot/output/**/build中的版本删除 然后重新build.sh

快速添加buildroot桌面应用（1206更新）

按照我的理解，上面通过更改config.in文件相当于使用buildroot在构建文件系统时编译了所添加的应用，如果自身电脑带有交叉编译工具的话（qmake、aarch64-linux-gnu-g++），可以编译好直接传到板端使用，需要准备的文件：

1. Hello.desktop --------放在/usr/share/application

[Desktop Entry]
Name=Hello
Exec=/usr/bin/Hello
Icon=/usr/share/icon/Hello.png
Type=Application
Name[zh_CN]=Hello.desktop

2. Hello.png--------放在/usr/share/icon
3. Hello可执行文件（使用qt release或者相应版本的qmake）--------放在/usr/bin
   本质和上面的qtest.mk中实现的功能一样