buildroot使用介绍 通过buildroot+qemu搭建ARM-Linux虚拟开发环境

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)。

使用buildroot搭建基于qemu的虚拟开发平台，参考《通过buildroot+qemu搭建ARM-Linux虚拟开发环境》。

1. buildroot入门

首先如何使用buildroot，1.选择一个defconfig；2.根据需要配置buildroot；3.编译buildroot；4.在qemu或者目标板上运行buildroot构建的系统。

1.1 buildroot目录介绍

进入buildroot首先映入眼帘的是一系列目录，简要介绍如下：

.
├── 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
├── boot
├── CHANGES
├── Config.in
├── Config.in.legacy
├── configs: 放置开发板的一些配置参数. 
├── COPYING
├── DEVELOPERS
├── dl: 存放下载的源代码及应用软件的压缩包. 
├── docs: 存放相关的参考文档. 
├── fs: 放各种文件系统的源代码. 
├── linux: 存放着Linux kernel的自动构建脚本. 
├── Makefile
├── Makefile.legacy
├── 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.
│   ├── 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
│   └── target: 用来制作rootfs文件系统，里面放着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文件安装到对应的目录下去，根据用户的配置安装指定位置)
├── 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。
├── README
├── support
├── system
└── toolchain

1.2 buildroot配置

通过make xxx_defconfig来选择一个defconfig，这个文件在config目录下。

然后通过make menuconfig进行配置。

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  --->
Kernel  --->
Target packages  --->
Filesystem images  --->
Bootloaders  --->
Host utilities  --->
Legacy config options  --->

1.3 make命令使用

通过make help可以看到buildroot下make的使用细节，包括对package、uclibc、busybox、linux以及文档生成等配置。

Cleaning:
  clean                  - delete all files created by build
  distclean              - delete all non-source files (including .config)

Build:
  all                    - make world
  toolchain              - build toolchain

Configuration:
  menuconfig             - interactive curses-based configurator--------------------------------对整个buildroot进行配置
  savedefconfig          - Save current config to BR2_DEFCONFIG (minimal config)----------------保存menuconfig的配置

Package-specific:-------------------------------------------------------------------------------对package配置
  <pkg>                  - Build and install <pkg> and all its dependencies---------------------单独编译对应APP
  <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>-show-depends     - List packages on which <pkg> depends
  <pkg>-show-rdepends    - List packages which have <pkg> as a dependency
  <pkg>-graph-depends    - Generate a graph of <pkg>'s dependencies
  <pkg>-graph-rdepends   - Generate a graph of <pkg>'s reverse dependencies
  <pkg>-dirclean         - Remove <pkg> build directory-----------------------------------------清除对应APP的编译目录
  <pkg>-reconfigure      - Restart the build from the configure step
  <pkg>-rebuild          - Restart the build from the build step--------------------------------单独重新编译对应APP

busybox:
  busybox-menuconfig     - Run BusyBox menuconfig

uclibc:
  uclibc-menuconfig      - Run uClibc menuconfig

linux:
  linux-menuconfig       - Run Linux kernel menuconfig-----------------------------------------配置Linux并保存设置
  linux-savedefconfig    - Run Linux kernel savedefconfig
  linux-update-defconfig - Save the Linux configuration to the path specified
                             by BR2_LINUX_KERNEL_CUSTOM_CONFIG_FILE

Documentation:
  manual                 - build manual in all formats
  manual-pdf             - build manual in PDF
  graph-build            - generate graphs of the build times----------------------------------对编译时间、编译依赖、文件系统大小生成图标
  graph-depends          - generate graph of the dependency tree
  graph-size             - generate stats of the filesystem size

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2. buildroot框架

 Buildroot提供了函数框架和变量命令框架(下一篇文章将介绍细节)，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 这个核心脚本展开填充到buildroot主目录下的Makefile中去。

最后make all执行Buildroot主目录下的Makefile，生成你想要的image。 package/pkg-generic.mk中通过调用同目录下的pkg-download.mk、pkg-utils.mk文件，已经帮你自动实现了下载、解压、依赖包下载编译等一系列机械化的流程。

你只要需要按照格式写Makefile脚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。

3. 配置Linux Kernel

对Linux内核的配置包括两部分：通过make menuconfig进入Kernel对内核进行选择，通过make linux-menuconfig对内核内部进行配置。

3.1 选择Linux内核版本

如下“Kernel version”选择内核的版本、“Defconfig name”选择内核config文件、“Kernel binary formant”选择内核格式、“Device tree source file names”选择DT文件，

在“Linux Kernel Tools”中选择内核自带的工具，比如perf。

3.2 对Kernel进行配置

通过make linux-menuconfig可以对内核内部细节进行配置。

4. 配置文件系统APP

对目标板文件系统内容进行配置主要通过make menuconfig进入Target packages进行。

5. 添加自己的APP

要添加自己的本地APP， 首先在package/Config.in中添加指向新增APP目录的Config.in；

然后在package中新增目录helloworld，并在里面添加Config.in和helloworld.mk；

最后添加对应的helloworld目录。

5.1 添加package/Config.in入口

系统在make menuconfig的时候就可以找到对应的APP的Config.in。

diff --git a/package/Config.in b/package/Config.in
index 43d75a9..6ef9fad 100644
--- a/package/Config.in
+++ b/package/Config.in
@@ -1868,5 +1868,8 @@ menu "Text editors and viewers"
        source "package/uemacs/Config.in"
        source "package/vim/Config.in"
 endmenu
+menu "Private package"
+       source "package/helloworld/Config.in"
+endmenu

5.2 配置APP对应的Config.in和mk文件

helloworld/Config.in文件，通过make menuconfig可以对helloworld进行选择。

config BR2_PACKAGE_HELLOWORLD
    bool "helloworld"
    help
      This is a demo to add local app.

buildroot编译helloworld所需要的设置helloworld.mk，包括源码位置、安装目录、权限设置等。

下面的HELLOWORLD的开头也是必须的。

################################################################################
#
# helloworld
#
################################################################################

HELLOWORLD_VERSION:= 1.0.0
HELLOWORLD_SITE:= $(CURDIR)/work/helloworld
HELLOWORLD_SITE_METHOD:=local
HELLOWORLD_INSTALL_TARGET:=YES

define HELLOWORLD_BUILD_CMDS
    $(MAKE) CC="$(TARGET_CC)" LD="$(TARGET_LD)" -C $(@D) all
endef

define HELLOWORLD_INSTALL_TARGET_CMDS
    $(INSTALL) -D -m 0755 $(@D)/helloworld $(TARGET_DIR)/bin
endef

define HELLOWORLD_PERMISSIONS
    /bin/helloworld f 4755 0 0 - - - - -
endef

$(eval $(generic-package))

5.3 编写APP源码

简单的编写一个helloworld.c文件：

#include <stdio.h>

void main(void)
{
    printf("Hello world.\n");
}

然后编写Makefile文件：

CPPFLAGS += 
LDLIBS += 

all: helloworld

analyzestack: helloworld.o
    $(CC) $(CFLAGS) $(LDFLAGS) -o $@ $^ $(LDLIBS)

clean:
    rm -f *.o helloworld

.PHONY: all clean

5.4 通过make menuconfig选中APP

通过Target packages -> Private package进入，选中helloworld。

然后make savedefconfig，对helloworld的配置就会保存到qemu_arm_vexpress_defconfig中。

5.5 编译APP

可以和整个平台一起编译APP；或者make helloworld单独编译。

这两个文件在选中此APP之后，都会被拷贝到output/build/helloworld-1.0.0文件夹中。

然后生成的bin文件拷贝到output/target/bin/helloworld，这个文件会打包到文件系统中。

如果需要清空相应的源文件，通过make helloworld-dirclean。

5.6 运行APP

在shell中输入helloworld，可以得到如下结果。

添加APP工作完成。

《buildroot认知》