如何在OpenWrt软路由中增加一个新功能

为了在OpenWrt中增加一个新的功能，并使其支持 UCI 配置，我们可以创建一个简单的C语言服务，例如一个简单的日志服务。此服务将记录到日志文件中，并支持通过 UCI 配置启用或禁用日志功能。以下是详细的步骤和代码示例。

1 创建服务代码

1.1 创建服务的源代码 (logservice.c)

这个服务将检查 UCI 配置，根据配置决定是否写入日志：

c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <uci.h>void log_message(const char *message) {FILE *file = fopen("/tmp/logservice.log", "a");if (file) {fprintf(file, "%s\n", message);fclose(file);}
}int main(void) {struct uci_context *c;struct uci_ptr ptr;char *enabled;c = uci_alloc_context();if (uci_lookup_ptr(c, &ptr, "logservice.global.enabled", true) == UCI_OK) {enabled = ptr.o->v.string;if (strcmp(enabled, "1") == 0) {while (1) {log_message("Log service is active.");sleep(60);  // Log every minute}}}uci_free_context(c);return 0;
}

1.2 创建 Makefile来编译这个服务

makefile
CC=gcc
CFLAGS=-I.
DEPS = uci.h
OBJ = logservice.o%.o: %.c $(DEPS)$(CC) -c -o $@ $< $(CFLAGS)logservice: $(OBJ)$(CC) -o $@ $^ $(CFLAGS) -luciclean:rm -f *.o logservice

2 为 OpenWrt 创建软件包

2.1 创建 OpenWrt 包目录结构

在 OpenWrt 构建环境中的 package 目录下创建一个新目录 logservice。

mkdir -p package/logservice
cd package/logservice

2.2 创建控制文件(Makefile)

这个文件定义了包的元数据和如何编译和安装它：

makefile
include $(TOPDIR)/rules.mkPKG_NAME:=logservice
PKG_RELEASE:=1
PKG_VERSION:=1.0.0include $(INCLUDE_DIR)/package.mkdefine Package/logserviceSECTION:=utilsCATEGORY:=UtilitiesTITLE:=Simple Log ServiceDEPENDS:=+libuci
endefdefine Package/logservice/descriptionA simple service that logs messages to a file based on UCI configuration.
endefdefine Build/Preparemkdir -p $(PKG_BUILD_DIR)$(CP) ./src/* $(PKG_BUILD_DIR)/
endefdefine Build/Compile$(MAKE) -C $(PKG_BUILD_DIR) $(TARGET_CONFIGURE_OPTS)
endefdefine Package/logservice/install$(INSTALL_DIR) $(1)/usr/sbin$(INSTALL_BIN) $(PKG_BUILD_DIR)/logservice $(1)/usr/sbin/$(INSTALL_DIR) $(1)/etc/init.d$(INSTALL_BIN) ./files/logservice.init $(1)/etc/init.d/logservice$(INSTALL_DIR) $(1)/etc/config$(INSTALL_DATA) ./files/logservice.config $(1)/etc/config/logservice
endef$(eval $(call BuildPackage,logservice))

控制文件通常指的是用于描述和控制软件包编译和安装过程的 Makefile。这个 Makefile 与传统的 Linux/Unix 系统中用于编译程序的 Makefile 相似，但它专门为 OpenWrt 的包管理系统设计，用来定义软件包的元数据、构建和安装行为。通常包含以下部分：

包的定义和元数据：

  • PKG_NAME：定义软件包的名称。
  • PKG_VERSION：定义软件包的版本号。
  • PKG_RELEASE：软件包的发布次数，通常用于修订号或当相同版本号的包被修改时递增。
  • PKG_SOURCE、PKG_SOURCE_URL、PKG_HASH：（可选）定义软件包源代码的位置、下载 URL 和源码的哈希值（用于验证）。

包含 OpenWrt 构建系统的规则和宏定义：

  • include $(TOPDIR)/rules.mk：包含了 OpenWrt 主目录下的通用规则文件。
  • include $(INCLUDE_DIR)/package.mk：包含处理软件包的核心功能和定义的文件。

软件包定义区域：

  • define Package/：开始定义一个软件包，其中 是软件包的名称，通常与 PKG_NAME 相同。
    • SECTION、CATEGORY：软件包的分类和子分类。
    • TITLE：软件包的简短描述或标题。
    • DEPENDS：定义软件包的依赖，如依赖其他库或软件包。

包描述：

  • define Package//description：提供软件包的详细描述。

准备构建环境：

  • define Build/Prepare：准备构建目录，通常包括解压源码、应用补丁等步骤。

配置软件包：

  • define Build/Configure：（可选）如果软件包需要特殊的配置步骤，可以在这里定义。

编译软件包：

  • define Build/Compile：定义编译软件包的命令和步骤。

安装软件包：

  • define Package//install：定义如何安装编译后的软件到目标目录，通常包括拷贝可执行文件、配置文件等到相应的安装目录。

注册软件包：

  • $(eval $(call BuildPackage,))：这是一个宏调用，用于注册软件包，使得构建系统能够识别和处理它。

2.3 创建 UCI 配置文件和初始化脚本

  • UCI 配置 (logservice.config):

      config logservice 'global'option enabled '1'

  • 初始化脚本 (logservice.init):

     #!/bin/sh /etc/rc.commonSTART=99start() {/usr/sbin/logservice &}stop() {killall logservice}

在 OpenWrt 或其他使用 init.d 脚本的 Unix-like 系统中，logservice.init 脚本的作用是控制 logservice 服务的启动、停止以及其他管理操作。这个脚本通常被称为 init 脚本或服务脚本，并且是服务管理的核心组成部分。logservice.init 脚本主要提供以下功能：

  1. 启动服务（start）：

    • 当系统启动或手动启动服务时，该脚本将被调用以启动 logservice 程序。通常，这涉及到运行主服务程序，并可能还包括设置必要的环境或运行前的配置。

  2. 停止服务（stop）：

    • 当系统关闭或需要手动停止服务时，该脚本用于安全地停止 logservice 程序。这通常涉及到发送终止信号给服务进程或执行其他清理步骤。

  3. 重启服务（restart）：

    • 这通常是通过停止后再启动服务来实现，有时是为了应用新的配置更改或恢复服务的正常状态。

  4. 查看服务状态（status）：

    • 尽管在给出的脚本示例中没有直接实现，但许多服务脚本还支持检查并报告服务是否正在运行以及运行状态。

  5. 启动顺序（START）：

    • 在 logservice.init 脚本中定义的 START=99 表示此服务在系统启动过程中的启动顺序。数值越大，启动越晚，允许它在其他服务之后启动。

logservice.init 脚本是服务生命周期管理的关键工具，它允许系统管理员和系统本身在适当的时间以适当的方式启动和停止服务。在 OpenWrt 这样的嵌入式系统中，这种脚本是管理后台服务不可或缺的部分，确保了服务的可控性和稳定性。

3 编译和安装

  1. 将软件包添加到 OpenWrt 构建系统：

    返回到 OpenWrt 的根目录并运行 make menuconfig。在 Utilities 菜单下选择 logservice 包进行编译。

  2. 编译 OpenWrt 镜像：

    make package/logservice/compile V=s
    make V=s

  3. 刷写固件并测试服务：

    安装生成的固件到你的设备上，并测试 logservice 是否根据 UCI 配置正确运行。

这个例子展示了如何为 OpenWrt 添加一个简单的 C 语言编写的服务，使其支持 UCI 配置。

4 OpenWrt NFC功能的例子

代码包括两个部分：一个是 OpenWrt 的启动脚本，用于管理 NFC 服务的启动和停止；另一个是 Makefile，用于编译 NFC 相关的 C 代码。

4.1 启动脚本init.d解释

#!/bin/sh /etc/rc.common
USE_PROCD=1
START=46
STOP=99
SERVICE_USE_PID=1
USE_PROCD=1
PROG=/usr/bin/topsw_nfc
  • 这是一个 shell 脚本，用于控制 NFC 服务 (topsw_nfc) 的启动和停止。
  • USE_PROCD=1：启用 procd 支持，procd 是 OpenWrt 的进程管理守护程序。
  • START=46 和 STOP=99：定义了服务启动和停止的优先级。数字越小，启动优先级越高；停止时则相反。
  • SERVICE_USE_PID=1：表明该服务使用 PID 文件。
  • PROG=/usr/bin/topsw_nfc：定义了 NFC 程序的路径。
start_service() {procd_open_instanceprocd_set_param stdout 1procd_set_param stderr 1procd_set_param command "$PROG"procd_set_param respawnprocd_close_instance
}
  • start_service 函数用于配置和启动服务。
    • procd_open_instance：开启一个新的服务实例。
    • procd_set_param：设置服务参数，如标准输出、错误输出、启动命令和重启参数。
    • procd_close_instance：关闭实例配置，启动服务。
reload_service() {restart
}
  • reload_service：定义重启服务的功能，使用 restart 命令重启服务。

4.2 Makefile解释

PROGS = topsw_nfc
  • 定义要编译的程序名称。
SOURCES = $(wildcard ./src/*.c)
OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(SOURCES))
  • SOURCES 获取 src 目录下所有的 .c 文件。
  • OBJS 将源文件名从 .c 转换为 .o。
$(OBJS): %.o : %.c
$(CC) -c $(CFLAGS) $(CFLAGS) $^ -o $@
  • 规则，说明如何从 .c 文件生成 .o 文件。
$(PROGS): $(OBJS)
  • 最终链接生成可执行文件的规则。

4.3 NFC添加到系统中的步骤

  1. 编译：使用 Makefile 编译 NFC 相关的 C 代码生成可执行文件 topsw_nfc。
  2. 部署：将编译好的程序部署到 /usr/bin/topsw_nfc 路径下。
  3. 服务管理：通过 OpenWrt 的启动脚本管理 NFC 服务的启动、停止和重启
  4. 配置启动：配置脚本确保在系统启动时，NFC 服务按指定的优先级启动，并在停止时按相反的优先级停止。

在 OpenWrt 及类似的构建系统中，系统能够知道存在 topsw_nfc 这个包，并允许在图形界面中进行选择，主要是通过以下几个关键步骤实现的：

  1. 包定义文件（Makefile）

每个可选的软件包在 OpenWrt 的源代码目录中通常都有一个对应的包定义文件，即一个 Makefile。这个 Makefile 不仅定义了如何下载、配置、编译、安装、清理该软件包，还包含了软件包的描述、依赖关系和配置选项等元数据。

  • 包目录结构：在 OpenWrt 的源代码中，通常有一个 package 目录，其中每个子目录或文件夹代表一个包。例如，topsw_nfc 包可能位于 package/network/services/topsw_nfc 目录下。
  • Makefile 内容：此 Makefile 将包含如下关键信息：
    • Package 定义，用于设置包名和描述。
    • define Package/topsw_nfc，其中包括描述、版本、分类等。
    • 编译和安装指令，指明如何构建和安装包。
    • 可能还包括 Config.in 或 config 段落，用于定义配置界面中的选项。
  1. 配置系统集成

OpenWrt 使用 Kconfig 系统，这是从 Linux 内核借鉴的配置工具，用于在图形界面 (make menuconfig) 中显示和选择配置选项。

  • Kconfig 与 Makefile：包的 Makefile 中通常包括指向 Kconfig 文件的引用，这使得构建系统在运行 make menuconfig 时可以解析并显示所有可用的包选项。
  • 配置选项：在 Kconfig 文件或 Makefile 中定义的配置选项决定了包是否可以被选中，以及它依赖哪些条件。
  1. 图形界面中的显示

当运行 make menuconfig 时，OpenWrt 的构建系统会扫描所有包的 Makefile 和 Kconfig 文件，将它们的信息汇总到配置界面中。

  • 用户交互：在图形界面中，用户可以浏览各种类别的软件包，选择需要编译进固件的包。
  • 依赖解析：如果 topsw_nfc 包依赖其他库或包，这些依赖也会在图形界面中显示，用户必须先解决依赖问题，才能启用该包。
  1. 系统的响应

选择了 topsw_nfc 包并保存配置后，这些选择被写入 .config 文件，这是构建系统在后续构建过程中读取的配置文件。

总结来说，系统通过预定义的包描述文件（Makefile）、Kconfig 集成以及图形配置界面（menuconfig）相结合的方式，使得用户可以选择特定的软件包，如 topsw_nfc，进行编译和安装。这种方法保证了构建系统的灵活性和可扩展性，允许用户根据需要定制自己的固件。

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