嵌入式ARM平台基于Linux配置应用程序开机自启动

Tuesday, January 23, 2018

简介

嵌入式ARM平台设备采用Embedded Linux操作系统进行开发已经越来越成为主流,本文就着重说明在EmbeddedLinux下配置应用程序开机自启动的方法,并就基于Qt的应用程序卡机自启动脚本的配置进一步说明。
本文所演示的平台来自于ToradexColibri iMX6嵌入式平台,基于NXP iMX6系列核心为Cotrex-A9 的ARM处理器。

准备

a). Toradex Colibri iMX6 模块 Embedded Linux 开发上手指南请参考这里
b). 本文使用的启动应用程序为如下两个,分别为一个console application 和 Qt Application,功能都是简单的GPIO控制。
./ Console application – https://github.com/simonqin09/gpiointtest
./ Qt Application - https://github.com/simonqin09/QtGPIOProject

使用Systemd 方式配置开机自启动


a). systemd 是当前 Linux 主流用于系统和服务管理的组件,同时也取代了过去的SysV init 系统,关于systemd的介绍请见这里
b). System 使用以 ”.service” 结尾的unit 配置文件来管控一个进程,Service 文件一般存放于 “/etc/systemd/system/” 或者 “/lib/systemd/system/” 目录下,并可以通过systemctl 命令来启动,使能或者关闭等操作,比如:

重新加载 systemd unit 配置文件
# systemctl --system daemon-reload
查看一个service 的状态,启动和停止这个service(本次启动有效)
# systemctl status xxx.service
# systemctl start xxx.service
# systemctl stop xxx.service
使能或关闭一个service(下次启动有效)
# systemctl enable xxx.service
# systemctl disable xxx.service

c). 以systemd方式开机启动本文第二章节的 console application 的 service 示例文件如下,关于console application 的说明请参考这里,只是文章是基于 imx7 的,对于 imx6 GPIO的号码需要修改。
https://github.com/simonqin09/gpiointtest/blob/master/gpioint_demo.service

d). 部署测试

首先将编译好的 gpiointtest 二进制程序复制到 imx6 模块对应目录
# cp gpiointtest /usr/bin
然后将service 文件复制的imx6 模块对应目录,并使能service
# cp gpioint_demo.service /etc/systemd/system
# systemctl --system daemon-reload
# systemctl enable gpioint_demo.service
最后重新启动后,在串口打印log信息中可以看到 service已经启动的信息
……
[  OK  ] Started gpiointtest service, GPIO interrupt and output control.
……
此时在载板上面配合按键和LED,可以发现程序已经在后台正常工作了


e). 因为通过systemd启动的进程都是以daemon状态运行,即在后台运行,没有终端或界面显示,因此如果要启动一个有GUI的程序,就要通过一个启动脚本,这个在后面针对Qt程序开机启动章节有进一步介绍。

Qt 应用开机启动配置

a). 本章节介绍Qt Application基于上述systemd 开机自启动方法,因为service进程都是后台进程,因此启动如Qt应用这样的GUI应用程序,除了service文件,还需要一个启动脚本来配合。
b). 以systemd方式开机启动本文第二章节的 Qt application 的 service 示例文件如下,关于此 Qt application的说明请参考这里
qtdemo_launch.service - https://github.com/simonqin09/QtGPIOProject/blob/master/qtdemo_launch.service

c). 配合使用的脚本程序根据调用的显示模块不同而不同,下面分别示例基于framebuffer和X11显示:
./ 基于framebuffer(此处使用linuxfb,也可以换为eglfs)和tslib的启动脚本 “qtdemo.sh”请参考如下:
qtdemo.sh - https://github.com/simonqin09/QtGPIOProject/blob/master/qtdemo.sh
./ 目前Qt5的主要版本已经支持直接基于X11显示,因此也可以基于X11配置脚本,下面基于X11启动上述Qt应用的启动脚本示例如下:
qtdemo_x11.sh - https://github.com/simonqin09/QtGPIOProject/blob/master/qtdemo_x11.sh

不过为了配合这个脚本,要略微改动下service文件如下:

……
[Service]
Type=forking
ExecStart=/usr/bin/qtdemo_x11.sh start
ExecStop=/usr/bin/qtdemo_x11.sh stop
……


另外,如果配合使用电阻式触摸屏,发现校准不对,在Qt程序启动后,可以在调试串口下进行如下操作理由xinput来校准并保存校准数据:

首先运行下面校准程序,通过点击在屏幕上的校准点进行校准
# xinput_calibrator

校准结束后,将打印信息中 Section "InputClass" 开始到 EndSection部分复制出来,类似如下
Section "InputClass"
       Identifier      "calibration"
       MatchProduct    "stmpe-ts"
       Option  "Calibration"  "3724 183 3686 323"
       Option  "SwapAxes"      "0"
EndSection

创建如下文件,然后将上面的信息复制到"99-calibration.conf"文件里面并保存
# mkdir /etc/X11/xorg.conf.d
# cd /etc/X11/xorg.conf.d
# vi 99-calibration.conf

重启后,校准数据会自动生效了,此时自动启动的Qt程序触摸应该可以正常使用了

其他应用开机自启动方法

除了使用systemd ,也有一些其他方法创建应用开机自启动下面逐一介绍
a). Shells
当通过串口,SSH或者图形界面进行login操作的时候,/etc/profile 文件以及 /etc/profile.d 目录下的所有脚本文件都会被执行,因此也可以在此目录下创建基于login的一些开机自启动操作,不过此方法不太适合启动大型应用,更适合做一些环境变量配置等小任务。
b). 图形化界面方式
当登录图形化界面时候,lxsession 会话管理器可以通过下面两种方式自动启动应用程序:
./ LXDE lxsession专用方法,位于 /etc/xdg/lxsession/LXDE/autostart 文件和~/.config/lxsession/LXDE/autostart文件里面的条目会被解析。

如下示例添加lxterminal 启动项到autostart文件
@lxpanel --profile LXDE
@pcmanfm --desktop --profile LXDE
@xscreensaver -no-splash
@lxterminal

较通用方法,适用于多数会话管理器,位于 /etc/xdg/autostart/ 目录以及 ~/.config/autostart/ 目录以 .desktop 结尾的文件会被解析执行,关于 .desktop 文件的详细说明可以参考这里

一个同样配置 lxterminal 开机启动的 .desktop 文件示例如下
[Desktop Entry]
Name=LXTerminal
Type=Application
Exec=lxterminal
Terminal=false

如需取消开机自启动,可将上述文件删除或者添加如下内容即可
NotShowIn=LXDE

总结

本文演示了基于ARM平台 Embedded Linux 下普通应用和Qt应用程序开机自启动方法供参考。

Author 秦海,技术销售工程师,韬睿(上海)

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