imx6ull交叉编译libmodbus

版本和开发环境说明

libmodbus的官网上面有源码与文档，建议从上面获取一手资料。

libmodbus版本为 3.1.6
交叉编译host为 Ubuntu16.04
交叉编译target为 arm A7内核的imx6ull
交叉编译器为 arm-linux-gnueabihf-gcc

操作步骤

交叉编译libmodbus的流程相对简单：

#use alias setcc to config cross compile environment
setcc
cd ./libmodbus-3.1.6
./configure --host=arm-linux-gnueabihf --prefix=$(pwd)/install
make & make install

如果需要静态库，则./configure加上选项：
–enable-static
如果需要动态库，则./configure加上选项：
–enable-shared

编译完成后，在install生成三个目录: include, lib, share，里面是我们需要用到的库文件与头文件。
lib文件夹下的libmodbus.so.5.1.0即为可以被调用的库文件，在实际编程的时候需要包含头文件：#include"modbus.h"

源码的修改

本章节是笔者在进行libmodbus开发时，根据项目需求对源码进行修改以获得新的功能特性。由于libmodbus已经对串口进行了较为完善的封装，我们无法利用这个库发送自定义格式的一些数据（某些设备或者从机在某些情况下并不是采用标准的modbus协议，需要我们自己自定义每一帧的数据）。因此，本章节的修改主要目的在于开放串口发送任意数据的API，已增加库的扩展性与通用性。同时，笔者需要在轮询modbus接收数据的时候不造成阻塞，开放了结构体 modbus_t的内部，以获得串口文件句柄，然后借助select机制将读取串口数据变为不阻塞的。

开放串口发送任意数据的API

进入到./libmodbus-3.1.6/src/中，修改modbus.c与modbus.h文件：
在modbus.c中定义函数：

int modbus_send_msg(modbus_t *ctx, uint8_t *msg, int msg_length)
{return ctx->backend->send(ctx, msg, msg_length);
}

在modbus.h中添加声明：

MODBUS_API int modbus_send_msg(modbus_t *ctx, uint8_t *msg, int msg_length);

即可在项目代码中调用modbus_send_msg(modbus_t *ctx, uint8_t *msg, int msg_length)函数发送任意数据。

轮询modbus接收数据时不阻塞

在modbus-rtu.c中，函数:

static ssize_t _modbus_rtu_recv(modbus_t *ctx, uint8_t *rsp, int rsp_length)
{#if defined(_WIN32)return win32_ser_read(&((modbus_rtu_t *)ctx->backend_data)->w_ser, rsp, rsp_length);
#elsereturn read(ctx->s, rsp, rsp_length);
#endif
}

由于采用了read机制，会使得程序在轮询接收数据的时候（在modbus.c中），造成阻塞。

int modbus_receive(modbus_t *ctx, uint8_t *req)
{if (ctx == NULL){errno = EINVAL;return -1;}return ctx->backend->receive(ctx, req);
}

修改代码，开放***typedef struct _modbus modbus_t***的内部，以获得串口文件句柄，然后借助select机制将读取串口数据变为不阻塞的。具体操作如下：

将modbus-private.h中关于_modbus结构体的定义、_modbus_backend结构体、_sft结构体的定义直接复制到已经编译好的库“./install/include/modbus/modbus.h”中。不需要修改源码，亦不影响编译过程。

/* This structure reduces the number of params in functions and so* optimizes the speed of execution (~ 37%). */
typedef struct _sft {int slave;int function;int t_id;
} sft_t;typedef struct _modbus_backend {unsigned int backend_type;unsigned int header_length;unsigned int checksum_length;unsigned int max_adu_length;int (*set_slave) (modbus_t *ctx, int slave);int (*build_request_basis) (modbus_t *ctx, int function, int addr,int nb, uint8_t *req);int (*build_response_basis) (sft_t *sft, uint8_t *rsp);int (*prepare_response_tid) (const uint8_t *req, int *req_length);int (*send_msg_pre) (uint8_t *req, int req_length);ssize_t (*send) (modbus_t *ctx, const uint8_t *req, int req_length);int (*receive) (modbus_t *ctx, uint8_t *req);ssize_t (*recv) (modbus_t *ctx, uint8_t *rsp, int rsp_length);int (*check_integrity) (modbus_t *ctx, uint8_t *msg,const int msg_length);int (*pre_check_confirmation) (modbus_t *ctx, const uint8_t *req,const uint8_t *rsp, int rsp_length);int (*connect) (modbus_t *ctx);void (*close) (modbus_t *ctx);int (*flush) (modbus_t *ctx);int (*select) (modbus_t *ctx, fd_set *rset, struct timeval *tv, int msg_length);void (*free) (modbus_t *ctx);
} modbus_backend_t;struct _modbus {/* Slave address */int slave;/* Socket or file descriptor */int s;int debug;int error_recovery;struct timeval response_timeout;struct timeval byte_timeout;struct timeval indication_timeout;const modbus_backend_t *backend;void *backend_data;
};

modbus_t的成员s即串口文件句柄(Socket or file descriptor)

项目代码示例

在实际项目中（以C++/Qt4.8为例）可以通过以下方式轮询modbus，将接收数据变为不阻塞：

modbus_mapping_t *mb_mapping;
modbus_t *ctx;void ModbusThread::run()
{int rc;fd_set set;timeval timeout;timeout.tv_sec = 0;timeout.tv_usec = 1000;//    int use_backend;//初始化modbus rtuctx = modbus_new_rtu(SLAVE_PORT, 9600, 'N', 8, 1);//设定从设备地址modbus_set_slave(ctx, SLAVE_ADDR);//modbus连接modbus_connect(ctx);//qDebug()<<"serial port fd is: "<<ctx->s;//寄存器map初始化mb_mapping = modbus_mapping_new(MODBUS_MAX_WRITE_BITS, MODBUS_MAX_READ_BITS , MODBUS_MAX_WR_WRITE_REGISTERS, MODBUS_MAX_READ_REGISTERS);if (mb_mapping == NULL){fprintf(stderr, "Failed to allocate the mapping: %s\n",modbus_strerror(errno));modbus_free(ctx);return;}if (isRemoteMonitoringUsed_dialog == true){qDebug()<<"isRemoteMonitoringUsed_dialog:"<<isRemoteMonitoringUsed_dialog;mainWidget->timer_uploadDataToCloud.start(10000);qDebug()<<"Remote Monitoring is used.";}else {qDebug()<<"isRemoteMonitoringUsed_dialog:"<<isRemoteMonitoringUsed_dialog;qDebug()<<"Remote Monitoring is not used.";}while(true){uint8_t query[MODBUS_TCP_MAX_ADU_LENGTH];SyncModbusRegisters();FD_ZERO(&set);FD_SET(ctx->s, &set);                       //此处将读取的串口fd加入队列select(ctx->s+1,&set,NULL,NULL,&timeout);   //此次判断读取的队列if(!FD_ISSET(ctx->s, &set)){continue;}//轮询接收数据，并做相应处理QMutexLocker locker1(&modbusPortLock);rc = modbus_receive(ctx, query);locker1.unlock();if (rc > 0){//QString receivedData = "";//for(int i=0; i< rc ; i++)//{//  receivedData.append(QString::number(query[i],16)).append(" ");//}//qDebug()<<receivedData;modbus_reply(ctx, query, rc, mb_mapping);ModbusSyncAction();}else if (rc == -1){//qDebug()<<"Modbus connection closed by the client or error.";//break;}else{}QMutexLocker locker(&m_lock);if(!isThreadLoop){qDebug()<<"isThreadLoop:"<<isThreadLoop;break;}}printf("Modbus thread is terminated: %s\n", modbus_strerror(errno));modbus_mapping_free(mb_mapping);/* For RTU, skipped by TCP (no TCP connect) */modbus_close(ctx);modbus_free(ctx);
}