1^{er jour}

Introduction à la formation Linux

Architecture de Linux

• Linux
  • Histoire
  • Gestion de version
• Les diverses licences utilisées par Linux (GPL, LGPL, etc)
• Distributions Linux
• Architecture et modularité de Linux

Les chaînes de compilation croisée

• • Chaînes de compilation croisée pré-compilées
  • Outils de génération de chaînes de compilation croisée
    • Crosstool-ng
    • Buildroot
  • Compilation manuelle de chaîne de compilation croisée

Exercice : Construction d’une chaîne de compilation croisée avec Crosstool-ng
Les outils Linux pour l’embarqué

• • Les bootloaders (Uboot, Redboot, barebox)
  • Les librairies adaptées à l’embarqué (eglibc, uClibc)
  • Les IHM adaptées à l’embarqué
  • Busybox

Le boot loader U-Boot

• • Introduction à U-Boot
  • Booter la carte à travers U-Boot
    • Booter depuis la NOR
    • Booter depuis la NAND
    • Booter depuis la eMMC
  • Variables d’environnement d’U-Boot
    • Variables définies par l’utilisateur
    • Variables prédéfinies
    • Substitution de variable
  • Le shell U-Boot minimal
    • Ecrire des scripts dans des variables
    • Exécuter des scripts
    • Utiliser des variables dans des scripts : le patron set-script
  • Principales commandes d’U-Boot
  • Booter un OS
    • Accéder aux flashs
    • Accéder aux systèmes de fichier (NFS, FAT, EXTx, JFFS2…)
  • Le shell U-Boot complet
    • Structure du script
    • Instructions de contrôle (if, for…)

Exercice: Ecrire un script qui configure le réseau et passe cette information au noyau
Linux

Exercice: Booter la carte en NFS, en utilisant des images pré-existantes

Exercice: Ecrire des scripts pour choisir entre booter depuis la flash ou le réseau

2^{ème jour}

Créer le noyau Linux embarqué

• • Télécharger un code source stable
    • Obtenir une tarball
    • Utiliser GIT
  • Configurer le noyau
  • Compiler le noyau et ses modules
    • Modules internes aux sources de Linux (in-tree)
    • Modules externes aux sources (out-of-tree)
  • Installer le noyau et les modules

Exercice: Configurer et compiler un noyau pour la carte cible

Le BSP Linux

• • Architecture du BSP Linux
    • Structure générale
    • Le BSP ARM
    • Le système de compilation de Linux
  • Définir et initialiser la carte
    • Programmatiquement (platform, i2c, spi, …)
    • En utilisant le Flattened Device Tree

Exercice: Créer un BSP minimal pour la carte cible

Créer un système de fichier racine

• • Paquetages
    • Divers systèmes de compilation de paquetages (autotools, CMake, …)
    • Compiler un paquetage en croisée
  • Les applications tout-en-un
    • Busybox, les utilitaires basiques
    • Dropbear: communications cryptées(ssh)
  • Construire manuellement son système de fichier racine
    • Fichiers de périphérique, programmes et bibliothèques
    • Fichiers de configuration (réseau, udev, …)
    • Installer des modules
    • Chercher et installer les bibliothèques dont on a besoin
    • Tester la cohérence et la complétude du système de fichier

Exercice: Configurer et compiler Busybox et Dropbear

Exercice: Créer un système de fichier racine minimal en utilisant Busybox et Dropbear

Le boot de Linux

• • Paramètres du noyau Linux
  • La séquence de démarrage de Linux
  • Divers systèmes d’initialisation (busybox init, system V init, systemd)
  • Démarrer automatiquement un système embarqué

Exercice: Booter Linux en démarrant automatiquement une application utilisateur

3^{ème jour}

Systèmes de fichier embarqués

• • Interfaces de stockage
    • Périphérique bloc MTD
  • Mémoires flash et MTDs Linux
    • flash NOR
    • flash NAND
    • flash ONENAND
  • Les divers formats de système de fichier pour flash
    • JFFS2, YAFFS2, UBIFS
  • Systèmes de fichier en lecture seule
    • CRAMFS, SQUASHFS
  • Ramdisks et initrd
    • Créer un initramfs
    • Booter à travers un initramfs
  • Choisir les bons formats de système de fichier
  • Flasher le système de fichier

Exercice: Construire un système de fichier racine de type initrd

Buildroot

• • Fonctionnement
    • Configuration de la chaîne de compilation
    • Sélection de paquetages
    • Configuration système (port série, remplissage de /dev, …)
    • Configuration du noyau et du boot-loader
    • Construire une image de système de fichier
  • Adaptation
    • Utiliser une chaîne de compilation pré-compilée
    • Ajouter un patch à un paquetage existant
    • Ajouter un nouveau paquetage
    • Utiliser un squelette de rootfs customisé

Exercice: Construire un système de fichier racine avec Buildroot

4^{ème jour}

Introduction à Yocto

• • Présentation de Yocto
    • Histoire
    • Yocto, Open Embedded et Poky
    • Objetif du projet Yocto
    • Les principaux projets
  • Architecture Yocto
    • Aperçu
    • Recettes et classes
    • Les tâches

Exercice: Exercice : Utiliser les commandes bitbake pour compiler des packages et des
images

Structure des recettes du package Yocto

• • Objectifs du système de compilation
    • Construire des images déployables
    • Couches et priorités de couches
    • Mise en page de l’annuaire
    • layout des dossiers
    • Fichiers de configuration (local, machine et distribution)
    • L’outil bitbake
  • Ajouter un nouveau layer
    • Structure de la couche (Layer)
    • Différents types de couches (Layer)

Exercice: Ajouter un nouveau layer

Exercice: Ajouter une nouvelle recette

5^{ème jour}

Linux temps-réel

• • solutions temps-réel pour Linux
    • xenomai
    • patch rt preempt
  • architecture de Xenomai
    • co-kernel
    • skins
    • drivers RTDM
  • architecture de Xenomai
    • installer Xenomai
    • cross-compiler une application Xenomai

Exercice: installer Xenomai 3.x

Exercice: mesurer les temps de latence

Exercice: cross-compiler une application Xenomai

Le BSP U-Boot

• • Portage de U-Boot
    • Structure de code source U-Boot
    • Ajouter une nouvelle carte aux sources U-Boot
    • Drivers U-Boot (RS232, réseau, flash, SD / MMC)
    • Démarrage U-Boot et initialisation de la carte

Exercice: Création d’un BSP dans U-Boot et configuration du code d’initialisation

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→ Formation: Les systèmes embarqués pour l’Internet des Objets (IoT)

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→ Formation Internet des Objets (IoT): Normes, écosystème et applications