Spis treści. Wstęp... 17

Transkrypt

1 Spis treści Wstęp Szybkie wprowadzenie do wbudowanego Linuksa Architektura Linux = Linux wbudowany Widok z helikoptera ARM Cortex OMAP Operacje zmiennoprzecinkowe XScale Bardzo szybki start Zanim zaczniemy Cross-kompilator Jądro przygotowanie Podstawowe narzędzia Biblioteka standardowa C Pliki urządzeń, skrypty startowe i konfiguracja Ramdysk Jądro kompilacja Uruchomienie systemu w emulatorze Uruchomienie systemu na urządzeniu Środowisko cross-kompilacji dla architektury ARM Po co nam cross-kompilator? Zanim zaczniemy: Decyzje projektowe Nazwa toolchaina i jej znaczenie (E)ABI

2 4 Spis treści Wersja procesora i architektury Zestawy instrukcji: ARM i Thumb Kolejność bajtów w słowie Operacje zmiennoprzecinkowe Obsługa wątków Zaczynamy: Przygotowanie systemu Konto robocze Środowisko Pliki nagłówkowe jądra GMP MPFR MPC Zlib Binutils GCC wersja pomocnicza Biblioteka standardowa C uclibc eglibc libelf GCC wersja docelowa Korzystanie z toolchaina Dodatkowe biblioteki kompilatora chrpath Usuwanie zbędnych symboli debuggera Prosta weryfikacja działania kompilatora Co dalej? Narzędzia automatyczne Gotowe toolchainy CodeSourcery Linaro Crosstool-ng Instalacja Konfiguracja i budowanie toolchaina Minimalna wspierana wersja jądra Konfiguracja dla procesorów armv

3 Spis treści Toolchain prekonfigurowany Buildroot Instalacja Konfiguracja z nowym toolchainem Wybór programów i bibliotek Format docelowego systemu plików Buildroot z gotowym toolchainem Kompilacja Zmiana konfiguracji, przebudowanie lub usunięcie pojedynczego pakietu Zmienne środowiskowe Przeniesienie katalogu Buildroota Korzystanie z narzędzi Błędy w działaniu Buildroota Co dalej? OpenWRT Instalacja OpenWRT w wersji binarnej na urządzeniu Menedżer pakietów Obsługa Opkg Przykład: udostępnianie dysku USB dla systemów Windows Dodatkowe narzędzia SDK Dodatkowe narzędzia ImageBuilder Instalacja OpenWRT (z kodu źródłowego) Prototypowanie: OpenWRT w QEMU i na urządzeniu Scratchbox Scratchbox Scratchbox2 Instalacja Scratchbox2 Przygotowanie i konfiguracja Jak to działa? Uruchamianie i debugowanie programów bezpośrednio na urządzeniu Scratchbox (1) instalacja i konfiguracja Jak korzystać z gotowych pakietów? Scratchbox (1) Budowanie pakietów ze źródeł

4 6 Spis treści 4.6. Inne narzędzia Emdebian Ptxdist LTIB MeeGo OpenEmbedded Instalacja systemu Debian 6.0 w wersji dla architektury ARM Instalacja etap I (stacja robocza) Instalacja etap II (urządzenie) Instalacja etap III (podstawowa konfiguracja) Emulatory QEMU Instalacja Emulowane platformy ARM Kompilacja QEMU ze źródeł Emulacja BeagleBoard, DevKit8000 i innych platform OMAP Typowe paramerty wywołania Obrazy dysków i kart pamięci Obsługa sieci Obrazy płyt i dysków Emulacja urządzeń MTD Konfiguracja i kompilacja jądra Wersje Linuksa Rozwój jądra Wersje eksperymentalne Dodatkowa dokumentacja Jak zdobyć kod źródłowy jądra Czy kompilować? Konfiguracja kodu źródłowego General set-up Enable loadable module support Enable the block layer System Type Processor type and features

5 Spis treści Boot options CPU Power Management Floating poin emulation Power management and ACPI options Bus options (PCI etc) Executable file formats / Emulations Networking support Device Drivers Firmware Drivers File systems Kernel hacking Security options Cryptographic API Virtualization Library routines Kompilacja i instalacja Dodatkowa dokumentacja Jak działa jądro? Z czym się zmagamy? Sterownik urządzenia Przestrzeń użytkownika procesy Cykl życia procesu, monitorowanie procesów Szeregowanie procesów Komunikacja między procesami Monitorowanie pamięci Interfejsy udostępniane przez jądro Wywołania systemowe System plików proc i inne oparte na pamięci RAM Pliki urządzeń udev mdev Pozostałe mechanizmy komunikacji Po stronie jądra Moduły

6 8 Spis treści Skąd wziąć narzędzia do zarządzania modułami? Jak ich używać Frameworki Model urządzeń w jądrze Magistrala Przykład: magistrala USB Specyfika systemów wbudowanych Przykład port szeregowy w procesorach firmy Atmel Zasoby urządzeń Sterowniki podsumowanie Obsługa USB Klient USB File-backed Storage Gadget Ethernet Gadget (with CDC Ethernet support) Serial Gadget (with CDC ACM and CDC OBEX support) GPIO w Linuksie LED Class Driver GPIO keys Ogólny sterownik GPIO Korzystanie z innych magistral Zarządzanie energią Liczniki Usypianie i przywracanie stanu systemu Interakcja z przestrzenią użytkownika Co robi procesor, gdy nic nie robi? Inne mechanizmy zarządzania energią Programowanie w jądrze Zanim zaczniemy Układ katalogów Język programowania i kompilator Brak biblioteki standardowej języka C Przenośność Rozmiar słowa Typy nieprzejrzyste

7 Spis treści Kolejność bajtów w słowie Typy o stałych rozmiarach Brak operacji zmiennoprzecinkowych Nie ma stałego API Zarządzanie pamięcią Synchronizacja jądra Obsługa przerwań Licencjonowanie jądra Prototypowanie sterownika Własne moduły jądra Niezbędne narzędzia i przygotowanie Kod źródłowy jądra Pierwszy moduł Kompilacja pierwszego modułu Dołączanie modułu do kodu jądra Funkcje udostępniane przez moduły Parametry modułów Parametry konfiguracyjne w /proc/sys Obsługa systemu plików debugfs Urządzenie znakowe Inne operacje na plikach mmap Przykład z życia: sterownik portu szeregowego Implementacja przesyłania danych Wysyłanie oparte na próbkowaniu Wysyłanie oparte na przerwaniach Implementacja odbierania danych Linie kontroli modemu termios Konsola System bazowy Instalacja Busyboksa Ramdysk Urządzenie blokowe Systemy plików dla urządzeń blokowych

8 10 Spis treści Karty pamięci System plików squashfs FUSE i NTFS Pamięć Flash Opcje konfiguracji jądra Podział na partycje Systemy plików dla urządzeń MTD UBI Rozwiązania hybrydowe Sieciowy system plików XIP Obsługa systemów plików Montowanie Kontrola wykorzystania przestrzeni dyskowej Szyfrowane systemy plików ecryptfs device-mapper Praca z urządzeniem narzędzia pomocnicze Kopia zapasowa Minicom Aktualizacja systemu na urządzeniu Uruchamianie systemu Bootstrap Uruchamianie systemu z karty SD SAM-BA RomBOT Wersje Korzystanie z programu SAM-BA i Linux Zmiany w kodzie appletów Toshiba AC100 (NVIDIA Tegra 2) Narzędzia deweloperskie Konfiguracja jądra i systemu bazowego Programowanie urządzenia Bootloader pierwszego poziomu

9 Spis treści X-loader AT91Bootstrap Freescale i.mx AT91 własny program uruchomieniowy Parametry jądra u-boot Instalacja u-boota Pomoc Zmienne środowiskowe u-boota TFTP Instalacja i konfiguracja serwera tftpd mkimage Przykłady korzystania z u-boota Modyfikacja kodu źródłowego Jądro systemu Co się dokładnie dzieje w jądrze? Proces numer Optymalizacja czasu uruchamiania systemu Bootloader Jądro System bazowy Diagnostyka Sprzętowe narzędzia debugowania Oscyloskop JTAG Obsługa urządzeń JTAG Debugowanie aplikacji Instalacja Korzystanie z GDB Graficzne nakładki na GDB Śledzenie procesów Analizowanie działania skryptów Strace Śledzenie systemu

10 12 Spis treści Debugowanie jądra Opcje debugowania jądra Jak dobór kompilatora wpływa na jądro Wpisywanie komunikatów Poziomy rejestrowania Bufor komunikatów dev info i dev err Preprocesor C i przydatne makra Dedykowany system plików Oops Magic SysRq Debugowanie pamięci jądra Zastosowanie GDB do debugowania jądra KGDB Przygotowanie KGDB do pracy Debugowanie przy użyciu QEMU Debugowanie jądra przy pomocy QEMU Debugowanie U-BOOT-a Debugowanie uclibc Przykładowe projekty Skąd się bierze dystrybucja Linuksa? Konfiguracja wstępna Biblioteka ncurses PowerTOP Dźwięk w systemie Linux OSS ALSA alsa-lib SALSA Narzędzia ALSA Serwery dźwięku Portaudio Gstreamer Korzystanie z GStreamera

11 Spis treści Mplayer MPlayer i video4linux Synteza mowy rozwiązania opensource Espeak Festival Flite Komercyjne rozwiązania syntezy mowy zlib Kodowanie i dekodowanie dźwięku Mp Dekompresja mp Kompresja mp AAC/MP RealAudio WMA Ogg Szyfrowanie Szyfry symetryczne Instalcja openssl Instalacja ccrypt Szyfry z kluczem jawnym Podpis elektroniczny Szyfrowanie haseł w Linuksie Szyfrowanie z kluczem jawnym w praktyce Własne CA, obsługa certyfikatów Propozycje użycia Wydajność szyfrowania Serwer SSH Uruchomienie serwera Rozwiązywanie problemów DirectFB QT Instalacja za pomocą Buildroota Instalacja zindywidualizowana Praca z biblioteką QT GUI

12 14 Spis treści QTOPIA QT x Biblioteki pomocnicze: uuid, tslib, jpeg QT ARM Przykładowa aplikacja Maszyna wirtualna Javy (MIDP + CDC, CLDC) Java w systemach wbudowanych gcj Biblioteka klas JamVM JamVM testy PhoneME Obsługa systemów plików i urządzeń MTD ext2, ext3, ext LZO MTD Drukowanie CUPS Jak to działa? Skąd wziąć sterowniki? Instalcja komponentów systemu drukowania Zegar czasu rzeczywistego strace Serwer HTTP Sterowanie LED-ami Sieci bezprzewodowe Wprowadzenie w pigułce do Wi-Fi Protokół Bezpieczeństwo Obsługa w systemie Linux Przykładowe urządzenie Interfejsy Tryby pracy interfejsu

13 Spis treści Sieć Ad-Hoc Podłączanie do punktu dostępowego WPA Konfiguracja punktu dostępowego Zdalne sterowanie urządzeniem VNC X11vnc LibVNCServer Bufor ramki Uinput FbVNC Przygotowanie systemu do uruchomienia Konfiguracja Przygotowanie Kopiowaine plików i bibliotek Haki Skrypty startowe i pliki konfiguracyjne Przygotowanie obrazu A. Przygotowanie środowiska pracy A.1. Wybór dystrybucji A.2. Dobór sprzętu A.2.1. Konfiguracja wirtualnej maszyny A.3. Instalacja systemu Debian/GNU Linux A.3.1. Skąd wziąć nośniki instalacyjne A.3.2. Instalacja A.4. Uwagi dotyczące użytkowania systemu A.4.1. Konto administratora A.4.2. Instalacja oprogramowania B. Polecenia powłoki B.1. Podstawowe narzędzia powłoki B.1.1. Obsługa plików i katalogów B.1.2. Wyświetlanie informacji o plikach B.1.3. Wyświetlanie zawartości plików B.1.4. Dopasowywanie nazw plików znaki wieloznaczne B.1.5. Przeszukiwanie plików

14 16 Spis treści B.1.6. Zmiana praw plików B.1.7. Porównywanie zawartości plików i katalogów B.1.8. Wyszukiwanie plików B.1.9. Przekierowania B Kontrola procesów B Rozmiary plików i partycji B Archiwa B Drukowanie B Zarządzanie użytkownikami B Zarządzanie czasem B Pomoc B Obliczenia B Administracja B Jądro, sprzęt, moduły B Interfejsy jądra B Praca zdalna B HTTP B.2. Edytor tekstu VIM B.3. Skrypty powłoki B.4. Kompilator gcc C. Praca z kodem źródłowym, system kontroli wersji GIT C.1. Tworzenie łat C.2. Korzystanie z GIT-a C.2.1. Początek pracy C.2.2. Nowy projekt C.2.3. Pobranie istniejącego projektu C.2.4. Historia zmian C.2.5. Tworzenie łat C.2.6. Gałęzie projektu C.2.7. Praca grupowa C.3. Przeglądanie plików źródłowych C.3.1. Grep i wyrażenia regularne C.3.2. cscope C.3.3. LXR