Embedded Linux

Allgemeines

• Dienstag, 9:50 - 11:20 Uhr im W3.02, ab 12 Uhr im G2.16.

• ⚠️ ALLES WICHTIGE ZUM ABLAUF DER VERANSTALTUNG ⚠️

  Embedded-Linux-Uebersicht

• „MELPv3“, Buch „Mastering Embedded Linux Programming“ von Frank Vasquez und
  Chris Simmonds, 3. Auflage 2021, O’Reilly, 758 S.

  • https://cloud.hs-augsburg.de/index.php/s/743gHJpbpaK3XNx

  • Code und Errata: https://github.com/PacktPublishing/Mastering-Embedded-Linux-Programming-Third-Edition.git ⚠️ Der Code wurde 2025 upgedated, siehe README.md.

• Links auf Laborberichte: https://yopad.eu/p/elinux25

• Praktische Übungen

• Fragenkatalog (wächst sicher noch)

• Fragen

• MicroSD Karte, Notizen, …

  https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/elinux/kurs/2024

1. Treffen

• Verschiedene Boards von 2000 bis jetzt elinux/memo-02.pdf

• Musterbeispiel „Beregnungssteuerung“ elinux/memo-01.pdf

Ältere Sachen aus der Corona Zeit, muss ich noch überarbeiten:

• Kommandozeile (1) elinux/memo-03.pdf

• Kommandozeile (2) elinux/memo-04.pdf

• GPIOs mit libgpiod elinux/memo-07.pdf

2. Treffen

Cross-Compiler / Cross-Compilaton / Teletype / UART Konsole / Terminal-Grösse einstellen mit tput, stty / Programme auf dem BBB in C, Go, Rust, Python / RAM Verbrauch / Kernel Buffer (man dmesg).

• Hausaufgaben

  • Im Labortagebuch nutzen: „Visuals“ (Videos, OBS, Asciinema, Screenshots, …)

  • MELPv3, Kap. 3 lesen („All about Bootloaders“)

  • Mal woanders reinschauen, z.B. in How Linux Works von Brian Ward, Kap. 5.1 - 5.4: „How the Linux Kernel Boots“

    https://cloud.hs-augsburg.de/index.php/s/PcsKgx9atkHnqQL

  • U-Boot Kommandos ausprobieren (BBB)

    Der RPi hat von Haus aus kein U-Boot installiert. Kompilieren sie U-Boot und installieren sie es auf dem RPi. Anleitungen gibt es viele im Netz, z.B.

    https://www.thegoodpenguin.co.uk/blog/build-boot-linux-on-raspberry-pi-3-model-b

3. Treffen

Hausaufgaben:

Machen Sie am besten weiter mit den Übungen in elinux/uebungen. Zum Beispiel Anbindung an Internet mit nmcli, U-Boot kompilieren und Flashen, …

Lesen Sie schon mal das Kap. 4 in MELPv3. Es geht um den Kernel.

4. Treffen

• Mal bootterm testen - https://github.com/wtarreau/bootterm.git. Kann man das auch Cross-Kompilieren für BBB/RPi?

• Kommandozeilen zum Bauen von Cross-Toolchain (ch02) und eigenstaendigem U-Boot (ch03)

  https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/elinux/kurs/2024/elinux-remote/README.md

  U-Boot Meldungen

  https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/elinux/kurs/2024/elinux-remote/ubootmsg-log.txt

• Versionierung ist bei OSS ganz wichtig, mal bei https://semver.org und https://calver.org nachsehen. Guter c’t Artikel zum Thema:

  elinux/ct.2021.24.128_130.Bedeutung-2.0.0.pdf

5. Treffen

• Kernel bauen fuer RPi:

  https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/elinux/kt/kt-139/kt139.pdf

Literaturangaben

Yocto Project

• MELPv3, Kap. 6, zweite Haelfte (Basics)

• MELPv3, Kap. 7 (eigene Layer)

• Tam Hanna, Yocto Tutorial, iX 2/3/4-2015

  • Teil 1 (QEmu) elinux/yocto/ix-2-2015-yocto-1.pdf

  • Teil 2 (RPi) elinux/yocto/ix-3-2015-yocto-2.pdf

  • Teil 3 (Arduino Galileo) elinux/yocto/ix-4-2015-yocto-3.pdf

• Bootlin.com Yocto Training (BeagleBone Black, STM32MP1)

  • https://bootlin.com/training

  • https://bootlin.com/docs

• Phytec Yocto Anleitung (Beispielhafte Anleitung eines Board-Herstellers)

  https://phytec.github.io/doc-bsp-yocto/yocto/kirkstone.html

• Die Yocto Distribution „OpenSTLinux“ für den STM32MP1 (Yocto-basierte Distro des Chip-Herstellers ST Micro https://www.st.com)

  https://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/OpenSTLinux_distribution

• „Golden Image“ bzw. „Binary OS“ vs. Build from Source

  • Bastian Krause, Wie man (k)ein Betriebssystem für Produkte baut, Pengutronix 2021 (mit Video, 45 Min.) https://www.pengutronix.de/de/blog/2021-04-19-wie-man-kein-betriebssystem-fuer-produkte-baut.html

  • Mirza Krak, Linux IoT Development: Adjusting from a Binary OS to the Yocto Project Workflow, elinux/yocto/yocto-lj-300-2019.pdf

Software Update

• Update-Verfahren, MELPv3, Kap. 10

• Artikel aus iX 12.2022 „IoT-Geräte-Updates automatisieren“ elinux/ix.2022.12.IoT-Update.pdf

• Linux Magazin, Kern-Technik #121 (Update Verfahren, RAUC), elinux/kt/kt-121.pdf

  Kern-Technik #122, konkretes RAUC Beispiel elinux/kt/kt-122.pdf

  Siehe auch das Software-Archiv LM_2022-07_064_47348.zip

• SWupdate

  • https://swupdate.org

  • https://github.com/sbabic/swupdate

• fwup https://github.com/fwup-home/fwup

• Mender https://docs.mender.io/3.2

• Balena https://www.balena.io

• hawkBit https://www.eclipse.org/hawkbit

• Blog Eintrag „Fail-Safe (OTA) Field Updating“ https://www.pengutronix.de/en/blog/2021-02-19-showcase-field-updating.html

• Software Updateverfahren (RAUC, SWupdate, fwup), Foliensatz zu RAUC (ELCE22): https://elinux.org/images/d/df/ELCE_2022_RAUC_Evolution_of_an_Update_Framework_Enrico_Joerns.pdf

Testumgebungen

• Tbot https://www.denx.de/project/tbot

• Labgrid https://github.com/labgrid-project/labgrid

• Lava https://www.lavasoftware.org

Real-Time

• MELPv3, Kap. 21, Real-Time Programming

• Artikelsammlung zu Echtzeit unter Linux https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/elinux/rt/index.html

• Servo am BBB1, Foto: elinux-remote-3.jpg (man sieht die Spitze des roten Zeigers in der Kamera).

  Sourcecode dazu: https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/domokun/elinux_demos

• Chris Simmonds, Over and over again: periodic tasks in Linux

  https://www.2net.co.uk/tutorial/periodic_threads

• Carsten Emde, HOWTO: Cyclic execution of a user program function

  https://www.osadl.org/?id=86

• OSADL Howto: Create a latency plot from cyclictest histogram data

  https://www.osadl.org/Create-a-latency-plot-from-cyclictest-hi.bash-script-for-latency-plot.0.html

• Einige Beispielprogramme (VPN!) https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/elinux/material/-/tree/master/timing

Kernel, Kernelmodule, Gerätetreiber

• MELPv3, Kap. 4 (Kernel konfigurieren und kompilieren)

• MELPv3, Kap. 11 (Treiber)

• Quade, Kunst, Kern-Technik im Linux Magazin 11.2020 (Gerätetreiber als Kernelmodul implementieren). kt-112

• Linux Driver Workshop von Johannes Roith auf dem LIT 2024 (https://www.luga.de/static/LIT-2024/), Folien https://www.luga.de/static/LIT-2024/talks/linux_treiber_workshop/, Github https://github.com/Johannes4Linux, Videos https://www.youtube.com/watch?v=x1Y203vH-Dc&list=PLCGpd0Do5-I3b5TtyqeF1UdyD4C-S-dMa — für Raspberry Pi 3; CD4543B Siebensegment-Dekoder.

• Valerie Henson, /dev/hello_world: A Simple Introduction to Device Drivers under Linux, 2007 valerie-henson-device-drivers-hello.pdf

• Derek Molloy, Exploring Beaglebone, Chapter 16: Embedded Kernel Programming https://www.exploringbeaglebone.com/chapter16/index.html, Github https://github.com/derekmolloy/exploringBB.git

• Derek Molloy, Writing a Linux Kernel Module

  • Part 1: https://derekmolloy.ie/writing-a-linux-kernel-module-part-1-introduction

  • Part 2: https://derekmolloy.ie/writing-a-linux-kernel-module-part-2-a-character-device

  • Part 3: https://derekmolloy.ie/kernel-gpio-programming-buttons-and-leds

• Jürgen Quade, Eva-Katharina Kunst, Linux-Treiber entwickeln, 4. Auflage, dpunkt Verlag 2015. https://learning.oreilly.com/library/view/linux-treiber-entwickeln-4th/9781457196669 Verwendet Ubuntu 14.04, Kernel 4.0.3, Rasperry Pi 2.

Sonstiges

• ct.2022-Deutsche-Bahn-Linux-Distro.pdf

• ct.2022.12-RPi-Kct.2022.12-RPi-Kiosk.pdfiosk.pdf

• ct.2021.16.168_169.RPi-mit-RO-Filesystem.pdf

• Vergangene Projekte im Wahlfach Embedded Linux ElinuxProjekte

• Zwei Artikel aus dem Linux Magazin 7.21 und 8.21 zu „Linux From Scratch“ (LFS, https://www.linuxfromscratch.org, Linux-Magazin-LFS-2021, Links dazu: Linux-Magazin-LFS-2021.txt.

  Auch interessant ist das Pi-LFS Projekt von Brandl und Saufler aus dem Jahr 2015: pi-lfs. Der Quelltext ist im Archiv pi-lfs.tar.gz.

• Boot Tracing, Boot Charts, kt-64.pdf

• Device Trees (aktueller Stand, dynamisch, Overlay, …) kt-93.pdf

Übersichten, Quickrefs, etc.

• Tmux Quickref

  https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/pub/tmux/tmux-quickref/index.html

• Freies Buch „LPIC Essentials“

  https://www.tuxcademy.org/product/lxes

• Put yourself in command

  • https://flossmanuals.net

  • https://archive.flossmanuals.net/command-line

• Siehe Infos zum LPIC Vorbereitungskurs https://tha.de/~hhoegl/home/LPIC

• Umfangreiches Schulungsmaterial von Bootlin

  https://bootlin.com/docs

• Schnellreferenzen

  http://www.pixelbeat.org/cmdline.html

  http://www.commandlinefu.com

  https://www.olimex.com/wiki/Linux-Commands (statt ifconfig, route, netstat, iwconfig nun ip und iw verwenden)

• Git Cheat Sheet im Linux-Magazin 7.2024 elinux/git-cheatsheet.pdf

• Bücher von Derek Molloy (Dublin City University)

  Exploring BeagleBone
  https://exploringbeaglebone.com

  Exploring Raspberry Pi https://www.exploringrpi.com

• Bone101 https://beagleboard.github.io/bone101/Support/bone101

• Brian Ward, How Linux Works, 3rd edition, No Starch Press, 2021.

  https://cloud.hs-augsburg.de/index.php/s/PcsKgx9atkHnqQL

• Sehr schönes Embedded Linux Tutorial in fünf Teilen von George Hilliard. Es ist 2019/2020 entstanden und verwendet den Raspberry Zero W.

  https://www.thirtythreeforty.net/series/mastering-embedded-linux

• Dieser Text wird im Buch von Simmonds empfohlen: „SO YOU WANT TO BUILD AN EMBEDDED LINUX SYSTEM?“

  https://jaycarlson.net/embedded-linux

Praktische Embedded Linux Anwendungen

• TSGRain Beregnungssteuerung

  • Kurze Beschreibung elinux/memo-01.pdf

  • Kurzer Übersichtsartikel

    https://www.hs-augsburg.de/Informatik/Eine-moderne-Beregnungssteuerung-fuer-Tennisanlagen

  • Code, Bilder, Schaltplan, Teileliste https://hhoegl.de/tsgrain.html.

• „Eulenfunk“ Internet Radio https://github.com/studentkittens/eulenfunk. Das war ein Projekt im Sommer 2016 von ein paar Master-Studierenden.

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