Embedded Linux Lernen Mit Dem Raspberry Pi
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Embedded Linux lernen mit dem Raspberry Pi
Im Bereich eingebetteter Systeme ist Linux weit verbreitet. Und in Kombination mit der Embedded-Plattform Raspberry Pi bildet es ein optimales Gespann, um sich praxisorientiert Kenntnisse und Techniken anzueignen, die für die Entwicklung eingebetteter Systeme notwendig sind. Dieses einführende Lehr- und Arbeitsbuch beschreibt daher Aufbau, Konzeption und Realisierung eingebetteter Linux-Systeme am Beispiel des Raspberry Pi. Zahlreiche Beispiele sowie Tipps und Tricks machen das Thema anschaulich und erleichtern die Umsetzung in die Praxis. Nach der erfolgreichen Lektüre können Sie - einfache eingebettete System planen und realisieren - eine Cross-Entwicklungsumgebung im Rahmen einer Host-Target-Entwicklung aufsetzen - Systemsoftware konfektionieren und zu einem Embedded-Linux-Gesamtsystem zusammenbauen - die Einschränkungen bei der Applikationserstellung im Umfeld eingebetteter System einschätzen und Anwendungssoftware erstellen - den grundlegenden Aufbau von Treibersoftware nachvollziehen und einfache Treiber programmieren - die Anforderungen an Security verstehen und durch geeignete Techniken gewährleisten. Vom Systemanwender zum Systementwickler: Während die meisten Bücher rund um den Raspberry Pi zeigen, wie Sie vorhandene Systemsoftware einsetzen und für Ihre Anwendung nutzen, entwickeln Sie mit diesem Mitmach-Buch ein optimal auf Ihre eigenen Bedürfnisse angepasstes Embedded Linux!
Embedded Linux mit dem Raspberry Pi
"Embedded Linux mit dem Raspberry Pi" zeigt den Einsatz von Linux auf der populären Hardware-Plattform Raspberry Pi. Der Untertitel „für Ein- und Umsteiger“ soll gleichzeitig verdeutlichen, an wen als Leser mit diesem Buch primär gedacht ist. Hier geht es nicht um Linux als alternatives Betriebssystem für den PC, sondern den Einsatz von Linux in einem Embedded System und um das Embedded System selbst. Die Komplexität heutiger Anforderungen an Elektronikkomponenten ist an vielen Stellen mit den klassischen Konzepten um Mikrocontroller kaum umsetzbar. Hinzu kommt der Preiszerfall in diesem Sektor, der für den Einsatz leistungsfähiger 32-Bit-Mikrocontroller, wie ARM- oder Cortex-Derivate, spricht. Während die leistungsschwächeren (8-Bit-) Mikrocontroller meist ohne Betriebssystem betrieben wurden, kommt man bei den 32-Bit-Mikrocontrollern kaum noch um den Einsatz eines Betriebssystems herum. Das Betriebssystem bietet Schnittstellentreiber, Dateisystem, Multi-Threading u.a. und übernimmt damit wiederkehrenden Aufgaben, für die stabile Softwarekomponenten zur Verfügung stehen. Leistungsfähige und schlanke Linux-Derivate können heute auch auf einfacheren Prozessoren eingesetzt werden und sind frei verfügbar. Die verwendete Linux-Distribution Raspbian stellt einen grafischen Desktop zur Verfügung, der hier aber nicht von primärem Interesse ist. Unser primäres Userinterface hier ist klassisch die Kommandozeile, wie sie vielen Mikrocontroller-Programmierern aus deren Projekten als Terminal-Schnittstelle bekannt ist. Ein grafisches Userinterface ist für viele geschlossene Embedded Systems (deeply embedded) ohnehin nicht erforderlich, oder kann durch ein Web-Interface ersetzt werden. Mit dem Einsatz von Linux in einem Embedded System kommt eine Reihe von neuen Ansätzen auf den Umsteiger aus der konventionellen Mikrocontrollerwelt zu, mit denen wir uns hier erst einmal auseinandersetzen werden. Alle gelisteten Quelltexte und einige Erläuterungen sind unter SourceForge abgelegt (http://sourceforge.net/projects/raspberrypisnip/). Zum Buch existiert ausserdem eine Webseite http://www.ckuehnel.ch/Raspi-Buch.html.
Linux-Treiber entwickeln
Dieses Buch bietet eine systematische Einführung in die Kernelprogrammierung und in die Entwicklung von Gerätetreibern unter Linux - angefangen bei den Grundlagen bis hin zu speziellen Treibern und Techniken. Die innerhalb des Kernels nutzbaren Technologien werden umfassend vermittelt und mit vielen wiederverwertbaren Codebeispielen illustriert. Behandelt werden unter anderem: • die Architektur des Linux-Betriebssystems • die Programmierung von Tasklets, Kernel-Threads, Workqueues und hochauflösenden Timern • die Sicherung kritischer Abschnitte • effiziente Speicherverwaltung (Objekt-Caching) • die Systemintegration des Treibers (Proc-, Sysund Device-Filesystem) • das Kernel Build System • professionelle Hardwareanbindung für den Raspberry Pi • Green-Computing (Stromsparmodi) • Realzeitaspekte • spezielle Treiber (u.a. GPIO, I2C, PCI, USB, Blockgeräte) Hilfreich für die praktische Arbeit sind außerdem Programmiertricks erfahrener Kernelhacker, Code Templates als Ausgangspunkt für eigene Entwicklungen, ein eigenes Kapitel zum Entwurf guter und performanter Treiber sowie ein Anhang mit detaillierten Beschreibungen von mehr als 700 internen Kernelfunktionen. Das Buch richtet sich an Entwickler, Kernelhacker und Linux-Interessierte mit guten Programmierkenntnissen in der Sprache C. Einsteiger in Kernelprogrammierung, in Treiberentwicklung (und in Linux) erhalten eine praxisorientierte Einführung in das Thema. Profis, wie Entwickler eingebetteter Systeme, werden es auch als wertvolles Nachschlagewerk für die tägliche Arbeit einsetzen. Die 4. Auflage ist durchgehend auf den Stand des Kernels 4 aktualisiert worden. Ergänzt wurden Themen wie Cross-Entwicklung, Device Tree, GPIO, I2C und SPI sowie die Kernelcode-Entwicklung für eingebettete Systeme, insbesondere für den Raspberry Pi.