Le Raspberry Pi est devenu une plateforme incontournable pour le prototypage et le déploiement de projets embarqués, de l’IoT industriel aux systèmes de contrôle. Cette formation de 4 jours vous apprend à construire une distribution Linux personnalisée pour Raspberry Pi avec Buildroot, maîtriser la cross-compilation ARM et déboguer vos applications avec GDB. Vous repartirez avec un système embarqué fonctionnel sur carte microSD.

Public visé

Développeurs.

Objectifs pédagogiques

À l’issue de cette formation, vous serez capable de :

Installer une distribution Linux personnalisée adaptée aux équipements Raspberry Pi via Buildroot

Programme

Jour 1

Présentation

Architecture

Architecture Linux
Les différents éléments d’un système Linux
Le BIOS et le boot
Le boot
Introduction au noyau
La librairie LibC

Init et démons

Inittab et init
Niveau d’exécution
Exemple fichier /etc/inittab
Les différents types de démons

Init et Shell

Les commandes de base et programme
Le Shell
Les gestionnaires de fenêtre
Qt

Licences

Les distributions

Les outils de mise à jour
Organisation du disque
Organisation multi disques
Hiérarchie sur le disque
Répertoire /usr et /var/etc/fstab

Les licences

Objectif
Free vs Open Source
Avertissement
L’objectif
Les formes de licence
Caractéristiques des licences libres
Différences Open Source Licences libres
Les principales licences de logiciels libres

Différences entre les licences

GPL
LGPL
Apache
X11
Eclipse
BSD
Licences sur les contenus

Compilation

Compilation des sources

Vérification d’intégrité
Décompression des sources
Git SVN CVS
Commandes de base CVS/SVN/git
Morphologies des programmes
Rappel mécanisme de compilation
Les Makefiles
Configure
Problèmes de compilation
Les étapes de compilation
Exemples

Les librairies

Le principe des librairies
Librairies statiques vs dynamiques
Librairies dynamiques
Edition de lien
Utilisation des librairies
Installation d’une librairie sous Debian

La librairie LibC

Glibc
Uclibc
Eglibc
Dietlibc
Newlib

Jour 2

Le noyau

Présentation

Versions
Les sources
Configuration du noyau
Module / Kernel / None
Avantages / désavantages des modules
Commandes sur les modules

Configuration

Make xconfig
Make gconfig
Make menuconfig
Make nconfig
Autres possibilités
Les options de compilation du noyau
Options de compilation (fin)
Dépendances des options
Select
Les patches
Niveaux de patch

Options de compilation

La compilation
Exercice : compiler un noyau
Installation du noyau
Installation des modules
Disque minimal en RAM
Fichier config

Busybox

Busybox : présentation
Busybox : configuration
Les commandes Busybox
Ajouter des commandes à Busybox
Finalisation d’ajout d’une commande

Raspberry

Architecture ARM

Les processeurs ARM
Quelques termes à connaître
Les familles de processeurs ARM
Les processeurs ARM9 et ARM10
Les Cortex

Présentation de la carte

Les cartes Raspberry
Carte Raspberry PI 2
Légendes
OS disponibles

Installation de base

Principe d’installation
Copie de Raspbian sur la carte

Compilation croisée

Présentation

Compilation croisée
Machine hôte
Les compilateurs C et C++
Contenu d’une chaîne croisée
Les binutils
Les librairies de traitement mathématique
Les entêtes du noyau

Compilation du compilateur

Chaîne de compilation croisée
Alternatives à la compilation croisée
Les chaînes précompilées
Les chaînes de fabrication de cross compilateurs
Les composants de la chaîne
Processus de fabrication de la chaîne soi-même

Jour 3

Buildroot

Présentation

Utilisation de Buildroot
Schéma de principe
Aide
Buildroot : principe
Paquetages nécessaires à Buildroot
Compilation de Buildroot
Les paramètres qu’on peut ajouter

Utilisation

Exécution
Les fichiers générés
Les fichiers .config
Utiliser la Toolchain générée
Utiliser une chaîne de compilation externe

Installation de la distribution

Préparation de la carte Micro SD
Agrandir la partition à toute la mémoire SD
Divers problèmes classiques
Le fichier de configuration du lanceur de la Raspberry

Jour 4

Customisation

Services supplémentaires

Connexion sécurisée avec SSH et transferts de fichiers par SCP
Serveur httpd de Busybox
Ajout d’utilisateurs
Ajout de programmes spécifiques
Exécution de commandes ShellScript avant la génération de l’image
Sed : édition d’un fichier

Paramètres spécifiques

Clavier français
Configuration de l’ordonnanceur
Exemples lignes cron
Fichier dtb - uboot - qemu
qemu
Compiler Buildroot pour qemu

Le kit Raspberry dans QtCreator

Ajout de la chaîne de compilation dans QtCreator
Ajout du device Raspberry
Debug croisé avec la Raspberry
Connaître la plateforme destination dans le fichier pro
CMake avec Buildroot

Les fonctions de GDB

Techniques de débugage

Présentation de gdb
Savoir si un exécutable est compilé en mode débug
Principe gdb
Les commandes pas à pas

Affichage des variables

Modification du contexte
Print variable
Autres affichages

Les points d’arrêt

GDB : point d’arrêt
Breakpoint - watchpoints - catchpoints
Watchpoint
Gestion des points d’arrêt
Break avec liste de commandes
Printf dynamique
La pile d’appel

Débugage à distance

Débugage du core via Eclipse
Débug croisé
Installation sur l’équipement distant
Mise en route sur l’équipement host
Remarques sur le débug croisé
Mise en oeuvre sur Eclipse

Travaux pratiques

Récupérer les sources du jeu Extrême Tux Racer Pro et le compiler
Construction de la librairie glibc
Compiler le noyau Linux
Compiler Busybox
Installation d’une image Raspberry PI prête à l’emploi
Fabrication d’une Image avec compilation automatique des programmes
Fabrication d’une Imageqemu avec compilation automatique des programmes

Modalités d’évaluation des acquis

En cours de formation, par des travaux pratiques. En fin de formation, par un questionnaire d’auto-évaluation.

Voir aussi

Vous serez peut-être intéressés par les formations suivantes :

Formation SYS-RASPI-100 — Raspberry Pi - Applications embarquées. Domaine : Systèmes. Niveau : Initiation. Durée : 4 jours (28 heures). Mots-clés : raspberry-pi, linux, embarqué, buildroot, arm. Cylian Formation, Dijon.