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E-Book

Embedded Linux lernen mit dem Raspberry Pi

Linux-Systeme selber bauen und programmieren

AutorJürgen Quade
Verlagdpunkt
Erscheinungsjahr2014
Seitenanzahl306 Seiten
ISBN9783864915093
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis23,99 EUR
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!

Jürgen Quade studierte Elektrotechnik an der TU München. Danach arbeitete er dort als Assistent am Lehrstuhl für Prozessrechner (heute Lehrstuhl für Realzeit-Computersysteme), promovierte und wechselte später in die Industrie, wo er im Bereich Prozessautomatisierung bei der Softing AG tätig war. Heute ist Jürgen Quade Professor an der Hochschule Niederrhein, wo er u.a. das Labor für Echtzeitsysteme betreut. Seine Schwerpunkte sind Echtzeitsysteme, Embedded Linux, Rechner- und Netzwerksicherheit sowie Open Source. Als Autor ist er vielen Lesern über das dpunkt-Buch 'Linux-Treiber entwickeln' und die regelmäßig erscheinenden Artikel der Serie 'Kern-Technik' im Linux-Magazin bekannt.

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Blick ins Buch
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhaltsverzeichnis7
1 Einleitung11
2 Gut zu wissen19
2.1 Die Architektur eingebetteter Systeme21
2.1.1 Hardware21
2.1.2 Software24
2.1.3 Auf dem Host für das Target entwickeln29
2.2 Arbeiten mit Linux31
2.2.1 Die Shell33
2.2.2 Die Verzeichnisstruktur34
2.2.3 Editor35
2.3 Erste Schritte mit dem Raspberry Pi36
2.3.1 System aufspielen37
2.3.2 Startvorgang39
2.3.3 Einloggen und Grundkonfiguration40
2.3.4 Hello World: Entwickeln auf dem Raspberry Pi40
3 Embedded von Grund auf43
3.1 Der Linux-Kernel44
3.2 Das Userland51
3.2.1 Systemebene53
3.2.2 Funktionsbestimmende Applikationen69
3.3 Cross-Development für den Raspberry Pi74
3.3.1 Cross-Generierung Kernel74
3.3.2 Cross-Generierung Userland77
3.3.3 Installation auf dem Raspberry Pi81
3.4 Bootloader »Das U-Boot«86
3.4.1 Kernel von der SD-Karte booten90
3.4.2 Netzwerk-Boot94
3.5 Initramfs: Filesystem im RAM96
4 Systembuilder Buildroot105
4.1 Überblick105
4.2 Buildroot-Praxis109
4.2.1 Installation auf der SD-Karte111
4.2.2 Netzwerk-Boot per U-Boot114
4.3 Systemanpassung120
4.3.1 Postimage-Skript121
4.3.2 Postbuild-Skript123
4.4 Eigene Buildroot-Pakete141
4.4.1 Grundstruktur141
4.4.2 Praxis147
4.5 Hinweise zum Backup151
5 Anwendungsentwicklung153
5.1 Cross-Development154
5.2 Basisfunktionen der eingebetteten Anwendungsprogrammierung157
5.2.1 Modularisierung158
5.2.2 Realzeitaspekte160
5.3 Hardwarezugriffe165
5.3.1 Systemcalls für den Hardwarezugriff166
5.3.2 GPIO-Zugriff über das Sys-Filesystem172
6 Gerätetreiber selbst gemacht177
6.1 Einführung in die Treiberprogrammierung178
6.1.1 Grundprinzip179
6.1.2 Aufbau eines Gerätetreibers180
6.1.3 Generierung des Gerätetreibers183
6.2 Schneller GPIO-Treiberzugriff186
6.2.1 Digitale Ausgabe187
6.2.2 Digitale Eingabe195
6.2.3 Programmierhinweise zum Hardwarezugriff202
7 Embedded Security207
7.1 Härtung des Systems209
7.1.1 Firewalling210
7.1.2 Intrusion Detection and Prevention222
7.1.3 Rechtevergabe223
7.1.4 Ressourcenverwaltung229
7.1.5 Entropie-Management234
7.1.6 ASLR und Data Execution Prevention235
7.2 Entwicklungsprozess236
7.3 Secure-Application-Design239
7.3.1 Sicherheitsmechanismen in der Applikation240
7.3.2 Least Privilege241
7.3.3 Easter Eggs243
7.3.4 Passwortmanagement243
7.3.5 Verschlüsselung245
7.3.6 Randomisiertes Laufzeitverhalten246
8 Ein komplettes Embedded-Linux-Projekt247
8.1 Hardware: Anschluss des Displays248
8.2 Software250
8.3 Systemintegration259
Anhänge267
A Crashkurs Linux-Shell269
A.1 Elementare Kommandos zur Dateiverwaltung271
A.2 Systemkommandos274
A.3 Grundlegende Befehle zum Netzwerkmanagement277
B Crashkurs vi279
C Git im Einsatz283
C.1 Unterschiedliche Git-Bereiche283
C.2 Dateizustände284
C.3 Änderungen anzeigen285
C.4 Branching und Merging285
C.5 Remote-Repository286
D Die serielle Schnittstelle289
Literaturverzeichnis293
Stichwortverzeichnis297
www.dpunkt.de1

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