٪85 تخفیف

دانلود کتاب آموزشی Yocto Project for Embedded Linux جلد اول

دسته‌بندی: برچسب: تاریخ به روز رسانی: 6 دی 1404 تعداد بازدید: 832 بازدید
ویژگی های محصول: پشتیبانی واتساپ

قیمت اصلی: ۲,۰۰۰,۰۰۰ تومان بود.قیمت فعلی: ۳۰۰,۰۰۰ تومان.

torobpay
هر قسط با ترب‌پی: ۷۵,۰۰۰ تومان
۴ قسط ماهانه. بدون سود، چک و ضامن.

دوره آموزشی Yocto Project for Embedded Linux به طور خاص بر یادگیری ابزارها و فرآیندهای مرتبط با پروژه Yocto متمرکز است. این پروژه یکی از ابزارهای قدرتمند برای ایجاد سیستم‌های لینوکس سفارشی در سیستم‌های امبدد است. سرفصل‌های رایج این دوره عبارت‌اند از:


بخش 1. مقدمه‌ای بر Yocto Project

 

فصل 1. تاریخچه و اهداف پروژه Yocto

  • تاریخچه Yocto:
    • معرفی Yocto Project و تاریخچه ایجاد آن
    • دلایل ایجاد Yocto و اهداف اولیه
    • رشد Yocto و پذیرش آن در صنعت
  • اهداف پروژه Yocto:
    • تسهیل ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس برای سیستم‌های امبدد
    • ارائه ابزاری قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای توسعه‌دهندگان
    • کاهش پیچیدگی در فرآیند توسعه و ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی

فصل 2. مزایای استفاده از Yocto برای توسعه لینوکس امبدد

  • انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی:
    • امکان ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی با توجه به نیازهای خاص
    • انتخاب دقیق بسته‌های نرم‌افزاری و قابلیت‌های هسته
  • سفارشی‌سازی عملکرد و مصرف منابع:
    • بهینه‌سازی سیستم‌عامل برای کاربردهای خاص
    • کاهش سایز تصویر نهایی سیستم عامل
  • پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف:
    • پشتیبانی از معماری‌های مختلف مانند ARM، x86، MIPS، PowerPC و غیره
  • مدیریت نسخه و تطابق با پروژه‌ها:
    • توانایی ساخت نسخه‌های مختلف از سیستم‌عامل برای پروژه‌های مختلف
    • مدیریت به‌روز‌رسانی‌ها و تغییرات در ساختار سیستم

فصل 3. معرفی اجزای اصلی Yocto

  • BitBake:
    • تعریف و کارکرد BitBake به عنوان سیستم ساخت Yocto
    • نحوه استفاده از BitBake برای ساخت و پیکربندی توزیع‌ها
  • OpenEmbedded:
    • آشنایی با OpenEmbedded به عنوان یک لایه پایه در Yocto
    • رابطه OpenEmbedded با Yocto و نقش آن در مدیریت بسته‌ها و توزیع‌ها
  • Metadata:
    • مفهوم Metadata در Yocto Project و اهمیت آن
    • بررسی فایل‌های دستورالعمل (Recipes) و فایل‌های پیکربندی (Configuration files)
    • نحوه مدیریت و توسعه Metadata برای پیکربندی سیستم‌های سفارشی

بخش 2. نصب و تنظیمات اولیه Yocto

 

فصل 1. آماده‌سازی محیط توسعه (Host Machine)

  • بررسی نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای نصب Yocto
  • سیستم‌عامل‌های پشتیبانی‌شده (معمولاً لینوکس‌های مبتنی بر توزیع‌های Ubuntu یا Fedora)
  • پیکربندی سیستم‌عامل میزبان برای استفاده از Yocto
  • نصب ابزارهای توسعه ضروری (مانند GCC، Git، Python، و غیره)

فصل 2. پیش‌نیازهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری

  • نصب ابزارهای مورد نیاز:
    • Git: برای مدیریت مخازن کد Yocto
    • BitBake: سیستم ساخت Yocto
    • Bash: برای اسکریپت‌های شل
    • gcc، make، bison و دیگر ابزارهای کمپایلر
  • بررسی پیش‌نیازهای سخت‌افزاری:
    • فضای دیسک مورد نیاز برای ذخیره‌سازی منابع Yocto
    • حداقل منابع حافظه و پردازنده برای سیستم میزبان

فصل 3. دانلود و پیکربندی Yocto Project

  • دانلود Yocto Project از مخازن رسمی (git.yoctoproject.org)
  • پیکربندی اولیه مخازن Yocto و OpenEmbedded
  • تعیین نسخه مناسب Yocto برای پروژه‌های خاص
  • آماده‌سازی ابزارهای لازم برای پیکربندی و اجرای مراحل ساخت

فصل 4. بررسی ساختار دایرکتوری Yocto

  • آشنایی با ساختار دایرکتوری‌های پروژه Yocto
    • meta (لایه‌ها)
    • poky (مجموعه ابزار اصلی Yocto)
    • build (دایرکتوری ساخت که تصاویر و بسته‌ها در آن ساخته می‌شوند)
    • conf (پیکربندی‌ها)
  • شناسایی و درک محتوای دایرکتوری‌های اصلی
  • توضیح در مورد فایل‌های مهم مثل local.conf و bblayers.conf

فصل 5. آماده‌سازی محیط برای اولین Build

  • ایجاد یک دایرکتوری ساخت جدید با استفاده از دستور yocto یا bitbake
  • پیکربندی local.conf برای تنظیمات اولیه مانند معماری هدف، حافظه و پردازنده
  • تنظیمات اولیه برای لایه‌ها و انتخاب ماشین هدف
  • ساخت اولین تصویر پایه با دستور bitbake

فصل 6. تنظیمات وابستگی‌ها

  • بررسی و نصب وابستگی‌های اضافی برای محیط‌های توسعه خاص
  • معرفی ابزارهایی مانند repo برای مدیریت منابع بزرگ
  • رفع مشکلات شایع در نصب و پیکربندی Yocto

فصل 7. حل مشکلات رایج نصب و پیکربندی

  • شناسایی و رفع مشکلات نصب ابزارها
  • حل مشکلات مربوط به دسترسی به منابع و مخازن
  • بررسی خطاهای رایج در زمان ساخت Yocto و رفع آن‌ها

بخش 3. آشنایی با BitBake

 

فصل 1. مقدمه‌ای بر BitBake

  • مفهوم BitBake و نقش آن در Yocto Project
  • تفاوت‌ها و شباهت‌های BitBake با سایر سیستم‌های ساخت مانند Make یا CMake
  • نحوه تعامل BitBake با OpenEmbedded و Yocto

فصل 2. ساختار BitBake

  • آشنایی با فایل‌های اصلی BitBake: recipes, layers, bbappend
  • معرفی فایل‌های متا‌دیتا (.bb, .bbclass, .conf)
  • سلسله‌مراتب ساخت و نحوه استفاده از فایل‌های BitBake

فصل 3. دستورات و دستورالعمل‌های BitBake

  • اصول اولیه دستورات BitBake و نحوه استفاده از آن‌ها
  • دستورات اصلی مانند bitbake, bitbake-layers, bitbake -c menuconfig
  • ایجاد و اجرای دستورات سفارشی

فصل 4. نوشتن دستورالعمل‌ها (Recipes)

  • مفهوم دستورالعمل (Recipe) و ساختار آن
  • نحوه نوشتن دستورالعمل برای بسته‌های نرم‌افزاری
  • مثال‌هایی از دستورالعمل‌های ساده و پیچیده
  • تعاریف متغیرها و استفاده از متا‌دیتا در دستورالعمل‌ها
  • استفاده از فایل‌های recipes برای توصیف بسته‌ها

فصل 5. مدیریت متا‌دیتا (Metadata) در BitBake

  • مفهوم متا‌دیتا و نحوه تعریف آن در BitBake
  • مدیریت وابستگی‌ها و اولویت‌ها در BitBake
  • تنظیمات متا‌دیتا برای پروژه‌های خاص و لایه‌های سفارشی

فصل 6. تست و عیب‌یابی دستورات BitBake

  • استفاده از bitbake -e برای بررسی متغیرها و اطلاعات محیطی
  • تحلیل خطاهای معمول و نحوه برطرف کردن آن‌ها
  • بررسی لاگ‌های ساخت و نحوه خواندن گزارش‌ها
  • استفاده از دستور bitbake -c compile برای ساخت و آزمایش دستورات

فصل 7. پیکربندی و سفارشی‌سازی دستورالعمل‌ها

  • پیکربندی و تغییر دستورالعمل‌ها برای نیازهای خاص
  • افزودن پچ‌ها (Patch) به دستورالعمل‌ها
  • مدیریت نسخه‌های مختلف و به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها

فصل 8. کار با لایه‌ها (Layers)

  • نقش لایه‌ها در BitBake و Yocto
  • ایجاد لایه‌های سفارشی برای پروژه‌ها
  • مدیریت لایه‌ها و تنظیمات آن‌ها
  • نحوه اضافه کردن لایه‌ها به پروژه Yocto و BitBake

فصل 9. کار با BitBake در محیط‌های چندگانه

  • نحوه استفاده از BitBake برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف
  • پیکربندی چندین ماشین هدف (Target Machines) در BitBake
  • مدیریت ساخت‌های چندگانه و وابستگی‌ها در پروژه‌های بزرگ

فصل 10. آزمون و بهینه‌سازی ساخت‌های BitBake

  • ابزارهای برای تسریع فرآیند ساخت (Cache، Sstate)
  • استفاده از bitbake -k برای مدیریت خطاهای غیر‌بحرانی
  • بهینه‌سازی زمان ساخت با استفاده از متا‌دیتا

بخش 4. ساخت سیستم‌عامل لینوکس

 

فصل 1. مفاهیم کلی ساخت سیستم‌عامل لینوکس با Yocto

  • مقدمه‌ای بر فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس
  • ارتباط بین تصاویر لینوکس و توزیع‌های سفارشی
  • معماری سیستم ساخت Yocto و نحوه تعامل اجزای مختلف

فصل 2. ساخت یک تصویر لینوکس با Yocto

  • انتخاب توزیع مناسب (مثلاً Poky، اوبونتو و…)
  • تنظیمات پیش‌فرض و آماده‌سازی محیط ساخت
  • بررسی متغیرهای پیکربندی مربوط به ساخت تصویر

فصل 3. تعریف و سفارشی‌سازی Root Filesystem

  • معرفی مفهوم Root Filesystem در سیستم‌عامل‌های لینوکس
  • سفارشی‌سازی RootFS برای نیازهای خاص پروژه
  • اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی‌ها به RootFS

فصل 4. اضافه کردن و پیکربندی بسته‌ها به سیستم

  • نحوه اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری (Package) به پروژه
  • استفاده از Yocto برای پیکربندی بسته‌ها و مخازن بسته‌ها
  • مدیریت و نصب بسته‌ها از طریق سیستم‌های ساخت Yocto

فصل 5. پیکربندی اجزای سیستم (Kernel, U-Boot, RootFS)

  • سفارشی‌سازی هسته لینوکس (Kernel) برای سیستم هدف
  • اضافه کردن پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به هسته
  • پیکربندی و اصلاح Bootloader (مانند U-Boot)

فصل 6. ایجاد و پیکربندی ایمیج برای معماری‌های مختلف

  • پشتیبانی از معماری‌های مختلف (ARM، x86، MIPS و …)
  • تنظیمات مربوط به معماری هدف (Target Architecture)
  • بررسی ویژگی‌های خاص معماری در مراحل ساخت ایمیج

فصل 7. مراحل ساخت و تست ایمیج

  • اجرای فرآیند ساخت و پیگیری مراحل مختلف آن
  • آنالیز Log‌های ساخت و شناسایی مشکلات رایج
  • اجرای تست‌های اولیه بر روی ایمیج ساخته شده (تست Boot, Testing در محیط واقعی)

فصل 8. مفاهیم Sstate-cache و Cache Management

  • توضیح مفهوم Sstate-cache و نحوه کارکرد آن
  • بهینه‌سازی زمان ساخت با استفاده از Cache
  • مدیریت Cache برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده

فصل 9. پیکربندی و نصب ایمیج ها بر روی دستگاه هدف

  • تولید ایمیج های مناسب برای بارگذاری روی سخت‌افزار هدف
  • بارگذاری و نصب سیستم عامل بر روی دستگاه‌های امبدد
  • عیب‌یابی مشکلات در فرآیند نصب و راه‌اندازی

فصل 10. ایجاد ایمیج های خاص برای توسعه

  • تولید ایمیج های سفارشی برای توسعه‌دهندگان
  • آماده‌سازی محیط توسعه برای پشتیبانی از تیم‌های مختلف
  • استفاده از SDK‌ها برای تسهیل فرآیند توسعه

بخش 5. پیکربندی و سفارشی‌سازی

 

فصل 1. پیکربندی ویژگی‌های هسته لینوکس

  • تنظیمات پیش‌فرض هسته لینوکس در Yocto
  • اعمال تغییرات به پیکربندی هسته (Kernel Configuration)
  • استفاده از menuconfig برای سفارشی‌سازی هسته
  • تنظیمات امنیتی و عملکردی هسته
  • معرفی تنظیمات مختلف هسته برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف

فصل 2. تغییر و اضافه کردن پچ (Patch) به هسته

  • مفهوم پچ‌ها و کاربرد آن‌ها در سفارشی‌سازی هسته
  • نحوه ایجاد، اضافه کردن و اعمال پچ‌ها به هسته
  • استفاده از bitbake برای اضافه کردن پچ‌ها
  • چگونگی مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها برای به‌روزرسانی‌های بعدی

فصل 3. سفارشی‌سازی Bootloader (مانند U-Boot)

  • معرفی Bootloader و اهمیت آن در راه‌اندازی سیستم
  • سفارشی‌سازی U-Boot برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص
  • پیکربندی پارامترهای مربوط به بوت (Boot Parameters)
  • اضافه کردن و پیکربندی گزینه‌های Boot در Yocto
  • حل مشکلات رایج هنگام سفارشی‌سازی Bootloader

فصل 4. تعریف و تغییر ماشین هدف (Target Machine)

  • تعریف Target Machine در Yocto و نقش آن در ساخت سیستم
  • تغییر ویژگی‌های ماشین هدف (Target Configuration)
  • پیکربندی سخت‌افزار خاص ماشین هدف (مثل پشتیبانی از پردازنده خاص، تنظیمات حافظه، و غیره)
  • استفاده از ماشین‌های هدف از پیش تعریف شده و سفارشی‌سازی آن‌ها
  • تنظیمات مربوط به پردازنده‌ها، سخت‌افزار جانبی، و ورودی/خروجی‌ها

فصل 5. سفارشی‌سازی ساختار فایل سیستم (Root Filesystem)

  • پیکربندی سیستم فایل روت (Root FS)
  • تغییرات در دایرکتوری‌ها، فایل‌ها و ساختار سیستم فایل
  • اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی فایل‌های ضروری برای سیستم هدف
  • پیکربندی دیسک و حافظه برای سیستم‌های کم‌مصرف

فصل 6. سفارشی‌سازی درایورها و ماژول‌ها

  • پیکربندی و افزودن درایورها برای سخت‌افزارهای خاص
  • نصب و فعال‌سازی ماژول‌های لینوکس در ساخت Yocto
  • بررسی و تنظیم ماژول‌های هسته برای بهینه‌سازی عملکرد

فصل 7. پیکربندی دستورات Boot Time و Init

  • تنظیمات مربوط به زمان بوت و نحوه بارگذاری سیستم
  • سفارشی‌سازی فرآیندهای Boot برای صرفه‌جویی در زمان و منابع
  • اضافه کردن یا تغییر فایل‌های init برای شروع سرویس‌های مختلف پس از بوت
[cdb_course_lessons title=”بخش 1. مقدمه‌ای بر Yocto Project”][cdb_course_lesson title=”فصل 1. تاریخچه و اهداف پروژه Yocto”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”تاریخچه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]

معرفی Yocto Project و تاریخچه ایجاد آن

Yocto Project یک پروژه متن باز است که برای ایجاد توزیع‌های لینوکسی سفارشی برای سیستم‌های جاسازی‌شده طراحی شده است. این پروژه در سال ۲۰۱۰ توسط گروهی از توسعه‌دهندگان و مهندسان در شرکت‌ها و سازمان‌های مختلف آغاز شد و هدف اصلی آن ارائه ابزاری برای ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی برای دستگاه‌های مبتنی بر معماری‌های مختلف پردازشی بود.

Yocto بر اساس ابزارهایی مانند OpenEmbedded ساخته شده است، که خود به عنوان یکی از پروژه‌های بزرگ و مهم برای ایجاد توزیع‌های لینوکسی برای سیستم‌های جاسازی‌شده شناخته می‌شود. Yocto به کاربران این امکان را می‌دهد که توزیع‌های لینوکسی سفارشی بسازند و برای دستگاه‌های خاص خود، که ممکن است منابع محدودی مانند حافظه، پردازنده و فضای ذخیره‌سازی داشته باشند، مناسب‌ترین نسخه از هسته لینوکس و نرم‌افزارهای مورد نیاز را انتخاب کنند.

Yocto Project به سرعت توانست جایگاه ویژه‌ای در دنیای توسعه سیستم‌عامل‌های جاسازی‌شده پیدا کند و اکنون یکی از ابزارهای اصلی در صنعت سیستم‌های جاسازی‌شده است.

دلایل ایجاد Yocto و اهداف اولیه

قبل از ظهور Yocto، توسعه‌دهندگان سیستم‌عامل‌های لینوکسی برای سیستم‌های جاسازی‌شده با چالش‌های متعددی مواجه بودند. ساخت توزیع‌های سفارشی لینوکسی برای دستگاه‌های جاسازی‌شده اغلب پیچیده و زمان‌بر بود، و فرآیندهایی مانند پیکربندی، بسته‌بندی، و به‌روزرسانی نرم‌افزار به صورت دستی انجام می‌شد. در نتیجه، ایجاد و نگهداری از توزیع‌های لینوکسی برای سیستم‌های جاسازی‌شده به‌ویژه در مقیاس‌های بزرگ، به کاری دشوار و پرهزینه تبدیل شده بود.

اهداف اولیه Yocto عبارت بودند از:

  1. اتوماسیون فرآیندهای ساخت: Yocto Project ابزاری را ارائه داد که به طور خودکار فرآیند ساخت و ایجاد توزیع‌های سفارشی را تسهیل می‌کند، به این معنی که توسعه‌دهندگان دیگر مجبور نبودند هر بار از ابتدا شروع کنند.
  2. پشتیبانی از انواع معماری‌ها: یکی از اهداف اصلی Yocto فراهم آوردن پشتیبانی از معماری‌های مختلف پردازشی مانند ARM، x86، MIPS و PowerPC بود تا بتوان از آن برای دستگاه‌های مختلف با سخت‌افزارهای متفاوت استفاده کرد.
  3. سادگی و انعطاف‌پذیری: Yocto با هدف ایجاد ابزاری ساده اما انعطاف‌پذیر طراحی شد که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا سیستم‌عامل‌هایی با قابلیت‌ها و ویژگی‌های سفارشی بسازند، بدون اینکه نیاز به صرف وقت زیاد برای تنظیمات و تغییرات دستی در کدهای مختلف باشد.
  4. دسترس‌پذیری منابع باز: Yocto Project به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که از ابزارها و پکیج‌های مختلفی که در فضای متن باز هستند استفاده کنند. این دسترسی به منابع باز کمک می‌کند تا هزینه‌های توسعه کاهش یابد و بتوان از تجربیات جامعه‌های بزرگ متن باز بهره برد.
  5. پشتیبانی از ماشین‌های جاسازی‌شده: یکی دیگر از اهداف Yocto این بود که برای ایجاد سیستم‌عامل‌های سفارشی برای دستگاه‌های جاسازی‌شده با منابع محدود طراحی شود. دستگاه‌هایی که ممکن است نیاز به بهینه‌سازی‌های خاصی در زمینه مصرف انرژی، فضای ذخیره‌سازی و پردازش داشته باشند.

رشد Yocto و پذیرش آن در صنعت

Yocto Project پس از معرفی و انتشار اولیه، به سرعت در صنعت سیستم‌های جاسازی‌شده مورد توجه قرار گرفت. برخی از دلایل اصلی این رشد و پذیرش شامل موارد زیر است:

  1. پشتیبانی از دستگاه‌های متنوع: Yocto از ابتدا با هدف پشتیبانی از دستگاه‌های مختلف و طیف وسیعی از سخت‌افزارها طراحی شده بود. این انعطاف‌پذیری باعث شد که Yocto به ابزاری محبوب برای صنایع مختلف مانند اینترنت اشیاء (IoT)، خودروسازی، مخابرات، الکترونیک مصرفی و دستگاه‌های پزشکی تبدیل شود.
  2. جامعه بزرگ و فعال: Yocto Project به دلیل برخورداری از جامعه‌ای بزرگ و فعال توانست به سرعت به رشد خود ادامه دهد. توسعه‌دهندگان از سراسر جهان با به اشتراک‌گذاری تجربیات و بهبودهای خود، این پروژه را به یکی از مهم‌ترین پروژه‌های متن‌باز در زمینه سیستم‌های جاسازی‌شده تبدیل کردند.
  3. پشتیبانی از استانداردهای صنعتی: Yocto به طور مداوم در تلاش است که با استانداردهای صنعتی هماهنگ باشد. این امر باعث شده تا Yocto در صنایع مختلف به عنوان یک استاندارد شناخته شود. به عنوان مثال، در صنعت خودرو، استانداردهایی مانند Automotive Grade Linux (AGL) از Yocto Project برای توسعه سیستم‌عامل‌های مخصوص خودرو استفاده می‌کنند.
  4. پشتیبانی از ابزارهای قدرتمند و به‌روزرسانی‌های منظم: Yocto به طور مرتب به‌روزرسانی‌هایی ارائه می‌دهد که ویژگی‌های جدید را معرفی می‌کند و مشکلات را رفع می‌کند. این به‌روزرسانی‌ها و ابزارهای مفیدی مانند BitBake (ابزار ساخت پروژه) و OpenEmbedded (چارچوب اصلی پروژه) Yocto را به ابزاری قابل اعتماد و حرفه‌ای تبدیل کرده است.
  5. پشتیبانی از ساختارهای مدیریتی و تجاری: Yocto Project به دلیل قابلیت‌های پیشرفته خود، مورد پذیرش شرکت‌های بزرگ در زمینه‌های مختلف قرار گرفت. شرکت‌هایی مانند Intel، Texas Instruments، NXP Semiconductors و Google از Yocto در توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی برای محصولات خود استفاده کرده‌اند. علاوه بر این، Yocto با ارائه ابزارهای حرفه‌ای مانند Yocto Poky (یک توزیع استاندارد Yocto)، امکان ایجاد نسخه‌های سفارشی از سیستم‌عامل را فراهم می‌آورد.

در سال‌های اخیر، Yocto Project به یکی از ابزارهای اصلی در توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی برای محصولات جاسازی‌شده تبدیل شده است و رشد و پذیرش آن در صنعت به شدت افزایش یافته است.

جمع‌بندی

Yocto Project به عنوان یک پروژه متن باز، با هدف تسهیل توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی برای دستگاه‌های جاسازی‌شده آغاز به کار کرد. این پروژه از ابتدا با نیاز به پشتیبانی از معماری‌های مختلف، سادگی و انعطاف‌پذیری در طراحی و بهینه‌سازی منابع آغاز شد. با گذشت زمان، Yocto با پشتیبانی از ابزارهای قدرتمند، جامعه‌ای فعال و هماهنگی با استانداردهای صنعتی، به یکی از مهم‌ترین پروژه‌های متن‌باز در صنعت سیستم‌های جاسازی‌شده تبدیل شده است. پذیرش Yocto در صنایع مختلف، به ویژه در زمینه‌هایی مانند اینترنت اشیاء، خودروسازی، و الکترونیک مصرفی، نشان‌دهنده تأثیر و اهمیت روزافزون این پروژه است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”اهداف پروژه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]

پروژه Yocto با اهداف خاصی ایجاد شده است تا فرآیند توسعه سیستم‌های عامل لینوکس سفارشی برای سیستم‌های جاسازی‌شده را ساده‌تر کند. اهداف اصلی این پروژه به شرح زیر است:

1. تسهیل ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس برای سیستم‌های جاسازی‌شده

یکی از اصلی‌ترین اهداف Yocto تسهیل فرآیند ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس برای سیستم‌های جاسازی‌شده است. سیستم‌های جاسازی‌شده معمولاً دارای محدودیت‌های خاصی در زمینه منابع (مثل حافظه، پردازنده، و فضای ذخیره‌سازی) هستند و به همین دلیل نیاز به توزیع‌های سفارشی دارند که متناسب با نیازهای خاص خود پیکربندی شده باشد. Yocto با فراهم کردن ابزارهای خود، به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌های عامل لینوکس بهینه‌شده و سفارشی برای دستگاه‌های جاسازی‌شده ایجاد کنند، بدون اینکه مجبور باشند از ابتدا شروع کنند یا نیاز به پیکربندی‌های دستی و پیچیده داشته باشند.

Yocto این امکان را می‌دهد که توسعه‌دهندگان با انتخاب بسته‌های نرم‌افزاری مورد نیاز، تنظیمات مناسب برای پیکربندی هسته لینوکس، و استفاده از ابزارهایی مانند BitBake و OpenEmbedded به سادگی توزیع‌هایی بسازند که دقیقاً به نیازهای سخت‌افزاری دستگاه‌های جاسازی‌شده پاسخ دهد.

2. ارائه ابزاری قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای توسعه‌دهندگان

هدف دیگر پروژه Yocto ارائه ابزارهایی قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای توسعه‌دهندگان است. با استفاده از Yocto، توسعه‌دهندگان به ابزاری دست می‌یابند که قادرند فرآیندهای پیچیده توسعه، ساخت و مدیریت بسته‌ها را به شکلی ساده و کارآمد انجام دهند. این ابزارها عبارتند از:

  • BitBake: یک ابزار ساخت (build tool) است که برای اجرای فرآیندهای ساخت توزیع لینوکس در Yocto استفاده می‌شود. BitBake به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا ساختارهای مختلف سیستم‌عامل را مدیریت کرده و آنها را برای دستگاه‌های مختلف آماده کنند.
  • OpenEmbedded: یک چارچوب توسعه متن‌باز است که Yocto بر اساس آن ساخته شده است و مجموعه‌ای از ابزارها و پیکربندی‌ها را فراهم می‌آورد که برای ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس کاربرد دارد.
  • Poky: یک توزیع استاندارد لینوکس است که Yocto بر اساس آن توسعه داده شده است. Poky مجموعه‌ای از ابزارها، اسکریپت‌ها و پیکربندی‌ها را فراهم می‌کند که توسعه‌دهندگان می‌توانند از آنها برای ساخت توزیع‌های سفارشی استفاده کنند.

این ابزارها باعث می‌شوند که Yocto یک چارچوب قدرتمند و انعطاف‌پذیر باشد که می‌تواند برای ایجاد سیستم‌های عامل متناسب با دستگاه‌های مختلف با معماری‌های مختلف (مانند ARM، x86، MIPS و غیره) استفاده شود.

3. کاهش پیچیدگی در فرآیند توسعه و ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی

یکی از چالش‌های بزرگ در توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی برای سیستم‌های جاسازی‌شده، پیچیدگی در فرآیند ساخت و مدیریت توزیع‌ها است. بدون ابزارهایی مانند Yocto، توسعه‌دهندگان مجبور بودند تمام مراحل ساخت سیستم‌عامل را از ابتدا و به صورت دستی انجام دهند. این کار نیازمند درک عمیق از معماری‌های مختلف پردازشی، نحوه پیکربندی هسته لینوکس، و مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری است.

Yocto با کاهش پیچیدگی‌ها و اتوماسیون فرآیندها، این مشکلات را حل می‌کند. این ابزارها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا بدون نیاز به دانش عمیق در زمینه‌های مختلف، بتوانند سیستم‌های عامل لینوکس سفارشی بسازند و به راحتی بسته‌ها را برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف آماده کنند. به این ترتیب، توسعه‌دهندگان می‌توانند به جای صرف زمان و انرژی بر روی مسائل پیچیده و فنی، روی ویژگی‌ها و نیازهای خاص دستگاه‌های خود تمرکز کنند.

ویژگی‌های کلیدی برای کاهش پیچیدگی در Yocto:

  • مدیریت خودکار بسته‌ها: Yocto به‌طور خودکار بسته‌ها را از منابع مختلف دریافت کرده و آنها را برای استفاده در ساخت سیستم‌عامل آماده می‌کند. این ویژگی به شدت فرآیند ساخت را ساده‌تر می‌کند.
  • قابلیت گسترش و سفارشی‌سازی: Yocto از ساختارهای ماژولار و قابل گسترش استفاده می‌کند، به این معنی که توسعه‌دهندگان می‌توانند نیازهای خاص خود را در فرآیند ساخت گنجانده و به سادگی سیستم‌عامل‌های سفارشی خود را توسعه دهند.
  • دسترس‌پذیری منابع باز: Yocto از مجموعه‌ای از بسته‌ها و ابزارهای متن‌باز پشتیبانی می‌کند که می‌تواند به طور قابل توجهی زمان توسعه را کاهش دهد و همچنین از اشتراک‌گذاری تجربیات و بهبودها در جامعه‌های متن‌باز بهره‌برداری کند.

جمع‌بندی

پروژه Yocto با هدف تسهیل فرآیند ساخت توزیع‌های سفارشی لینوکس برای سیستم‌های جاسازی‌شده، ارائه ابزارهایی قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای توسعه‌دهندگان و کاهش پیچیدگی در فرآیند توسعه و ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی آغاز به کار کرده است. ابزارهایی مانند BitBake و OpenEmbedded در Yocto این امکان را به توسعه‌دهندگان می‌دهند که به راحتی سیستم‌های عامل لینوکس را برای دستگاه‌های مختلف سفارشی‌سازی کنند و همچنین فرآیندهای پیچیده را به شکلی ساده و خودکار انجام دهند. این اهداف باعث شده است که Yocto یکی از مهم‌ترین و کارآمدترین ابزارها برای توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی در دنیای سیستم‌های جاسازی‌شده باشد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 2. مزایای استفاده از Yocto برای توسعه لینوکس امبدد”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی” subtitle=”توضیحات کامل”]

یکی از برجسته‌ترین مزایای استفاده از Yocto برای توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد، انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی بالا است. این ویژگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌های عامل دقیقا مطابق با نیازهای خاص خود و دستگاه‌های امبدد بسازند. این مزیت به طور خاص در توسعه سیستم‌های جاسازی‌شده اهمیت دارد زیرا سیستم‌ها اغلب نیاز به ویژگی‌های خاصی دارند که فقط برای یک دستگاه خاص طراحی شده‌اند.

1. امکان ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی با توجه به نیازهای خاص

در بسیاری از پروژه‌های امبدد، به ویژه در حوزه‌هایی مانند اینترنت اشیاء (IoT)، خودرو، پزشکی و صنایع خاص، هر سیستم نیاز به یک پیکربندی خاص دارد که با استفاده از سیستم‌عامل‌های عمومی ممکن است منابع زیادی هدر رود یا ویژگی‌هایی که مورد نیاز نیستند، بار اضافی به سیستم وارد کنند. Yocto به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌های سفارشی برای هر دستگاه ایجاد کنند. این امر از طریق انتخاب دقیق بسته‌های نرم‌افزاری، تنظیمات هسته، و حتی ویژگی‌های خاص مانند پشتیبانی از دستگاه‌های خاص و سخت‌افزارهای مختلف به‌راحتی قابل انجام است.

با استفاده از Yocto، می‌توان سیستم‌هایی ساخت که تنها شامل ویژگی‌ها و بسته‌های مورد نیاز باشند و از بار اضافی جلوگیری کرد. این نوع سفارشی‌سازی نه تنها به صرفه‌جویی در منابع سیستم مانند حافظه و پردازنده کمک می‌کند، بلکه زمان راه‌اندازی و عملکرد سیستم را نیز بهبود می‌بخشد.

2. انتخاب دقیق بسته‌های نرم‌افزاری و قابلیت‌های هسته

یکی دیگر از جنبه‌های برجسته در سفارشی‌سازی با Yocto، انتخاب دقیق بسته‌های نرم‌افزاری و پیکربندی‌های هسته لینوکس است. در پروژه‌های توسعه سیستم‌های امبدد، به ندرت همه بسته‌های موجود برای یک سیستم لازم هستند. به عنوان مثال، ممکن است یک دستگاه خاص به هیچ‌گونه پشتیبانی از رابط گرافیکی یا پشته شبکه‌ای پیچیده نیاز نداشته باشد. با استفاده از Yocto، می‌توان دقیقاً تعیین کرد که کدام بسته‌ها باید در سیستم گنجانده شوند.

این انتخاب دقیق بسته‌ها موجب کاهش زمان ساخت و بهینه‌سازی مصرف منابع دستگاه می‌شود. از سوی دیگر، Yocto به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که هسته لینوکس را به طور کامل سفارشی‌سازی کنند و ویژگی‌های خاصی مانند پشتیبانی از درایورها، پروتکل‌ها و سیستم‌های فایل خاص را اضافه یا حذف کنند. این ویژگی به‌ویژه برای دستگاه‌های امبدد که به منابع سخت‌افزاری محدود نیاز دارند بسیار مفید است.

3. پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف

در دنیای سیستم‌های امبدد، هر دستگاه معمولاً از یک سخت‌افزار خاص بهره می‌برد که ممکن است شامل پردازنده‌های مختلف، رابط‌های ورودی/خروجی، و دستگاه‌های جانبی باشد. یکی از مزایای Yocto این است که به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل را برای معماری‌های مختلف سخت‌افزاری پیکربندی کنید. از آنجا که Yocto از معماری‌های مختلفی مانند ARM، x86، MIPS، PowerPC و دیگر پردازنده‌ها پشتیبانی می‌کند، توسعه‌دهندگان قادرند سیستم‌عامل سفارشی خود را به‌راحتی برای سخت‌افزارهای مختلف بسازند.

این پشتیبانی چندگانه باعث می‌شود که Yocto یک ابزار ایده‌آل برای پروژه‌های بزرگ با نیازهای سخت‌افزاری مختلف باشد. همچنین، این امکان به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند که سیستم‌های خود را از نظر سخت‌افزارهای مختلف و ویژگی‌های پشتیبانی شده بهینه‌سازی کنند.

جمع‌بندی

انعطاف‌پذیری و سفارشی‌سازی یکی از مزایای اصلی Yocto در توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد است. این ویژگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌های کاملاً سفارشی را بسازند که دقیقاً متناسب با نیازهای دستگاه‌های خاص طراحی شده‌اند. از طریق انتخاب دقیق بسته‌ها و پیکربندی هسته، Yocto به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد سیستم‌هایی بهینه‌سازی شده و کم‌حجم را برای پروژه‌های امبدد خود تولید کنند. همچنین، با پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف، Yocto یک گزینه بسیار قوی برای پروژه‌های متنوع و پیچیده است.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”سفارشی‌سازی عملکرد و مصرف منابع” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی دیگر از مزایای برجسته استفاده از Yocto در توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد، سفارشی‌سازی عملکرد و مصرف منابع است. در بسیاری از پروژه‌های امبدد، بهینه‌سازی سیستم‌عامل برای کاربردهای خاص و کاهش مصرف منابع می‌تواند تأثیر زیادی در عملکرد کلی دستگاه داشته باشد. Yocto به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که با دقت بسیار بالا، سیستم‌عامل خود را برای کاربردهای خاص بهینه‌سازی کنند و از منابع محدود به بهترین شکل استفاده نمایند.

1. بهینه‌سازی سیستم‌عامل برای کاربردهای خاص

در بسیاری از پروژه‌های امبدد، هر دستگاه برای انجام وظایف خاصی طراحی شده است. این دستگاه‌ها معمولاً باید عملکرد بالایی داشته باشند، اما در عین حال منابع محدودی مانند حافظه و قدرت پردازش دارند. Yocto به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل را به گونه‌ای سفارشی‌سازی کنند که تنها ویژگی‌های ضروری برای کاربرد خاص دستگاه فعال باشند.

برای مثال، در صورتی که دستگاه فقط نیاز به پردازش داده‌های حسگرهای خاص داشته باشد، می‌توان تنها بخش‌هایی از سیستم‌عامل را که برای پردازش داده‌های حسگر نیاز است، در تصویر نهایی گنجاند و از بقیه عملکردهای غیرضروری صرف‌نظر کرد. این رویکرد باعث افزایش کارایی دستگاه و کاهش زمان و مصرف انرژی می‌شود. علاوه بر این، با حذف ویژگی‌ها و خدمات غیرضروری، امنیت سیستم نیز بهبود می‌یابد، زیرا سطح حملات احتمالی به حداقل می‌رسد.

2. کاهش سایز تصویر نهایی سیستم‌عامل

یکی از چالش‌های بزرگ در توسعه سیستم‌های امبدد، کاهش سایز تصویر نهایی سیستم‌عامل است. این امر به ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به ذخیره‌سازی در حافظه محدود دارند، مانند دستگاه‌های کوچک و ارزان‌قیمت، اهمیت زیادی دارد. با استفاده از Yocto، توسعه‌دهندگان می‌توانند تصویر نهایی سیستم‌عامل را به حداقل سایز ممکن برسانند بدون اینکه عملکرد آن به طور چشمگیری کاهش یابد.

Yocto این امکان را فراهم می‌آورد که بسته‌های نرم‌افزاری را به طور انتخابی وارد یا حذف کنید. این کار باعث می‌شود که تنها بخش‌هایی از سیستم‌عامل در تصویر نهایی قرار گیرند که واقعاً به آن‌ها نیاز است، و این به طور مستقیم منجر به کاهش فضای ذخیره‌سازی مورد نیاز می‌شود. علاوه بر این، Yocto ابزارهایی برای فشرده‌سازی و بهینه‌سازی تصاویر ارائه می‌دهد که سایز تصویر نهایی را به حداقل می‌رساند.

از طرف دیگر، Yocto به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل را برای حافظه‌های کم‌حجم (مانند فلش‌های NAND یا کارت‌های SD) بهینه‌سازی کنید. این به ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به ذخیره‌سازی در فضاهای محدود دارند، از جمله پروژه‌های مبتنی بر دستگاه‌های IoT، مفید است.

جمع‌بندی

سفارشی‌سازی عملکرد و مصرف منابع با استفاده از Yocto یکی از مهم‌ترین مزایای آن در توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد است. این ابزار به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل را به صورت دقیق و بهینه برای کاربردهای خاص تنظیم کنند و تنها ویژگی‌های ضروری را در آن گنجانده و از مصرف منابع اضافی جلوگیری نمایند. همچنین، با استفاده از تکنیک‌های بهینه‌سازی، امکان کاهش سایز تصویر نهایی سیستم‌عامل وجود دارد که باعث صرفه‌جویی در فضای ذخیره‌سازی و بهبود عملکرد دستگاه می‌شود. این ویژگی‌ها، Yocto را به یک ابزار قدرتمند برای ساخت سیستم‌های امبدد بهینه و کارآمد تبدیل کرده است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از ویژگی‌های کلیدی Yocto Project، پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف است. این ویژگی به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا سیستم‌عامل‌هایی را برای طیف وسیعی از معماری‌ها و پلتفرم‌ها طراحی کنند. در دنیای سیستم‌های امبدد، که معمولاً نیاز به پشتیبانی از پردازنده‌ها و سخت‌افزارهای متنوع دارند، این ویژگی می‌تواند نقش حیاتی در توسعه پروژه‌های موفق ایفا کند.

1. پشتیبانی از معماری‌های مختلف مانند ARM، x86، MIPS، PowerPC و غیره

Yocto این امکان را فراهم می‌کند که شما بدون نیاز به انجام تغییرات عمده در سیستم‌عامل، آن را برای معماری‌های مختلف بهینه‌سازی و پیکربندی کنید. برخی از مهم‌ترین معماری‌هایی که Yocto پشتیبانی می‌کند عبارتند از:

  • ARM: پردازنده‌های ARM به دلیل مصرف کم انرژی و قدرت پردازشی بالا، به ویژه در سیستم‌های امبدد، بسیار رایج هستند. Yocto پشتیبانی کامل از پردازنده‌های مختلف ARM مانند ARMv7، ARMv8 و حتی ARM Cortex-M را فراهم می‌آورد. این ویژگی به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل را برای پردازنده‌های ARM به راحتی پیکربندی و سفارشی کنید.
  • x86: پردازنده‌های x86، به‌ویژه در دستگاه‌های صنعتی و کامپیوترهای رومیزی و لپ‌تاپ‌ها، بسیار رایج هستند. Yocto همچنین از معماری x86_64 پشتیبانی می‌کند و به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌های مبتنی بر لینوکس را برای پلتفرم‌های مختلف x86 بسازید.
  • MIPS: پردازنده‌های MIPS در دستگاه‌های شبکه و برخی از سیستم‌های مصرفی استفاده می‌شوند. Yocto از این معماری نیز پشتیبانی کرده و می‌توانید سیستم‌عامل‌ها را برای این پردازنده‌ها بسازید.
  • PowerPC: پردازنده‌های PowerPC معمولاً در سیستم‌های صنعتی و پردازش‌های پیشرفته استفاده می‌شوند. Yocto پشتیبانی کاملی از این معماری را فراهم می‌آورد که به شما این امکان را می‌دهد تا سیستم‌عامل‌هایی مخصوص دستگاه‌های PowerPC بسازید.
  • معماری‌های دیگر: علاوه بر معماری‌های اصلی یاد شده، Yocto از معماری‌های دیگری مانند RISC-V و SPARC نیز پشتیبانی می‌کند که برای پروژه‌های خاص و دستگاه‌های سفارشی بسیار مفید است.

2. سازگاری با سخت‌افزارهای مختلف

یکی از چالش‌های اصلی در توسعه سیستم‌های امبدد، سازگاری با سخت‌افزارهای مختلف است. سیستم‌های امبدد معمولاً به پردازنده‌ها و چیپ‌ست‌های خاصی وابسته هستند که برای پیاده‌سازی برنامه‌ها باید با آن‌ها سازگاری پیدا کنند. Yocto با ارائه ابزارهای ساخت و پیکربندی انعطاف‌پذیر، به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌های سفارشی را برای طیف وسیعی از سخت‌افزارها، از جمله ماژول‌های ارتباطی، دستگاه‌های ورودی/خروجی و حسگرها، طراحی کنید.

3. پشتیبانی از سخت‌افزار جدید و در حال ظهور

از آنجا که صنعت فناوری همواره در حال تغییر است، نیاز به پشتیبانی از سخت‌افزارهای جدید وجود دارد. Yocto به دلیل ساختار ماژولار خود و قابلیت به روز رسانی سریع، به سرعت می‌تواند از سخت‌افزارهای جدید پشتیبانی کند. به این ترتیب، توسعه‌دهندگان می‌توانند با استفاده از ابزارهای Yocto، سیستم‌عامل‌هایی را برای سخت‌افزارهای جدید و در حال ظهور طراحی کنند و از ویژگی‌های آن‌ها بهره‌برداری کنند.

جمع‌بندی

پشتیبانی از معماری‌های مختلف در Yocto، یکی از ویژگی‌های برجسته این فریم‌ورک است که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌هایی برای انواع مختلف پردازنده‌ها و سخت‌افزارها بسازند. این پشتیبانی شامل ARM، x86، MIPS، PowerPC و دیگر معماری‌ها است و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد که سیستم‌های امبدد را برای پروژه‌های مختلف، از دستگاه‌های صنعتی تا مصرفی، بهینه‌سازی و سفارشی‌سازی کنند. این ویژگی باعث می‌شود Yocto یکی از بهترین انتخاب‌ها برای توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد باشد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”مدیریت نسخه و تطابق با پروژه‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از چالش‌های اصلی در توسعه سیستم‌های امبدد، مدیریت نسخه‌های مختلف از سیستم‌عامل و تطبیق آن‌ها با نیازهای متنوع پروژه‌ها است. Yocto Project با ابزارها و ساختار پیشرفته خود، راهکاری جامع برای این چالش ارائه می‌دهد. این قابلیت‌ها نه تنها توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد که نسخه‌های سفارشی و بهینه را ایجاد کنند، بلکه فرآیند مدیریت تغییرات و به‌روزرسانی‌ها را نیز ساده و کارآمد می‌کند.


1. توانایی ساخت نسخه‌های مختلف از سیستم‌عامل برای پروژه‌های مختلف

Yocto با فراهم کردن یک ساختار لایه‌ای و ماژولار، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا نسخه‌های متعددی از سیستم‌عامل را برای پروژه‌های مختلف ایجاد کنند. این قابلیت شامل موارد زیر است:

  • لایه‌های مستقل برای پروژه‌های مختلف: در Yocto، شما می‌توانید هر پروژه را به صورت لایه‌ای مجزا تعریف کنید. این ساختار به شما امکان می‌دهد تا تنظیمات، بسته‌های نرم‌افزاری، و ویژگی‌های خاص هر پروژه را در لایه‌های جداگانه مدیریت کنید.
  • ایجاد نسخه‌های سفارشی برای سخت‌افزارهای مختلف: با استفاده از Yocto، شما می‌توانید نسخه‌هایی از سیستم‌عامل را که به سخت‌افزارهای خاص نیاز دارند، طراحی کنید. به عنوان مثال، نسخه‌ای برای یک پردازنده ARM و نسخه‌ای دیگر برای پردازنده x86 به سادگی قابل تعریف و ساخت هستند.
  • مدیریت چند پروژه به صورت همزمان: Yocto به شما این امکان را می‌دهد که چندین پروژه را به طور همزمان مدیریت کنید، بدون آنکه تغییرات یک پروژه بر پروژه‌های دیگر تأثیر بگذارد.

2. مدیریت به‌روز‌رسانی‌ها و تغییرات در ساختار سیستم

Yocto ابزارها و روش‌هایی پیشرفته برای مدیریت به‌روزرسانی‌ها و تغییرات در سیستم ارائه می‌دهد که شامل:

  • پیگیری تغییرات در کد و تنظیمات: Yocto با ادغام ابزارهایی مانند Git، امکان مدیریت تغییرات در کد منبع، تنظیمات و ساختار سیستم‌عامل را فراهم می‌کند. این ویژگی به شما کمک می‌کند تا به راحتی تغییرات ایجاد شده در هر نسخه را پیگیری و مدیریت کنید.
  • به‌روزرسانی‌های مداوم: Yocto به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا به‌روزرسانی‌ها را به صورت مداوم و با کمترین اختلال ممکن اعمال کنند. این ویژگی به ویژه در پروژه‌هایی که نیاز به پشتیبانی طولانی‌مدت دارند، بسیار کاربردی است.
  • ایجاد نسخه‌های پایدار و آزمایشی: شما می‌توانید نسخه‌هایی با ویژگی‌های کاملاً پایدار برای استفاده نهایی و نسخه‌های آزمایشی برای تست و توسعه ایجاد کنید. این فرآیند به تیم‌های توسعه و تست کمک می‌کند تا مطمئن شوند نسخه پایدار کاملاً بدون مشکل به دست کاربر نهایی می‌رسد.

3. کنترل دقیق بر اجزای سیستم‌عامل

Yocto با ارائه کنترل دقیق بر اجزای سیستم‌عامل، به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا:

  • تنها آن بسته‌ها و ویژگی‌هایی را که برای پروژه خاص لازم است، وارد سیستم‌عامل کنند.
  • اندازه و پیچیدگی سیستم‌عامل را کاهش دهند و بهینه‌سازی لازم را برای پروژه انجام دهند.
  • تغییرات را در هر نسخه ثبت و مستندسازی کنند تا فرآیند تطابق با پروژه‌های مختلف تسهیل شود.

مثال عملی

فرض کنید یک شرکت تولیدکننده دستگاه‌های IoT می‌خواهد سیستم‌عامل‌های مختلفی را برای دو خط تولید ایجاد کند:

  1. یک دستگاه با پردازنده ARM و مصرف کم انرژی.
  2. یک دستگاه دیگر با پردازنده x86 برای پردازش‌های پیچیده‌تر.

با Yocto، این شرکت می‌تواند:

  • دو لایه جداگانه برای هر پروژه ایجاد کند.
  • تنظیمات، بسته‌ها، و هسته مناسب برای هر پردازنده را مشخص کند.
  • تغییرات و به‌روزرسانی‌ها را به صورت مستقل مدیریت کرده و از تاثیر متقابل جلوگیری کند.

جمع‌بندی

مدیریت نسخه و تطابق با پروژه‌ها یکی از مزایای اصلی Yocto است که با استفاده از ساختار لایه‌ای، ابزارهای پیگیری تغییرات، و قابلیت به‌روزرسانی‌های مداوم، توسعه‌دهندگان را قادر می‌سازد نسخه‌های متعددی از سیستم‌عامل را برای پروژه‌های مختلف ایجاد و مدیریت کنند. این ویژگی باعث افزایش بهره‌وری، کاهش پیچیدگی، و تضمین کیفیت سیستم‌عامل‌های لینوکس در سیستم‌های امبدد می‌شود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 3. معرفی اجزای اصلی Yocto”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”BitBake: سیستم ساخت Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]BitBake یکی از اجزای کلیدی در پروژه Yocto است که وظیفه اصلی آن مدیریت فرآیند ساخت و پیکربندی سیستم‌عامل لینوکس برای سیستم‌های امبدد است. این ابزار به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا توزیع‌های سفارشی و بهینه‌شده را با انعطاف‌پذیری بالا و با کنترل دقیق بر اجزای سیستم تولید کنند.


تعریف و کارکرد BitBake به عنوان سیستم ساخت Yocto

BitBake یک ابزار خودکارسازی و مدیریت ساخت است که در پروژه Yocto برای ساختن سیستم‌عامل لینوکس استفاده می‌شود. این ابزار از فایل‌های توصیفی به نام recipe استفاده می‌کند که شامل اطلاعاتی درباره نحوه دانلود، ساخت، و نصب بسته‌های نرم‌افزاری است.

کارکردهای اصلی BitBake عبارتند از:

  1. خودکارسازی فرآیند ساخت:
    • BitBake به طور خودکار تمام مراحل موردنیاز برای ساخت یک سیستم‌عامل، از دانلود منابع تا کامپایل و تولید تصویر نهایی، را مدیریت می‌کند.
  2. مدیریت وابستگی‌ها:
    • این ابزار به طور هوشمند وابستگی‌های میان بسته‌ها را تشخیص داده و ترتیب ساخت را تعیین می‌کند.
  3. تکرارپذیری و قابلیت بازتولید:
    • با استفاده از BitBake، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که فرآیند ساخت قابل تکرار است و نسخه‌های مختلف سیستم‌عامل با تنظیمات یکسان تولید می‌شوند.
  4. انعطاف‌پذیری بالا:
    • توسعه‌دهندگان می‌توانند با تغییر تنظیمات و تعریف فایل‌های جدید، سیستم‌عامل‌های کاملاً سفارشی را ایجاد کنند.

نحوه استفاده از BitBake برای ساخت و پیکربندی توزیع‌ها

برای استفاده از BitBake در پروژه Yocto، مراحل زیر معمولاً دنبال می‌شود:

  1. آماده‌سازی محیط ساخت Yocto:
    ابتدا محیط توسعه Yocto تنظیم می‌شود و تمامی پیش‌نیازها (مانند نصب ابزارها و تنظیم مسیرها) انجام می‌گیرد.

    source oe-init-build-env  
  2. انتخاب لایه‌ها و پیکربندی‌ها:
    در Yocto، لایه‌ها شامل تنظیمات و فایل‌های recipe هستند. لایه‌ها در فایل bblayers.conf تعریف می‌شوند.

    bitbake-layers add-layer meta-your-layer  
  3. اجرای BitBake برای ساخت یک بسته خاص:
    BitBake می‌تواند برای ساخت یک بسته یا هدف خاص فراخوانی شود. به عنوان مثال، برای ساخت یک تصویر لینوکس:

    bitbake core-image-minimal  

    این دستور BitBake را اجرا می‌کند تا بسته‌های موردنیاز برای ساخت تصویر حداقلی سیستم‌عامل را کامپایل کرده و یک فایل خروجی ایجاد کند.

  4. پیکربندی متغیرهای ساخت:
    متغیرهای مختلفی مانند نوع پردازنده (MACHINE)، نوع توزیع (DISTRO) و تنظیمات کلی در فایل local.conf پیکربندی می‌شوند.مثال:

    MACHINE = "qemuarm"  
    DISTRO = "poky"  
  5. نظارت بر فرآیند ساخت و عیب‌یابی:
    BitBake خروجی‌های مربوط به فرآیند ساخت را در دایرکتوری‌های خاصی ذخیره می‌کند که توسعه‌دهندگان می‌توانند برای عیب‌یابی و رفع مشکلات از آن‌ها استفاده کنند.

ویژگی‌های کلیدی BitBake

  1. زبان ساختار Recipe:
    BitBake از یک زبان توصیفی ساده استفاده می‌کند که بر اساس فایل‌های متنی تعریف می‌شود. این فایل‌ها شامل اطلاعاتی درباره منابع (مانند URL دانلود)، دستورات ساخت (مانند کامپایل)، و وابستگی‌ها هستند.نمونه فایل Recipe:

    SUMMARY = "Example Package"  
    LICENSE = "MIT"  
    SRC_URI = "http://example.com/source.tar.gz"  
    
    do_compile() {  
        make  
    }  
    
    do_install() {  
        make install DESTDIR=${D}  
    }  
  2. پشتیبانی از چندوظیفگی (Multithreading):
    BitBake می‌تواند وظایف مختلف را به صورت موازی اجرا کند و بدین ترتیب سرعت فرآیند ساخت را افزایش دهد.
  3. سیستم وابستگی هوشمند:
    BitBake قادر است وابستگی‌های پیچیده میان بسته‌ها را مدیریت کرده و از ساخت صحیح سیستم اطمینان حاصل کند.

جمع‌بندی

BitBake به عنوان سیستم ساخت اصلی در پروژه Yocto، یکی از ابزارهای کلیدی برای ساخت سیستم‌عامل لینوکس امبدد است. این ابزار با مدیریت خودکار فرآیندهای پیچیده، انعطاف‌پذیری بالا و توانایی تطبیق با نیازهای مختلف پروژه‌ها، به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد که سیستم‌عامل‌های سفارشی و بهینه را با دقت و کارآمدی بالا تولید کنند. استفاده از BitBake نه تنها پیچیدگی فرآیند ساخت را کاهش می‌دهد، بلکه سرعت و دقت توسعه را نیز بهبود می‌بخشد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”OpenEmbedded: لایه پایه در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]OpenEmbedded یکی از اجزای کلیدی در پروژه Yocto است که نقش اساسی در مدیریت بسته‌ها، ایجاد توزیع‌ها، و فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس امبدد ایفا می‌کند. این لایه پایه، مجموعه‌ای از ابزارها، لایه‌ها، و تنظیمات را فراهم می‌کند که به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد سیستم‌عامل‌های سفارشی و بهینه‌ای را برای سخت‌افزارهای مختلف ایجاد کنند.


آشنایی با OpenEmbedded به عنوان یک لایه پایه در Yocto

OpenEmbedded (OE) یک چارچوب متن‌باز برای ساخت سیستم‌عامل‌های لینوکس امبدد است که در قلب پروژه Yocto قرار دارد. این پروژه به عنوان پیشرو در ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی شناخته می‌شود و بسیاری از قابلیت‌های Yocto بر مبنای OpenEmbedded توسعه داده شده‌اند.

ویژگی‌های اصلی OpenEmbedded:

  1. ساختار ماژولار و انعطاف‌پذیر:
    • OpenEmbedded از لایه‌هایی تشکیل شده است که امکان افزودن یا حذف ویژگی‌ها و تنظیمات را بر اساس نیاز پروژه فراهم می‌کند.
  2. پشتیبانی از معماری‌های مختلف:
    • این ابزار می‌تواند سیستم‌عامل‌هایی را برای پردازنده‌های مختلف مانند ARM، x86، MIPS، و PowerPC بسازد.
  3. زبان توصیفی قدرتمند:
    • OpenEmbedded از فایل‌های متنی ساده برای تعریف بسته‌ها، وابستگی‌ها و فرآیندهای ساخت استفاده می‌کند.

رابطه OpenEmbedded با Yocto و نقش آن در مدیریت بسته‌ها و توزیع‌ها

پروژه Yocto به طور مستقیم بر اساس OpenEmbedded بنا شده است و بسیاری از قابلیت‌های Yocto از این چارچوب گرفته شده‌اند. در واقع، OpenEmbedded را می‌توان ستون فقرات Yocto دانست که ابزارها و قابلیت‌های پیشرفته‌ای را در اختیار این پروژه قرار می‌دهد.

نقش‌های OpenEmbedded در Yocto:

  1. مدیریت بسته‌ها:
    • OpenEmbedded مسئول تعریف و مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری است. این بسته‌ها شامل اطلاعاتی درباره نحوه دانلود، کامپایل، نصب، و تنظیم نرم‌افزارها می‌باشند.
  2. ایجاد توزیع‌های لینوکس سفارشی:
    • با استفاده از OpenEmbedded، توسعه‌دهندگان می‌توانند سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی را با انتخاب دقیق بسته‌های موردنیاز و تنظیم ویژگی‌های سیستم تولید کنند.
  3. پشتیبانی از لایه‌ها:
    • OpenEmbedded از مفهومی به نام لایه‌ها (Layers) استفاده می‌کند که به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد ویژگی‌های مختلفی را به سیستم اضافه کنند یا تغییر دهند. این لایه‌ها می‌توانند شامل تنظیمات مربوط به سخت‌افزار خاص، بسته‌های نرم‌افزاری اضافی، یا تنظیمات سفارشی باشند.
  4. پشتیبانی از فرآیند ساخت چندمرحله‌ای:
    • OpenEmbedded می‌تواند ساختار پیچیده‌ای از وابستگی‌های نرم‌افزاری را مدیریت کرده و سیستم‌عامل را به صورت مرحله‌به‌مرحله تولید کند.

ساختار OpenEmbedded

OpenEmbedded از اجزای زیر تشکیل شده است که هر کدام نقش خاصی در فرآیند توسعه دارند:

  1. Core Layer (meta-oe):
    • این لایه شامل اجزای پایه و ضروری برای ساخت یک سیستم‌عامل لینوکس است.
  2. BSP Layer (Board Support Package):
    • این لایه شامل تنظیمات و درایورهای مربوط به سخت‌افزار خاص است.
  3. Application Layers:
    • این لایه‌ها بسته‌های نرم‌افزاری و ابزارهایی را که برای کاربردهای خاص نیاز است، اضافه می‌کنند.
  4. Distro Layers:
    • این لایه‌ها تنظیمات خاصی را برای توزیع‌های لینوکس مانند نوع مدیریت بسته یا سطح امنیتی ارائه می‌دهند.

مثال ساده از استفاده OpenEmbedded در Yocto

برای استفاده از OpenEmbedded در یک پروژه Yocto، معمولاً مراحل زیر انجام می‌شود:

  1. انتخاب و اضافه کردن لایه‌ها:
    لایه‌های موردنیاز را به پروژه اضافه کرده و در فایل bblayers.conf تعریف می‌کنیم.

    bitbake-layers add-layer meta-openembedded  
  2. تعریف بسته‌ها و وابستگی‌ها:
    بسته‌های موردنظر در فایل‌های recipe تعریف می‌شوند.

    SUMMARY = "Example Application"  
    LICENSE = "GPLv3"  
    SRC_URI = "http://example.com/app.tar.gz"  
    
    do_compile() {  
        make  
    }  
    
    do_install() {  
        make install DESTDIR=${D}  
    }  
  3. ساخت و تولید تصویر نهایی:
    با استفاده از دستور BitBake، تصویر لینوکس سفارشی تولید می‌شود.

    bitbake core-image-minimal  

جمع‌بندی

OpenEmbedded به عنوان یک لایه پایه در پروژه Yocto، ابزار قدرتمندی برای ساخت سیستم‌عامل‌های لینوکس امبدد است. این چارچوب با ارائه یک ساختار ماژولار، مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری، و پشتیبانی از معماری‌ها و سخت‌افزارهای مختلف، فرآیند ساخت سیستم‌عامل را تسهیل کرده و به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا سیستم‌عامل‌های سفارشی و بهینه‌ای را با کارآمدی بالا تولید کنند. OpenEmbedded با Yocto در هم‌تنیده است و نقشی کلیدی در موفقیت این پروژه ایفا می‌کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”Metadata: قلب سیستم” subtitle=”توضیحات کامل”]Metadata یکی از اجزای حیاتی در پروژه Yocto، است که به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد ساختار سیستم‌عامل لینوکس سفارشی خود را به طور کامل تعریف و مدیریت کنند. Metadata در Yocto شامل مجموعه‌ای از فایل‌ها، دستورات و تنظیماتی است که نحوه ساخت و پیکربندی سیستم‌عامل را مشخص می‌کنند.


مفهوم Metadata در Yocto Project و اهمیت آن

Metadata به طور کلی شامل اطلاعات و دستورالعمل‌هایی است که فرآیند ساخت یک سیستم‌عامل را هدایت می‌کنند. Metadata در پروژه Yocto،  نقش قلب سیستم را دارد و شامل تمامی داده‌ها و تنظیمات لازم برای تعریف:

  • بسته‌های نرم‌افزاری
  • تنظیمات سخت‌افزاری
  • پیکربندی سیستم‌عامل
  • توزیع لینوکس سفارشی

Metadata در Yocto اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا به صورت ماژولار و انعطاف‌پذیر طراحی شده است. این ویژگی باعث می‌شود که توسعه‌دهندگان بتوانند به راحتی سیستم‌عامل‌های بسیار متنوع و بهینه‌ای را برای کاربردهای خاص خود ایجاد کنند.


بررسی فایل‌های دستورالعمل (Recipes) و فایل‌های پیکربندی (Configuration Files)

1. فایل‌های دستورالعمل (Recipes):

فایل‌های دستورالعمل یا Recipes، هسته اصلی Metadata در Yocto هستند. این فایل‌ها مشخص می‌کنند که چگونه یک بسته نرم‌افزاری باید دانلود، کامپایل، نصب و پیکربندی شود.

ویژگی‌های کلیدی Recipes:

  • تعریف منابع: مشخص کردن منبع کد (مانند یک URL برای دانلود کد منبع)
  • تعیین وابستگی‌ها: تعریف بسته‌هایی که برای ساخت این بسته نیاز هستند
  • تعریف وظایف: شامل وظایفی مانند do_fetch، do_compile، و do_install

مثال یک فایل Recipe ساده:

SUMMARY = "Example Recipe"  
LICENSE = "MIT"  
SRC_URI = "http://example.com/source.tar.gz"  

do_compile() {  
    make  
}  

do_install() {  
    install -m 0755 mybinary ${D}${bindir}/  
}  

2. فایل‌های پیکربندی (Configuration Files):

فایل‌های پیکربندی شامل تنظیماتی هستند که بر رفتار کلی سیستم تأثیر می‌گذارند. این فایل‌ها به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله:

  • local.conf: تنظیمات مربوط به ساخت پروژه، مانند تعداد هسته‌های CPU مورد استفاده
  • bblayers.conf: لیست لایه‌های فعال در پروژه
  • machine configuration: تنظیمات مربوط به سخت‌افزار هدف، مانند پردازنده و نوع معماری

نحوه مدیریت و توسعه Metadata برای پیکربندی سیستم‌های سفارشی

برای مدیریت Metadata و توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی، Yocto از یک ساختار ماژولار استفاده می‌کند که شامل مفاهیم زیر است:

  1. استفاده از لایه‌ها (Layers):
    Metadata در Yocto به صورت لایه‌بندی شده سازمان‌دهی می‌شود. هر لایه می‌تواند شامل فایل‌های دستورالعمل، فایل‌های پیکربندی، و سایر داده‌ها باشد. این ساختار به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تنظیمات خود را به صورت جداگانه مدیریت کنند.
  2. ایجاد و اصلاح Recipes:
    توسعه‌دهندگان می‌توانند با ایجاد فایل‌های Recipe جدید یا اصلاح فایل‌های موجود، بسته‌های نرم‌افزاری و ویژگی‌های سفارشی را به سیستم اضافه کنند.
  3. پیکربندی سیستم هدف:
    با استفاده از فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و تنظیمات معماری سخت‌افزاری، توسعه‌دهندگان می‌توانند رفتار سیستم‌عامل را بر اساس سخت‌افزار هدف کنترل کنند.
  4. تست و عیب‌یابی Metadata:
    ابزارهایی مانند bitbake و oe-selftest برای بررسی صحت و عملکرد Metadata در Yocto استفاده می‌شوند.

مثال عملی از توسعه Metadata

  1. افزودن یک بسته جدید به سیستم:
    برای اضافه کردن یک بسته جدید، باید یک فایل Recipe جدید ایجاد کنید:

    bitbake-layers create-layer meta-example  
    cd meta-example/recipes-example  
    touch example.bb  

    سپس محتویات Recipe را تعریف کنید.

  2. تنظیم پیکربندی پروژه:
    در فایل bblayers.conf لایه جدید را اضافه کنید:

    BBLAYERS += "path/to/meta-example"  
  3. ساخت و تست سیستم:
    دستور زیر برای ساخت سیستم با استفاده از Metadata جدید اجرا می‌شود:

    bitbake core-image-minimal  

جمع‌بندی

Metadata یکی از ارکان اصلی در پروژه Yocto است که به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهد سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی و بهینه‌ای را برای کاربردهای خاص ایجاد کنند. فایل‌های دستورالعمل و پیکربندی، ساختار اصلی Metadata را تشکیل می‌دهند و با استفاده از آن‌ها می‌توان فرآیند ساخت، مدیریت بسته‌ها، و پیکربندی سیستم‌عامل را به طور کامل کنترل کرد. این انعطاف‌پذیری و ساختار منظم باعث می‌شود Yocto به عنوان یکی از قدرتمندترین ابزارها برای توسعه لینوکس امبدد شناخته شود.[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

[cdb_course_lessons title=”بخش 2. نصب و تنظیمات اولیه Yocto”][cdb_course_lesson title=”فصل 1. آماده‌سازی محیط توسعه (Host Machine)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”بررسی نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری برای نصب Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]قبل از شروع به کار با پروژه Yocto، آگاهی از نیازمندی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ضروری است. این اطلاعات به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا محیط مناسب برای ساخت و توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی مبتنی بر Yocto را فراهم کنند.


نیازهای سخت‌افزاری

  1. سیستم میزبان (Host System):
    پروژه Yocto برای ساخت سیستم‌عامل، از سیستم میزبان لینوکسی استفاده می‌کند.

    • پردازنده: پردازنده با حداقل دو هسته توصیه می‌شود. برای افزایش سرعت ساخت، پردازنده‌های چند هسته‌ای بسیار موثر هستند.
    • حافظه RAM:
      • حداقل: 8 گیگابایت
      • توصیه شده: 16 گیگابایت یا بیشتر برای پروژه‌های پیچیده و ساخت تصاویر بزرگ.
    • فضای ذخیره‌سازی:
      • حداقل: 50 گیگابایت فضای خالی برای پروژه‌های ساده.
      • توصیه شده: 250 گیگابایت یا بیشتر برای پروژه‌های بزرگ یا در صورتی که چندین توزیع یا لایه را مدیریت می‌کنید.
      • دلیل: فرآیند ساخت Yocto شامل دانلود سورس کدها، کامپایل و ذخیره خروجی‌ها است که نیازمند فضای قابل‌توجهی است.
    • اتصال به اینترنت: برای دانلود سورس کدها و بسته‌ها از منابع خارجی ضروری است.
  2. سخت‌افزار هدف (Target Hardware):
    Yocto قابلیت پشتیبانی از سخت‌افزارهای متنوع را دارد، اما پیش از شروع باید سخت‌افزار هدف خود را مشخص کنید:

    • معماری پردازنده (ARM، x86، MIPS، PowerPC و غیره)
    • حجم حافظه فلش و RAM موجود در سخت‌افزار هدف
    • دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O) که باید پشتیبانی شوند

نیازهای نرم‌افزاری

  1. سیستم‌عامل میزبان:
    Yocto عمدتاً روی توزیع‌های لینوکسی کار می‌کند. نسخه‌های پشتیبانی شده معمولاً شامل موارد زیر هستند:

    • Ubuntu (نسخه‌های LTS مانند 20.04 یا 22.04)
    • Fedora
    • Debian
    • CentOS / AlmaLinux

    نکته: استفاده از نسخه‌های قدیمی یا توزیع‌های غیر لینوکسی ممکن است منجر به مشکلات در فرآیند ساخت شود.

  2. وابستگی‌های نرم‌افزاری:
    پیش از اجرای Yocto، نصب بسته‌های پیش‌نیاز روی سیستم میزبان ضروری است. بسته‌های مورد نیاز به توزیع میزبان شما بستگی دارند. برای مثال:

    در Ubuntu/Debian:

    sudo apt-get update  
    sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm  

    در Fedora:

    sudo dnf install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch diffutils diffstat git cpp gcc gcc-c++ glibc-devel texinfo chrpath socat perl-Data-Dumper perl-Text-ParseWords perl-Thread-Queue perl-bignum SDL-devel xterm  
  3. نسخه Git:
    پروژه Yocto برای مدیریت سورس کدها و لایه‌ها به Git متکی است. مطمئن شوید که نسخه Git نصب شده روی سیستم شما به‌روز باشد.
  4. پایتون:
    Yocto از زبان برنامه‌نویسی Python برای اجرا و مدیریت فایل‌های دستورالعمل استفاده می‌کند.

    • نسخه مورد نیاز: Python 3
  5. ابزارهای انتخابی:
    برای راحتی بیشتر در فرآیند توسعه، می‌توانید ابزارهای زیر را نصب کنید:

    • Ccache: برای کاهش زمان کامپایل.
    • QEMU: برای شبیه‌سازی سخت‌افزار هدف بدون نیاز به دستگاه واقعی.

تنظیمات سیستم میزبان

  1. پیکربندی SWAP:
    اگر سیستم شما RAM کافی ندارد، تنظیم یک فایل SWAP می‌تواند به جلوگیری از توقف فرآیند ساخت کمک کند.

    ایجاد فایل SWAP:

    sudo fallocate -l 16G /swapfile  
    sudo chmod 600 /swapfile  
    sudo mkswap /swapfile  
    sudo swapon /swapfile  
  2. بهینه‌سازی متغیرهای محیطی:
    تنظیم متغیرهای محیطی مانند BB_NUMBER_THREADS و PARALLEL_MAKE در فایل local.conf می‌تواند زمان ساخت را کاهش دهد.

جمع‌بندی

برای استفاده از Yocto و ساخت توزیع‌های لینوکس سفارشی، باید یک سیستم میزبان با سخت‌افزار مناسب (پردازنده چند هسته‌ای، RAM کافی، و فضای ذخیره‌سازی قابل توجه) و توزیع لینوکس پشتیبانی‌شده داشته باشید. همچنین نصب و پیکربندی صحیح بسته‌های پیش‌نیاز، ابزارهای کمکی، و وابستگی‌ها نقش کلیدی در موفقیت فرآیند توسعه ایفا می‌کند. با رعایت این نیازمندی‌ها، می‌توانید از Yocto برای ایجاد سیستم‌عامل‌های سفارشی و بهینه برای سخت‌افزارهای مختلف استفاده کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”سیستم‌عامل‌های پشتیبانی‌شده برای Yocto Project” subtitle=”توضیحات کامل”]پروژه Yocto برای ایجاد و ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی لینوکس به سیستم‌عامل میزبان (Host OS) نیاز دارد که از آن برای مدیریت فرآیند ساخت، پیکربندی، و کامپایل استفاده می‌شود. Yocto به طور رسمی از سیستم‌عامل‌های لینوکسی مبتنی بر توزیع‌های Ubuntu و Fedora پشتیبانی می‌کند، اما قابلیت اجرا روی سایر توزیع‌های لینوکس نیز وجود دارد.


1. توزیع‌های Ubuntu

توزیع‌های Ubuntu به دلیل رابط کاربری ساده و مستندات گسترده یکی از محبوب‌ترین گزینه‌ها برای توسعه‌دهندگان Yocto هستند. نسخه‌های زیر به طور رسمی پشتیبانی می‌شوند:

  • Ubuntu LTS (Long Term Support):
    • نسخه‌های 20.04 (Focal Fossa) و 22.04 (Jammy Jellyfish)
    • دلیل انتخاب: نسخه‌های LTS پایداری بیشتری دارند و برای پروژه‌های بلندمدت توصیه می‌شوند.

نصب بسته‌های پیش‌نیاز در Ubuntu:

sudo apt-get update  
sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm  

2. توزیع‌های Fedora

Fedora به دلیل تمرکز بر نسخه‌های به‌روز نرم‌افزارها و ابزارهای توسعه یکی دیگر از انتخاب‌های مناسب برای Yocto است.

  • نسخه‌های پیشنهادی:
    • Fedora 34، Fedora 35، یا نسخه‌های جدیدتر.

نصب بسته‌های پیش‌نیاز در Fedora:

sudo dnf install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch diffutils diffstat git cpp gcc gcc-c++ glibc-devel texinfo chrpath socat perl-Data-Dumper perl-Text-ParseWords perl-Thread-Queue perl-bignum SDL-devel xterm  

3. سایر توزیع‌های لینوکسی

اگرچه Ubuntu و Fedora به طور رسمی پشتیبانی می‌شوند، Yocto می‌تواند روی سایر توزیع‌های لینوکسی نیز اجرا شود، به شرطی که ابزارها و وابستگی‌های مورد نیاز نصب شوند.

توزیع‌های دیگر:

  • Debian:
    • مشابه Ubuntu، اما برای نصب بسته‌ها باید از apt-get استفاده شود.
  • CentOS/AlmaLinux/Rocky Linux:
    • مناسب برای توسعه‌دهندگانی که از توزیع‌های پایدار و مبتنی بر Red Hat استفاده می‌کنند.
  • Arch Linux:
    • برای کاربران حرفه‌ای که تمایل به استفاده از توزیع‌های Rolling Release دارند.

نصب بسته‌های پیش‌نیاز در Debian/CentOS:

Debian:

sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm  

CentOS/AlmaLinux:

sudo yum install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch diffutils diffstat git gcc gcc-c++ glibc-devel texinfo chrpath socat SDL-devel xterm  

4. ویژگی‌های موردنیاز از سیستم‌عامل میزبان

برای اجرای موفق Yocto، سیستم‌عامل میزبان باید ویژگی‌های زیر را داشته باشد:

  1. پشتیبانی از سیستم فایل Case-Sensitive:
    سیستم فایل میزبان باید قادر به تمایز بین نام فایل‌های بزرگ و کوچک باشد.
  2. کتابخانه‌ها و ابزارهای ساخت:
    ابزارهای توسعه مانند gcc، g++، make، و python3 باید نصب شوند.
  3. پشتیبانی از Git و Python 3:
    Yocto به شدت به Git و Python وابسته است.

نکات مهم

  1. اجتناب از سیستم‌های عامل غیر لینوکسی:
    پروژه Yocto عمدتاً برای اجرا روی سیستم‌عامل‌های لینوکسی طراحی شده است. اجرای Yocto روی سیستم‌عامل‌های غیر لینوکسی (مانند macOS یا Windows) معمولاً نیازمند ماشین مجازی یا ابزارهایی مانند WSL (Windows Subsystem for Linux) است، اما این روش‌ها به طور رسمی پشتیبانی نمی‌شوند.
  2. انتخاب نسخه مناسب:
    نسخه سیستم‌عامل میزبان باید با نسخه Yocto Project تطابق داشته باشد. همیشه راهنمای نسخه رسمی Yocto را برای بررسی سیستم‌عامل‌های میزبان توصیه‌شده مطالعه کنید.

جمع‌بندی

سیستم‌عامل‌های Ubuntu و Fedora به دلیل پشتیبانی رسمی و گسترده، بهترین گزینه‌ها برای میزبان Yocto هستند. با نصب ابزارها و بسته‌های پیش‌نیاز روی این توزیع‌ها، می‌توانید از یک محیط پایدار و قدرتمند برای توسعه توزیع‌های سفارشی لینوکس بهره‌مند شوید. در عین حال، با پیکربندی صحیح، امکان استفاده از سایر توزیع‌های لینوکسی نیز وجود دارد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”پیکربندی سیستم‌عامل میزبان برای استفاده از Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]برای اجرای موفقیت‌آمیز پروژه Yocto و ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی، لازم است سیستم‌عامل میزبان به‌درستی پیکربندی شود. این فرآیند شامل نصب ابزارهای ضروری، تنظیم محیط ساخت، و اطمینان از تطابق نسخه‌های نرم‌افزاری با نیازهای Yocto است.


1. انتخاب سیستم‌عامل میزبان مناسب

پروژه Yocto به‌طور رسمی از توزیع‌های Ubuntu و Fedora پشتیبانی می‌کند. این انتخاب به دلیل پایداری و وجود ابزارهای توسعه‌ای مناسب است.

  • پیشنهاد: از نسخه‌های LTS (پشتیبانی بلندمدت) استفاده کنید تا از پایداری بیشتری برخوردار باشید (مانند Ubuntu 22.04 یا Fedora 35).

2. نصب ابزارهای پیش‌نیاز

Yocto برای ساخت و مدیریت بسته‌ها به ابزارها و کتابخانه‌های متعددی نیاز دارد. این ابزارها باید پیش از شروع کار نصب شوند.

ابزارهای ضروری:

  • کامپایلرها: gcc، g++
  • ابزارهای ساخت: make، cmake
  • مدیریت نسخه: git
  • کتابخانه‌ها: glibc، libssl-dev
  • سایر ابزارها: wget، diffstat، unzip، chrpath، socat

نصب در Ubuntu:

sudo apt-get update
sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm python3 python3-pip

نصب در Fedora:

sudo dnf install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch diffutils diffstat git gcc gcc-c++ glibc-devel texinfo chrpath socat SDL-devel xterm

3. تنظیم متغیرهای محیطی

برای اجرای صحیح ابزارهای Yocto، باید متغیرهای محیطی زیر تنظیم شوند:

تنظیم متغیر PATH

ابزار BitBake و سایر ابزارهای Yocto باید در متغیر PATH موجود باشند:

export PATH=<مسیر-yocto-در-سیستم-شما>:$PATH

فعال کردن زبان POSIX

Yocto به تنظیمات زبان استاندارد POSIX نیاز دارد:

export LC_ALL=en_US.UTF-8
export LANG=en_US.UTF-8

افزایش محدودیت فایل‌های باز (ulimit)

Yocto ممکن است به تعداد زیادی فایل باز در یک زمان نیاز داشته باشد:

ulimit -n 4096

4. ایجاد محیط ساخت Yocto

کلون کردن مخزن Yocto:

برای شروع، مخزن Yocto را از GitHub کلون کنید:

git clone git://git.yoctoproject.org/poky
cd poky

انتخاب یک نسخه خاص:

Yocto نسخه‌های متعددی دارد. برای انتخاب نسخه مناسب:

git checkout <نام-نسخه>

5. تست اولیه محیط ساخت

تست ابزارهای نصب‌شده:

برای اطمینان از نصب صحیح ابزارها:

bitbake --version

ساخت نمونه توزیع:

به‌عنوان تست، یک توزیع نمونه بسازید:

source oe-init-build-env
bitbake core-image-minimal

6. تنظیمات پیشرفته برای سیستم‌های خاص

استفاده از سیستم فایل Case-Sensitive

سیستم فایل میزبان باید قابلیت تمایز بین حروف کوچک و بزرگ را داشته باشد. در غیر این صورت، از یک پارتیشن مجزا با سیستم فایل Ext4 استفاده کنید.

نصب ابزارهای خاص برای سیستم‌های قدیمی‌تر

در صورتی که از نسخه‌های قدیمی‌تر لینوکس استفاده می‌کنید، ممکن است نیاز به نصب نسخه‌های خاصی از ابزارها مانند GCC یا Python داشته باشید.


7. حل مشکلات رایج در پیکربندی میزبان

  • مشکل کمبود فضای دیسک:
    Yocto به فضای دیسک زیادی نیاز دارد (حداقل 50 گیگابایت). مطمئن شوید فضای کافی در اختیار دارید.
  • نسخه ناسازگار ابزارها:
    بررسی کنید نسخه ابزارهای نصب‌شده با نسخه Yocto تطابق داشته باشد.
  • مشکل در اجرای BitBake:
    مطمئن شوید متغیرهای محیطی به‌درستی تنظیم شده‌اند و ابزارها در مسیر PATH موجود هستند.

جمع‌بندی

پیکربندی صحیح سیستم‌عامل میزبان برای استفاده از Yocto یکی از مراحل کلیدی در شروع توسعه سیستم‌های لینوکس سفارشی است. با نصب ابزارهای مورد نیاز، تنظیم متغیرهای محیطی، و ایجاد محیط ساخت مناسب، می‌توانید از یک محیط پایدار و آماده برای توسعه بهره‌مند شوید. رعایت جزئیات در این مرحله، از مشکلات احتمالی در مراحل بعدی جلوگیری خواهد کرد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”نصب ابزارهای توسعه ضروری برای Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]

پروژه Yocto برای ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی لینوکس نیازمند مجموعه‌ای از ابزارهای توسعه‌ای است که در سیستم‌عامل میزبان نصب می‌شوند. این ابزارها شامل کامپایلرها، سیستم‌های مدیریت نسخه، زبان‌های برنامه‌نویسی و سایر ابزارهای خط فرمان می‌باشند. در ادامه، به نصب این ابزارها و تنظیمات مربوطه پرداخته می‌شود.


ابزارهای توسعه ضروری

  1. GCC (GNU Compiler Collection):
    • مورد نیاز برای کامپایل کد منبع سیستم‌عامل و بسته‌های نرم‌افزاری.
    • شامل ابزارهایی مانند gcc و g++ برای کامپایل برنامه‌های C و ++C.
  2. Git:
    • ابزار مدیریت نسخه که برای کلون کردن مخازن Yocto و سایر پروژه‌های مرتبط استفاده می‌شود.
  3. Python:
    • پروژه Yocto به نسخه‌های خاصی از Python (معمولاً Python 3) برای اجرای اسکریپت‌ها و ابزارهای ساخت نیاز دارد.
  4. ابزارهای ساخت و توسعه:
    • شامل ابزارهایی مانند make، cmake، autoconf، و automake برای ساخت و مدیریت پروژه‌ها.
  5. ابزارهای مدیریت بسته‌ها:
    • ابزارهایی مانند wget، curl، و unzip برای دانلود و مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری.
  6. کتابخانه‌ها و ابزارهای اضافی:
    • کتابخانه‌هایی مانند libssl-dev و ابزارهایی مانند chrpath و socat برای پشتیبانی از عملکردهای خاص Yocto.

نصب ابزارها در توزیع‌های مختلف لینوکس

در توزیع Ubuntu

Yocto از نسخه‌های مبتنی بر LTS اوبونتو مانند Ubuntu 20.04 یا 22.04 به خوبی پشتیبانی می‌کند.
دستورات زیر برای نصب ابزارهای ضروری استفاده می‌شود:

sudo apt-get update
sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm python3 python3-pip python3-pexpect

در توزیع Fedora

Yocto در Fedora نیز عملکرد مطلوبی دارد. از دستورات زیر برای نصب ابزارهای توسعه استفاده کنید:

sudo dnf install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch diffutils diffstat git gcc gcc-c++ glibc-devel texinfo chrpath socat SDL-devel xterm

در توزیع CentOS/RHEL

برای CentOS یا RHEL، برخی ابزارها باید از مخازن EPEL نصب شوند:

sudo yum install epel-release
sudo yum groupinstall "Development Tools"
sudo yum install gawk wget git diffstat unzip texinfo gcc gcc-c++ glibc-devel chrpath socat python3 python3-pip

بررسی نصب ابزارها

برای اطمینان از نصب صحیح، دستورات زیر را اجرا کنید:

  1. بررسی GCC:
    gcc --version

    خروجی باید نسخه نصب‌شده GCC را نشان دهد.

  2. بررسی Git:
    git --version

    نسخه Git باید در خروجی ظاهر شود.

  3. بررسی Python:
    python3 --version
    pip3 --version

نکات اضافی در نصب ابزارها

  • محدودیت نسخه‌ها:
    اطمینان حاصل کنید نسخه‌های ابزارها با مستندات Yocto هماهنگ باشند. استفاده از نسخه‌های قدیمی یا بسیار جدید ممکن است مشکلاتی ایجاد کند.
  • ابزارهای خاص:
    برخی ابزارها مانند bitbake و poky مستقیماً از مخازن Yocto کلون شده و به‌طور پیش‌فرض در توزیع‌ها موجود نیستند.
  • بسته‌های اختیاری:
    بسته‌هایی مانند libsdl1.2-dev برای شبیه‌سازی یا اجرای برخی محیط‌های گرافیکی مورد نیاز هستند.

حل مشکلات رایج در نصب ابزارها

  1. خطای دسترسی به مخازن:
    • اگر دسترسی به مخازن با خطا مواجه شد، آدرس‌های مخازن را بررسی کنید یا از VPN استفاده کنید.
  2. کمبود فضای دیسک:
    • Yocto به فضای زیادی (حداقل 50 گیگابایت) نیاز دارد. از خالی بودن فضای کافی اطمینان حاصل کنید.
  3. خطاهای وابستگی:
    • هنگام نصب ابزارها، اگر با خطای وابستگی مواجه شدید، مخازن خود را به‌روزرسانی کنید:
      sudo apt-get update
      sudo apt-get upgrade

جمع‌بندی

نصب ابزارهای توسعه‌ای مانند GCC، Git، Python، و ابزارهای ساخت یکی از مراحل پایه‌ای برای شروع کار با Yocto است. با نصب این ابزارها و اطمینان از تنظیمات صحیح آن‌ها، می‌توانید یک محیط توسعه‌ای پایدار و آماده برای ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی لینوکس ایجاد کنید. رعایت جزئیات در این مرحله، از بروز مشکلات در مراحل بعدی جلوگیری خواهد کرد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 2. پیش‌نیازهای نرم‌افزاری و سخت‌افزاری”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”نصب ابزارهای مورد نیاز” subtitle=”توضیحات کامل”]پیش از شروع به کار با پروژه Yocto، لازم است که ابزارهای توسعه و ساخت مورد نیاز نصب شوند. این ابزارها نقش کلیدی در مدیریت کد، ساخت توزیع‌های لینوکس سفارشی، و اجرای اسکریپت‌ها ایفا می‌کنند.

1. Git: مدیریت مخازن کد Yocto

Git یک سیستم کنترل نسخه توزیع‌شده است که برای کلون کردن و مدیریت مخازن Yocto استفاده می‌شود.

  • نصب در Ubuntu/Debian:
    sudo apt-get install git
  • نصب در Fedora:
    sudo dnf install git
  • تأیید نصب:
    git --version

2. BitBake: سیستم ساخت Yocto

BitBake قلب پروژه Yocto است که برای اجرای فرآیند ساخت و مدیریت وظایف استفاده می‌شود.

  • BitBake بخشی از Yocto است و معمولاً به همراه مخازن Yocto (مانند Poky) دانلود می‌شود.
  • دستور زیر برای کلون کردن Poky (که شامل BitBake است):
    git clone git://git.yoctoproject.org/poky
    cd poky

3. Bash: برای اجرای اسکریپت‌های شل

Bash به عنوان پوسته خط فرمان اصلی مورد نیاز است. معمولاً در اکثر توزیع‌های لینوکس به صورت پیش‌فرض نصب شده است.

  • تأیید نصب:
    bash --version

4. gcc، make، bison و دیگر ابزارهای کمپایلر

ابزارهای کامپایلر و ساخت برای کامپایل هسته لینوکس و بسته‌های نرم‌افزاری ضروری هستند.

  • نصب در Ubuntu/Debian:
    sudo apt-get install build-essential bison flex
  • نصب در Fedora:
    sudo dnf install gcc gcc-c++ make bison flex

بررسی پیش‌نیازهای سخت‌افزاری

1. فضای دیسک مورد نیاز

پروژه Yocto به فضای دیسک زیادی برای ذخیره کد منبع، ساخت سیستم‌عامل، و مدیریت خروجی‌های ساخت نیاز دارد.

  • حداقل فضای مورد نیاز:
    • 50 گیگابایت فضای آزاد برای فرآیند ساخت و ذخیره کد.
  • پیشنهاد:
    اگر قصد ساخت چندین پروژه یا نگهداری مخازن مختلف را دارید، 100 گیگابایت یا بیشتر توصیه می‌شود.

2. حداقل منابع حافظه و پردازنده

پروژه Yocto برای ساخت سیستم‌عامل نیازمند منابع سخت‌افزاری قابل‌توجهی است.

  • حداقل الزامات حافظه (RAM):
    • 8 گیگابایت (برای ساخت پروژه‌های ساده).
  • توصیه‌شده:
    • 16 گیگابایت یا بیشتر برای ساخت پروژه‌های بزرگ‌تر یا استفاده همزمان از چند وظیفه.
  • پردازنده:
    • پردازنده چند هسته‌ای (Dual-Core یا بهتر).
    • پیشنهاد: پردازنده‌های چهار هسته‌ای یا بیشتر برای سرعت بالاتر در ساخت.

نکات اضافی در آماده‌سازی سیستم میزبان

  1. استفاده از فضای Swap:
    • اگر سیستم شما کمتر از 8 گیگابایت RAM دارد، از فضای Swap برای جلوگیری از خطاهای حافظه استفاده کنید:
      sudo fallocate -l 8G /swapfile
      sudo chmod 600 /swapfile
      sudo mkswap /swapfile
      sudo swapon /swapfile
  2. مدیریت منابع:
    • برای بهبود عملکرد، فرآیندهای غیرضروری را در هنگام ساخت متوقف کنید.
  3. اطمینان از دسترسی به اینترنت پایدار:
    • بسیاری از مراحل ساخت نیاز به دانلود منابع دارند. یک اتصال پایدار و سریع به اینترنت ضروری است.

جمع‌بندی

برای کار با Yocto، نصب ابزارهای توسعه‌ای مانند Git، BitBake، Bash، و ابزارهای کامپایلر ضروری است. علاوه بر این، سیستم میزبان باید از حداقل منابع سخت‌افزاری برخوردار باشد تا فرآیند ساخت بدون مشکل انجام شود. با رعایت این پیش‌نیازها، می‌توانید یک محیط توسعه آماده و پایدار برای استفاده از پروژه Yocto فراهم کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 3. دانلود و پیکربندی Yocto Project”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”دانلود Yocto Project از مخازن رسمی (git.yoctoproject.org)” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مراحل اولیه برای کار با Yocto Project، دانلود کد منبع آن از مخازن رسمی است. مخازن رسمی Yocto Project شامل ابزارها، لایه‌ها، و دستورالعمل‌های مورد نیاز برای ساخت سیستم‌عامل لینوکس سفارشی هستند. در این بخش، به روش‌های دانلود Yocto از مخازن رسمی و نکات مرتبط می‌پردازیم.


1. آدرس مخازن رسمی Yocto

مخزن اصلی Yocto که با نام Poky شناخته می‌شود، شامل ابزارهایی مانند BitBake، لایه‌های اصلی، و پیکربندی‌های پیش‌فرض است.
آدرس مخزن:

git://git.yoctoproject.org/poky

2. پیش‌نیازهای دانلود

برای کلون کردن مخازن Yocto، ابزار Git باید نصب باشد. اگر قبلاً Git را نصب نکرده‌اید، از دستورات زیر برای نصب آن استفاده کنید:

  • Ubuntu/Debian:
    sudo apt-get install git
  • Fedora:
    sudo dnf install git
  • تأیید نصب Git:
    git --version

3. دانلود کد منبع Yocto (Poky)

برای کلون کردن مخزن Poky از مخازن رسمی Yocto، مراحل زیر را دنبال کنید:

کلون کردن مخزن:

  1. یک ترمینال باز کنید و به دایرکتوری مورد نظر خود برای ذخیره کد بروید:
    cd /path/to/your/workspace
  2. مخزن را کلون کنید:
    git clone git://git.yoctoproject.org/poky
  3. به دایرکتوری Poky منتقل شوید:
    cd poky

مشاهده شاخه‌های موجود:

برای بررسی شاخه‌های مختلف (مثلاً نسخه‌های مختلف Yocto):

git branch -r

انتخاب نسخه خاص:

برای استفاده از نسخه‌ای خاص از Yocto (مانند “kirkstone” یا “langdale”)، شاخه مربوطه را بررسی کرده و تغییر دهید:

git checkout -b kirkstone origin/kirkstone

4. ساختار مخزن Yocto

پس از دانلود مخزن، ساختار اصلی شامل اجزای زیر خواهد بود:

  • bitbake/: پوشه حاوی BitBake، ابزار اصلی سیستم ساخت.
  • meta/: شامل لایه‌های اصلی و تنظیمات پیش‌فرض Yocto.
  • meta-poky/: لایه‌های خاص Poky.
  • oe-init-build-env: اسکریپت برای ایجاد محیط ساخت.

5. بررسی و تأیید دانلود

برای اطمینان از صحت دانلود، می‌توانید وضعیت مخزن را بررسی کنید:

git status

6. نکات اضافی

  1. سرعت دانلود:
    اگر اتصال شما به مخزن رسمی کند است، می‌توانید از یک سرور mirror استفاده کنید:

    git clone http://git.yoctoproject.org/git/poky
  2. آپدیت مخزن:
    برای به‌روزرسانی مخزن به آخرین نسخه موجود:

    git pull
  3. دانلود مخازن اضافی:
    برای پروژه‌های خاص، ممکن است به لایه‌های اضافی نیاز داشته باشید که باید از مخازن دیگر کلون شوند.

جمع‌بندی

دانلود کد منبع Yocto از مخازن رسمی یک گام اساسی برای شروع کار با این پروژه است. با استفاده از دستور git clone، می‌توانید مخزن Poky را دانلود کرده و نسخه مورد نظر را انتخاب کنید. با رعایت پیش‌نیازها و استفاده از دستورات صحیح، یک محیط توسعه مناسب برای پروژه Yocto آماده خواهید کرد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”پیکربندی اولیه مخازن Yocto و OpenEmbedded” subtitle=”توضیحات کامل”]

پس از دانلود مخزن Yocto و آشنایی با ساختار آن، مرحله بعدی پیکربندی اولیه مخازن Yocto و OpenEmbedded است. این مرحله شامل تنظیم محیط کاری، انتخاب لایه‌های مورد نیاز، و آماده‌سازی تنظیمات برای ساخت یک توزیع لینوکس سفارشی است.


1. آشنایی با مفهوم لایه‌ها در Yocto و OpenEmbedded

در Yocto، لایه‌ها مجموعه‌ای از فایل‌های متادیتا هستند که تنظیمات، دستورالعمل‌ها (Recipes)، و بسته‌های نرم‌افزاری مورد نیاز را ارائه می‌دهند. OpenEmbedded به عنوان یک زیرساخت پایه، پشتیبانی از این لایه‌ها را فراهم می‌کند.

لایه‌های اصلی:

  • meta/: لایه پایه و ضروری Yocto.
  • meta-poky/: تنظیمات پیش‌فرض و نمونه‌هایی برای Poky.
  • meta-openembedded/: شامل مجموعه‌ای از لایه‌های اضافی برای نرم‌افزارهای جانبی.

2. تنظیم محیط کاری با oe-init-build-env

Yocto شامل یک اسکریپت به نام oe-init-build-env است که محیط کاری شما را برای شروع پیکربندی مخازن آماده می‌کند.

اجرای اسکریپت:

  1. به دایرکتوری مخزن Poky بروید:
    cd /path/to/poky
  2. اسکریپت را اجرا کنید:
    source oe-init-build-env
  3. پس از اجرا، یک پوشه به نام build ایجاد می‌شود و به آن منتقل خواهید شد. این پوشه محیط کاری پیش‌فرض شما برای ساخت توزیع است.

3. فایل‌های پیکربندی اولیه

دو فایل اصلی در پوشه build برای پیکربندی مخازن وجود دارد:

local.conf:

این فایل شامل تنظیمات اصلی محیط کاری است، مانند نوع ماشین هدف، مسیرهای ذخیره‌سازی، و سایر گزینه‌ها.

  • تنظیم نوع ماشین هدف: برای مشخص کردن معماری سخت‌افزار هدف (مثلاً qemuarm، qemux86، یا یک برد خاص):
    MACHINE = "qemuarm"
  • تنظیم مسیر دانلودها و کش: برای جلوگیری از دانلود مجدد منابع:
    DL_DIR ?= "/path/to/downloads"
    SSTATE_DIR ?= "/path/to/sstate-cache"

bblayers.conf:

این فایل برای مدیریت لایه‌های مورد استفاده در پروژه است.

  • اضافه کردن لایه‌ها: مسیر لایه‌های مورد نظر را به متغیر BBLAYERS اضافه کنید:
    BBLAYERS ?= " \
      /path/to/poky/meta \
      /path/to/poky/meta-poky \
      /path/to/poky/meta-openembedded/meta-oe \
    "

4. کلون کردن و اضافه کردن لایه‌های OpenEmbedded

برای افزودن لایه‌های اضافی، باید مخزن OpenEmbedded یا دیگر لایه‌های مرتبط را کلون کنید.

کلون کردن OpenEmbedded:

  1. به دایرکتوری مناسب بروید:
    cd /path/to/poky
  2. مخزن OpenEmbedded را کلون کنید:
    git clone git://git.openembedded.org/meta-openembedded

اضافه کردن لایه‌ها به bblayers.conf:

مسیر لایه‌های OpenEmbedded را به فایل bblayers.conf اضافه کنید:

BBLAYERS ?= " \
  /path/to/poky/meta \
  /path/to/poky/meta-poky \
  /path/to/meta-openembedded/meta-oe \
  /path/to/meta-openembedded/meta-python \
  /path/to/meta-openembedded/meta-networking \
"

5. تست پیکربندی با دستور BitBake

برای اطمینان از صحت پیکربندی و مخازن، از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake -e
  • اگر مشکلی وجود نداشت، خروجی بدون خطا خواهد بود.
  • در صورت بروز خطا، مسیرها و تنظیمات فایل‌های local.conf و bblayers.conf را بررسی کنید.

6. نکات مهم در پیکربندی اولیه

  1. هماهنگی لایه‌ها: تمام لایه‌ها باید با نسخه Yocto شما (مانند kirkstone یا dunfell) سازگار باشند. برای بررسی سازگاری، مستندات لایه را مطالعه کنید.
  2. مدیریت فضای ذخیره‌سازی: به دلیل حجم بالای منابع، اطمینان حاصل کنید که فضای کافی در دیسک وجود دارد (حداقل 50 گیگابایت).
  3. اضافه کردن لایه‌های شخصی: برای سفارشی‌سازی بیشتر، می‌توانید لایه‌های خود را ایجاد کرده و به فایل bblayers.conf اضافه کنید.

جمع‌بندی

پیکربندی اولیه مخازن Yocto و OpenEmbedded مرحله‌ای حیاتی در فرایند توسعه سیستم‌های لینوکس سفارشی است. با تنظیم صحیح فایل‌های local.conf و bblayers.conf و اضافه کردن لایه‌های مناسب، می‌توانید یک محیط توسعه قدرتمند و انعطاف‌پذیر برای پروژه‌های خود فراهم کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”تعیین نسخه مناسب Yocto برای پروژه‌های خاص” subtitle=”توضیحات کامل”]انتخاب نسخه مناسب از Yocto Project برای یک پروژه خاص، یکی از مراحل کلیدی در توسعه سیستم‌های لینوکس امبدد است. این انتخاب می‌تواند بر عملکرد، سازگاری سخت‌افزاری، و کارایی پروژه تأثیر بسزایی داشته باشد. در ادامه، به بررسی معیارها و مراحلی می‌پردازیم که برای انتخاب نسخه مناسب Yocto باید در نظر بگیرید.


1. معیارهای انتخاب نسخه Yocto

الف) پشتیبانی از سخت‌افزار هدف

  • نسخه‌های مختلف Yocto دارای پشتیبانی متفاوتی از معماری‌های سخت‌افزاری مانند ARM، x86، MIPS، و PowerPC هستند.
  • بررسی کنید که آیا نسخه انتخابی، از بردها و چیپ‌ست‌های سخت‌افزاری مورد استفاده در پروژه پشتیبانی می‌کند.
  • مثال: اگر برد شما از تراشه‌ای استفاده می‌کند که در نسخه‌های جدیدتر پشتیبانی می‌شود، بهتر است از نسخه به‌روزتر استفاده کنید.

ب) نیاز به ویژگی‌ها و قابلیت‌های جدید

  • نسخه‌های جدید Yocto معمولاً شامل:
    • بهینه‌سازی‌های عملکردی
    • رفع اشکالات امنیتی
    • اضافه شدن بسته‌ها و ابزارهای جدید هستند.
  • اگر پروژه شما نیازمند استفاده از جدیدترین فناوری‌ها است، نسخه‌های اخیر را انتخاب کنید.

ج) پشتیبانی طولانی‌مدت (LTS)

  • Yocto نسخه‌هایی با پشتیبانی طولانی‌مدت (مانند نسخه‌های LTS) ارائه می‌دهد.
  • این نسخه‌ها برای پروژه‌هایی که نیازمند ثبات بیشتر و به‌روزرسانی‌های امنیتی طولانی‌مدت هستند، مناسب‌ترند.
  • مثال: نسخه‌های LTS مانند dunfell (3.1) برای پروژه‌های صنعتی یا محصولات طولانی‌مدت مناسب هستند.

د) سازگاری با نرم‌افزارهای جانبی

  • نسخه انتخابی باید با نرم‌افزارها، لایه‌ها، و کتابخانه‌هایی که قصد استفاده از آن‌ها را دارید، سازگار باشد.
  • نکته: هنگام اضافه کردن لایه‌های جدید، مطمئن شوید که با نسخه Yocto شما همخوانی دارند.

2. مرور نسخه‌های Yocto و دوره‌های پشتیبانی

نسخه‌های Yocto با کدهای مشخصی ارائه می‌شوند (مانند kirkstone، hardknott، dunfell). هر نسخه شامل مجموعه‌ای از ویژگی‌ها، بهینه‌سازی‌ها، و بسته‌های نرم‌افزاری است.

برخی از نسخه‌های اخیر:

نسخه شماره تاریخ انتشار وضعیت پشتیبانی
kirkstone 4.0 آوریل 2022 LTS (پشتیبانی تا 2024)
hardknott 3.3 آوریل 2021 پایان‌یافته
dunfell 3.1 آوریل 2020 LTS (پشتیبانی تا 2026)
honister 3.4 اکتبر 2021 پایان‌یافته

3. بررسی نیازهای پروژه

الف) پروژه‌های تجاری یا صنعتی

  • نسخه پیشنهادی: استفاده از نسخه‌های LTS مانند dunfell یا kirkstone برای ثبات و پشتیبانی طولانی‌مدت.
  • چرا؟
    • این نسخه‌ها معمولاً به‌روزرسانی‌های امنیتی و رفع اشکالات دریافت می‌کنند.
    • مناسب برای محصولاتی که باید در مدت‌زمان طولانی قابل‌اطمینان باشند.

ب) پروژه‌های تحقیق و توسعه

  • نسخه پیشنهادی: استفاده از نسخه‌های جدیدتر مانند kirkstone یا حتی نسخه‌های توسعه (Development Branch).
  • چرا؟
    • دسترسی به ویژگی‌های جدید و بهینه‌سازی‌های پیشرفته.
    • مناسب برای پروژه‌هایی که نیاز به انعطاف‌پذیری و آزمایش فناوری‌های جدید دارند.

ج) پروژه‌های کوچک یا موقت

  • نسخه پیشنهادی: انتخاب نسخه‌هایی که پشتیبانی سخت‌افزار و نرم‌افزار هدف را به‌خوبی ارائه می‌دهند، حتی اگر نسخه LTS نباشند.
  • چرا؟
    • نیاز به بهینه‌سازی طولانی‌مدت و به‌روزرسانی‌های امنیتی در این پروژه‌ها کمتر است.

4. مراحل تعیین نسخه مناسب

گام 1: شناسایی نیازهای سخت‌افزاری

  • مشخص کنید که سخت‌افزار هدف شما (مانند نوع معماری، چیپ‌ست و برد) توسط کدام نسخه‌های Yocto پشتیبانی می‌شود.
  • ابزارهای پیشنهادی: بررسی مستندات بردها یا استفاده از پایگاه داده‌های Yocto برای تطابق سخت‌افزار.

گام 2: بررسی نیازهای نرم‌افزاری

  • ویژگی‌های موردنیاز نرم‌افزاری و بسته‌های خاص پروژه را شناسایی کنید.
  • مطمئن شوید که نسخه انتخابی شامل این ویژگی‌ها و بسته‌ها باشد.

گام 3: ارزیابی پشتیبانی و استقرار

  • دوره پشتیبانی نسخه مورد نظر را بررسی کنید.
  • اگر پروژه شما به‌روزرسانی‌های طولانی‌مدت نیاز دارد، از نسخه‌های LTS استفاده کنید.

گام 4: آزمایش نسخه

  • نسخه انتخابی را با اجرای یک Build ساده آزمایش کنید تا مطمئن شوید که با نیازهای پروژه همخوانی دارد.

5. مثال‌های عملی

مثال 1: پروژه IoT با Raspberry Pi

  • نیازها: پشتیبانی از معماری ARM، بسته‌های شبکه و IoT.
  • نسخه مناسب: kirkstone یا dunfell به دلیل پشتیبانی قوی از بردهای ARM و قابلیت‌های شبکه.

مثال 2: سیستم‌های صنعتی با طول عمر بالا

  • نیازها: ثبات، پشتیبانی طولانی‌مدت، و امنیت.
  • نسخه مناسب: dunfell (نسخه LTS).

مثال 3: پروژه تحقیقاتی با ویژگی‌های جدید

  • نیازها: آخرین فناوری‌ها و قابلیت‌های Yocto.
  • نسخه مناسب: kirkstone یا نسخه‌های توسعه.

جمع‌بندی

انتخاب نسخه مناسب Yocto برای پروژه‌های خاص، به دقت و بررسی نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، دوره پشتیبانی، و قابلیت‌های هر نسخه بستگی دارد. با توجه به این موارد و آزمایش نسخه‌های مختلف، می‌توانید بهترین گزینه را برای پروژه خود انتخاب کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”آماده‌سازی ابزارهای لازم برای پیکربندی و اجرای مراحل ساخت” subtitle=”توضیحات کامل”]

برای استفاده از Yocto Project و پیکربندی سیستم‌عامل لینوکس سفارشی، نصب و آماده‌سازی مجموعه‌ای از ابزارهای توسعه ضروری است. این ابزارها به شما کمک می‌کنند تا مراحل مختلف ساخت، پیکربندی و مدیریت پروژه را به‌صورت موثر انجام دهید.


1. ابزارهای اساسی موردنیاز

الف) کامپایلرها و ابزارهای مرتبط

این ابزارها برای ساخت و کامپایل کد منبع استفاده می‌شوند:

  • GCC (GNU Compiler Collection):
    • ابزار اصلی برای کامپایل کدهای سی و سی++.
    • نسخه‌های سازگار با Yocto را نصب کنید.
  • Make:
    • ابزار مدیریت و اجرای فرآیندهای کامپایل.
    • از طریق بسته‌های مدیریت پکیج سیستم‌عامل نصب می‌شود.
  • Bison:
    • ابزار تحلیل نحوی (Parser Generator) برای پروژه‌هایی که نیاز به تولید کد تحلیل نحوی دارند.
  • Gawk:
    • نسخه GNU از AWK برای پردازش متون و فایل‌ها.

ب) سیستم‌های مدیریت نسخه

  • Git:
    • ضروری برای دانلود سورس کد و لایه‌های Yocto از مخازن رسمی.
    • دستورات معمول:
      sudo apt install git  # در اوبونتو
      sudo dnf install git  # در فدورا

ج) ابزارهای اسکریپت‌نویسی

  • Bash:
    • محیط شل استاندارد برای اجرای دستورات و اسکریپت‌های Yocto.
  • Python:
    • نسخه‌های 3.x از پایتون برای ابزارهای Yocto موردنیاز است.

2. ابزارهای کمکی برای فرآیند ساخت

الف) ابزارهای مدیریت بسته‌ها

  • apt-get یا dnf/yum:
    • برای نصب و مدیریت بسته‌های موردنیاز سیستم‌عامل میزبان استفاده می‌شوند.
    • مثال:
      sudo apt install build-essential
      sudo apt install python3 python3-pip

ب) ابزارهای فشرده‌سازی و مدیریت فایل

  • tar، gzip، bzip2، xz:
    • برای استخراج و فشرده‌سازی فایل‌های منبع.
  • cpio:
    • ابزار بسته‌بندی موردنیاز برای ساخت فایل‌های Initramfs.

3. تنظیم مسیرها و متغیرهای محیطی

برای عملکرد صحیح ابزارهای Yocto، متغیرهای محیطی باید به درستی تنظیم شوند.

  • PATH: اطمینان حاصل کنید که مسیرهای ابزارهایی مانند Git و GCC در متغیر PATH تنظیم شده‌اند.
    export PATH=$PATH:/path/to/tools

4. بررسی و نصب وابستگی‌های سیستم‌عامل میزبان

الف) اوبونتو یا دبیان

sudo apt-get update
sudo apt-get install -y gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib \
build-essential chrpath socat cpio python3 python3-pip python3-pexpect \
xz-utils debianutils iputils-ping

ب) فدورا یا CentOS

sudo dnf install gawk make wget tar bzip2 gzip python3 unzip perl patch \
diffutils diffstat chrpath socat python3-pip python3-pexpect xz which \
xz-lzma-compat zlib-devel gcc gcc-c++ git-core

5. اعتبارسنجی ابزارها

پس از نصب ابزارهای ضروری، از صحت نصب آن‌ها مطمئن شوید:

  • بررسی نسخه‌ها:
    gcc --version
    python3 --version
    git --version
  • بررسی مسیرها:
    which gcc
    which python3
    which git

6. ابزارهای پیشنهادی برای بهبود کارایی

  • ccache:
    • برای کش کردن فرآیندهای کامپایل و تسریع زمان ساخت.
    sudo apt install ccache
  • Multilib:
    • برای ساخت و پشتیبانی از معماری‌های مختلف در یک سیستم‌عامل.
    sudo apt install gcc-multilib

جمع‌بندی

برای پیکربندی و اجرای مراحل ساخت در Yocto، نصب و تنظیم ابزارهای متنوعی ضروری است. این ابزارها شامل کامپایلرها، سیستم‌های مدیریت نسخه، ابزارهای اسکریپت‌نویسی و ابزارهای فشرده‌سازی هستند. همچنین، اعتبارسنجی و تنظیم صحیح مسیرها و متغیرهای محیطی گام‌های کلیدی در تضمین عملکرد صحیح Yocto است. با رعایت این موارد، می‌توانید به‌صورت کارآمد مراحل ساخت پروژه خود را آغاز کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 4. بررسی ساختار دایرکتوری Yocto”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”آشنایی با ساختار دایرکتوری‌های پروژه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]Yocto Project دارای یک ساختار دایرکتوری منظم و استاندارد است که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا منابع، ابزارها، و تنظیمات مختلف را به‌صورت سازمان‌یافته مدیریت کنند. درک این ساختار برای اجرای موفق پروژه‌های Yocto ضروری است.


1. ساختار کلی دایرکتوری‌های Yocto

پس از کلون کردن مخازن Yocto یا ایجاد یک محیط کاری، ساختار اصلی دایرکتوری‌ها به شکل زیر خواهد بود:

<workdir>/
├── build/
├── meta/
├── meta-poky/
├── meta-openembedded/
├── bitbake/
├── conf/
└── downloads/

2. بررسی دایرکتوری‌های اصلی

الف) دایرکتوری build/

  • این دایرکتوری محیط ساخت اصلی است که فایل‌های موقتی و خروجی‌های فرآیند ساخت در آن قرار می‌گیرد.
  • فایل‌های کلیدی:
    • conf/: شامل فایل‌های پیکربندی اصلی مانند:
      • local.conf: پیکربندی محلی سیستم (مانند مسیرها، تنظیمات هسته و موارد دیگر).
      • bblayers.conf: مدیریت لایه‌ها (لایه‌های اضافه‌شده به Yocto).
    • tmp/: دایرکتوری موقتی که شامل خروجی‌ها و فایل‌های کامپایل شده است.
    • sstate-cache/: کش فایل‌های موقتی برای کاهش زمان ساخت در پروژه‌های بعدی.

ب) دایرکتوری meta/

  • شامل متادیتاهای اصلی پروژه است که برای تعریف دستورالعمل‌ها و لایه‌های مختلف استفاده می‌شود.
  • زیرشاخه‌ها:
    • recipes-*: دستورالعمل‌های مربوط به بسته‌های نرم‌افزاری (مانند recipes-core, recipes-devtools).

ج) دایرکتوری meta-poky/

  • شامل متادیتای پایه‌ای که توسط پروژه Poky ارائه می‌شود.
  • نقش اصلی: پشتیبانی از ساخت اولیه و اجزای کلیدی لینوکس.
  • این دایرکتوری معمولاً با لایه Poky تنظیم شده و به‌عنوان یکی از لایه‌های اصلی استفاده می‌شود.

د) دایرکتوری meta-openembedded/

  • مجموعه‌ای از لایه‌های اضافی که برای گسترش قابلیت‌های Yocto استفاده می‌شوند.
  • زیرشاخه‌ها:
    • meta-oe/: بسته‌های عمومی.
    • meta-networking/: بسته‌های شبکه‌ای.
    • meta-multimedia/: بسته‌های چندرسانه‌ای.

ه) دایرکتوری bitbake/

  • سیستم ساخت Yocto بر پایه BitBake است و این دایرکتوری شامل ابزارهای مرتبط با آن است.
  • زیرشاخه‌ها:
    • bin/: اسکریپت‌های اجرایی BitBake.
    • lib/: کتابخانه‌های BitBake.

و) دایرکتوری conf/

  • محل نگهداری فایل‌های پیکربندی عمومی.
  • فایل‌های کلیدی:
    • templateconf/: الگوهای پیش‌فرض پیکربندی.

ز) دایرکتوری downloads/

  • شامل منابع دانلود شده مانند سورس کدها و بسته‌های نرم‌افزاری است.
  • این دایرکتوری معمولاً به‌صورت مشترک برای پروژه‌های مختلف استفاده می‌شود تا از دانلود مجدد منابع جلوگیری شود.

3. دایرکتوری‌های تولید شده در فرآیند ساخت

الف) tmp/

  • ایجاد شده در دایرکتوری build/ پس از اولین اجرای bitbake.
  • شامل:
    • deploy/: فایل‌های خروجی، از جمله تصاویر نهایی سیستم.
    • work/: فایل‌های موقت و کامپایل‌شده.

ب) sstate-cache/

  • شامل فایل‌های کش برای تسریع فرآیند ساخت در آینده.

4. اهمیت لایه‌ها در ساختار Yocto

لایه‌ها (Layers) یکی از مفاهیم کلیدی در Yocto هستند. هر لایه شامل مجموعه‌ای از متادیتا و دستورالعمل‌های موردنیاز برای ساخت بسته‌ها و توزیع‌ها است.

مثال‌هایی از لایه‌ها:

  • لایه‌های اصلی:
    • meta: لایه پایه.
    • meta-poky: لایه ارائه شده توسط Poky.
  • لایه‌های سفارشی:
    • توسعه‌دهندگان می‌توانند لایه‌های خود را با نامی مانند meta-myproject ایجاد کنند.

5. سفارشی‌سازی ساختار دایرکتوری‌ها

  • امکان تعریف ساختار دایرکتوری‌های سفارشی از طریق فایل‌های پیکربندی.
  • تنظیمات در فایل‌های:
    • local.conf
    • bblayers.conf

جمع‌بندی

ساختار دایرکتوری‌های Yocto به‌گونه‌ای طراحی شده است که فرآیند توسعه و ساخت سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی را تسهیل کند. هر دایرکتوری نقش مشخصی در مدیریت متادیتا، تنظیمات، و منابع پروژه ایفا می‌کند. درک این ساختار برای توسعه‌دهندگان ضروری است تا بتوانند به‌طور موثر با Yocto کار کنند و سیستم‌های لینوکس موردنیاز خود را با موفقیت بسازند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”meta (لایه‌ها)” subtitle=”توضیحات کامل”]

لایه‌ها در Yocto Project


لایه‌ها (Layers) یکی از مفاهیم اصلی در Yocto Project هستند که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند تا اجزای مختلف سیستم‌عامل لینوکس را به‌صورت ماژولار و قابل گسترش مدیریت کنند. لایه‌ها به‌ویژه برای سفارشی‌سازی و توسعه بسته‌ها، هسته، و نرم‌افزارها به‌کار می‌روند.


1. مفهوم لایه‌ها در Yocto

در Yocto Project، هر لایه شامل مجموعه‌ای از فایل‌های متادیتا است که دستورالعمل‌ها (Recipes)، پیکربندی‌ها و اطلاعات موردنیاز برای ساخت سیستم‌عامل را تعریف می‌کنند. لایه‌ها به‌طور عمده به تقسیم‌بندی و سازماندهی پروژه‌ها کمک می‌کنند و اجازه می‌دهند که قابلیت‌های مختلف سیستم به‌راحتی اضافه، حذف یا تغییر داده شوند.


2. لایه meta

لایه meta یکی از مهم‌ترین لایه‌ها در Yocto است که به‌عنوان لایه پایه و اصلی در پروژه‌های Yocto شناخته می‌شود. این لایه به‌طور معمول به‌عنوان نقطه شروع برای پروژه‌های مختلف لینوکس امبدد و سفارشی عمل می‌کند.

محتویات لایه meta

لایه meta معمولاً شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها و تنظیمات پیکربندی است که برای ساخت سیستم‌عامل‌های مبتنی بر لینوکس استفاده می‌شود. این لایه به‌طور معمول شامل موارد زیر است:

  • Recipes: دستورالعمل‌هایی که چگونگی ساخت بسته‌های نرم‌افزاری مختلف را تعیین می‌کنند.
  • Configuration files: فایل‌های پیکربندی که تنظیمات مربوط به فرآیند ساخت، مانند گزینه‌های کامپایل و تنظیمات پیش‌فرض را شامل می‌شوند.
  • Classes: کلاس‌هایی که می‌توانند برای تسهیل کارهای تکراری در دستورالعمل‌ها استفاده شوند.
  • Layers: ساختارهایی که می‌توانند به لایه‌های دیگر متصل شوند.

نقش لایه meta در Yocto

  • لایه meta به‌عنوان لایه اصلی و پایه برای پروژه‌های Yocto عمل می‌کند.
  • این لایه بسیاری از پیکربندی‌های پایه‌ای را شامل می‌شود که سایر لایه‌ها می‌توانند از آن‌ها استفاده کنند یا آن‌ها را گسترش دهند.
  • لایه meta برای ایجاد و پیکربندی سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی به‌طور گسترده استفاده می‌شود.

3. ساختار دایرکتوری لایه meta

لایه meta معمولاً دارای ساختار دایرکتوری زیر است:

meta/
├── conf/
│   ├── bitbake.conf
│   ├── local.conf.sample
│   └── ...
├── recipes-bsp/
│   └── <platform-specific>
├── recipes-core/
│   ├── base-files/
│   ├── busybox/
│   └── ...
├── recipes-devtools/
│   └── gcc/
├── classes/
│   └── package.bbclass
└── meta-poky/

توضیحات دایرکتوری‌ها:

  • conf/: فایل‌های پیکربندی مانند bitbake.conf و local.conf که تنظیمات پیش‌فرض پروژه را مدیریت می‌کنند.
  • recipes-bsp/: دستورالعمل‌های مربوط به پیکربندی‌های بورد (Board Support Packages) و سخت‌افزار.
  • recipes-core/: بسته‌های نرم‌افزاری اصلی مانند busybox و فایل‌های پیکربندی اصلی.
  • recipes-devtools/: ابزارهای توسعه مانند کامپایلرها و ابزارهای دیگر.
  • classes/: کلاس‌هایی که می‌توانند برای تسهیل فرایند ساخت استفاده شوند.

4. افزودن و گسترش لایه meta

لایه meta به‌طور پیش‌فرض با بسیاری از دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌های عمومی همراه است، اما در پروژه‌های بزرگتر یا پیچیده‌تر، ممکن است نیاز باشد که لایه‌های اضافی یا سفارشی برای نیازهای خاص خود اضافه کنید.

ایجاد لایه سفارشی:

شما می‌توانید لایه‌های سفارشی خود را اضافه کنید تا بسته‌های نرم‌افزاری، تنظیمات خاص، یا دستورالعمل‌های جدید را در پروژه Yocto خود وارد کنید. برای ایجاد یک لایه جدید، معمولاً از اسکریپت‌های yocto-layer استفاده می‌شود.

yocto-layer create my-layer

5. چگونگی استفاده از لایه‌ها در پروژه Yocto

برای اضافه کردن لایه‌ها به پروژه Yocto، باید آن‌ها را در فایل bblayers.conf وارد کنید. این فایل در دایرکتوری conf/ قرار دارد و لایه‌های فعال پروژه در آن ثبت می‌شوند.

مثال:

BBLAYERS ?= " \
  ${TOPDIR}/../meta \
  ${TOPDIR}/../meta-poky \
  ${TOPDIR}/../meta-openembedded/meta-oe \
  ${TOPDIR}/../meta-myproject \
  "

6. جمع‌بندی

لایه meta یکی از اجزای حیاتی در ساختار Yocto است که به‌عنوان یک لایه پایه برای پیکربندی و ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی لینوکس عمل می‌کند. با استفاده از این لایه و گسترش آن، می‌توان سیستم‌عامل‌های لینوکس را برای سخت‌افزارهای مختلف سفارشی کرده و پروژه‌های پیچیده‌تر را مدیریت کرد. درک ساختار و عملکرد این لایه برای توسعه‌دهندگان ضروری است تا بتوانند به‌طور مؤثر از Yocto در پروژه‌های مختلف استفاده کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”poky (مجموعه ابزار اصلی Yocto)” subtitle=”توضیحات کامل”]Poky به عنوان مجموعه ابزار اصلی پروژه Yocto، شامل ابزارها و لایه‌های اصلی است که برای ساخت سیستم‌های لینوکس سفارشی استفاده می‌شود. این مجموعه، هسته اصلی محیط Yocto را تشکیل می‌دهد و به عنوان نقطه شروع برای توسعه توزیع‌های لینوکس مبتنی بر Yocto عمل می‌کند. Poky مجموعه‌ای از لایه‌های پیکربندی، ابزارهای ساخت و دستورالعمل‌های ساخت را در خود دارد که به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد تا سیستم‌های سفارشی برای کاربردهای مختلف ایجاد کنند.

اجزای اصلی Poky:

  1. OE-Core (OpenEmbedded Core):
    • این لایه حاوی دستورالعمل‌ها و متا داده‌های پایه است که برای ساخت سیستم‌های لینوکس مورد نیاز هستند. بسیاری از پکیج‌ها و دستورالعمل‌های لازم برای ساخت سیستم در این لایه قرار دارند.
  2. BitBake:
    • سیستم ساخت اصلی Yocto است که برای پردازش و اجرای دستورالعمل‌ها و تنظیمات مختلف استفاده می‌شود. BitBake وظیفه پردازش فایل‌های دستورالعمل (Recipes) و ایجاد بسته‌های نرم‌افزاری از آن‌ها را بر عهده دارد.
  3. Meta Layers:
    • Poky از لایه‌های متا برای گسترش و اضافه کردن ویژگی‌های جدید به سیستم استفاده می‌کند. این لایه‌ها می‌توانند توسط توسعه‌دهندگان برای پشتیبانی از معماری‌ها، ابزارها و ویژگی‌های خاص گسترش یابند.
  4. نسخه‌های مختلف Yocto:
    • Poky برای مدیریت پروژه‌های مختلف با نسخه‌های متفاوت Yocto طراحی شده است. این امکان به توسعه‌دهندگان می‌دهد که بر اساس نیازهای خاص خود از نسخه‌های مختلف استفاده کنند.

ویژگی‌ها و مزایای Poky:

  • سفارشی‌سازی بالا: Poky به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌های لینوکس سفارشی با تنظیمات ویژه ایجاد کنید.
  • پشتیبانی از معماری‌های مختلف: از ARM، x86، MIPS، PowerPC و دیگر معماری‌ها پشتیبانی می‌کند.
  • مدیریت آسان پروژه‌ها: با استفاده از Poky، فرآیند مدیریت پروژه‌ها و تنظیمات مختلف پروژه‌های Yocto بسیار ساده‌تر می‌شود.
  • پشتیبانی از ابزارهای مختلف ساخت: علاوه بر BitBake، Poky از ابزارهای دیگری برای ساخت و پیکربندی سیستم‌ها بهره می‌برد.

Poky به‌عنوان ابزار اصلی Yocto، در واقع یک فریمورک کامل برای ایجاد و مدیریت توزیع‌های لینوکس سفارشی برای سیستم‌های امبدد (Embedded) و دستگاه‌های IoT است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”دایرکتوری Build در پروژه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]

دایرکتوری build در پروژه Yocto یک بخش اساسی است که فرآیند ساخت و تولید تصاویر، بسته‌ها و سیستم‌های فایل سفارشی را در آن انجام می‌شود. این دایرکتوری مکان ذخیره‌سازی تمامی فایل‌های موقت و خروجی‌های مرتبط با ساخت است و نقش حیاتی در فرآیند سفارشی‌سازی و ساخت سیستم‌های لینوکس ایفا می‌کند.

ساختار دایرکتوری build

دایرکتوری build در Yocto مجموعه‌ای از زیرمجموعه‌ها و دایرکتوری‌ها را شامل می‌شود که هرکدام وظیفه خاصی در فرآیند ساخت دارند. در این دایرکتوری، داده‌ها و فایل‌های موقتی که برای ساخت و پیکربندی سیستم نیاز هستند، نگهداری می‌شوند.

اجزای مهم دایرکتوری build:

  1. conf/:
    • دایرکتوری conf شامل فایل‌های پیکربندی است که تنظیمات مختلف برای ساخت و مدیریت سیستم‌عامل را تعیین می‌کند. این فایل‌ها شامل پیکربندی‌های پیش‌فرض و سفارشی هستند.
  2. tmp/:
    • این دایرکتوری به عنوان یک فضای موقت برای تمامی فایل‌های مرتبط با فرآیند ساخت عمل می‌کند. شامل فایل‌های موقتی است که در هنگام ساخت بسته‌ها، تصاویر و فایل‌های پیکربندی ایجاد می‌شود.
  3. sysroots/:
    • دایرکتوری sysroots شامل سیستم فایل‌های پایه است که برای ساخت بسته‌ها و ابزارها به آن نیاز داریم. این سیستم فایل‌ها به‌طور موقت برای توسعه و ساخت برنامه‌ها استفاده می‌شوند.
  4. deploy/:
    • این دایرکتوری برای ذخیره‌سازی فایل‌های خروجی از فرآیند ساخت است. در اینجا می‌توانید تصاویر ساخته‌شده، بسته‌های نرم‌افزاری، و فایل‌های سفارشی سیستم را پیدا کنید.
  5. sstate-cache/:
    • دایرکتوری sstate-cache کش (cache) برای ساخت‌های قبلی است. این دایرکتوری به منظور سرعت بخشیدن به فرآیند ساخت‌های مکرر ایجاد می‌شود و در آن فایل‌هایی که قبلاً ساخته شده‌اند، ذخیره می‌شود تا در صورتی که تغییرات کمی در ساخت داده شود، نیازی به بازسازی کامل نباشد.

روند کار دایرکتوری build:

  • ساخت و پیکربندی: زمانی که فرمان ساخت (build) اجرا می‌شود، تمامی فایل‌ها و ابزارهای مورد نیاز در دایرکتوری build پردازش می‌شوند.
  • محل ذخیره‌سازی فایل‌ها: تمامی تصاویر سیستم‌عامل، بسته‌ها و نتایج ساخت در دایرکتوری‌های مختلف در داخل build ذخیره می‌شود.
  • مدیریت پیکربندی‌ها: تنظیمات پیکربندی و متا داده‌ها از فایل‌های موجود در conf بارگذاری می‌شوند تا نحوه ساخت و پیکربندی سیستم را مشخص کنند.

مزایای استفاده از دایرکتوری build در Yocto:

  • ساخت و ذخیره‌سازی متمرکز: تمامی فایل‌های مرتبط با فرآیند ساخت در یک مکان متمرکز نگهداری می‌شوند که مدیریت و نظارت بر آن‌ها را ساده‌تر می‌کند.
  • افزایش کارایی: استفاده از کش (cache) در دایرکتوری sstate-cache باعث تسریع در فرآیندهای بعدی ساخت می‌شود.
  • افزایش انعطاف‌پذیری: امکان ایجاد و ذخیره‌سازی تصاویر و بسته‌های مختلف به طور همزمان برای پیکربندی‌های مختلف و انواع سخت‌افزارها.
  • پشتیبانی از پروژه‌های مختلف: می‌توان برای پروژه‌های مختلف با تنظیمات و ویژگی‌های متفاوت از دایرکتوری build استفاده کرد و ساخت‌های مختلف را مدیریت نمود.

جمع‌بندی

دایرکتوری build در پروژه Yocto مکان اصلی برای پردازش و تولید خروجی‌های ساخت است. این دایرکتوری به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که با ذخیره‌سازی متمرکز فایل‌های موقتی و نهایی، مدیریت فرآیندهای ساخت را تسهیل کنند و از ابزارهایی مانند کش برای بهبود سرعت استفاده نمایند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”دایرکتوری conf در پروژه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]دایرکتوری conf یکی از اجزای اساسی پروژه Yocto است که شامل تنظیمات پیکربندی مختلف برای پروژه‌های مختلف و نحوه ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی می‌شود. این دایرکتوری نقش حیاتی در سفارشی‌سازی و مدیریت فرآیند ساخت ایفا می‌کند و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که تنظیمات دقیق و سفارشی برای محیط‌های مختلف ایجاد کنند.

ساختار دایرکتوری conf

دایرکتوری conf شامل تعدادی فایل پیکربندی است که تنظیمات مختلف و پیش‌نیازهای پروژه را برای فرآیند ساخت فراهم می‌آورد. این فایل‌ها به‌طور کلی شامل پیکربندی‌های کلی، پیکربندی‌های لایه‌ای (layer-specific configurations) و پیکربندی‌های سیستم‌های سخت‌افزاری هستند.

اجزای مهم دایرکتوری conf:

  1. local.conf:
    • این فایل یکی از مهم‌ترین فایل‌های پیکربندی در پروژه Yocto است که برای تنظیمات محلی و سفارشی‌سازی استفاده می‌شود. در این فایل می‌توانید تنظیمات مختلفی از جمله انتخاب دستگاه هدف، نسخه‌های خاص بسته‌ها، و سایر پیکربندی‌های خاص پروژه را وارد کنید.
    • برخی از تنظیمات رایج در local.conf عبارتند از:
      • نوع معماری سیستم (مانند ARM، x86)
      • مکان ذخیره‌سازی تصاویر نهایی
      • تنظیمات خاص برای بسته‌ها و ابزارها
  2. bblayers.conf:
    • این فایل مسئول تعریف لایه‌های مختلف (layers) است که در فرآیند ساخت مورد استفاده قرار می‌گیرند. Yocto از لایه‌ها برای تفکیک اجزای مختلف سیستم‌عامل استفاده می‌کند. در فایل bblayers.conf می‌توانید لایه‌های مختلف (مانند meta, meta-openembedded, meta-yocto و دیگر لایه‌ها) را وارد کرده و مشخص کنید که کدام لایه‌ها در فرآیند ساخت باید فعال باشند.
  3. auto.conf:
    • این فایل به‌طور خودکار ایجاد می‌شود و معمولاً تنظیمات ویژه‌ای را برای پیکربندی ساخت ذخیره می‌کند که به‌طور خودکار توسط سیستم در طول فرآیند ساخت استفاده می‌شود. این فایل معمولاً به طور مستقیم توسط توسعه‌دهنده ویرایش نمی‌شود.
  4. site.conf:
    • فایل site.conf برای تنظیمات خاص سایت و محیط ساخت استفاده می‌شود. این فایل می‌تواند شامل اطلاعاتی مانند مکان ذخیره‌سازی فایل‌ها و تنظیمات خاص برای ساخت باشد.
  5. layer.conf:
    • هر لایه (layer) در Yocto معمولاً فایل layer.conf خود را دارد که در آن پیکربندی‌های خاص مربوط به آن لایه و مسیرهای مورد نیاز برای منابع مختلف تعریف می‌شود. این فایل به Yocto می‌گوید که چگونه لایه‌های خاص در فرآیند ساخت ادغام می‌شوند.

وظایف و کارکردهای دایرکتوری conf:

  • پیکربندی عمومی: فایل‌های موجود در دایرکتوری conf به‌طور کلی برای تنظیمات عمومی و سفارشی‌سازی پروژه‌های Yocto استفاده می‌شوند. توسعه‌دهندگان می‌توانند با ویرایش این فایل‌ها، فرآیند ساخت را برای نیازهای خاص خود تطبیق دهند.
  • تنظیمات لایه‌ها و دستگاه‌ها: فایل‌های پیکربندی مانند bblayers.conf و local.conf به شما این امکان را می‌دهند که لایه‌ها و دستگاه‌های مختلف را به‌طور دقیق مدیریت کنید. این قابلیت بسیار مهم است چرا که پروژه‌های Yocto معمولاً شامل لایه‌های مختلفی هستند که هریک مسئول تنظیمات و پیکربندی‌های خاص خود هستند.
  • سفارشی‌سازی فرآیند ساخت: توسعه‌دهندگان می‌توانند در دایرکتوری conf تغییراتی اعمال کنند که نحوه ساخت، بسته‌بندی، و پیکربندی سیستم‌عامل‌ها را برای معماری‌ها و دستگاه‌های مختلف تغییر دهد.
  • مدیریت نسخه‌ها: پیکربندی‌های مختلف برای نسخه‌های مختلف Yocto و لایه‌ها به‌راحتی از طریق این فایل‌ها مدیریت می‌شوند. شما می‌توانید نسخه‌های مختلف Yocto و وابستگی‌های آن را مشخص کنید تا سیستم به‌طور مناسب پیکربندی شود.

مزایای استفاده از دایرکتوری conf:

  • انعطاف‌پذیری بالا: شما می‌توانید تنظیمات را به‌طور دقیق و برای هر پروژه به‌طور خاص پیکربندی کنید. این قابلیت به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های سفارشی با نیازهای خاص ایجاد کنید.
  • مدیریت آسان پیکربندی‌ها: با داشتن فایل‌های پیکربندی متمرکز، مانند local.conf و bblayers.conf، مدیریت تنظیمات پروژه‌های پیچیده و سفارشی‌سازی فرآیند ساخت بسیار ساده‌تر می‌شود.
  • پشتیبانی از پروژه‌های مختلف: می‌توانید به‌راحتی تنظیمات خاص برای پروژه‌های مختلف و دستگاه‌های مختلف تعریف کنید و فرآیند ساخت سیستم‌عامل‌های مختلف را مدیریت نمایید.

جمع‌بندی

دایرکتوری conf در پروژه Yocto، به‌عنوان مکانی برای نگهداری تنظیمات پیکربندی و سفارشی‌سازی‌های سیستم، نقش بسیار مهمی در مدیریت فرآیند ساخت ایفا می‌کند. از طریق فایل‌های موجود در این دایرکتوری، می‌توان پیکربندی‌های مختلف را برای دستگاه‌ها، لایه‌ها و نسخه‌های مختلف Yocto اعمال کرده و فرآیند ساخت را برای نیازهای خاص پروژه تنظیم نمود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”شناسایی و درک محتوای دایرکتوری‌های اصلی در پروژه Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]پروژه Yocto یک ساختار منظم از دایرکتوری‌ها و فایل‌ها را برای مدیریت فرآیند ساخت و سفارشی‌سازی سیستم‌عامل‌های لینوکس برای دستگاه‌های امبدد (Embedded) ارائه می‌دهد. هر دایرکتوری در Yocto نقش خاصی ایفا می‌کند و این ساختار به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا پروژه‌ها را به‌طور مؤثر مدیریت و تنظیم کنند.

در اینجا به بررسی برخی از دایرکتوری‌های اصلی و محتویات آنها در پروژه Yocto می‌پردازیم:

1. دایرکتوری meta

دایرکتوری meta یکی از اجزای اساسی پروژه Yocto است که شامل لایه‌های مختلف است. هر لایه مسئول مجموعه‌ای از بسته‌ها، ابزارها، و تنظیمات خاص خود می‌باشد. لایه‌های متنوع می‌توانند برای پشتیبانی از دستگاه‌ها و ویژگی‌های خاص اضافه شوند.

محتویات اصلی:

  • meta-yocto: شامل لایه پایه‌ای برای پشتیبانی از ابزارها و بسته‌های اصلی.
  • meta-openembedded: مجموعه‌ای از لایه‌ها که شامل ابزارها و بسته‌های اضافی برای Yocto است.
  • *meta- (لایه‌های خاص دستگاه)**: لایه‌هایی که پشتیبانی از معماری‌ها یا دستگاه‌های خاص مانند ARM یا x86 را فراهم می‌آورند.

2. دایرکتوری poky

دایرکتوری poky مجموعه‌ای از ابزارها و اسکریپت‌های ضروری برای استفاده از Yocto است. این دایرکتوری به‌عنوان مجموعه ابزار اصلی Yocto شناخته می‌شود و برای شروع و مدیریت پروژه‌های Yocto استفاده می‌شود.

محتویات اصلی:

  • poky/scripts: اسکریپت‌ها و ابزارهایی که فرآیند ساخت و پیکربندی را تسهیل می‌کنند.
  • poky/meta: لایه‌های اصلی Yocto که اجزای ضروری سیستم‌عامل را فراهم می‌آورند.
  • poky/bitbake: ابزار BitBake که برای فرآیند ساخت استفاده می‌شود.

3. دایرکتوری build

دایرکتوری build جایی است که تمام فرآیند ساخت در آن انجام می‌شود. در این دایرکتوری، تصاویر نهایی سیستم‌عامل، بسته‌ها، و فایل‌های اجرایی ایجاد می‌شوند.

محتویات اصلی:

  • build/tmp: فایل‌های موقتی که در طول فرآیند ساخت ایجاد می‌شوند.
  • build/conf: فایل‌های پیکربندی پروژه Yocto که تنظیمات اصلی سیستم را مشخص می‌کنند.
  • build/images: شامل تصاویر نهایی سیستم‌عامل و فایل‌های مربوط به هر دستگاه است.

4. دایرکتوری conf

دایرکتوری conf شامل فایل‌های پیکربندی است که برای تنظیم و سفارشی‌سازی پروژه Yocto استفاده می‌شوند. این فایل‌ها تعیین می‌کنند که چگونه فرآیند ساخت انجام شود و کدام لایه‌ها و بسته‌ها در پروژه گنجانده شوند.

محتویات اصلی:

  • local.conf: تنظیمات پیکربندی عمومی و محلی پروژه.
  • bblayers.conf: تعریف لایه‌ها (layers) و تنظیمات مربوط به آنها.
  • site.conf: تنظیمات خاص برای محیط ساخت.

5. دایرکتوری meta-openembedded

دایرکتوری meta-openembedded یک مجموعه از لایه‌هاست که بسته‌ها و ویژگی‌های اضافی برای Yocto فراهم می‌کند. این لایه‌ها معمولاً شامل بسته‌های نرم‌افزاری اضافی، ابزارهای کاربردی و تنظیمات خاص برای پشتیبانی از معماری‌ها و دستگاه‌های مختلف هستند.

محتویات اصلی:

  • meta-oe: لایه‌هایی که بسته‌های نرم‌افزاری اضافی را فراهم می‌آورند.
  • meta-python: پشتیبانی از بسته‌های Python.
  • meta-networking: پشتیبانی از بسته‌ها و ابزارهای شبکه.

6. دایرکتوری downloads

دایرکتوری downloads مکانی است که Yocto برای ذخیره منابع و بسته‌های مورد نیاز برای ساخت پروژه از آن استفاده می‌کند. این منابع شامل سورس کدها و فایل‌های بسته است که از مخازن مختلف دانلود می‌شوند.

محتویات اصلی:

  • sources: شامل منابع دانلود شده از مخازن مختلف مانند GitHub، سایت‌های پروژه‌ها و غیره.
  • dl: محل ذخیره بسته‌ها و سورس‌هایی که برای ساخت پروژه استفاده می‌شوند.

جمع‌بندی

پروژه Yocto از یک ساختار دایرکتوری پیچیده اما منظم بهره می‌برد که هر دایرکتوری وظیفه خاص خود را در فرآیند ساخت و سفارشی‌سازی سیستم‌عامل‌ها بر عهده دارد. دایرکتوری‌های اصلی شامل meta برای لایه‌ها، poky برای ابزارهای ساخت، build برای فرآیند ساخت نهایی، و conf برای تنظیمات پیکربندی، همگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی‌سازی شده برای دستگاه‌های امبدد را به‌طور مؤثر ایجاد کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”توضیح در مورد فایل‌های مهم مثل local.conf و bblayers.conf” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه Yocto، فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و bblayers.conf نقشی حیاتی در تعیین نحوه ساخت، تنظیمات سیستم‌عامل، و نحوه استفاده از لایه‌ها دارند. این فایل‌ها در دایرکتوری conf موجود هستند و به‌طور مستقیم در فرآیند ساخت تأثیر می‌گذارند.

1. فایل local.conf

فایل local.conf یکی از مهم‌ترین فایل‌های پیکربندی در Yocto است که تنظیمات محلی و اختصاصی پروژه را تعریف می‌کند. این فایل به شما این امکان را می‌دهد تا تنظیمات ویژه‌ای را برای فرآیند ساخت و نحوه تولید تصویر سیستم‌عامل انجام دهید.

محتویات و کاربردهای اصلی local.conf:

  • تنظیمات متغیرهای ساخت: این فایل شامل متغیرهایی است که فرآیند ساخت را پیکربندی می‌کند، مانند انتخاب هدف معماری (مانند ARM یا x86)، تعداد هسته‌های پردازنده برای ساخت موازی، یا مسیرهای مختلف برای ابزارهای ساخت.به‌طور مثال:
    MACHINE ?= "qemuarm"
    PARALLEL_MAKE = "-j4"

    این تنظیمات به Yocto اعلام می‌کنند که از معماری qemuarm برای سیستم‌عامل ساخته شده استفاده کند و چهار هسته پردازنده برای ساخت موازی را به کار بگیرد.

  • پیکربندی مسیرها: در این فایل می‌توانید مسیرهایی را برای ذخیره‌سازی فایل‌ها، بسته‌ها و تصاویر سیستم‌عامل تعیین کنید.مثال:
    DL_DIR = "/path/to/downloads"
    SSTATE_DIR = "/path/to/sstate-cache"
  • تنظیمات نهایی سیستم‌عامل: همچنین می‌توان در local.conf تنظیمات مربوط به بسته‌ها و ویژگی‌های نهایی سیستم‌عامل را مشخص کرد، مانند انتخاب بسته‌های اضافی، ابزارها، یا تنظیمات خاص برای نیازهای پروژه.به‌طور مثال:
    IMAGE_INSTALL_append = " packagegroup-core-boot"
  • استفاده از توابع خاص برای بهینه‌سازی: اگر نیاز به انجام بهینه‌سازی‌ها یا تنظیمات خاصی در فرآیند ساخت دارید، می‌توانید از توابع پیش‌ساخته Yocto یا اسکریپت‌های سفارشی در این فایل استفاده کنید.

2. فایل bblayers.conf

فایل bblayers.conf برای پیکربندی لایه‌ها در پروژه Yocto استفاده می‌شود. لایه‌ها مجموعه‌ای از تنظیمات، بسته‌ها، و متا-داده‌ها هستند که برای ساخت توزیع‌های سفارشی لینوکس استفاده می‌شوند. این فایل وظیفه دارد تا مشخص کند کدام لایه‌ها در فرآیند ساخت گنجانده شوند.

محتویات و کاربردهای اصلی bblayers.conf:

  • تعریف لایه‌ها: در این فایل، شما باید لایه‌هایی را که قرار است در پروژه استفاده شوند، مشخص کنید. به‌طور مثال، لایه‌های اصلی Yocto، لایه‌های اضافی OpenEmbedded، و لایه‌های مخصوص دستگاه‌های خاص.به‌طور مثال:
    BBLAYERS ?= " \
      ${TOPDIR}/../meta \
      ${TOPDIR}/../meta-poky \
      ${TOPDIR}/../meta-openembedded/meta-oe \
      ${TOPDIR}/../meta-openembedded/meta-networking \
    "

    این تنظیمات به Yocto می‌گویند که از لایه‌های meta, meta-poky, و meta-openembedded برای فرآیند ساخت استفاده کند.

  • مسیریابی لایه‌ها: شما باید مسیر کامل لایه‌ها را در این فایل مشخص کنید. برای این منظور، متغیر BBLAYERS استفاده می‌شود تا مسیرهای مختلف لایه‌ها را شامل کند.
  • پشتیبانی از لایه‌های سفارشی: اگر لایه‌های خاصی برای دستگاه‌های خاص یا پروژه‌های خاص خود داشته باشید، می‌توانید آن‌ها را به‌طور جداگانه در این فایل اضافه کنید تا در فرآیند ساخت گنجانده شوند.

تفاوت‌ها و ارتباط بین local.conf و bblayers.conf

  • local.conf بیشتر برای تنظیمات خاص به‌کار می‌رود که مرتبط با نحوه ساخت سیستم‌عامل است، مانند انتخاب معماری، تنظیمات موازی‌سازی، مسیرها، و نصب بسته‌ها. این فایل مختص تنظیمات محلی است که برای هر پروژه یا توسعه‌دهنده ممکن است متفاوت باشد.
  • bblayers.conf به پیکربندی لایه‌ها می‌پردازد. این فایل مشخص می‌کند که چه لایه‌هایی در فرآیند ساخت استفاده شوند و به Yocto اعلام می‌کند که کدام بخش‌ها باید شامل یا حذف شوند.

جمع‌بندی

فایل‌های local.conf و bblayers.conf بخش‌های حیاتی از پیکربندی پروژه Yocto هستند که به‌طور خاص تنظیمات سیستم‌عامل و لایه‌ها را مدیریت می‌کنند. فایل local.conf برای تنظیمات محلی ساخت و نیازهای خاص پروژه استفاده می‌شود، در حالی که فایل bblayers.conf لایه‌های مورد نیاز برای ساخت را مشخص می‌کند. این دو فایل به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که پروژه‌های Yocto خود را به‌طور دقیق و با توجه به نیازهای خاص پیکربندی کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 5. آماده‌سازی محیط برای اولین Build”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”ایجاد یک دایرکتوری ساخت جدید با استفاده از دستور yocto یا bitbake” subtitle=”توضیحات کامل”]برای ایجاد یک دایرکتوری ساخت جدید در پروژه Yocto، شما معمولاً از ابزار bitbake استفاده خواهید کرد. ابزار bitbake در واقع سیستم ساخت Yocto است که به شما اجازه می‌دهد توزیع‌ها، بسته‌ها، و تصاویر سیستم‌عامل را بسازید.

در ابتدا، لازم است که Yocto Project و محیط آن به‌درستی نصب و پیکربندی شده باشد. پس از نصب، می‌توانید دایرکتوری ساخت جدیدی را برای پروژه خود ایجاد کنید.

مراحل ایجاد یک دایرکتوری ساخت جدید

  1. تنظیم محیط Yocto: قبل از هر چیزی باید محیط Yocto را تنظیم کنید. برای این کار باید اسکریپت محیط را اجرا کنید. این اسکریپت معمولا در دایرکتوری اصلی Yocto موجود است.در ابتدا، به دایرکتوری اصلی پروژه Yocto بروید و اسکریپت محیط را اجرا کنید:
    source oe-init-build-env

    این دستور به‌طور خودکار یک دایرکتوری ساخت جدید به نام build ایجاد می‌کند و شما را به آن دایرکتوری منتقل می‌کند. همچنین این دستور متغیرهای محیطی مورد نیاز برای فرآیند ساخت را تنظیم می‌کند.

  2. ایجاد دایرکتوری ساخت جدید: اگر شما بخواهید دایرکتوری ساخت جدیدی با نام دلخواه ایجاد کنید، می‌توانید از دستور oe-init-build-env به همراه پارامتر مسیر جدید استفاده کنید:
    source oe-init-build-env <directory-path>

    به‌عنوان مثال، اگر می‌خواهید دایرکتوری ساخت به نام my_build ایجاد کنید، دستور به این شکل خواهد بود:

    source oe-init-build-env my_build

    پس از اجرای این دستور:

    • دایرکتوری my_build ایجاد خواهد شد.
    • فایل‌های پیکربندی مورد نیاز (مانند local.conf و bblayers.conf) به‌طور خودکار در این دایرکتوری تولید می‌شوند.

    اگر دایرکتوری my_build قبلاً وجود داشته باشد، این دستور آن را به‌عنوان محیط ساخت فعلی شما تنظیم می‌کند.

  3. پیکربندی لایه‌ها: پس از ایجاد دایرکتوری ساخت، می‌توانید لایه‌های مورد نیاز خود را به فایل bblayers.conf اضافه کنید. این فایل در دایرکتوری conf قرار دارد.به‌طور مثال، برای اضافه کردن لایه‌های meta و meta-poky به این فایل، محتویات آن به شکل زیر خواهد بود:
    BBLAYERS ?= " \
      ${TOPDIR}/../meta \
      ${TOPDIR}/../meta-poky \
    "
  4. اجرای فرآیند ساخت با bitbake: پس از تنظیم دایرکتوری ساخت، شما می‌توانید از دستور bitbake برای ساخت تصاویر سیستم‌عامل یا بسته‌های خاص استفاده کنید.به‌طور مثال، برای ساخت یک تصویر پایه، می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:
    bitbake core-image-minimal

    این دستور فرآیند ساخت تصویر core-image-minimal را آغاز می‌کند. می‌توانید تصویر یا بسته‌ای خاص را جایگزین core-image-minimal کنید.

جمع‌بندی

برای ایجاد یک دایرکتوری ساخت جدید در Yocto، کافی است از اسکریپت oe-init-build-env استفاده کنید. این اسکریپت محیط ساخت را پیکربندی کرده و دایرکتوری جدید را ایجاد می‌کند. سپس با استفاده از دستور bitbake می‌توانید فرآیند ساخت را آغاز کرده و توزیع‌های سفارشی لینوکس خود را بسازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”پیکربندی فایل local.conf در Yocto برای تنظیمات اولیه” subtitle=”توضیحات کامل”]فایل local.conf یکی از مهم‌ترین فایل‌های پیکربندی در پروژه Yocto است. این فایل تنظیمات ابتدایی ساخت را برای محیط ساخت تعیین می‌کند. شما می‌توانید از آن برای تنظیم معماری هدف، حافظه، پردازنده و سایر گزینه‌های محیطی استفاده کنید.

مکان فایل local.conf

فایل local.conf در دایرکتوری conf در دایرکتوری ساخت شما قرار دارد. به‌طور معمول مسیر آن به صورت زیر است:

<your-yocto-directory>/build/conf/local.conf

تنظیمات اصلی در فایل local.conf

در اینجا برخی از تنظیمات اولیه رایج که می‌توانید در فایل local.conf پیکربندی کنید، آورده شده است.

1. تنظیم معماری هدف (Target Architecture)

در این بخش می‌توانید معماری هدف (یا پلتفرم) که می‌خواهید تصویر را برای آن بسازید، تعیین کنید. این معماری می‌تواند شامل ARM، x86، MIPS و غیره باشد.

  • برای مثال، اگر می‌خواهید برای معماری ARM بسازید:
    MACHINE ??= "qemuarm"
  • برای معماری x86:
    MACHINE ??= "qemux86"
  • برای معماری‌های دیگر مانند MIPS یا PowerPC نیز می‌توانید مشابه با این تنظیمات اقدام کنید.

2. تنظیم پردازنده (CPU)

شما می‌توانید تنظیمات پردازنده (CPU) را بر اساس نیازهای خاص پروژه خود تنظیم کنید. برای مثال، در صورتی که بخواهید از یک پردازنده با ویژگی‌های خاص استفاده کنید، می‌توانید گزینه‌های پردازنده را تعیین کنید.

مثال:

TARGET_ARCH = "arm"

3. تنظیم حافظه (Memory)

اگر پروژه شما به منابع حافظه خاصی نیاز دارد، می‌توانید مقدار حافظه مورد نیاز را در فایل local.conf تنظیم کنید.

به‌عنوان مثال، اگر می‌خواهید مقدار حافظه RAM را برای هدف خاص تنظیم کنید:

IMAGE_FSTYPES = "tar.bz2"

در بعضی مواقع، مقدار RAM برای سیستم‌های خاص یا برای تصویرهای بزرگ نیاز به تنظیماتی دارد. برای مثال:

RAM_SIZE = "256M"

4. تنظیمات مربوط به بسته‌های نرم‌افزاری (Software Packages)

در فایل local.conf می‌توانید بسته‌هایی که باید در تصویر نهایی گنجانده شوند را پیکربندی کنید. به‌طور مثال، برای افزودن بسته‌های خاص به سیستم:

IMAGE_INSTALL_append = " package1 package2"

5. تنظیمات زمان ساخت (Build Time Settings)

در مواردی ممکن است بخواهید زمان ساخت و تعداد هسته‌های پردازنده که برای ساخت استفاده می‌شوند را تنظیم کنید. برای مثال، تنظیم تعداد هسته‌ها در فرآیند ساخت به صورت زیر است:

BB_NUMBER_THREADS = "4"
PARALLEL_MAKE = "-j 4"

در اینجا، BB_NUMBER_THREADS تعداد هسته‌های مورد استفاده در هنگام ساخت را تعیین می‌کند و PARALLEL_MAKE تعداد کارهایی که می‌توانند به صورت موازی اجرا شوند را مشخص می‌کند.

6. تنظیمات دیگر

برای کنترل تنظیمات بیشتر مانند پیکربندی تصویر یا تنظیمات خاص فریم‌ورک‌ها، می‌توانید بخش‌های مختلف فایل local.conf را تنظیم کنید. به‌عنوان مثال، برای تنظیم نوع تصویر به‌طور پیش‌فرض:

# برای ساخت تصویر مینیمالیستی
IMAGE_FSTYPES = "tar.bz2"

نمونه فایل local.conf

در اینجا یک نمونه ساده از فایل local.conf را مشاهده می‌کنید که شامل تنظیمات معمولی است:

# معماری هدف
MACHINE ??= "qemuarm"

# تعداد هسته‌ها
BB_NUMBER_THREADS = "4"
PARALLEL_MAKE = "-j 4"

# نوع تصویر
IMAGE_FSTYPES = "tar.bz2"

# بسته‌های اضافی
IMAGE_INSTALL_append = " vim coreutils"

# حافظه
RAM_SIZE = "256M"

# پیکربندی پردازنده
TARGET_ARCH = "arm"

جمع‌بندی

فایل local.conf در Yocto برای پیکربندی تنظیمات پایه‌ای و ابتدایی سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد. از طریق این فایل می‌توانید معماری هدف، تنظیمات پردازنده، حافظه، و سایر تنظیمات مربوط به فرآیند ساخت را به راحتی تغییر دهید. این فایل به‌طور مستقیم بر نحوه ساخت و عملکرد سیستم نهایی تأثیر می‌گذارد، بنابراین پیکربندی صحیح آن از اهمیت بالایی برخوردار است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”تنظیمات اولیه برای لایه‌ها و انتخاب ماشین هدف” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مراحل کلیدی در پیکربندی Yocto، تنظیم لایه‌ها و انتخاب ماشین هدف (Target Machine) است. این تنظیمات به Yocto کمک می‌کند تا با توجه به سخت‌افزار و نیازهای پروژه، سیستم لینوکسی مناسبی بسازد.


تنظیمات اولیه لایه‌ها

لایه‌ها (Layers) در Yocto ساختاری هستند که به شما امکان می‌دهند اجزای مختلف سیستم را به صورت ماژولار مدیریت کنید. هر لایه شامل دستورالعمل‌ها، بسته‌ها و تنظیماتی است که در ساخت سیستم عامل استفاده می‌شود.

فایل پیکربندی bblayers.conf

فایل bblayers.conf شامل فهرستی از لایه‌هایی است که در فرآیند ساخت استفاده می‌شوند. این فایل معمولاً در مسیر زیر قرار دارد:

<yocto-build-directory>/conf/bblayers.conf

افزودن لایه‌ها به bblayers.conf

برای افزودن لایه‌ها به پروژه:

  1. مسیر کامل لایه مورد نظر را در فایل bblayers.conf اضافه کنید.
  2. مثال:
    BBLAYERS ?= " \
      /path/to/poky/meta \
      /path/to/poky/meta-poky \
      /path/to/poky/meta-yocto-bsp \
      /path/to/custom-layer/meta-custom \
    "

افزودن لایه‌های سفارشی

اگر یک لایه سفارشی برای پروژه خود دارید:

  1. لایه را ایجاد کنید:
    bitbake-layers create-layer <layer-name>
  2. مسیر لایه ایجاد شده را به bblayers.conf اضافه کنید.

انتخاب ماشین هدف

ماشین هدف یا MACHINE سخت‌افزار خاصی را مشخص می‌کند که سیستم عامل باید برای آن ساخته شود. Yocto از ماشین‌های مختلفی مانند QEMU، ARM، x86، MIPS و PowerPC پشتیبانی می‌کند.

پیکربندی ماشین هدف در local.conf

ماشین هدف را با تنظیم متغیر MACHINE در فایل local.conf انتخاب کنید:

  • مسیر فایل:
    <yocto-build-directory>/conf/local.conf
  • تنظیم مثال برای ماشین‌های مختلف:
    • برای ARM:
      MACHINE ??= "qemuarm"
    • برای x86:
      MACHINE ??= "qemux86"
    • برای یک سخت‌افزار خاص (مثلاً Raspberry Pi 4):
      MACHINE ??= "raspberrypi4"

اطلاعات ماشین‌های موجود

لیستی از ماشین‌های موجود را می‌توانید در لایه‌های meta بررسی کنید:

  • مسیر:
    <yocto-directory>/meta*/conf/machine/
  • هر فایل در این دایرکتوری یک پیکربندی ماشین را نشان می‌دهد.

تست تنظیمات اولیه

پس از تنظیم لایه‌ها و ماشین هدف:

  1. صحت لایه‌ها را بررسی کنید:
    bitbake-layers show-layers

    این دستور لایه‌های موجود را نشان می‌دهد.

  2. تست انتخاب ماشین هدف با ساخت یک تصویر ساده:
    bitbake core-image-minimal

    اگر همه تنظیمات درست باشند، Yocto بدون خطا تصویر را می‌سازد.


جمع‌بندی

  • لایه‌ها: لایه‌ها اجزای مختلف پروژه را مدیریت می‌کنند. با ویرایش bblayers.conf، می‌توانید لایه‌های مناسب را برای پروژه خود اضافه کنید.
  • ماشین هدف: تعیین سخت‌افزار هدف از طریق متغیر MACHINE در local.conf انجام می‌شود.
  • تست: پس از تنظیمات اولیه، با اجرای یک بیلد ساده مطمئن شوید که تنظیمات شما صحیح هستند.

تنظیم درست لایه‌ها و ماشین هدف، پایه‌گذاری موفقیت پروژه‌های Yocto را تضمین می‌کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”ساخت اولین تصویر پایه با دستور BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مراحل مهم در کار با Yocto Project، ساخت اولین تصویر پایه (Base Image) است. این فرآیند به شما کمک می‌کند تا با نحوه عملکرد Yocto و ابزار BitBake آشنا شوید و یک سیستم عامل لینوکس پایه برای سخت‌افزار یا شبیه‌ساز هدف خود ایجاد کنید.


مراحل ساخت اولین تصویر پایه

1. تایید تنظیمات اولیه

قبل از اجرای دستور bitbake، اطمینان حاصل کنید که تنظیمات اولیه به درستی انجام شده‌اند:

  • فایل bblayers.conf: شامل لایه‌های مورد نیاز است.
  • فایل local.conf: ماشین هدف (MACHINE) و سایر تنظیمات مناسب مشخص شده‌اند.

2. انتخاب یک تصویر پایه

تصاویر آماده‌ای در Yocto وجود دارند که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. معروف‌ترین تصویرها:

  • core-image-minimal: یک تصویر لینوکس پایه و بسیار ساده.
  • core-image-full-cmdline: تصویر پایه با پشتیبانی از ابزارهای خط فرمان.
  • core-image-sato: تصویری با محیط گرافیکی سبک (UI).

3. اجرای دستور BitBake

برای ساخت تصویر:

  1. به دایرکتوری ساخت (Build Directory) بروید:
    cd <build-directory>
  2. دستور BitBake را برای تصویر مورد نظر اجرا کنید:
    bitbake core-image-minimal

4. انتظار برای تکمیل ساخت

ساخت اولین تصویر ممکن است زمان‌بر باشد (بسته به سخت‌افزار میزبان). در این فرآیند:

  • ابزارهای لازم دانلود و کامپایل می‌شوند.
  • بسته‌های نرم‌افزاری آماده شده و تصویر ایجاد می‌شود.

خروجی‌های فرآیند ساخت

پس از تکمیل ساخت، خروجی‌ها در دایرکتوری tmp/deploy/images/<machine> ذخیره می‌شوند. این شامل:

  1. فایل‌های Image: فایل سیستم قابل بوت برای ماشین هدف.
    • مثال: core-image-minimal-<machine>.ext4
  2. کرنل (Kernel): فایل‌های مرتبط با کرنل لینوکس.
    • مثال: zImage یا vmlinuz
  3. Bootloader: در صورت نیاز، فایل‌های بوت لودر.

تست تصویر ساخته شده

با استفاده از شبیه‌ساز QEMU:

  1. Yocto از QEMU برای تست تصاویر پشتیبانی می‌کند.
  2. اجرای تصویر ساخته‌شده در QEMU:
    runqemu qemuarm core-image-minimal

    یا برای معماری‌های دیگر:

    runqemu <machine> core-image-minimal

انتقال به سخت‌افزار واقعی:

  1. فایل سیستم و کرنل را به رسانه‌ای مثل کارت SD یا حافظه USB منتقل کنید.
  2. دستگاه هدف را با استفاده از این رسانه بوت کنید.

نکات مهم در ساخت اولین تصویر

  1. استفاده از کش (Cache): فرآیند ساخت Yocto از کش استفاده می‌کند. بنابراین، بیلدهای بعدی سریع‌تر خواهند بود.
  2. اشکال‌زدایی خطاها: اگر در فرآیند ساخت با خطا مواجه شدید، از دستور زیر برای بررسی علت خطا استفاده کنید:
    bitbake <image-name> -k

    این دستور بیلد را ادامه می‌دهد و جزئیات خطا را نمایش می‌دهد.


جمع‌بندی

  • با استفاده از دستور bitbake، می‌توانید اولین تصویر لینوکس پایه خود را بسازید.
  • فایل‌های خروجی تصویر و کرنل در مسیر tmp/deploy/images/<machine> ذخیره می‌شوند.
  • تصویر ساخته‌شده را می‌توانید با QEMU یا سخت‌افزار واقعی آزمایش کنید.

ساخت اولین تصویر پایه، قدمی مهم در یادگیری Yocto و آماده‌سازی برای پروژه‌های پیچیده‌تر است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 6. تنظیمات وابستگی‌ها”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”بررسی و نصب وابستگی‌های اضافی برای محیط‌های توسعه خاص” subtitle=”توضیحات کامل”]در فرآیند کار با Yocto Project، بسته به نوع پروژه، معماری سخت‌افزار و نیازهای خاص توسعه، ممکن است به نصب وابستگی‌های اضافی نیاز داشته باشید. این وابستگی‌ها شامل ابزارهای نرم‌افزاری، کتابخانه‌ها و تنظیمات خاصی هستند که محیط توسعه را برای پروژه‌های پیچیده‌تر آماده می‌کنند.


چرا وابستگی‌های اضافی مورد نیاز هستند؟

  1. پشتیبانی از سخت‌افزار خاص: برخی معماری‌ها یا پلتفرم‌ها نیاز به ابزارها یا تنظیمات خاصی دارند.
  2. پشتیبانی از ویژگی‌های خاص: مثلاً استفاده از گرافیک شتاب‌دار (GPU)، شبکه‌های خاص یا پروتکل‌های خاص.
  3. افزایش بهره‌وری: با نصب ابزارهای مناسب، فرآیند توسعه و اشکال‌زدایی بهینه می‌شود.

مراحل بررسی و نصب وابستگی‌های اضافی

1. بررسی نیازمندی‌های پروژه

هر پروژه ممکن است نیاز به ابزارها یا کتابخانه‌های خاص داشته باشد. برای شناسایی این نیازمندی‌ها:

  • مطالعه مستندات سخت‌افزار: راهنمای مربوط به برد یا دستگاه هدف.
  • مطالعه لایه‌ها و بسته‌ها: برخی لایه‌های Yocto نیاز به وابستگی‌های خاص دارند که در مستندات لایه‌ها ذکر می‌شود.

2. بررسی وابستگی‌ها در مستندات Yocto

Yocto به صورت پیش‌فرض نیاز به ابزارهای توسعه‌ای دارد. برای برخی محیط‌های توسعه خاص، وابستگی‌های اضافی ممکن است شامل موارد زیر باشند:

  • برای گرافیک شتاب‌دار: کتابخانه‌هایی مثل mesa، OpenGL، و Vulkan.
  • برای شبکه‌های خاص: ابزارهایی مثل iptables یا کتابخانه‌های شبکه.
  • برای ساختارهای خاص: ابزارهای مرتبط با سیستم‌های فایل، مثل squashfs-tools.

3. نصب ابزارهای خاص

برخی ابزارهای پرکاربرد که ممکن است به آن‌ها نیاز داشته باشید:

  • ابزارهای توسعه عمومی:
    sudo apt-get install build-essential libtool autoconf automake
  • پشتیبانی از معماری ARM:
    sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabi g++-arm-linux-gnueabi
  • پشتیبانی از پردازنده‌های گرافیکی خاص: کتابخانه‌ها و درایورهای مناسب برای GPU هدف (مثلاً libegl1-mesa-dev).

4. نصب وابستگی‌های ذکرشده در دستورالعمل‌های لایه‌ها

بسیاری از لایه‌های Yocto نیازمند نصب پیش‌نیازهای خاصی هستند. برای نصب این موارد:

  1. فایل README یا مستندات لایه را مطالعه کنید.
  2. دستوراتی که برای نصب وابستگی‌ها ارائه شده است را اجرا کنید.

5. بررسی و نصب ابزارهای اشکال‌زدایی

برای اشکال‌زدایی موثر، ممکن است نیاز به ابزارهایی مثل gdb, strace, و perf داشته باشید:

sudo apt-get install gdb strace perf

6. بررسی تنظیمات کرنل

اگر پروژه شما نیاز به ویژگی‌های خاصی در کرنل دارد (مثلاً درایورهای خاص یا ویژگی‌های امنیتی)، باید تنظیمات کرنل را بررسی کرده و در صورت نیاز اصلاح کنید:

  • فعال‌سازی ماژول‌های مورد نیاز.
  • افزودن درایورهای خاص به تصویر.

ابزارهای خاص برای بردهای توسعه

هر برد توسعه ممکن است به ابزارهای اضافی نیاز داشته باشد. مثال:

  • Raspberry Pi:
    • نصب rpi-imager برای فلش کردن کارت SD.
    • نصب ابزارهای توسعه خاص Raspberry Pi.
  • BeagleBone:
    • نصب u-boot-tools برای مدیریت بوت‌لودر.

نکات مهم

  1. مستندسازی وابستگی‌ها: تمامی ابزارها و وابستگی‌هایی که نصب می‌کنید را مستندسازی کنید تا در پروژه‌های بعدی یا برای سایر اعضای تیم کاربرد داشته باشند.
  2. تست محیط توسعه: پس از نصب وابستگی‌ها، یک بیلد ساده انجام دهید تا مطمئن شوید که محیط توسعه به درستی پیکربندی شده است.

جمع‌بندی

بررسی و نصب وابستگی‌های اضافی در Yocto Project به شما امکان می‌دهد که محیط توسعه‌ای بهینه برای پروژه‌های خاص خود ایجاد کنید. با نصب ابزارها و کتابخانه‌های لازم، می‌توانید پشتیبانی از سخت‌افزارها و ویژگی‌های پیچیده را تضمین کرده و بهره‌وری تیم توسعه را افزایش دهید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”معرفی ابزارهایی مانند repo برای مدیریت منابع بزرگ” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های پیچیده مانند Yocto که شامل مدیریت تعداد زیادی مخزن (repositories) و فایل‌های مرتبط می‌شود، ابزارهای مدیریت منابع بزرگ نقش مهمی در بهینه‌سازی فرآیند توسعه ایفا می‌کنند. یکی از این ابزارها repo است که برای هماهنگی و مدیریت مخازن گیت طراحی شده است.


ابزار Repo چیست؟

Repo یک ابزار مدیریت مخزن است که توسط گوگل برای پروژه Android توسعه یافت. این ابزار برای مدیریت مجموعه‌ای از مخازن Git در یک پروژه بزرگ استفاده می‌شود و با ادغام ویژگی‌های Git و اسکریپت‌های خودکارسازی، فرآیند مدیریت کد منبع را ساده‌تر می‌کند.


مزایای استفاده از Repo

  1. مدیریت آسان مخازن متعدد:
    • Repo امکان هماهنگ‌سازی چندین مخزن Git را به صورت یکپارچه فراهم می‌کند.
    • نیازی نیست هر مخزن به صورت جداگانه کلون یا مدیریت شود.
  2. پشتیبانی از تعریف نسخه‌های ثابت:
    • می‌توانید نسخه‌های خاصی از تمامی مخازن را در فایل‌های پیکربندی تعریف کنید.
  3. به‌روزرسانی متمرکز:
    • تمامی مخازن با یک دستور به‌روز می‌شوند.
  4. پشتیبانی از گردش کار توزیع‌شده:
    • Repo فرآیند توسعه در تیم‌های توزیع‌شده را ساده‌تر می‌کند و امکان همکاری بین تیم‌ها را فراهم می‌آورد.

استفاده از Repo در Yocto

1. نصب ابزار Repo

ابتدا باید ابزار Repo را روی سیستم میزبان نصب کنید:

mkdir ~/bin
curl https://storage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo
chmod a+x ~/bin/repo
export PATH=~/bin:$PATH

2. ساختار فایل پیکربندی Repo

Repo از یک فایل XML به نام manifest برای تعریف مخازن و نسخه‌های مرتبط استفاده می‌کند. این فایل مشخص می‌کند که کدام مخازن باید کلون شوند و نسخه هر مخزن چیست.

مثال فایل default.xml:

<manifest>
    <remote name="yocto" fetch="git://git.yoctoproject.org/"/>
    <default remote="yocto" revision="master" sync-j="4"/>
    
    <project name="poky" path="poky" revision="honister"/>
    <project name="meta-openembedded" path="meta-openembedded" revision="honister"/>
</manifest>
  • remote: تنظیمات مربوط به ریموت.
  • project: تعریف هر مخزن، مسیر و نسخه آن.

3. راه‌اندازی مخازن با Repo

  1. دایرکتوری کاری خود را ایجاد کنید:
    mkdir yocto-project
    cd yocto-project
  2. پیکربندی Repo را آغاز کنید:
    repo init -u git://example.com/manifest.git -b branch-name
    • -u: آدرس مخزن حاوی فایل manifest.
    • -b: شاخه مورد نظر.
  3. همگام‌سازی مخازن:
    repo sync

4. به‌روزرسانی مخازن

برای به‌روزرسانی تمامی مخازن:

repo sync

5. مدیریت تغییرات محلی

اگر بخواهید تغییرات محلی خود را اعمال کنید:

  • از دستورات Git در هر مخزن به صورت مجزا استفاده کنید.
  • سپس تغییرات را با دستورات Repo مدیریت کنید.

مزایای استفاده از Repo در Yocto

  • مدیریت مرکزی: با Repo می‌توان تمامی مخازن مرتبط با پروژه Yocto را به صورت یکجا مدیریت کرد.
  • سهولت در همکاری تیمی: تمامی اعضای تیم می‌توانند از یک ساختار پیکربندی واحد استفاده کنند.
  • پشتیبانی از نسخه‌های مختلف: مدیریت نسخه‌های خاص از مخازن مختلف برای پروژه‌های مختلف آسان‌تر می‌شود.

جایگزین‌های Repo

علاوه بر Repo، ابزارهای دیگری نیز برای مدیریت مخازن بزرگ وجود دارند:

  1. Git Submodules:
    • برای مدیریت مخازن وابسته به صورت داخلی در Git.
    • مزیت: ساده و سبک.
    • معایب: نیاز به مدیریت دستی نسخه‌ها.
  2. Git Subtrees:
    • ادغام مخازن دیگر به عنوان بخشی از مخزن اصلی.
    • مزیت: ساده‌تر از Submodules.
    • معایب: مدیریت تغییرات ادغام‌شده دشوارتر است.

جمع‌بندی

ابزار Repo یک راهکار قدرتمند برای مدیریت مجموعه‌ای از مخازن در پروژه‌های بزرگ مانند Yocto Project است. این ابزار با قابلیت‌هایی مثل هماهنگ‌سازی خودکار، پشتیبانی از نسخه‌ها و سهولت در به‌روزرسانی، فرآیند مدیریت منابع را ساده و کارآمد می‌کند. استفاده از Repo به‌ویژه در پروژه‌هایی با تعداد زیاد مخازن و تیم‌های توزیع‌شده بسیار مفید است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”رفع مشکلات شایع در نصب و پیکربندی Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]پروژه Yocto به دلیل پیچیدگی‌های موجود در فرآیند نصب و پیکربندی، ممکن است کاربران را با چالش‌هایی مواجه کند. در این بخش، مشکلات رایج و راهکارهای مناسب برای رفع آن‌ها بررسی می‌شود.


1. عدم وجود وابستگی‌های نرم‌افزاری

مشکل:

هنگام اجرای دستورات ساخت، ممکن است با خطاهایی مواجه شوید که نشان‌دهنده عدم نصب برخی ابزارها یا کتابخانه‌های مورد نیاز است.

راهکار:

  • اطمینان حاصل کنید که تمامی وابستگی‌های مورد نیاز نصب شده‌اند:
    sudo apt-get install gcc g++ python3 git make bison flex texinfo gawk chrpath diffstat
  • برای سایر توزیع‌ها، لیست وابستگی‌های لازم را از مستندات رسمی Yocto دریافت کنید.

2. فضای ناکافی دیسک

مشکل:

در هنگام ساخت تصاویر، فرآیند ممکن است به دلیل کمبود فضای دیسک متوقف شود.

راهکار:

  • حداقل 100 گیگابایت فضای خالی برای کار با Yocto توصیه می‌شود.
  • مسیر ساخت را به یک پارتیشن با فضای بیشتر منتقل کنید:
    export TMPDIR=/path/to/larger/partition/tmp

3. نسخه نامناسب Python

مشکل:

برخی از نسخه‌های قدیمی‌تر Yocto از Python 2 استفاده می‌کنند، در حالی که نسخه‌های جدید به Python 3 نیاز دارند.

راهکار:

  • بررسی نسخه Python موجود:
    python3 --version
  • نصب نسخه سازگار با Yocto:
    sudo apt-get install python3

4. مشکلات مربوط به BitBake

مشکل:

خطاهای مرتبط با BitBake معمولاً به دلیل ناسازگاری نسخه‌ها یا پیکربندی نادرست رخ می‌دهند.

راهکار:

  • از نسخه BitBake که با نسخه Yocto شما همخوانی دارد، استفاده کنید.
  • مسیر BitBake را در متغیر محیطی PATH تنظیم کنید:
    export PATH=/path/to/bitbake/bin:$PATH

5. خطای فایل‌های پیکربندی (local.conf و bblayers.conf)

مشکل:

خطاهای پیکربندی معمولاً ناشی از تنظیمات نادرست این فایل‌ها هستند.

راهکار:

  • بررسی تنظیمات local.conf برای معماری و ماشین هدف:
    MACHINE ?= "qemux86-64"
  • اطمینان از صحیح بودن مسیر لایه‌ها در فایل bblayers.conf:
    BBLAYERS ?= " \
      /path/to/poky/meta \
      /path/to/poky/meta-poky \
    "

6. مشکلات مربوط به نسخه‌های ابزارهای توسعه

مشکل:

نسخه‌های قدیمی یا ناسازگار ابزارهایی مانند Git، GCC و غیره ممکن است باعث شکست فرآیند ساخت شوند.

راهکار:

  • نسخه ابزارهای توسعه را به‌روزرسانی کنید:
    sudo apt-get update
    sudo apt-get upgrade git gcc make

7. خطاهای مربوط به شبکه در هنگام دانلود

مشکل:

Yocto برای دانلود سورس کدها به اینترنت نیاز دارد و ممکن است به دلیل مشکلات شبکه یا فیلترینگ با خطا مواجه شوید.

راهکار:

  • استفاده از یک پراکسی یا تنظیمات فایروال برای دسترسی به اینترنت.
  • بررسی اتصال اینترنت با دستورات زیر:
    ping google.com
    wget https://downloads.yoctoproject.org

8. طولانی بودن مسیرها در سیستم‌های فایل

مشکل:

برخی از سیستم‌های فایل (مانند ext4) ممکن است با محدودیت طول مسیر مواجه شوند.

راهکار:

  • استفاده از مسیرهای کوتاه‌تر برای دایرکتوری ساخت:
    mkdir /short/path
    cd /short/path

9. خطاهای مرتبط با حافظه یا پردازنده

مشکل:

Yocto ممکن است به دلیل کمبود منابع سیستم میزبان در هنگام ساخت تصاویر دچار خطا شود.

راهکار:

  • افزایش منابع سیستم:
    • استفاده از سیستم‌های میزبان با حداقل 8 گیگابایت رم و پردازنده چند هسته‌ای.
  • محدود کردن تعداد پردازش‌های موازی:
    BB_NUMBER_THREADS = "2"
    PARALLEL_MAKE = "-j2"

10. مشکلات مربوط به نسخه Yocto

مشکل:

برخی ویژگی‌ها یا تنظیمات ممکن است در نسخه‌های خاص Yocto تغییر کرده باشند.

راهکار:

  • همیشه از نسخه سازگار با نیازهای پروژه خود استفاده کنید.
  • نسخه Yocto را از مخزن رسمی دریافت کنید.

جمع‌بندی

مشکلات نصب و پیکربندی Yocto عمدتاً به دلیل وابستگی‌های نرم‌افزاری، تنظیمات پیکربندی یا محدودیت‌های منابع رخ می‌دهند. با دنبال کردن مستندات رسمی، بررسی وابستگی‌ها و تنظیم دقیق فایل‌های پیکربندی، می‌توانید اکثر این مشکلات را برطرف کنید و فرآیند ساخت را با موفقیت انجام دهید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 7. حل مشکلات رایج نصب و پیکربندی”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”شناسایی و رفع مشکلات نصب ابزارها” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مراحل مهم برای شروع کار با پروژه Yocto، نصب ابزارهای ضروری است. اما در این مسیر ممکن است با مشکلاتی مواجه شوید که باید شناسایی و رفع شوند. در این بخش به مشکلات شایع در نصب ابزارها پرداخته و راهکارهای مناسبی برای رفع آن‌ها ارائه می‌دهیم.


1. عدم وجود ابزارهای ضروری در سیستم میزبان

مشکل:

هنگام اجرای دستورات Yocto، ممکن است خطاهایی مبنی بر عدم وجود ابزارهایی مانند Git، GCC، Make، Python و غیره نمایش داده شود.

راهکار:

  • بررسی نصب بودن ابزارها با دستورات زیر:
    git --version
    gcc --version
    python3 --version
  • نصب ابزارهای ضروری در توزیع‌های مختلف:
    • در Ubuntu/Debian:
      sudo apt-get install gcc g++ python3 git make bison flex texinfo gawk chrpath diffstat
    • در Fedora/RHEL:
      sudo dnf install gcc gcc-c++ python3 git make bison flex texinfo gawk chrpath diffstat

2. ناسازگاری نسخه ابزارها

مشکل:

برخی نسخه‌های Yocto نیازمند ابزارهایی با نسخه خاص هستند و نسخه‌های قدیمی یا جدیدتر ممکن است باعث ایجاد خطا شوند.

راهکار:

  • بررسی نسخه مورد نیاز ابزارها در مستندات Yocto.
  • نصب نسخه‌های سازگار:
    • استفاده از ابزارهای مدیریت نسخه مانند pyenv برای Python.
    • دانلود و نصب نسخه خاص از مخازن رسمی ابزارها.

3. خطاهای مرتبط با نصب Python

مشکل:

نسخه‌های مختلف Yocto ممکن است با Python 2 یا Python 3 سازگار باشند. عدم نصب نسخه صحیح منجر به خطا می‌شود.

راهکار:

  • بررسی نسخه Python:
    python --version
    python3 --version
  • نصب نسخه مناسب:
    • برای Python 3:
      sudo apt-get install python3
    • تنظیم مسیر پیش‌فرض Python:
      sudo update-alternatives --install /usr/bin/python python /usr/bin/python3 1

4. عدم نصب ابزارهای مدیریت بسته‌ها

مشکل:

Yocto از ابزارهای مدیریت بسته‌هایی مانند dpkg و rpm استفاده می‌کند. عدم نصب آن‌ها ممکن است در مراحل بعدی مشکل ایجاد کند.

راهکار:

  • نصب ابزارهای مدیریت بسته:
    • برای Debian-based:
      sudo apt-get install dpkg-dev
    • برای Red Hat-based:
      sudo dnf install rpm-build

5. خطاهای مرتبط با Git

مشکل:

عدم نصب یا تنظیم نادرست Git ممکن است باعث ایجاد خطا در هنگام کلون کردن مخازن Yocto شود.

راهکار:

  • بررسی نصب بودن Git:
    git --version
  • نصب Git:
    sudo apt-get install git
  • تنظیم اطلاعات کاربری Git:
    git config --global user.name "Your Name"
    git config --global user.email "your.email@example.com"

6. مشکلات مرتبط با Texinfo و Bison

مشکل:

این ابزارها برای تولید مستندات و پردازش فایل‌های منبع مورد نیاز هستند. عدم نصب آن‌ها ممکن است باعث شکست در مراحل ساخت شود.

راهکار:

  • نصب Texinfo و Bison:
    • در Ubuntu:
      sudo apt-get install texinfo bison
    • در Fedora:
      sudo dnf install texinfo bison

7. خطای کمبود ابزارهای پیش‌نیاز Make و GCC

مشکل:

خطاهایی مانند “command not found: make” یا “gcc not installed” نشان‌دهنده عدم نصب این ابزارها هستند.

راهکار:

  • نصب Make و GCC:
    • در Ubuntu:
      sudo apt-get install build-essential
    • در Fedora:
      sudo dnf groupinstall "Development Tools"

8. رفع مشکلات chrpath و diffstat

مشکل:

برخی نسخه‌های Yocto نیاز به ابزارهایی مانند chrpath و diffstat دارند که ممکن است در سیستم میزبان نصب نشده باشند.

راهکار:

  • نصب ابزارها:
    sudo apt-get install chrpath diffstat

9. محدودیت‌های دسترسی یا مجوزها

مشکل:

کاربران ممکن است در نصب ابزارها یا اجرای دستورات با خطاهای دسترسی مواجه شوند.

راهکار:

  • استفاده از دسترسی ریشه (sudo):
    sudo apt-get install <tool-name>
  • بررسی مجوزهای کاربری و عضویت در گروه‌های مورد نیاز:
    groups

10. بررسی و نصب ابزارهای خاص برای سیستم‌عامل‌های میزبان

مشکل:

در برخی سیستم‌عامل‌ها، ابزارهای پیش‌نیاز به طور پیش‌فرض نصب نیستند یا با نسخه‌های قدیمی عرضه می‌شوند.

راهکار:

  • برای Debian/Ubuntu:
    sudo apt-get update
    sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential
  • برای Fedora:
    sudo dnf groupinstall "C Development Tools and Libraries"

جمع‌بندی

رفع مشکلات نصب ابزارها در Yocto نیازمند دقت در شناسایی وابستگی‌های مورد نیاز و نصب نسخه‌های سازگار است. با استفاده از مستندات رسمی Yocto و اجرای دستورات مناسب در توزیع میزبان خود، می‌توانید این مشکلات را به‌سادگی برطرف کنید و فرآیند توسعه را آغاز نمایید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”حل مشکلات مربوط به دسترسی به منابع و مخازن در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]دسترسی به منابع و مخازن یکی از مراحل کلیدی در راه‌اندازی Yocto است. مشکلات در این مرحله ممکن است باعث شکست در دریافت بسته‌ها، لایه‌ها یا وابستگی‌ها شود. در این بخش به شناسایی مشکلات شایع و راهکارهای رفع آن‌ها پرداخته‌ایم.


1. عدم دسترسی به مخازن Yocto

مشکل:

هنگام کلون کردن مخازن رسمی Yocto یا OpenEmbedded با خطاهایی مانند “Connection timed out” یا “Permission denied” مواجه می‌شوید.

راهکار:

  • بررسی اتصال اینترنت:
    ping google.com
  • اطمینان از دسترسی به دامنه‌های Yocto:
    ping git.yoctoproject.org
  • استفاده از پروتکل HTTPS به‌جای SSH برای کلون مخازن:
    git clone https://git.yoctoproject.org/poky.git
  • در صورت استفاده از شبکه‌ای با محدودیت، پروکسی یا VPN را فعال کنید.

2. خطاهای ناشی از قطع اتصال یا کندی شبکه

مشکل:

دانلود منابع یا مخازن در نیمه راه متوقف می‌شود یا زمان زیادی طول می‌کشد.

راهکار:

  • استفاده از ابزارهای دانلود مدیریت‌شده مانند wget یا curl:
    wget https://example.com/resource.tar.gz
  • در صورت قطع ارتباط، می‌توانید از دستور زیر برای ادامه دانلود استفاده کنید:
    wget -c https://example.com/resource.tar.gz
  • اطمینان از تنظیمات DNS:
    • تنظیم DNS روی Google:
      sudo nano /etc/resolv.conf

      و اضافه کردن:

      nameserver 8.8.8.8
      nameserver 8.8.4.4

3. عدم دسترسی به مخازن خصوصی

مشکل:

اگر پروژه شما به مخازن خصوصی نیاز دارد، ممکن است با خطای “Authentication required” مواجه شوید.

راهکار:

  • استفاده از کلید SSH:
    • ایجاد کلید SSH:
      ssh-keygen -t rsa -b 4096 -C "your.email@example.com"
    • اضافه کردن کلید عمومی به مخزن خصوصی.
  • تنظیم Git برای استفاده از کلید SSH:
    git clone git@github.com:your-private-repo.git

4. خطاهای ناشی از منابع قدیمی یا خراب

مشکل:

منابع دانلود شده قدیمی یا خراب هستند که ممکن است باعث شکست در مراحل ساخت شوند.

راهکار:

  • پاک کردن کش و دریافت دوباره منابع:
    rm -rf <resource-directory>

    سپس دوباره دانلود کنید:

    bitbake -c fetchall
  • استفاده از آرشیو رسمی Yocto:
    wget https://downloads.yoctoproject.org/mirror/

5. خطای “Checksum mismatch”

مشکل:

فایل‌های دانلود شده با مقدار هش تعریف‌شده در فایل‌های دستورالعمل (Recipe) تطابق ندارند.

راهکار:

  • بررسی فایل دانلود شده:
    sha256sum <file>
  • در صورت مشکل، فایل را پاک کرده و دوباره دانلود کنید:
    bitbake -c cleansstate <recipe-name>
    bitbake <recipe-name>
  • بررسی و به‌روزرسانی مقدار هش در فایل دستورالعمل:
    • مقدار هش جدید را جایگزین مقدار قدیمی کنید:
      SRC_URI[sha256sum] = "new-checksum"

6. مشکل در دسترسی به لایه‌ها

مشکل:

لایه‌های تعریف‌شده در فایل bblayers.conf در دسترس نیستند یا به‌درستی تنظیم نشده‌اند.

راهکار:

  • بررسی مسیر لایه‌ها:
    ls <layer-path>
  • اضافه کردن لایه به bblayers.conf:
    BBLAYERS += " /path/to/layer "
  • اطمینان از نصب صحیح لایه:
    bitbake-layers show-layers

7. مشکلات پروکسی و دیوار آتش

مشکل:

شبکه شما ممکن است به دلیل وجود پروکسی یا دیوار آتش، دسترسی به منابع خارجی را محدود کرده باشد.

راهکار:

  • تنظیم پروکسی:
    export http_proxy="http://proxy.example.com:8080"
    export https_proxy="http://proxy.example.com:8080"
  • افزودن مخازن به لیست سفید دیوار آتش:
    • اطمینان از دسترسی به دامنه‌های زیر:
      git.yoctoproject.org
      downloads.yoctoproject.org

8. مشکلات DNS یا Resolve Host

مشکل:

پیام‌هایی مانند “Could not resolve host” نشان‌دهنده مشکلات DNS است.

راهکار:

  • تغییر تنظیمات DNS:
    sudo nano /etc/resolv.conf

    اضافه کردن:

    nameserver 8.8.8.8
    nameserver 8.8.4.4
  • راه‌اندازی مجدد سرویس شبکه:
    sudo systemctl restart networking

9. خطای “No space left on device”

مشکل:

فضای کافی برای دانلود منابع یا ساخت پروژه در سیستم میزبان وجود ندارد.

راهکار:

  • بررسی فضای دیسک:
    df -h
  • آزادسازی فضای دیسک:
    sudo apt-get clean
    sudo rm -rf /var/cache/apt/archives/*

10. استفاده از مخازن محلی (Mirror)

مشکل:

سرعت پایین دانلود یا محدودیت دسترسی به منابع خارجی.

راهکار:

  • تنظیم مخازن محلی در فایل local.conf:
    INHERIT += "own-mirrors"
    SOURCE_MIRROR_URL ?= "file:///path/to/local/mirror"
    BB_GENERATE_MIRROR_TARBALLS = "1"

جمع‌بندی

رفع مشکلات مربوط به دسترسی به منابع و مخازن نیازمند دقت در تنظیمات شبکه، پروکسی، DNS و مسیرهای لایه‌ها است. با شناسایی خطاهای معمول و اجرای راهکارهای پیشنهادی، می‌توانید این مشکلات را به‌سادگی حل کرده و فرآیند توسعه با Yocto را بدون اختلال ادامه دهید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”بررسی خطاهای رایج در زمان ساخت Yocto و روش‌های رفع آن‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در هنگام ساخت پروژه با Yocto، ممکن است با خطاهای مختلفی مواجه شوید که می‌توانند ناشی از تنظیمات نادرست، وابستگی‌های ناقص یا مشکلات در کد باشند. در ادامه، خطاهای رایج به همراه روش‌های شناسایی و رفع آن‌ها معرفی شده است.


1. خطای fetch یا do_fetch

مشکل:

پیام‌هایی مانند do_fetch failed نشان می‌دهند که Yocto نمی‌تواند سورس مورد نیاز را دانلود کند.

راهکار:

  • بررسی اتصال اینترنت:
    ping google.com
  • دانلود دستی فایل مورد نیاز:
    • بررسی URL منبع در فایل Recipe:
      bitbake -e <recipe-name> | grep ^SRC_URI
    • دانلود دستی فایل و قرار دادن آن در دایرکتوری downloads:
      mv <downloaded-file> <yocto-root>/downloads/
  • پاک کردن کش و تلاش مجدد:
    bitbake -c clean <recipe-name>
    bitbake <recipe-name>

2. خطای checksum mismatch

مشکل:

هش فایل دانلود شده با مقدار هش موجود در Recipe مطابقت ندارد.

راهکار:

  • محاسبه هش جدید:
    sha256sum <file>
  • به‌روزرسانی Recipe:
    • مقدار هش جدید را در Recipe جایگزین کنید:
      SRC_URI[sha256sum] = "new-checksum"

3. خطای do_compile

مشکل:

پیام‌هایی مانند do_compile failed نشان‌دهنده مشکلات در زمان کامپایل هستند.

راهکار:

  • بررسی فایل‌های لاگ:
    less <yocto-root>/tmp/work/<recipe>/temp/log.do_compile.*
  • اطمینان از نصب ابزارهای مورد نیاز:
    sudo apt-get install build-essential
  • بررسی وابستگی‌ها:
    • ممکن است وابستگی در Recipe تعریف نشده باشد. بررسی کنید که همه موارد در DEPENDS و RDEPENDS ذکر شده باشند.

4. خطای do_rootfs

مشکل:

پیام‌های do_rootfs failed نشان‌دهنده مشکلات در ساخت سیستم فایل ریشه (Root Filesystem) هستند.

راهکار:

  • بررسی فضای دیسک:
    df -h
  • پاک کردن فضای کش:
    bitbake -c cleansstate <recipe-name>
  • اطمینان از تعریف صحیح بسته‌ها در فایل local.conf:
    IMAGE_INSTALL_append = " <package-name> "

5. خطای Out of memory

مشکل:

سیستم میزبان حافظه کافی برای انجام ساخت Yocto ندارد.

راهکار:

  • افزایش فضای Swap:
    sudo fallocate -l 4G /swapfile
    sudo mkswap /swapfile
    sudo swapon /swapfile
  • کاهش میزان موازی‌سازی:
    • تنظیم تعداد وظایف در فایل local.conf:
      BB_NUMBER_THREADS = "2"
      PARALLEL_MAKE = "-j2"

6. خطای do_package

مشکل:

پیام‌هایی مانند do_package failed معمولاً به دلیل مشکل در بسته‌بندی خروجی‌ها رخ می‌دهند.

راهکار:

  • بررسی فایل‌های لاگ:
    less <yocto-root>/tmp/work/<recipe>/temp/log.do_package.*
  • بررسی نام و نسخه بسته‌ها:
    • اطمینان حاصل کنید که مقدار PACKAGE_NAME و PACKAGE_VERSION در Recipe به درستی تنظیم شده‌اند.

7. خطای bblayers.conf

مشکل:

پیام Unable to find layer نشان‌دهنده مشکل در تنظیم لایه‌ها است.

راهکار:

  • بررسی مسیر لایه‌ها در فایل bblayers.conf:
    BBLAYERS += " /path/to/layer "
  • اطمینان از فعال بودن لایه:
    bitbake-layers show-layers

8. خطای do_image

مشکل:

پیام‌هایی مانند do_image failed در مراحل ساخت تصویر نهایی رخ می‌دهند.

راهکار:

  • بررسی فضای کافی در دیسک:
    df -h
  • بررسی لاگ‌ها:
    less <yocto-root>/tmp/work/<recipe>/temp/log.do_image.*

9. خطای مربوط به پروکسی

مشکل:

اگر در محیطی با محدودیت پروکسی کار می‌کنید، ممکن است دانلود منابع یا ارتباط با مخازن دچار مشکل شود.

راهکار:

  • تنظیم پروکسی در محیط Yocto:
    export http_proxy="http://proxy.example.com:8080"
    export https_proxy="http://proxy.example.com:8080"

10. خطای مربوط به GCC نسخه نادرست

مشکل:

نسخه GCC سیستم میزبان با نیازهای Yocto همخوانی ندارد.

راهکار:

  • بررسی نسخه GCC:
    gcc --version
  • نصب نسخه صحیح GCC:
    sudo apt-get install gcc-<version>

11. خطای “No space left on device”

مشکل:

فضای کافی برای ساخت پروژه وجود ندارد.

راهکار:

  • بررسی فضای موجود:
    df -h
  • پاک کردن فایل‌های قدیمی و موقت:
    bitbake -c cleansstate
    bitbake -c cleanall

12. خطاهای مربوط به Python

مشکل:

نسخه یا تنظیمات Python با نیازهای Yocto ناسازگار است.

راهکار:

  • بررسی نسخه Python:
    python3 --version
  • نصب نسخه مورد نیاز:
    sudo apt-get install python3

جمع‌بندی

خطاهای زمان ساخت Yocto می‌توانند ناشی از مشکلات محیط توسعه، وابستگی‌ها یا تنظیمات باشند. بررسی دقیق فایل‌های لاگ، اطمینان از نصب ابزارهای لازم، و تنظیم صحیح فایل‌های پیکربندی به شما کمک می‌کند این مشکلات را شناسایی و رفع کنید. با تجربه بیشتر، می‌توانید به سرعت علت خطاها را پیدا کرده و پروژه را با موفقیت بسازید.[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

[cdb_course_lessons title=”بخش 3. آشنایی با BitBake”][cdb_course_lesson title=”فصل 1. مقدمه‌ای بر BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”مفهوم BitBake و نقش آن در Yocto Project” subtitle=”توضیحات کامل”]BitBake به عنوان یکی از اجزای اصلی پروژه Yocto، یک ابزار ساخت (build tool) قدرتمند و انعطاف‌پذیر است که وظیفه مدیریت و اجرای فرآیند ساخت را بر عهده دارد. این ابزار به طور خاص برای ساخت نرم‌افزارهای تعبیه‌شده (Embedded Software) طراحی شده و نقش کلیدی در ساخت تصاویر سیستم‌عامل و بسته‌های نرم‌افزاری دارد.


BitBake چیست؟

BitBake یک ابزار ساخت مبتنی بر اسکریپت است که:

  • از فایل‌های دستورالعمل (Recipes) برای تعریف مراحل ساخت استفاده می‌کند.
  • وابستگی‌ها و روابط بین بسته‌ها را مدیریت می‌کند.
  • فرآیند ساخت را به صورت خودکار و قابل تنظیم انجام می‌دهد.

این ابزار بر اساس مفاهیم مشابه ابزارهای ساخت سنتی مانند Make طراحی شده، اما برای نیازهای پیچیده‌تر سیستم‌های تعبیه‌شده بهینه‌سازی شده است.


نقش BitBake در Yocto Project

  1. اجرای دستورات ساخت: BitBake فایل‌های دستورالعمل یا Recipes را پردازش می‌کند و مراحل ساخت مانند دانلود، کامپایل، لینک کردن، و بسته‌بندی را انجام می‌دهد.
  2. مدیریت وابستگی‌ها:
    • BitBake وابستگی‌های داخلی و خارجی بین بسته‌ها را شناسایی می‌کند.
    • ترتیب اجرای مراحل ساخت را بر اساس این وابستگی‌ها تنظیم می‌کند.
  3. پشتیبانی از سفارشی‌سازی:
    • امکان تعریف قوانین و متغیرهای سفارشی برای هر Recipe وجود دارد.
    • کاربران می‌توانند تنظیمات خاصی را برای پروژه‌های مختلف پیاده‌سازی کنند.
  4. ساخت چندمرحله‌ای:
    • فرآیند ساخت به چندین وظیفه یا مرحله (Tasks) مانند fetch (دانلود)، unpack (باز کردن بسته‌ها)، patch (اعمال پچ‌ها)، configure (پیکربندی)، compile (کامپایل)، و install (نصب) تقسیم می‌شود.
    • این مراحل به صورت مستقل و با مدیریت وابستگی‌ها اجرا می‌شوند.
  5. ایجاد تصاویر سیستم‌عامل:
    • با استفاده از BitBake می‌توان تصاویر سیستم‌عامل‌های سفارشی برای سخت‌افزارهای خاص ایجاد کرد.
    • ابزارهایی مانند Poky و OpenEmbedded از BitBake برای ساخت تصاویر بهره می‌برند.

مفاهیم کلیدی BitBake

  1. فایل‌های دستورالعمل (Recipes):
    • فایل‌های متنی با پسوند .bb که مراحل ساخت و اطلاعات مربوط به یک بسته یا ماژول را تعریف می‌کنند.
    • شامل مشخصات منبع، وابستگی‌ها، و وظایف ساخت.
  2. لایه‌ها (Layers):
    • مجموعه‌ای از فایل‌های پیکربندی و دستورالعمل که به صورت ماژولار سازمان‌دهی شده‌اند.
    • امکان افزودن یا حذف ویژگی‌ها و بسته‌ها را فراهم می‌کنند.
  3. وظایف (Tasks):
    • مراحل جداگانه در فرآیند ساخت، مانند do_fetch، do_compile، و do_install.
  4. متغیرها:
    • BitBake از متغیرها برای کنترل و تنظیم فرآیند ساخت استفاده می‌کند.
    • مثال: SRC_URI (آدرس منبع)، DEPENDS (وابستگی‌ها)، و BB_NUMBER_THREADS (تعداد رشته‌های پردازشی).

ویژگی‌های BitBake

  1. موازی‌سازی:
    • BitBake می‌تواند چندین وظیفه را به صورت هم‌زمان اجرا کند، که باعث بهبود سرعت ساخت می‌شود.
  2. پشتیبانی از تنظیمات توزیع‌یافته:
    • امکان اجرا روی چندین سیستم برای مدیریت پروژه‌های بزرگ.
  3. انعطاف‌پذیری:
    • کاربران می‌توانند با تغییر فایل‌های پیکربندی، فرآیند ساخت را به نیازهای خود تطبیق دهند.
  4. ایجاد کش (Cache):
    • BitBake نتایج مراحل ساخت را کش می‌کند تا در صورت نیاز مجدد به آن‌ها، فرآیند ساخت سریع‌تر انجام شود.

چرا BitBake برای Yocto مهم است؟

  • مرکز مدیریت ساخت: تمامی فرآیندهای ساخت در Yocto بر پایه BitBake مدیریت می‌شوند.
  • ارتباط با ابزارهای دیگر: BitBake به عنوان هسته اجرایی، با ابزارهایی مانند OpenEmbedded و Poky همکاری می‌کند.
  • سفارشی‌سازی بالا: با استفاده از BitBake، می‌توان تنظیمات و فرآیندهای ساخت را برای پروژه‌های مختلف به صورت کامل سفارشی کرد.

جمع‌بندی

BitBake به عنوان ابزار ساخت مرکزی در پروژه Yocto، مسئول مدیریت و اجرای تمام مراحل ساخت بسته‌ها و تصاویر سیستم‌عامل است. این ابزار با قابلیت‌های پیشرفته خود مانند مدیریت وابستگی‌ها، موازی‌سازی، و سفارشی‌سازی، نقش کلیدی در توسعه سیستم‌های تعبیه‌شده دارد. یادگیری BitBake برای هر توسعه‌دهنده‌ای که با Yocto کار می‌کند، ضروری است و به آن‌ها امکان می‌دهد تا پروژه‌های پیچیده و سفارشی را به صورت مؤثر مدیریت کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”تفاوت‌ها و شباهت‌های BitBake با سایر سیستم‌های ساخت مانند Make و CMake” subtitle=”توضیحات کامل”]BitBake، Make و CMake ابزارهای ساخت هستند که برای مدیریت فرآیند ساخت نرم‌افزارها استفاده می‌شوند. هرکدام از این ابزارها ویژگی‌ها و کاربردهای خاصی دارند که آن‌ها را برای نیازهای خاص مناسب می‌کند.


شباهت‌ها

  1. مدیریت وابستگی‌ها:
    • همه این ابزارها توانایی مدیریت وابستگی‌ها را دارند.
    • BitBake، Make و CMake تضمین می‌کنند که مراحل ساخت بر اساس وابستگی‌های تعریف‌شده به ترتیب صحیح اجرا شوند.
  2. انعطاف‌پذیری:
    • هر سه ابزار امکان پیکربندی فرآیند ساخت را بر اساس نیازهای خاص فراهم می‌کنند.
    • از فایل‌های متنی برای تعریف قوانین و تنظیمات استفاده می‌کنند.
  3. پشتیبانی از پروژه‌های بزرگ:
    • BitBake، Make و CMake برای پروژه‌هایی با صدها فایل منبع قابل استفاده هستند و ساختار پروژه را مدیریت می‌کنند.
  4. ایجاد خودکار:
    • هر سه ابزار قابلیت تولید فایل‌های اجرایی، کتابخانه‌ها و بسته‌های نرم‌افزاری را دارند.

تفاوت‌ها

ویژگی BitBake Make CMake
هدف اصلی طراحی‌شده برای سیستم‌های تعبیه‌شده و پروژه‌های Yocto طراحی‌شده برای ساخت پروژه‌های نرم‌افزاری عمومی ابزاری برای تولید فایل‌های ساخت (Makefile) و پروژه‌های چندپلتفرمی
نوع فایل پیکربندی از فایل‌های دستورالعمل (Recipes) با پسوند .bb و .conf استفاده می‌کند از Makefile استفاده می‌کند از فایل‌های .cmake یا فایل‌های CMakeLists.txt استفاده می‌کند
مدیریت وابستگی‌ها وابستگی‌ها را به‌طور خودکار بر اساس تنظیمات Recipes مدیریت می‌کند نیازمند تعریف دستی وابستگی‌ها در Makefile است وابستگی‌ها را می‌توان به صورت خودکار یا دستی در فایل‌های CMake تعریف کرد
پشتیبانی از توزیع‌ها بومی برای Yocto و ساخت سیستم‌عامل تعبیه‌شده طراحی شده است پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های استاندارد، بدون تمرکز بر توزیع خاص چندپلتفرمی با تمرکز بر تولید فایل ساخت برای ابزارهای مختلف
ساخت موازی پشتیبانی از ساخت موازی برای سرعت بیشتر پشتیبانی از ساخت موازی با پارامتر -j پشتیبانی از ساخت موازی به صورت پیش‌فرض
کاربرد اصلی ایجاد تصاویر سیستم‌عامل، بسته‌های نرم‌افزاری و پیکربندی سیستم تعبیه‌شده ساخت برنامه‌ها یا کتابخانه‌های نرم‌افزاری تولید فایل‌های ساخت برای ابزارهایی مانند Make، Ninja و …
پشتیبانی از لایه‌ها از مفهوم لایه‌ها برای ماژولار کردن تنظیمات استفاده می‌کند فاقد پشتیبانی از لایه‌ها پشتیبانی از پروژه‌های ماژولار اما بدون مفهوم لایه‌های BitBake
منحنی یادگیری منحنی یادگیری بالاتر به دلیل پیچیدگی Yocto و Metadata ساده‌تر اما نیازمند تجربه برای مدیریت پروژه‌های پیچیده متوسط، مناسب برای کاربران مبتدی و پیشرفته

کاربردها

  1. BitBake:
    • مناسب برای سیستم‌های تعبیه‌شده.
    • ابزار اصلی در Yocto Project برای ساخت تصاویر سیستم‌عامل و بسته‌های نرم‌افزاری.
  2. Make:
    • ابزار استاندارد برای پروژه‌های نرم‌افزاری کوچک تا متوسط.
    • مناسب برای پروژه‌هایی که نیازمند ابزار ساده و سنتی ساخت هستند.
  3. CMake:
    • مناسب برای پروژه‌های چندپلتفرمی.
    • اغلب برای پروژه‌های بزرگ که نیاز به خروجی برای سیستم‌های مختلف (مانند Make، Ninja، Visual Studio) دارند، استفاده می‌شود.

مزایا و معایب

BitBake

  • مزایا:
    • مناسب برای پروژه‌های تعبیه‌شده و ساخت سیستم‌عامل.
    • مدیریت خودکار وابستگی‌ها و فرآیندهای پیچیده.
    • انعطاف‌پذیری بالا برای تنظیمات پیشرفته.
  • معایب:
    • منحنی یادگیری بالا.
    • وابستگی زیاد به اکوسیستم Yocto.

Make

  • مزایا:
    • ساده و سریع برای پروژه‌های کوچک.
    • ابزار سنتی با پشتیبانی گسترده.
  • معایب:
    • مدیریت دستی وابستگی‌ها دشوار است.
    • مناسب نبودن برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده.

CMake

  • مزایا:
    • چندپلتفرمی و انعطاف‌پذیر.
    • توانایی تولید فایل‌های ساخت برای ابزارهای مختلف.
    • مناسب برای پروژه‌های ماژولار.
  • معایب:
    • نسبت به Make پیچیده‌تر است.
    • برای سیستم‌های تعبیه‌شده بهینه نشده است.

جمع‌بندی

BitBake، Make و CMake هر یک ابزارهایی قدرتمند با کاربردهای خاص هستند. انتخاب ابزار مناسب به نیازهای پروژه بستگی دارد:

  • برای پروژه‌های سیستم‌عامل تعبیه‌شده و سفارشی‌سازی، BitBake انتخاب مناسبی است.
  • برای پروژه‌های ساده‌تر و سریع‌تر، Make گزینه‌ای عالی است.
  • برای پروژه‌های چندپلتفرمی و مدرن، CMake بهترین انتخاب خواهد بود.

 [/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”نحوه تعامل BitBake با OpenEmbedded و Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]BitBake، OpenEmbedded و Yocto Project سه جزء اصلی در فرآیند توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی و سیستم‌های تعبیه‌شده (embedded systems) هستند. درک نحوه تعامل این اجزا با یکدیگر برای ساخت و پیکربندی پروژه‌های Yocto اهمیت زیادی دارد. در اینجا نحوه تعامل آن‌ها با یکدیگر توضیح داده شده است:


1. مفهوم و نقش هر جزء

  • Yocto Project:
    • Yocto Project یک پروژه منبع باز است که برای توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی برای سیستم‌های تعبیه‌شده طراحی شده است. این پروژه به شما ابزارها، منابع و متادیتای لازم برای ایجاد سیستم‌عامل‌های سفارشی را می‌دهد.
    • Yocto خود شامل مجموعه‌ای از لایه‌ها (layers) است که هر کدام وظیفه خاصی را دارند (مانند پیکربندی، مدیریت بسته‌ها، ابزارها و غیره).
  • OpenEmbedded:
    • OpenEmbedded یکی از لایه‌های اصلی در Yocto است که در واقع به عنوان یک لایه پایه عمل می‌کند. این لایه شامل مجموعه‌ای از Metadata و Recipes است که به شما اجازه می‌دهد بسته‌های نرم‌افزاری و ابزارهای مختلف را به‌صورت خودکار بسازید.
    • OpenEmbedded مجموعه‌ای از ابزارها و دستورالعمل‌ها را برای مدیریت وابستگی‌ها و پیکربندی‌ها فراهم می‌کند که برای پشتیبانی از انواع معماری‌های مختلف و سیستم‌های تعبیه‌شده به‌کار می‌رود.
  • BitBake:
    • BitBake یک سیستم ساخت (build system) است که در پس‌زمینه فرآیند ساخت Yocto قرار دارد.
    • این ابزار مسئول پردازش Recipes و اجرای دستورات ساخت است.
    • BitBake از Metadata استفاده می‌کند که شامل دستورالعمل‌ها برای ساخت بسته‌های نرم‌افزاری، تنظیمات پیکربندی، و مدیریت وابستگی‌ها است.

2. نحوه تعامل BitBake با OpenEmbedded و Yocto

تعامل BitBake با OpenEmbedded

  • Recipes و Metadata:
    • در پروژه‌های Yocto، ساخت و پیکربندی بسته‌ها از طریق Recipes انجام می‌شود. این دستورالعمل‌ها در لایه OpenEmbedded قرار دارند و شامل جزئیاتی مانند نحوه دانلود کد منبع، نحوه ساخت بسته‌ها، وابستگی‌ها، پیکربندی‌ها و غیره هستند.
    • BitBake مسئول پردازش این Recipes است. به عبارت دیگر، BitBake دستورالعمل‌های موجود در Recipes را می‌خواند و بر اساس آن‌ها بسته‌ها را می‌سازد.
  • مدیریت وابستگی‌ها:
    • OpenEmbedded به BitBake اطلاعات لازم درباره وابستگی‌های هر بسته را می‌دهد. برای مثال، اگر یک بسته به بسته دیگری وابسته باشد، BitBake این وابستگی‌ها را پیگیری کرده و ابتدا بسته وابسته را می‌سازد.
  • محیط ساخت:
    • BitBake از متغیرهای محیطی OpenEmbedded برای پیکربندی مسیرهای ساخت و پیکربندی سیستم استفاده می‌کند. این متغیرها از طریق فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و bblayers.conf تعیین می‌شوند.
    • BitBake همچنین به OpenEmbedded اجازه می‌دهد تا ابزارهای مختلف را برای ساخت پروژه‌ها انتخاب کند، مانند انتخاب نسخه‌های خاص از GCC یا پیکربندی ابزارهای جانبی.

تعامل BitBake با Yocto Project

  • تعریف لایه‌ها و تنظیمات:
    • پروژه Yocto معمولاً شامل چندین لایه است که می‌توانند بسته‌های مختلف، پیکربندی‌ها و ابزارها را در بر بگیرند. این لایه‌ها می‌توانند شامل لایه‌های متا (meta-layers) مانند meta-openembedded, meta-yocto و meta-custom باشند.
    • BitBake برای ساخت توزیع‌ها، به این لایه‌ها مراجعه می‌کند و اطلاعات مورد نیاز را از آنها می‌گیرد. برای مثال، BitBake می‌تواند بسته‌ها را از لایه‌های مختلف برداشته و آنها را برای یک معماری خاص بسازد.
  • دستورالعمل‌ها و تصاویر سیستم:
    • BitBake می‌تواند تصاویر سیستم‌عامل را بسازد. این تصاویر می‌توانند شامل هسته لینوکس، نرم‌افزارهای کاربردی و پیکربندی‌های خاص برای سیستم‌های تعبیه‌شده باشند.
    • پروژه Yocto شامل فایل‌هایی به نام bitbake recipes است که دستورالعمل‌های خاص برای ساخت بسته‌ها و تنظیمات سیستم‌ها را در بر می‌گیرند. BitBake این دستورالعمل‌ها را می‌خواند و بر اساس آنها اقدام به ساخت می‌کند.
  • توزیع‌ها و تنظیمات پروژه:
    • از آنجا که Yocto یک پروژه انعطاف‌پذیر است که امکان ایجاد توزیع‌های سفارشی را فراهم می‌آورد، BitBake برای ساخت این توزیع‌ها از تنظیمات پیکربندی (که در فایل‌هایی مانند local.conf و bblayers.conf قرار دارند) استفاده می‌کند.
    • در این فایل‌ها، می‌توانید معماری هدف، پیکربندی‌های خاص، و بسته‌های مورد نیاز برای پروژه خود را تعیین کنید.

3. فرآیند ساخت با BitBake

در فرآیند ساخت Yocto، BitBake به عنوان موتور اصلی پردازش دستورالعمل‌ها عمل می‌کند. مراحل زیر به طور کلی فرآیند ساخت را توصیف می‌کنند:

  1. شروع فرآیند ساخت:
    • دستور bitbake برای شروع فرآیند ساخت توزیع یا بسته‌ای خاص فراخوانی می‌شود.
    • BitBake تمام لایه‌ها و دستورالعمل‌ها را بررسی می‌کند و وابستگی‌ها را پیگیری می‌کند.
  2. خواندن Recipes:
    • BitBake دستورالعمل‌ها را از فایل‌های Recipes می‌خواند که نحوه ساخت بسته‌ها، دانلود کدهای منبع، پیکربندی، و نصب آن‌ها را تعریف می‌کند.
    • این Recipes از OpenEmbedded به دست می‌آید و شامل مجموعه‌ای از فایل‌های پیکربندی هستند که به BitBake می‌گویند چگونه بسته‌ها را بسازد.
  3. ساخت و نصب بسته‌ها:
    • پس از پردازش دستورالعمل‌ها، BitBake شروع به ساخت بسته‌ها می‌کند.
    • بسته‌های ساخته‌شده می‌توانند شامل کتابخانه‌ها، ابزارها، و تصاویر سیستم‌عامل باشند که در نهایت در دایرکتوری‌های مختلف در پوشه ساخت (build/) قرار می‌گیرند.
  4. ساخت تصویر نهایی:
    • پس از ساخت بسته‌ها، BitBake تصویر نهایی سیستم‌عامل را بر اساس تنظیمات خاص تولید می‌کند. این تصویر می‌تواند برای نصب روی دستگاه هدف یا شبیه‌ساز استفاده شود.

نتیجه‌گیری

در نهایت، BitBake در Yocto Project و OpenEmbedded به عنوان یک ابزار ساخت مرکزی عمل می‌کند که فرآیند ساخت و پیکربندی سیستم‌های تعبیه‌شده را مدیریت می‌کند. BitBake با استفاده از دستورالعمل‌های موجود در Recipes و Metadata، وابستگی‌ها را شناسایی کرده و بسته‌ها و تصاویر سیستم را می‌سازد. در واقع، BitBake یک جزء کلیدی در پیاده‌سازی Yocto Project است که به شما کمک می‌کند سیستم‌های سفارشی برای معماری‌های مختلف بسازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 2. ساختار BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”آشنایی با فایل‌های اصلی BitBake: recipes, layers, bbappend” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto و OpenEmbedded، BitBake از مجموعه‌ای از فایل‌ها برای مدیریت فرآیند ساخت و پیکربندی سیستم‌ها استفاده می‌کند. این فایل‌ها به طور کلی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند: recipes، layers و bbappend. در اینجا به معرفی و توضیح این فایل‌ها می‌پردازیم.


1. Recipes (دستورالعمل‌ها)

  • تعریف:
    • فایل‌های recipes در واقع دستورالعمل‌هایی هستند که نحوه ساخت یک بسته نرم‌افزاری خاص را مشخص می‌کنند. هر recipe شامل تمام جزئیات مورد نیاز برای دانلود، پیکربندی، ساخت، و نصب یک بسته است.
  • ساختار:
    • هر recipe معمولاً به صورت یک فایل .bb (BitBake) با پسوند .bb تعریف می‌شود. به عنوان مثال، glibc_2.25.bb یک recipe برای ساخت بسته glibc با نسخه ۲.۲۵ است.
    • این فایل شامل دستورالعمل‌های خاص است که به BitBake می‌گویند چطور بسته را بسازد، مانند کدهای زیر:
      • SRC_URI: URL برای دانلود کد منبع.
      • S: دایرکتوری منبع.
      • do_compile(): تابع برای فرایند کامپایل.
      • do_install(): تابع برای نصب بسته پس از ساخت.
  • مثال از یک فایل recipe:
    DESCRIPTION = "GNU C Library"
    SECTION = "libs"
    LICENSE = "LGPLv2+"
    
    SRC_URI = "http://ftp.gnu.org/gnu/libc/glibc-${PV}.tar.gz"
    S = "${WORKDIR}/glibc-${PV}"
    
    do_configure() {
        ./configure --prefix=${prefix}
    }
    
    do_compile() {
        make
    }
    
    do_install() {
        make install
    }
  • عملکرد:
    • BitBake با خواندن فایل‌های recipe، مراحل مختلف ساخت بسته را دنبال کرده و تمام وابستگی‌ها، تنظیمات و دستورات لازم را اجرا می‌کند.

2. Layers (لایه‌ها)

  • تعریف:
    • Layers در Yocto مجموعه‌ای از فایل‌ها و تنظیمات مختلف هستند که به پروژه Yocto ساختار می‌دهند. هر لایه می‌تواند شامل یک یا چند recipe، metadatas و پیکربندی‌ها باشد.
    • هر لایه ممکن است برای هدف خاصی مانند پشتیبانی از یک معماری خاص، توزیع نرم‌افزار خاص، یا تنظیمات سفارشی تعریف شده باشد.
  • انواع لایه‌ها:
    • لایه‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
      • Meta-layer: لایه‌ای که شامل دستورالعمل‌ها و منابع عمومی است.
      • Machine Layer: لایه‌ای که تنظیمات مربوط به ماشین‌های هدف را شامل می‌شود.
      • Distro Layer: لایه‌ای که برای توزیع‌های خاص از Yocto طراحی می‌شود.
      • Recipes Layer: لایه‌ای که شامل دستورالعمل‌های مربوط به بسته‌ها است.
  • ساختار لایه‌ها:
    • لایه‌ها در پوشه‌ای خاص قرار می‌گیرند و دارای یک ساختار استاندارد هستند. به عنوان مثال:
      meta-custom/
      ├── conf/
      │   └── layer.conf
      ├── recipes-example/
      │   └── example/
      │       └── example_1.0.bb
      └── README
      • conf/layer.conf: فایل پیکربندی اصلی لایه که BitBake برای شناسایی لایه‌ها از آن استفاده می‌کند.
  • چگونگی کار با لایه‌ها:
    • لایه‌ها می‌توانند به پروژه‌های Yocto اضافه شوند تا بسته‌ها و پیکربندی‌های خاص را اضافه کنند.
    • از طریق فایل bblayers.conf می‌توان لایه‌ها را به سیستم ساخت معرفی کرد.

3. bbappend (افزودن به دستورالعمل‌ها)

  • تعریف:
    • فایل‌های .bbappend به عنوان فایل‌های افزونه (append) عمل می‌کنند. این فایل‌ها به شما این امکان را می‌دهند که به یک فایل recipe موجود تغییرات یا افزونه‌ها اعمال کنید.
    • فایل‌های .bbappend معمولاً برای تغییرات سفارشی در دستورات ساخت یک بسته یا اضافه کردن ویژگی‌های اضافی استفاده می‌شوند.
  • عملکرد:
    • فایل‌های bbappend به دستورالعمل‌های موجود در recipe اصلی اضافه می‌شوند و به شما این امکان را می‌دهند که بدون تغییر در فایل اصلی، ویژگی‌های جدید را اضافه کنید یا تنظیمات موجود را تغییر دهید.
    • برای مثال، اگر بخواهید نسخه‌ای از بسته‌ای خاص را سفارشی کنید یا مراحل کامپایل را تغییر دهید، می‌توانید یک فایل bbappend بسازید.
  • مثال از فایل bbappend:
    • فرض کنید شما می‌خواهید به recipe glibc تغییرات خاصی اضافه کنید. به جای تغییر مستقیم در فایل glibc_2.25.bb، شما می‌توانید یک فایل glibc_2.25.bbappend بسازید:
      FILESEXTRAPATHS_prepend := "${THISDIR}/files:"
      SRC_URI += "file://my_patch.patch"
  • چگونگی استفاده از bbappend:
    • برای استفاده از bbappend، نام فایل bbappend باید دقیقاً مطابق با نام فایل recipe باشد. به عنوان مثال، برای glibc_2.25.bb باید فایل glibc_2.25.bbappend ساخته شود.
    • این فایل‌ها معمولاً در لایه‌های جداگانه مانند meta-custom قرار می‌گیرند.

جمع بندی

فایل‌های recipes، layers و bbappend اجزای اصلی برای پیکربندی، سفارشی‌سازی و ساخت پروژه‌های Yocto هستند:

  • Recipes دستورالعمل‌های اصلی ساخت بسته‌ها را تعریف می‌کنند.
  • Layers ساختار پروژه Yocto را فراهم می‌کنند و می‌توانند شامل تعدادی recipe باشند.
  • bbappend به شما این امکان را می‌دهند که تغییرات سفارشی را به دستورالعمل‌های موجود اضافه کنید بدون اینکه نیاز به تغییر فایل‌های اصلی recipe داشته باشید.

درک صحیح از این فایل‌ها و نحوه تعامل آن‌ها با یکدیگر برای توسعه سیستم‌های سفارشی و مدیریت پیچیدگی‌ها در Yocto ضروری است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”معرفی فایل‌های متا‌دیتا (.bb, .bbclass, .conf)” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto و OpenEmbedded، فایل‌های متا‌دیتا نقش اساسی در پیکربندی، ساخت و مدیریت بسته‌ها دارند. این فایل‌ها شامل دستورالعمل‌ها و تنظیمات مختلفی هستند که فرآیند ساخت سیستم را هدایت می‌کنند. مهم‌ترین فایل‌های متا‌دیتا شامل فایل‌های .bb، .bbclass و .conf هستند. در ادامه به معرفی و توضیح هر یک از این فایل‌ها می‌پردازیم.


1. فایل‌های .bb (Recipes)

  • تعریف:
    • فایل‌های .bb، که به عنوان recipe نیز شناخته می‌شوند، دستورالعمل‌هایی هستند که برای ساخت یک بسته نرم‌افزاری در Yocto استفاده می‌شوند.
    • هر recipe شامل جزئیات مختلفی از قبیل نحوه دانلود منابع، پیکربندی، کامپایل و نصب بسته است.
  • ساختار:
    • فایل‌های .bb معمولاً شامل اطلاعاتی مانند موارد زیر هستند:
      • SRC_URI: آدرس منابع برای دانلود.
      • S: دایرکتوری که در آن منابع پس از دانلود قرار می‌گیرند.
      • do_compile(): دستورالعمل‌ها برای ساخت بسته.
      • do_install(): دستورالعمل‌ها برای نصب بسته.
  • مثال از یک فایل .bb:
    DESCRIPTION = "Example package"
    LICENSE = "MIT"
    SRC_URI = "http://example.com/example.tar.gz"
    S = "${WORKDIR}/example"
    
    do_compile() {
        make
    }
    
    do_install() {
        make install
    }

    این فایل دستورالعمل‌های ساخت و نصب بسته example را تعیین می‌کند.


2. فایل‌های .bbclass (کلاس‌ها)

  • تعریف:
    • فایل‌های .bbclass کلاس‌هایی هستند که مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها، توابع و متغیرهای عمومی را تعریف می‌کنند که می‌توانند در چندین recipe استفاده شوند.
    • این فایل‌ها به کاهش تکرار و مدیریت کد کمک می‌کنند و می‌توانند رفتار عمومی فرآیند ساخت را تغییر دهند.
  • ساختار:
    • فایل‌های .bbclass حاوی توابع، متغیرها و دستوراتی هستند که می‌توانند توسط recipeها فراخوانی شوند. به عنوان مثال:
      • توابع مانند do_fetch(), do_compile(), do_install().
      • متغیرهایی مانند DEPENDS, RDEPENDS, SRC_URI.
  • مثال از فایل .bbclass:
    • فایل example.bbclass:
      inherit autotools
      
      EXTRA_OECONF = "--enable-example"
      
      do_configure() {
          # configure with custom options
          ./configure ${EXTRA_OECONF}
      }
    • در این مثال، کلاس autotools افزونه‌ای برای استفاده از ابزارهای اتوماتیک پیکربندی و ساخت است که به دستور recipeهای مختلف اعمال می‌شود.
  • نحوه استفاده:
    • برای استفاده از یک کلاس در یک recipe، باید دستور inherit را به آن اضافه کنید:
      inherit example

3. فایل‌های .conf (پیکربندی‌ها)

  • تعریف:
    • فایل‌های .conf فایل‌های پیکربندی هستند که برای تنظیمات مختلف سیستم ساخت در Yocto استفاده می‌شوند.
    • این فایل‌ها شامل تنظیمات خاص برای محیط ساخت، لایه‌ها و پیکربندی‌های ماشین و توزیع هستند.
  • انواع فایل‌های .conf:
    • local.conf: برای پیکربندی‌های خاص به صورت محلی در سیستم میزبان.
    • bblayers.conf: برای معرفی و پیکربندی لایه‌ها.
    • layer.conf: برای پیکربندی یک لایه خاص.
    • distro.conf: برای پیکربندی توزیع‌ها و تنظیمات خاص آن‌ها.
  • ساختار:
    • فایل‌های .conf شامل تنظیمات متغیرها، مسیرها و سایر پارامترهای پیکربندی هستند.
    • برای مثال، در local.conf تنظیماتی مانند معماری سیستم، نوع ماشین هدف و حافظه در نظر گرفته می‌شود.
  • مثال از فایل local.conf:
    MACHINE = "qemuarm"
    DISTRO = "poky"
    CONF_VERSION = "1"
    DL_DIR = "/home/user/yocto/downloads"
    SSTATE_DIR = "/home/user/yocto/sstate-cache"
  • مثال از فایل bblayers.conf:
    BBLAYERS ?= " \
      /home/user/yocto/meta \
      /home/user/yocto/meta-poky \
      /home/user/yocto/meta-openembedded \
    "

جمع بندی

فایل‌های .bb، .bbclass و .conf ابزارهای اصلی برای پیکربندی، مدیریت و سفارشی‌سازی پروژه‌های Yocto و OpenEmbedded هستند:

  • فایل‌های .bb دستورالعمل‌های اصلی برای ساخت بسته‌ها را مشخص می‌کنند.
  • فایل‌های .bbclass کدهای عمومی و دستورالعمل‌های مشترک برای چندین recipe را تعریف می‌کنند.
  • فایل‌های .conf برای پیکربندی سیستم ساخت، لایه‌ها و ماشین‌ها استفاده می‌شوند.

درک صحیح از این فایل‌ها و نحوه تعامل آن‌ها با یکدیگر به شما این امکان را می‌دهد که به راحتی سیستم‌های پیچیده و سفارشی در Yocto بسازید و مدیریت کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”سلسله‌مراتب ساخت و نحوه استفاده از فایل‌های BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto و OpenEmbedded، BitBake به عنوان سیستم ساخت اصلی عمل می‌کند. برای درک بهتر نحوه استفاده از فایل‌های BitBake و ساختار سلسله‌مراتبی آن‌ها، باید به نحوه تعامل این فایل‌ها و فرآیند ساخت توجه کنیم. در این بخش به بررسی نحوه استفاده از فایل‌های BitBake، سلسله‌مراتب آن‌ها و ارتباط آن‌ها با یکدیگر خواهیم پرداخت.


1. سلسله‌مراتب فایل‌های BitBake

فایل‌های BitBake (که شامل recipes، .bb، .bbclass و .conf هستند) به‌طور منظم و سلسله‌مراتبی سازماندهی می‌شوند تا فرآیند ساخت را هدایت کنند. این سلسله‌مراتب به‌طور عمده شامل سه بخش اصلی است:

  1. دستورالعمل‌های بسته‌ها (.bb):
    • این فایل‌ها جزئیات مربوط به نحوه دانلود، ساخت، پیکربندی و نصب بسته‌ها را تعریف می‌کنند.
    • هر recipe یک فایل .bb دارد که مشخصات بسته خاص را شامل می‌شود.
  2. کلاس‌ها (.bbclass):
    • کلاس‌ها مجموعه‌ای از توابع و دستورالعمل‌های عمومی هستند که می‌توانند در چندین recipe استفاده شوند.
    • کلاس‌ها معمولاً شامل توابعی مانند do_compile()، do_configure() و do_install() هستند که می‌توانند به صورت مشترک در چندین بسته به کار روند.
    • برای استفاده از یک کلاس، دستور inherit در recipe ها قرار می‌گیرد.
  3. فایل‌های پیکربندی (.conf):
    • این فایل‌ها برای تنظیمات محیط ساخت و پیکربندی توزیع‌ها، لایه‌ها و ماشین‌ها استفاده می‌شوند.
    • فایل‌های پیکربندی مانند local.conf، bblayers.conf و layer.conf نقش حیاتی در پیکربندی فرآیند ساخت دارند.

2. نحوه استفاده از فایل‌های BitBake

در Yocto، فرآیند ساخت و پیکربندی عمدتاً از طریق دستورالعمل‌ها و تنظیمات موجود در فایل‌های recipe، class و configuration انجام می‌شود. این فایل‌ها به ترتیب مراحل مختلفی از فرآیند ساخت را هدایت می‌کنند:

a) دستورالعمل‌های بسته (Recipes – .bb)

  • فایل‌های .bb از مهم‌ترین اجزای سیستم ساخت Yocto هستند. این فایل‌ها دستورالعمل‌هایی برای ساخت یک بسته خاص را ارائه می‌دهند.
  • مثال:
    • برای بسته‌ای به نام example، دستورالعمل‌ها شامل مراحل دانلود، پیکربندی و ساخت است.
    • در فایل example.bb، متغیرهایی مانند SRC_URI (آدرس منابع) و S (دایرکتوری کار) برای مشخص کردن منبع و نحوه ساخت بسته استفاده می‌شود.

b) کلاس‌ها (Classes – .bbclass)

  • فایل‌های .bbclass به‌طور خاص برای تعریف توابع و رفتارهای عمومی ساخت طراحی شده‌اند.
  • برای مثال، اگر یک بسته به کلاس autotools نیاز داشته باشد، باید در فایل recipe از دستور inherit autotools استفاده کرد. این باعث می‌شود که توابع و تنظیمات تعریف شده در کلاس autotools به آن بسته اعمال شود.
  • فایل‌های .bbclass به کاهش تکرار و افزایش قابلیت استفاده مجدد از کد در پروژه‌های مختلف کمک می‌کنند.

c) فایل‌های پیکربندی (Configuration files – .conf)

  • فایل‌های .conf نقش پیکربندی و تنظیمات عمومی پروژه را بر عهده دارند. برای مثال، در فایل local.conf تنظیمات خاص سیستم مانند معماری هدف و نوع ماشین مشخص می‌شود.
  • bblayers.conf برای معرفی لایه‌ها و پیکربندی آن‌ها در سیستم ساخت استفاده می‌شود.
  • این فایل‌ها معمولاً در دایرکتوری‌های اصلی ساخت مانند conf/ قرار دارند و برای تغییر پارامترهای کلی ساخت استفاده می‌شوند.

3. ارتباط میان فایل‌های BitBake

در فرآیند ساخت Yocto، فایل‌های مختلف BitBake با یکدیگر در ارتباط هستند تا مراحل مختلف ساخت و پیکربندی انجام شود. به طور کلی، ساختار ارتباطی به شکل زیر است:

  1. فایل‌های .bb (recipe‌ها) از فایل‌های .bbclass (کلاس‌ها) برای استفاده از توابع عمومی و اعمال دستورالعمل‌های مشترک استفاده می‌کنند.
  2. فایل‌های .conf برای پیکربندی متغیرهای محیطی مانند مسیرها، معماری و لایه‌ها در فرآیند ساخت به کار می‌روند.
  3. فایل‌های recipe و class معمولاً در لایه‌های مختلف OpenEmbedded و Yocto تعریف می‌شوند و از طریق فایل‌های .conf پیوند می‌خورند تا تنظیمات کلی پروژه در نظر گرفته شود.

جمع‌بندی

در پروژه‌های Yocto، فایل‌های BitBake مانند .bb، .bbclass و .conf به‌طور سیستماتیک در فرآیند ساخت و پیکربندی بسته‌ها و سیستم‌های سفارشی عمل می‌کنند. هر کدام از این فایل‌ها نقش خاص خود را در مدیریت بسته‌ها، پیکربندی سیستم و استفاده از توابع مشترک ایفا می‌کنند. درک نحوه تعامل این فایل‌ها و سلسله‌مراتب آن‌ها به شما این امکان را می‌دهد که فرآیند ساخت و پیکربندی در Yocto را به‌طور مؤثر و بهینه مدیریت کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 3. دستورات و دستورالعمل‌های BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اصول اولیه دستورات BitBake و نحوه استفاده از آن‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]BitBake یکی از اجزای اصلی در Yocto Project است که برای ساخت و مدیریت توزیع‌های لینوکس مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم ساخت به‌ویژه در پروژه‌های امبدد برای ساخت بسته‌ها و تصاویر سفارشی لینوکس مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این بخش به اصول اولیه دستورات BitBake و نحوه استفاده از آن‌ها خواهیم پرداخت.


1. دستور bitbake

دستور اصلی BitBake برای ساخت تصاویر و بسته‌ها در پروژه‌های Yocto استفاده می‌شود. این دستور بسته به نیاز شما می‌تواند بسته‌ها، تصاویر و یا حتی کل سیستم را بسازد.

نحوه استفاده از دستور bitbake:

bitbake <target>
  • <target>: هدف مورد نظر برای ساخت. هدف می‌تواند نام بسته، نام تصویر یا حتی یک لایه باشد.

مثال:

bitbake core-image-minimal

این دستور تصویر core-image-minimal را می‌سازد. در این مثال، هدف core-image-minimal یک تصویر پایه است که سیستم‌عامل را برای استفاده در دستگاه‌های امبدد فراهم می‌آورد.


2. دستور bitbake-layers

دستور bitbake-layers برای مدیریت و کار با لایه‌های Yocto استفاده می‌شود. این ابزار به شما این امکان را می‌دهد که لایه‌ها را اضافه، حذف یا بررسی کنید.

نحوه استفاده از دستور bitbake-layers:

bitbake-layers <command> [options]

برخی از دستورات رایج:

  • bitbake-layers show-layers: نمایش تمام لایه‌های موجود در پروژه Yocto.
  • bitbake-layers add-layer <layer-path>: اضافه کردن یک لایه جدید به پروژه.
  • bitbake-layers remove-layer <layer-name>: حذف یک لایه از پروژه.

3. دستور bitbake -c

این دستور برای اجرای یک مرحله خاص از فرآیند ساخت (مانند پیکربندی، ساخت، نصب) در بسته‌ها و پروژه‌ها استفاده می‌شود.

نحوه استفاده از دستور bitbake -c:

bitbake -c <task> <target>
  • <task>: مرحله‌ای که می‌خواهید اجرا کنید (مانند compile, clean, fetch و غیره).
  • <target>: هدف مورد نظر برای اجرای دستور.

مثال‌ها:

  • bitbake -c compile <package>: مرحله کمپایل بسته خاص را اجرا می‌کند.
  • bitbake -c clean <package>: مرحله پاک‌سازی و حذف فایل‌های موقت برای بسته خاص.

4. دستور bitbake -f (اجبار به اجرای مجدد)

این دستور به شما این امکان را می‌دهد که حتی اگر فایل‌ها تغییر نکرده باشند، فرآیند ساخت را مجدداً اجرا کنید. این دستور برای شرایطی که نیاز دارید تا فرآیند ساخت مجدداً شروع شود (مثلاً در صورتی که تغییراتی در ساختار پروژه ایجاد کرده‌اید) مفید است.

نحوه استفاده از دستور bitbake -f:

bitbake -f <target>

این دستور فرآیند ساخت برای هدف <target> را از نو اجرا می‌کند.


5. دستور bitbake -e (مشاهده متغیرها)

این دستور به شما این امکان را می‌دهد که متغیرهای مختلف که در فرآیند ساخت مورد استفاده قرار می‌گیرند را مشاهده کنید. این می‌تواند برای عیب‌یابی و بررسی نحوه تنظیم متغیرها در فرآیند ساخت مفید باشد.

نحوه استفاده از دستور bitbake -e:

bitbake -e <target>

این دستور متغیرهای مربوط به هدف <target> را به‌طور کامل نمایش می‌دهد.


6. دستور bitbake -i (اجرای در حالت تعاملی)

با استفاده از این دستور می‌توانید یک جلسه تعاملی BitBake را آغاز کنید که در آن می‌توانید دستورات مختلف BitBake را اجرا کنید و به‌طور دستی فرآیندهای ساخت را مدیریت کنید.

نحوه استفاده از دستور bitbake -i:

bitbake -i

این دستور یک محیط تعاملی را فراهم می‌کند که می‌توانید در آن دستورات مختلف را به‌طور تعاملی وارد کنید.


7. دستور bitbake -n (اجرای بدون انجام واقعی ساخت)

این دستور به شما این امکان را می‌دهد که فرآیند ساخت را بدون انجام عملیات واقعی آن اجرا کنید. این برای بررسی و شبیه‌سازی فرآیند ساخت مفید است تا قبل از شروع ساخت واقعی، مطمئن شوید که همه چیز به درستی پیکربندی شده است.

نحوه استفاده از دستور bitbake -n:

bitbake -n <target>

این دستور مراحل ساخت را فقط شبیه‌سازی می‌کند و عملیاتی انجام نخواهد شد.


جمع‌بندی

دستورات BitBake ابزارهای قدرتمندی برای ساخت و پیکربندی سیستم‌های لینوکس سفارشی هستند. با استفاده از دستورات مختلف مانند bitbake, bitbake-layers, bitbake -c, و دیگر دستورات مدیریت ساخت، می‌توان فرآیند ساخت پروژه‌های Yocto را به‌طور دقیق و موثر کنترل کرد. این ابزارها برای توسعه‌دهندگان و مهندسان سیستم‌های امبدد حیاتی هستند و به آن‌ها این امکان را می‌دهند که فرآیندهای پیچیده ساخت را به سادگی و انعطاف‌پذیری بیشتری انجام دهند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”دستورات اصلی BitBake و کاربردهای آن‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه Yocto، BitBake به‌عنوان سیستم ساخت اصلی عمل می‌کند و دستورات مختلفی برای مدیریت فرآیند ساخت، پیکربندی، و لایه‌ها وجود دارد. در اینجا به معرفی چند دستور اصلی و کاربردهای آن‌ها خواهیم پرداخت.


1. دستور bitbake

دستور bitbake برای شروع فرآیند ساخت در Yocto استفاده می‌شود. این دستور بسته‌ها یا تصاویر را می‌سازد و ابزار اصلی برای انجام هرگونه فرآیند ساخت در Yocto است.

نحوه استفاده:

bitbake <target>
  • <target>: هدف ساخت مانند بسته‌ها، تصاویر، یا حتی یک لایه خاص. این می‌تواند یک تصویر لینوکس، بسته نرم‌افزاری یا حتی یک هدف خاص باشد.

مثال:

bitbake core-image-minimal

این دستور تصویر core-image-minimal را می‌سازد.


2. دستور bitbake-layers

دستور bitbake-layers برای مدیریت و تعامل با لایه‌های Yocto استفاده می‌شود. این دستور برای نمایش، افزودن، حذف و بررسی لایه‌ها به کار می‌رود.

نحوه استفاده:

bitbake-layers <command> [options]

برخی از دستورات رایج:

  • show-layers: نمایش تمام لایه‌های موجود در پروژه.
    bitbake-layers show-layers
  • add-layer <layer-path>: اضافه کردن یک لایه جدید به پروژه.
    bitbake-layers add-layer /path/to/layer
  • remove-layer <layer-name>: حذف یک لایه از پروژه.
    bitbake-layers remove-layer meta-example

3. دستور bitbake -c

دستور bitbake -c برای اجرای یک مرحله خاص از فرآیند ساخت (مانند پیکربندی، کمپایل، نصب، یا سایر مراحل) در بسته‌ها و پروژه‌ها استفاده می‌شود.

نحوه استفاده:

bitbake -c <task> <target>
  • <task>: مرحله‌ای که می‌خواهید اجرا کنید (مانند compile, clean, fetch, configure و غیره).
  • <target>: هدف مورد نظر برای اجرای دستور.

مثال‌ها:

  • bitbake -c compile <package>: اجرای مرحله کمپایل بسته.
  • bitbake -c clean <package>: اجرای مرحله پاک‌سازی برای بسته خاص.

4. دستور bitbake -c menuconfig

این دستور برای پیکربندی هسته لینوکس با استفاده از ابزار menuconfig استفاده می‌شود. این ابزار به شما اجازه می‌دهد که پیکربندی‌های مختلف هسته لینوکس را به‌طور تعاملی تنظیم کنید.

نحوه استفاده:

bitbake -c menuconfig <target>
  • <target>: هدف مورد نظر، معمولاً نام بسته هسته (linux-yocto).

مثال:

bitbake -c menuconfig virtual/kernel

این دستور ابزار menuconfig را برای هسته virtual/kernel فراخوانی می‌کند و به شما امکان می‌دهد که پیکربندی‌های هسته را به‌صورت گرافیکی و تعاملی تنظیم کنید.


جمع‌بندی

دستورات اصلی BitBake ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت فرآیند ساخت، پیکربندی، و تعامل با لایه‌ها در پروژه‌های Yocto هستند. دستور bitbake برای ساخت بسته‌ها و تصاویر، دستور bitbake-layers برای مدیریت لایه‌ها، دستور bitbake -c برای اجرای مراحل خاص از فرآیند ساخت، و دستور bitbake -c menuconfig برای پیکربندی هسته لینوکس از ابزارهای حیاتی برای هر توسعه‌دهنده‌ای در این حوزه هستند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”ایجاد و اجرای دستورات سفارشی در BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]

در پروژه‌های Yocto و استفاده از سیستم ساخت BitBake، علاوه بر دستورات پیش‌فرض موجود در BitBake، می‌توان دستورات سفارشی نیز ایجاد و اجرا کرد. این دستورات می‌توانند برای فرآیندهای خاص، بهینه‌سازی‌ها یا خودکارسازی وظایف مختلف در فرآیند ساخت استفاده شوند. در اینجا نحوه ایجاد و اجرای دستورات سفارشی توضیح داده شده است.


1. ایجاد دستورات سفارشی با استفاده از فایل‌های .bbclass

فایل‌های .bbclass برای ایجاد کلاس‌های سفارشی در Yocto استفاده می‌شوند. این کلاس‌ها می‌توانند شامل مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها و متغیرهای خاص باشند که به‌طور مکرر در چندین بسته یا پروژه به کار می‌روند.

نحوه استفاده:

برای ایجاد یک دستور سفارشی در BitBake، می‌توان یک فایل کلاس جدید ساخت و آن را در پروژه اضافه کرد.

  1. ساخت یک کلاس جدید: یک فایل جدید با پسوند .bbclass در دایرکتوری meta یا یک لایه جدید ایجاد کنید. این فایل می‌تواند شامل دستورات و تنظیمات سفارشی باشد.به‌عنوان مثال، فرض کنید فایل کلاس mycustomclass.bbclass را بسازید که یک دستور سفارشی به نام do_my_custom_task را تعریف می‌کند:
    # mycustomclass.bbclass
    do_my_custom_task() {
        echo "This is my custom task!"
    }
  2. اضافه کردن کلاس به بسته‌ها: حالا این کلاس را می‌توانید به‌راحتی در فایل‌های .bb مربوط به بسته‌ها وارد کنید.به‌عنوان مثال، در فایل myrecipe.bb از کلاس mycustomclass.bbclass استفاده می‌کنیم:
    inherit mycustomclass
  3. اجرای دستور سفارشی: با استفاده از دستور bitbake، می‌توانید دستور سفارشی را اجرا کنید.
    bitbake <recipe> -c my_custom_task

2. ایجاد دستورات سفارشی با استفاده از فایل‌های .bb

علاوه بر استفاده از فایل‌های .bbclass، می‌توانید دستورات سفارشی را مستقیماً در فایل‌های .bb بسته‌ها نیز تعریف کنید.

نحوه استفاده:

در فایل‌های .bb بسته‌ها، می‌توانید دستورات خاصی را با استفاده از متغیر do_<task> تعریف کنید. به‌عنوان مثال:

  1. تعریف دستور سفارشی در فایل .bb
    # myrecipe.bb
    DESCRIPTION = "My custom recipe"
    LICENSE = "MIT"
    
    do_my_custom_task() {
        echo "Executing custom task!"
    }
    
    do_configure_append() {
        echo "Appending custom configuration"
    }
  2. اجرای دستور سفارشی:برای اجرای دستور سفارشی، از دستور bitbake -c استفاده کنید:
    bitbake <recipe> -c my_custom_task

3. اجرای دستورات سفارشی با استفاده از bitbake

پس از ایجاد دستور سفارشی در فایل‌های .bbclass یا .bb، برای اجرای آن دستور، از دستور bitbake -c <task> <recipe> استفاده می‌شود.

نحوه استفاده:

bitbake <recipe> -c <task>
  • <recipe>: نام بسته یا هدف مورد نظر.
  • <task>: دستور سفارشی که تعریف کرده‌اید.

مثال:

bitbake myrecipe -c my_custom_task

این دستور وظیفه my_custom_task را در بسته myrecipe اجرا می‌کند.


4. اجرای دستورات پس از مرحله ساخت

گاهی اوقات نیاز دارید که دستورات سفارشی پس از یک مرحله خاص از فرآیند ساخت اجرا شوند. برای این کار می‌توانید از متغیرهای do_<task>_append یا do_<task>_prepend استفاده کنید.

  • do_<task>_append: این دستور به انتهای یک مرحله ساخت اضافه می‌شود.
  • do_<task>_prepend: این دستور قبل از یک مرحله ساخت اجرا می‌شود.

نحوه استفاده:

به‌عنوان مثال، اگر بخواهید یک دستور سفارشی را پس از مرحله ساخت (compile) اجرا کنید، می‌توانید به شکل زیر عمل کنید:

do_compile_append() {
    echo "Running custom post-compile task"
}

جمع‌بندی

ایجاد و اجرای دستورات سفارشی در BitBake به شما این امکان را می‌دهد که فرآیندهای ساخت و پیکربندی پروژه Yocto را بر اساس نیازهای خاص خود تنظیم کنید. از طریق استفاده از فایل‌های .bbclass، .bb و دستور bitbake -c <task> <recipe>, می‌توانید دستورات سفارشی را به پروژه‌های خود اضافه کرده و آن‌ها را در هر مرحله از فرآیند ساخت اجرا کنید. این قابلیت انعطاف‌پذیری زیادی را برای توسعه‌دهندگان فراهم می‌آورد و به آن‌ها امکان می‌دهد تا ابزارهای خودکارسازی و بهینه‌سازی را به‌راحتی پیاده‌سازی کنند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 4. نوشتن دستورالعمل‌ها (Recipes)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مفهوم دستورالعمل (Recipe) و ساختار آن در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در Yocto Project، دستورالعمل‌ها (Recipes) یکی از اجزای اصلی متادیتا هستند که فرآیند ساخت و مدیریت بسته‌ها را تعریف می‌کنند. دستورالعمل‌ها اطلاعات لازم برای دانلود، پیکربندی، ساخت و نصب یک بسته نرم‌افزاری را فراهم می‌کنند. این فایل‌ها با پسوند .bb شناخته می‌شوند و نقش کلیدی در فرآیند ساخت سیستم‌عامل سفارشی دارند.


مفهوم دستورالعمل (Recipe)

دستورالعمل‌ها فایل‌های متنی ساده‌ای هستند که شامل اطلاعات و دستورات مرتبط با بسته‌های نرم‌افزاری هستند. هدف اصلی آن‌ها، مدیریت خودکار تمام مراحل ساخت یک بسته نرم‌افزاری است. این شامل موارد زیر می‌شود:

  1. دانلود کد منبع از مخازن یا منابع دیگر.
  2. اعمال پچ‌های لازم.
  3. پیکربندی بسته بر اساس نیازهای خاص.
  4. ساخت (Compile) و لینک کردن کد.
  5. نصب و آماده‌سازی فایل‌های نهایی برای استفاده.

ساختار یک دستورالعمل (Recipe)

یک دستورالعمل در Yocto معمولاً شامل بخش‌های مختلفی است که هر کدام وظیفه خاصی دارند. در ادامه به توضیح بخش‌های اصلی یک دستورالعمل می‌پردازیم:

1. متغیرهای پایه

این متغیرها اطلاعات کلی درباره بسته را مشخص می‌کنند:

  • DESCRIPTION: توضیح مختصر درباره بسته.
  • HOMEPAGE: آدرس وب‌سایت رسمی پروژه.
  • LICENSE: نوع مجوز نرم‌افزار.
  • SRC_URI: محل دانلود کد منبع.

نمونه:

DESCRIPTION = "ابزاری برای مدیریت فایل‌ها"
HOMEPAGE = "https://example.com"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "https://example.com/download/file.tar.gz"

2. پیکربندی (Configure)

این بخش شامل دستورات لازم برای پیکربندی بسته است. اغلب از اسکریپت‌های استاندارد مانند ./configure استفاده می‌شود. همچنین می‌توان متغیرهایی را برای سفارشی‌سازی پیکربندی تعریف کرد.

نمونه:

EXTRA_OECONF = "--enable-feature-x --disable-feature-y"

3. ساخت (Build)

در این بخش، نحوه ساخت و کمپایل بسته مشخص می‌شود. معمولاً از ابزارهای استاندارد مانند make استفاده می‌شود. Yocto به‌طور پیش‌فرض این فرآیند را مدیریت می‌کند، اما در صورت نیاز، می‌توان آن را سفارشی‌سازی کرد.

نمونه:

do_compile() {
    oe_runmake
}

4. نصب (Install)

این بخش مشخص می‌کند که فایل‌های نهایی بسته کجا باید قرار گیرند. معمولاً از مسیرهای خاصی برای نصب استفاده می‌شود تا بسته‌ها با ساختار استاندارد Yocto سازگار باشند.

نمونه:

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 myapp ${D}${bindir}
}

5. وابستگی‌ها (Dependencies)

وابستگی‌های بسته در مراحل مختلف ساخت مشخص می‌شوند:

  • DEPENDS: وابستگی‌هایی که باید قبل از ساخت بسته نصب شوند.
  • RDEPENDS: وابستگی‌هایی که هنگام اجرای بسته لازم هستند.

نمونه:

DEPENDS = "libx liby"
RDEPENDS:${PN} = "libz"

یک نمونه کامل از دستورالعمل

DESCRIPTION = "ابزاری ساده برای ویرایش متن"
HOMEPAGE = "https://example-editor.com"
LICENSE = "GPLv3"
SRC_URI = "https://example-editor.com/releases/editor-1.0.tar.gz"
S = "${WORKDIR}/editor-1.0"

DEPENDS = "ncurses"

do_configure() {
    ./configure --prefix=${D}
}

do_compile() {
    oe_runmake
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 editor ${D}${bindir}
}

جمع‌بندی

دستورالعمل‌ها (Recipes) در Yocto Project ابزارهای قدرتمندی برای مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری و خودکارسازی فرآیند ساخت هستند. این فایل‌ها به توسعه‌دهندگان امکان می‌دهند تا با تعریف متغیرها، مراحل ساخت، و وابستگی‌ها، سیستم‌عامل سفارشی خود را به‌سادگی ایجاد و مدیریت کنند. درک ساختار و عملکرد دستورالعمل‌ها یکی از گام‌های مهم در یادگیری Yocto است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نحوه نوشتن دستورالعمل (Recipe) برای بسته‌های نرم‌افزاری در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مهم‌ترین مراحل در توسعه با Yocto Project، نوشتن دستورالعمل یا Recipe برای بسته‌های نرم‌افزاری است. دستورالعمل‌ها به Yocto توضیح می‌دهند که چگونه یک بسته نرم‌افزاری باید دانلود، پیکربندی، ساخت و نصب شود.


مراحل نوشتن یک دستورالعمل (Recipe)

1. ایجاد فایل دستورالعمل

فایل‌های دستورالعمل با پسوند .bb ذخیره می‌شوند و معمولاً در دایرکتوری لایه‌های Yocto (مانند meta) قرار می‌گیرند. مسیر معمول برای ذخیره دستورالعمل‌ها به این صورت است:

meta-yourlayer/recipes-software/yourpackage/yourpackage_1.0.bb

2. تعریف اطلاعات پایه

اطلاعاتی مانند نام بسته، نسخه، توضیحات و مجوز باید در ابتدا مشخص شوند:

  • DESCRIPTION: توضیح مختصر درباره بسته.
  • HOMEPAGE: آدرس وب‌سایت رسمی پروژه.
  • LICENSE: نوع مجوز نرم‌افزار.
  • SRC_URI: آدرس منبع دانلود بسته.

نمونه:

ESCRIPTION = "ابزاری ساده برای مدیریت فایل‌ها"
HOMEPAGE = "https://example.com"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "https://example.com/download/file-1.0.tar.gz"

3. مشخص کردن مسیر منبع

Yocto به طور پیش‌فرض کد منبع را در مسیر کاری (WORKDIR) قرار می‌دهد. با استفاده از متغیر S می‌توانید مسیر منبع را تعیین کنید:

S = "${WORKDIR}/file-1.0"

4. تعریف وابستگی‌ها

وابستگی‌های مورد نیاز برای ساخت و اجرای بسته را مشخص کنید:

  • DEPENDS: بسته‌هایی که برای ساخت نیاز هستند.
  • RDEPENDS: بسته‌هایی که برای اجرای برنامه مورد نیازند.

نمونه:

DEPENDS = "libx liby"
RDEPENDS:${PN} = "libz"

5. نوشتن مراحل ساخت

Yocto برای ساخت بسته از توابع استانداردی استفاده می‌کند. این توابع را می‌توانید در صورت نیاز بازنویسی کنید.

توابع اصلی:
  • پیکربندی (do_configure): برای پیکربندی بسته.
  • ساخت (do_compile): برای کامپایل کد.
  • نصب (do_install): برای نصب فایل‌ها در مسیرهای مناسب.

نمونه:

do_configure() {
    ./configure --prefix=${D}
}

do_compile() {
    oe_runmake
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 myapp ${D}${bindir}
}

6. تعریف مسیر نصب

با استفاده از متغیرهایی مانند ${D} و ${bindir}، مسیر نصب فایل‌ها را مشخص کنید. این متغیرها توسط Yocto مدیریت می‌شوند و ساختار استاندارد دایرکتوری را تضمین می‌کنند.

نمونه:

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 myapp ${D}${bindir}
}

7. بررسی و تست دستورالعمل

برای اطمینان از صحت دستورالعمل:

  • از دستور bitbake <recipe-name> برای ساخت بسته استفاده کنید.
  • فایل‌ها و دایرکتوری‌های ایجادشده را بررسی کنید.

یک نمونه کامل از دستورالعمل

DESCRIPTION = "یک ویرایشگر متن ساده"
HOMEPAGE = "https://example-editor.com"
LICENSE = "GPLv3"
SRC_URI = "https://example-editor.com/releases/editor-1.0.tar.gz"
S = "${WORKDIR}/editor-1.0"

DEPENDS = "ncurses"

do_configure() {
    ./configure --prefix=${D}
}

do_compile() {
    oe_runmake
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 editor ${D}${bindir}
}

نکات مهم در نوشتن دستورالعمل

  1. مدیریت وابستگی‌ها: تمامی وابستگی‌های مورد نیاز را در متغیرهای DEPENDS و RDEPENDS مشخص کنید.
  2. استفاده از متغیرهای Yocto: متغیرهای استاندارد Yocto مانند ${PN}, ${PV}, ${WORKDIR} و ${D} را به‌درستی استفاده کنید.
  3. تست دستورالعمل: پس از نوشتن دستورالعمل، از دستورات bitbake و devtool برای تست و دیباگ استفاده کنید.
  4. خوانایی و نظم: دستورالعمل‌ها باید خوانا باشند و اطلاعات به صورت منظم در بخش‌های مختلف نوشته شوند.

جمع‌بندی

نوشتن دستورالعمل در Yocto، گامی اساسی برای مدیریت بسته‌های نرم‌افزاری است. با تعریف دقیق متغیرها، توابع و وابستگی‌ها، می‌توانید به‌راحتی فرآیند ساخت، پیکربندی و نصب بسته‌ها را در پروژه‌های Yocto کنترل کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مثال‌هایی از دستورالعمل‌های ساده و پیچیده در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در این بخش، نمونه‌هایی از دستورالعمل‌ها (Recipes) برای بسته‌های نرم‌افزاری ارائه می‌شود. این مثال‌ها شامل نمونه‌های ساده و پیچیده هستند تا تفاوت در ساختار و جزئیات مشخص شود.


1. دستورالعمل ساده

یک دستورالعمل ساده برای نصب یک اسکریپت Python که نیازی به کامپایل ندارد:

مسیر فایل:
meta-myrecipes/recipes-example/helloworld/helloworld_1.0.bb

DESCRIPTION = "یک اسکریپت ساده Python برای چاپ Hello World"
HOMEPAGE = "https://example.com"
LICENSE = "MIT"

SRC_URI = "file://helloworld.py"

S = "${WORKDIR}"

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 helloworld.py ${D}${bindir}/helloworld
}

فایل اسکریپت helloworld.py:

#!/usr/bin/env python3
print("Hello, World!")

توضیحات:

  • SRC_URI: فایل منبع را از لایه محلی پروژه (دایرکتوری files) بارگیری می‌کند.
  • do_install: اسکریپت را به مسیر باینری سیستم منتقل می‌کند.

2. دستورالعمل متوسط

یک دستورالعمل برای نصب یک برنامه ساده C که نیاز به کامپایل دارد:

مسیر فایل:
meta-myrecipes/recipes-example/myapp/myapp_1.0.bb

DESCRIPTION = "یک برنامه C ساده برای چاپ Hello World"
HOMEPAGE = "https://example.com"
LICENSE = "GPL-3.0"

SRC_URI = "file://main.c"

S = "${WORKDIR}"

do_compile() {
    ${CC} ${CFLAGS} -o hello main.c
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 hello ${D}${bindir}
}

فایل منبع main.c:

#include <stdio.h>

int main() {
    printf("Hello, World!\n");
    return 0;
}

توضیحات:

  • do_compile: از کامپایلر C موجود در Yocto استفاده می‌کند.
  • do_install: فایل اجرایی را در مسیر مناسب قرار می‌دهد.

3. دستورالعمل پیچیده

یک دستورالعمل برای دانلود، پیکربندی، کامپایل و نصب یک نرم‌افزار بزرگ از یک مخزن Git:

مسیر فایل:
meta-myrecipes/recipes-software/complexapp/complexapp_1.2.3.bb

DESCRIPTION = "یک نرم‌افزار پیشرفته با پشتیبانی از چندین ویژگی"
HOMEPAGE = "https://complexapp.example.com"
LICENSE = "Apache-2.0"

SRC_URI = "git://github.com/example/complexapp.git;branch=main;protocol=https"
SRCREV = "abcdef1234567890abcdef1234567890abcdef12"

DEPENDS = "openssl zlib"

inherit cmake

S = "${WORKDIR}/git"

EXTRA_OECMAKE = "-DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DENABLE_FEATURE_X=ON"

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 ${B}/complexapp ${D}${bindir}
}

توضیحات:

  • SRC_URI و SRCREV: سورس کد را از یک مخزن Git مشخص دانلود می‌کند.
  • DEPENDS: وابستگی‌ها (مانند openssl و zlib) برای ساخت نرم‌افزار مشخص شده‌اند.
  • inherit cmake: از کلاس cmake برای مدیریت فرآیند ساخت استفاده می‌کند.
  • EXTRA_OECMAKE: گزینه‌های اضافی برای کامپایل با CMake را تعریف می‌کند.

4. دستورالعمل با پیچیدگی بیشتر

یک دستورالعمل برای یک نرم‌افزار با چند مرحله پیکربندی، افزونه‌ها و مستندات:

DESCRIPTION = "نرم‌افزار پیشرفته با مستندات و افزونه‌ها"
HOMEPAGE = "https://advanced.example.com"
LICENSE = "BSD-3-Clause"

SRC_URI = "https://example.com/releases/advanced-2.3.tar.gz"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://LICENSE;md5=1234567890abcdef1234567890abcdef"

DEPENDS = "libx11 libgtk-3"

inherit autotools pkgconfig

EXTRA_OECONF = "--enable-docs --enable-plugins"

do_configure:prepend() {
    echo "شروع پیکربندی پیشرفته..."
}

do_compile:append() {
    echo "پایان کامپایل!"
}

do_install() {
    autotools_do_install
    install -d ${D}${datadir}/docs
    cp -r ${S}/docs ${D}${datadir}/docs
}

توضیحات:

  • inherit autotools: فرآیند ساخت را با Autotools مدیریت می‌کند.
  • EXTRA_OECONF: گزینه‌های اضافی برای پیکربندی نرم‌افزار تعریف شده‌اند.
  • do_install: علاوه بر نصب برنامه، مستندات نیز کپی می‌شوند.

جمع‌بندی

دستورالعمل‌ها می‌توانند از سطح بسیار ساده (مانند نصب یک اسکریپت Python) تا سطح بسیار پیچیده (مانند کامپایل و پیکربندی نرم‌افزارهای پیشرفته) تغییر کنند. بسته به نیاز پروژه، می‌توانید از قابلیت‌های Yocto مانند استفاده از کلاس‌های آماده (autotools, cmake) و مدیریت وابستگی‌ها استفاده کنید تا فرآیند ساخت و نصب بسته‌ها بهینه شود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تعاریف متغیرها و استفاده از متا‌دیتا در دستورالعمل‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در Yocto Project، دستورالعمل‌ها (Recipes) با استفاده از متغیرها و متادیتا تعریف می‌شوند که رفتار و ویژگی‌های ساخت یک بسته را مشخص می‌کنند. این متغیرها پایه‌ای برای پیکربندی فرآیند ساخت، نصب و مدیریت بسته‌ها هستند. در ادامه به معرفی برخی از مهم‌ترین متغیرها و نحوه استفاده از آن‌ها پرداخته می‌شود.


1. متغیرهای پایه‌ای

این متغیرها برای تعریف اطلاعات کلی درباره بسته استفاده می‌شوند:

  • DESCRIPTION
    توضیحی کوتاه درباره بسته:

    DESCRIPTION = "یک ابزار ساده برای مدیریت فایل‌ها"
  • HOMEPAGE
    لینک به صفحه اصلی پروژه:

    HOMEPAGE = "https://example.com"
  • LICENSE
    نوع مجوز نرم‌افزار:

    LICENSE = "MIT"
  • LIC_FILES_CHKSUM
    مشخص کردن فایل مجوز و هش آن برای تایید صحت:

    LIC_FILES_CHKSUM = "file://LICENSE;md5=abcdef1234567890abcdef1234567890"

2. متغیرهای مدیریت منابع

این متغیرها برای تعریف منابعی که باید در فرآیند ساخت استفاده شوند به کار می‌روند:

  • SRC_URI
    آدرس فایل‌های منبع:

    SRC_URI = "https://example.com/source.tar.gz"

    یا برای دانلود از مخازن Git:

    SRC_URI = "git://github.com/example/project.git;branch=main;protocol=https"
    SRCREV = "abcdef1234567890abcdef1234567890abcdef12"
  • S
    دایرکتوری کاری که سورس کد در آن قرار دارد:

    S = "${WORKDIR}/git"

3. متغیرهای مرتبط با ساخت و نصب

این متغیرها مسیرها و تنظیمات ساخت و نصب را کنترل می‌کنند:

  • WORKDIR
    مسیر دایرکتوری کاری دستورالعمل:

    WORKDIR = "${TMPDIR}/work/${PN}/${PV}/build"
  • D
    مسیر نصب موقت برای بسته:

    install -m 0755 file ${D}${bindir}
  • PN, PV, PR
    اطلاعات مربوط به نام، نسخه و بازبینی بسته:

    PN = "myapp"
    PV = "1.0.0"
    PR = "r1"
  • BBFILES
    فایل‌های دستورالعمل که در مسیر مشخص قرار دارند:

    BBFILES = "${LAYERDIR}/recipes-*/*/*.bb"

4. متغیرهای محیط ساخت

این متغیرها فرآیند ساخت و ابزارهای مورد استفاده را کنترل می‌کنند:

  • CC, CFLAGS
    تنظیمات مربوط به کامپایلر:

    do_compile() {
        ${CC} ${CFLAGS} -o myapp main.c
    }
  • EXTRA_OECONF
    آرگومان‌های اضافی برای ابزار پیکربندی:

    EXTRA_OECONF = "--enable-logging"
  • EXTRA_OEMAKE
    آرگومان‌های اضافی برای Make:

    EXTRA_OEMAKE = "-j4"

5. متغیرهای مدیریت لایه‌ها و افزونه‌ها

  • BBLAYERS
    لیستی از مسیرهای لایه‌های فعال در پروژه:

    BBLAYERS = " \
        ${TOPDIR}/meta \
        ${TOPDIR}/meta-yocto \
        ${TOPDIR}/meta-mycustomlayer \
    "
  • BBPATH
    مسیری که BitBake در آن فایل‌ها را جستجو می‌کند:

    BBPATH = "${TOPDIR}:${LAYERDIR}"

6. استفاده از فایل‌های متادیتا

فایل‌های متادیتا شامل دستورالعمل‌های .bb، کلاس‌ها (.bbclass) و فایل‌های تنظیمات (.conf) هستند. این فایل‌ها با استفاده از متغیرهای فوق و قواعد تعریف‌شده، فرآیند ساخت را مدیریت می‌کنند.

مثال از ترکیب متغیرها در دستورالعمل

DESCRIPTION = "ابزاری برای مدیریت کاربران"
HOMEPAGE = "https://example.com"
LICENSE = "GPL-2.0"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://LICENSE;md5=abcdef1234567890abcdef1234567890"

SRC_URI = "git://github.com/example/user-manager.git;branch=main"
SRCREV = "abcdef1234567890abcdef1234567890abcdef12"

S = "${WORKDIR}/git"
DEPENDS = "openssl"

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 ${S}/user-manager ${D}${bindir}
}

جمع‌بندی

متغیرها و متادیتا در Yocto به شما امکان می‌دهند تا فرآیند ساخت و نصب بسته‌ها را به‌صورت دقیق و ساختارمند مدیریت کنید. با استفاده از این متغیرها، می‌توان پروژه‌های ساده تا پیچیده را با قابلیت اطمینان بالا پیاده‌سازی کرد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از فایل‌های Recipes برای توصیف بسته‌ها در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در Yocto Project، فایل‌های Recipe (با پسوند .bb) وظیفه توصیف مراحل ساخت، نصب و پیکربندی بسته‌های نرم‌افزاری را بر عهده دارند. هر Recipe شامل متغیرها و دستورات مشخصی است که فرآیند ساخت یک بسته نرم‌افزاری را تعریف می‌کند. این فایل‌ها مانند نقشه راه برای BitBake عمل کرده و اطلاعات لازم برای دریافت منابع، کامپایل، نصب و بسته‌بندی نرم‌افزار را فراهم می‌کنند.


1. ساختار کلی یک فایل Recipe

یک فایل Recipe معمولاً شامل موارد زیر است:

  • اطلاعات کلی بسته
    شامل نام بسته، نسخه، مجوز و توضیحات:

    DESCRIPTION = "یک ابزار برای مدیریت کاربران"
    LICENSE = "GPL-2.0"
    LIC_FILES_CHKSUM = "file://LICENSE;md5=abcdef1234567890abcdef1234567890"
  • منابع و آدرس فایل‌های مورد نیاز
    مانند فایل‌های سورس یا مخازن Git:

    SRC_URI = "https://example.com/source.tar.gz"
  • تعریف وظایف (Tasks)
    شامل کامپایل، نصب و سایر مراحل:

    do_compile() {
        ${CC} ${CFLAGS} -o myapp main.c
    }
  • مسیرهای مرتبط با فرآیند ساخت و نصب
    تعیین مسیرهای دایرکتوری‌های کاری:

    S = "${WORKDIR}/git"

2. نقش فایل‌های Recipe در توصیف بسته‌ها

هر فایل Recipe، اطلاعات جامعی درباره یک بسته نرم‌افزاری فراهم می‌کند. به‌عنوان مثال:

الف) توصیف منابع بسته

Recipe به BitBake می‌گوید که منابع بسته را از کجا دریافت کند. این منابع می‌توانند فایل‌های tarball، مخازن Git، یا حتی منابع محلی باشند:

SRC_URI = "git://github.com/example/project.git;branch=main"
SRCREV = "abcdef1234567890abcdef1234567890abcdef12"

ب) مشخص کردن وابستگی‌ها

می‌توان وابستگی‌های یک بسته را با متغیر DEPENDS تعریف کرد:

DEPENDS = "openssl libxml2"

ج) تعریف مراحل ساخت و نصب

برای ساخت و نصب بسته، از وظایف استاندارد یا سفارشی استفاده می‌شود:

do_compile() {
    ${CC} -o myapp main.c
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 myapp ${D}${bindir}
}

3. مدیریت متغیرها در فایل Recipe

متغیرها اطلاعات ضروری را ذخیره کرده و به تسهیل فرآیند ساخت کمک می‌کنند. مثال‌هایی از متغیرهای مهم:

  • PN (Package Name): نام بسته
  • PV (Package Version): نسخه بسته
  • PR (Package Revision): بازبینی بسته
  • S (Source Directory): مسیر سورس کد
PN = "user-manager"
PV = "1.0.0"
PR = "r1"
S = "${WORKDIR}/source"

4. استفاده از متا‌دیتا در Recipes

Recipes از متا‌دیتا مانند فایل‌های .bbclass و .conf استفاده می‌کنند تا تنظیمات عمومی یا قابلیت‌های مشترک را به ارث ببرند. مثلاً می‌توان از یک کلاس عمومی برای بسته‌های Python استفاده کرد:

inherit python3

5. مثال یک فایل Recipe ساده

در ادامه یک فایل Recipe ساده برای ساخت و نصب یک ابزار کوچک نشان داده شده است:

DESCRIPTION = "یک ابزار ساده برای نمایش پیام"
LICENSE = "MIT"
LIC_FILES_CHKSUM = "file://LICENSE;md5=abcdef1234567890abcdef1234567890"

SRC_URI = "https://example.com/hello.tar.gz"
SRCREV = "abcdef1234567890abcdef1234567890abcdef12"

S = "${WORKDIR}/source"

do_compile() {
    ${CC} ${CFLAGS} -o hello main.c
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 hello ${D}${bindir}
}

6. استفاده از فایل‌های Recipe در پروژه‌های پیچیده

در پروژه‌های پیچیده، می‌توان از ساختار چندلایه و افزونه‌های خاص برای سازمان‌دهی بهتر فایل‌های Recipe استفاده کرد. همچنین می‌توان از فایل‌های .bbappend برای گسترش یا تغییر رفتار یک دستورالعمل موجود بهره برد.


جمع‌بندی

فایل‌های Recipe در Yocto Project ابزاری حیاتی برای توصیف بسته‌ها هستند. این فایل‌ها با تعریف منابع، وابستگی‌ها و مراحل ساخت و نصب، مدیریت و اتوماسیون فرآیند ساخت را ممکن می‌کنند. آشنایی با ساختار و نحوه نوشتن این فایل‌ها، گامی اساسی برای موفقیت در پروژه‌های Yocto است.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 5. مدیریت متا‌دیتا (Metadata) در BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مفهوم متادیتا و نحوه تعریف آن در BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]در BitBake، متادیتا مجموعه‌ای از اطلاعات ساختاریافته است که فرآیند ساخت نرم‌افزار را توصیف می‌کند. این اطلاعات شامل جزئیات بسته‌ها، وظایف، متغیرها، وابستگی‌ها و قوانین است که BitBake برای مدیریت و اجرای فرآیند ساخت به آن‌ها نیاز دارد.


1. مفهوم متادیتا

متادیتا در BitBake از طریق فایل‌های زیر تعریف و مدیریت می‌شود:

  • فایل‌های Recipe (.bb): وظایف ساخت و اطلاعات بسته‌ها را مشخص می‌کنند.
  • فایل‌های کلاس (.bbclass): قابلیت‌های مشترک بین چندین Recipe را تعریف می‌کنند.
  • فایل‌های پیکربندی (.conf): تنظیمات سراسری و متغیرهای سیستم را ارائه می‌دهند.
  • فایل‌های افزونه (.bbappend): برای گسترش یا اصلاح یک Recipe موجود استفاده می‌شوند.

2. متغیرها در متادیتا

متغیرها در قلب متادیتای BitBake قرار دارند و برای ذخیره اطلاعات مختلف استفاده می‌شوند. برخی از متغیرهای رایج عبارتند از:

  • PN (Package Name): نام بسته.
  • PV (Package Version): نسخه بسته.
  • PR (Package Revision): بازبینی بسته.
  • SRC_URI: آدرس منبع برای دانلود سورس کد.
  • S: دایرکتوری سورس کد.

مثال:

PN = "example-app"
PV = "1.0.0"
SRC_URI = "https://example.com/source.tar.gz"

3. تعریف متادیتا در فایل‌های Recipe

متادیتا در فایل‌های .bb برای تعریف جزئیات ساخت و نصب بسته‌ها استفاده می‌شود. مثال:

DESCRIPTION = "یک ابزار برای نمایش پیام‌های ساده"
LICENSE = "GPL-2.0"
SRC_URI = "https://example.com/hello.tar.gz"
S = "${WORKDIR}/source"

do_compile() {
    ${CC} -o hello main.c
}

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 hello ${D}${bindir}
}

4. تعریف متادیتا در فایل‌های کلاس

فایل‌های کلاس (.bbclass) قابلیت‌های مشترک را به Recipes ارائه می‌دهند. برای مثال، اگر چندین Recipe نیاز به تنظیمات خاص Python دارند، می‌توان این تنظیمات را در یک فایل کلاس تعریف کرد:

inherit python3

فایل کلاس:

PYTHON_SITE_PACKAGES = "${libdir}/python3.8/site-packages"
do_configure() {
    ./configure --prefix=${prefix}
}

5. تعریف متادیتا در فایل‌های پیکربندی

فایل‌های .conf تنظیمات کلی پروژه و محیط ساخت را تعریف می‌کنند. این فایل‌ها معمولاً شامل مسیرها، تنظیمات کامپایلر و متغیرهای عمومی هستند. مثال:

MACHINE = "qemux86-64"
DISTRO = "poky"

6. گسترش متادیتا با فایل‌های افزونه

فایل‌های .bbappend برای اضافه کردن یا تغییر متادیتای یک Recipe موجود استفاده می‌شوند. برای مثال، افزودن یک وصله جدید به یک Recipe:

SRC_URI += "file://fix-bug.patch"

7. قواعد و ابزارهای استفاده از متادیتا

  • اولویت متغیرها: متغیرهای تعریف‌شده در یک فایل Recipe، بر متغیرهای فایل‌های کلاس و پیکربندی اولویت دارند.
  • وراثت: متادیتا می‌تواند از طریق inherit بین فایل‌ها به ارث برسد.
  • متغیرهای پویا: متغیرهایی مانند ${PN} یا ${WORKDIR} به صورت خودکار مقداردهی می‌شوند.

جمع‌بندی

متادیتا در BitBake، ساختار و قواعد لازم برای ساخت بسته‌ها را فراهم می‌کند. با استفاده از فایل‌های Recipe، کلاس، پیکربندی و افزونه، می‌توان اطلاعات مورد نیاز برای مدیریت و اجرای فرآیند ساخت را به طور کامل تعریف کرد. این انعطاف‌پذیری و سازمان‌دهی به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا پروژه‌های پیچیده را به سادگی مدیریت کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت وابستگی‌ها و اولویت‌ها در BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]

یکی از مهم‌ترین وظایف BitBake، مدیریت وابستگی‌ها و اولویت‌بندی فرآیند ساخت است. این سیستم از متادیتا و متغیرهای تعریف‌شده در فایل‌های دستورالعمل (.bb) و پیکربندی استفاده می‌کند تا اطمینان حاصل شود که تمامی وابستگی‌ها برطرف شده و مراحل ساخت به ترتیب مناسب انجام می‌شوند.


1. مفهوم وابستگی‌ها در BitBake

وابستگی‌ها در BitBake شامل بسته‌ها و وظایفی است که برای اجرای صحیح یک فرآیند ساخت نیاز به اتمام دارند. این وابستگی‌ها به دو دسته تقسیم می‌شوند:

  • وابستگی‌های زمانی (Task Dependencies): وظایف مشخصی که باید قبل از اجرای یک وظیفه دیگر تکمیل شوند.
  • وابستگی‌های بسته‌ای (Package Dependencies): بسته‌های نرم‌افزاری که باید قبل از ساخت یا نصب یک بسته دیگر وجود داشته باشند.

2. تعریف وابستگی‌ها

وابستگی‌ها با استفاده از متغیرهای خاصی در فایل‌های .bb تعریف می‌شوند:

الف. DEPENDS (وابستگی‌های ساخت)

این متغیر مشخص می‌کند که بسته‌های دیگر باید قبل از شروع به ساخت، آماده شوند.
مثال:

DEPENDS = "libxml2 zlib"

ب. RDEPENDS (وابستگی‌های اجرایی)

این متغیر وابستگی‌هایی را تعیین می‌کند که در زمان اجرای بسته مورد نیاز هستند.
مثال:

RDEPENDS_${PN} = "python3 bash"

ج. BB_TASKDEPDATA (وابستگی وظایف)

برای تعیین وابستگی‌های وظایف خاص از این متغیر استفاده می‌شود:

do_compile[depends] = "libtool-native:do_compile"

3. ترتیب اجرای وظایف (Task Priority)

BitBake به صورت خودکار وظایف را براساس وابستگی‌ها و اولویت آن‌ها مرتب می‌کند. برای اطمینان از این ترتیب، وظایف خاص می‌توانند به وابستگی‌های دیگر متصل شوند:

  • do_fetch باید قبل از do_compile انجام شود.
  • do_compile باید قبل از do_install انجام شود.

تغییر ترتیب وظایف

می‌توانید با استفاده از دستور زیر ترتیب اجرای وظایف را تغییر دهید:

addtask custom_task before do_compile

4. مدیریت اولویت‌ها

BitBake امکان تعیین اولویت برای متغیرها و بسته‌ها را فراهم می‌کند. برای مثال، می‌توان از متغیر PREFERRED_PROVIDER برای مشخص کردن بسته‌ای خاص به عنوان اولویت استفاده کرد.

اولویت‌دهی به ارائه‌دهندگان

مثال:

PREFERRED_PROVIDER_virtual/kernel = "linux-yocto"

اولویت‌دهی به نسخه‌ها

مثال:

PREFERRED_VERSION_libxml2 = "2.9.10"

5. رفع تعارض وابستگی‌ها

گاهی وابستگی‌های متناقض ممکن است در فرآیند ساخت رخ دهند. برای رفع این مشکلات، می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

  • تعیین دقیق نسخه‌ها: با استفاده از PREFERRED_VERSION.
  • استفاده از EXCLUDE برای حذف نسخه‌ها:
    EXCLUDE_FROM_WORLD = "package-name"
  • تغییر اولویت وظایف یا بسته‌ها.

6. بررسی وابستگی‌ها با ابزارهای BitBake

الف. bitbake -g

این دستور فایل‌های .dot تولید می‌کند که شامل گراف وابستگی‌ها است:

bitbake -g core-image-minimal

ب. bitbake-layers show-depends

برای مشاهده وابستگی‌های یک لایه یا دستورالعمل استفاده می‌شود:

bitbake-layers show-depends recipe-name

7. بهینه‌سازی وابستگی‌ها

برای بهینه‌سازی فرآیند ساخت:

  • از وابستگی‌های غیرضروری جلوگیری کنید.
  • وابستگی‌ها را به صورت دقیق و شفاف تعریف کنید.
  • از بسته‌های پیش‌ساخته (Prebuilt) برای کاهش زمان ساخت استفاده کنید.

جمع‌بندی

مدیریت وابستگی‌ها و اولویت‌ها در BitBake تضمین می‌کند که فرآیند ساخت به صورت دقیق و بدون تعارض انجام شود. با استفاده از ابزارهای داخلی BitBake و متغیرهای مرتبط، می‌توانید وابستگی‌های زمانی و بسته‌ای را مدیریت کرده و فرآیند ساخت را بهینه کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات متا‌دیتا برای پروژه‌های خاص و لایه‌های سفارشی” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، تنظیمات متا‌دیتا بخش مهمی از فرآیند سفارشی‌سازی و پیکربندی پروژه‌های مختلف است. متا‌دیتا‌ها شامل اطلاعات مختلفی مانند دستورالعمل‌ها (Recipes)، پیکربندی‌ها (Configuration)، وابستگی‌ها (Dependencies) و سایر تنظیمات ضروری برای ساخت و مدیریت سیستم‌های لینوکس سفارشی هستند. برای مدیریت پروژه‌های خاص و ایجاد لایه‌های سفارشی، باید این تنظیمات به دقت پیکربندی شوند.


1. مفهوم لایه‌ها در Yocto

لایه‌ها در Yocto برای سازماندهی و تفکیک اجزای مختلف سیستم‌های سفارشی استفاده می‌شوند. هر لایه می‌تواند شامل دستورالعمل‌ها، پیکربندی‌ها، و بسته‌های نرم‌افزاری باشد که به نیازهای خاص پروژه پاسخ می‌دهند.

چرا لایه‌ها مهم هستند؟

  • جدا‌سازی منطق‌ها: با استفاده از لایه‌ها می‌توانید منطق‌های مختلف پروژه‌ها را به طور مجزا از هم مدیریت کنید.
  • سفارشی‌سازی: به راحتی می‌توان تنظیمات، بسته‌ها، و پیکربندی‌ها را برای هر پروژه خاص ایجاد کرد.
  • اشتراک‌گذاری و مقیاس‌پذیری: لایه‌ها به شما این امکان را می‌دهند که بسته‌ها و تنظیمات سفارشی خود را به راحتی بین پروژه‌ها و تیم‌ها به اشتراک بگذارید.

2. ساخت لایه‌های سفارشی

برای ساخت لایه‌های سفارشی در Yocto، باید مجموعه‌ای از فایل‌ها و تنظیمات خاص را ایجاد و پیکربندی کنید.

مراحل ساخت لایه سفارشی:

  1. ایجاد دایرکتوری لایه: از دستور bitbake-layers create-layer برای ایجاد لایه جدید استفاده می‌شود:
    bitbake-layers create-layer meta-mycustomlayer
  2. ساختار دایرکتوری لایه: پس از ایجاد لایه، یک ساختار استاندارد به این شکل خواهید داشت:
    meta-mycustomlayer/
    ├── conf/
    │   ├── layer.conf
    ├── recipes-core/
    │   ├── mypackage/
    │   ├── mypackage.bb
    ├── classes/
    └── files/
  3. تنظیم layer.conf: فایل layer.conf تنظیمات پایه لایه را دربر دارد و در آن باید مسیرهای لایه و وابستگی‌های آن مشخص شوند. مثال:
    BBPATH .= ":${LAYERDIR}"
    BBFILES += "${LAYERDIR}/recipes-*/*.bb"
  4. اضافه کردن دستورالعمل‌ها (Recipes): در داخل دایرکتوری recipes-core می‌توانید دستورالعمل‌های مورد نظر خود را برای بسته‌های مختلف قرار دهید. برای هر بسته باید یک فایل .bb ایجاد کنید.

3. تنظیمات متا‌دیتا در دستورالعمل‌ها (Recipes)

برای پیکربندی دقیق‌تر و سفارشی‌تر پروژه، می‌توانید از متا‌دیتاهای موجود در دستورالعمل‌ها استفاده کنید. این متا‌دیتا‌ها به شما این امکان را می‌دهند که نحوه ساخت، نصب و پیکربندی بسته‌ها را مشخص کنید.

مهم‌ترین متا‌دیتاها در دستورالعمل‌ها:

  • SRC_URI: آدرس منابع برای بسته‌ها.
    SRC_URI = "http://example.com/mypackage-1.0.tar.gz"
  • DEPENDS: وابستگی‌های ساخت بسته.
    DEPENDS = "libxml2 zlib"
  • RDEPENDS: وابستگی‌های اجرایی بسته.
    RDEPENDS_${PN} = "python3 bash"
  • S: دایرکتوری استخراج‌شده برای منابع.
    S = "${WORKDIR}/mypackage"
  • do_compile و do_install: وظایف برای کامپایل و نصب بسته.
    do_compile() {
        oe_runmake
    }
    
    do_install() {
        oe_runmake install
    }

پیکربندی‌ها در دستورالعمل‌ها:

پیکربندی‌ها می‌توانند شامل تغییرات در تنظیمات پیش‌فرض Yocto برای پروژه‌های خاص باشند:

  • BB_ENV_EXTRAWHITE: اضافه کردن متغیرهای محیطی برای فرآیند ساخت.
  • EXTRA_OECONF: اضافه کردن گزینه‌های پیکربندی به فرآیند پیکربندی پیش‌ساخته.

4. پیکربندی لایه‌ها برای پروژه‌های خاص

وقتی لایه‌های سفارشی را ایجاد می‌کنید، باید آن‌ها را در فایل‌های پیکربندی پروژه (مانند bblayers.conf) اضافه کنید.

اضافه کردن لایه‌ها به bblayers.conf:

در این فایل باید مسیر لایه‌های مختلف را مشخص کنید تا BitBake بتواند آن‌ها را شناسایی کند.

BBLAYERS ?= " \
  /path/to/meta-mycustomlayer \
  /path/to/poky/meta \
  /path/to/openembedded/meta-oe \
  "

5. استفاده از متا‌دیتا برای پروژه‌های خاص

متا‌دیتا در پروژه‌های خاص می‌تواند شامل تنظیمات سفارشی برای ویژگی‌ها، بسته‌ها و وابستگی‌ها باشد. این تنظیمات به شما کمک می‌کنند تا محیط توسعه‌ای منعطف و مقیاس‌پذیر ایجاد کنید. همچنین می‌توانید از متا‌دیتا برای مدیریت نسخه‌های خاص یا تنظیمات ویژه برای دستگاه‌های خاص استفاده کنید.


جمع‌بندی

تنظیمات متا‌دیتا و لایه‌های سفارشی بخش کلیدی در ساخت پروژه‌های خاص با Yocto هستند. با ساخت و پیکربندی دقیق لایه‌ها، دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌ها می‌توانید به راحتی پروژه‌های سفارشی‌سازی شده برای سیستم‌های مختلف بسازید. این فرآیند شامل تنظیمات وابستگی‌ها، پیکربندی‌های خاص و تعریف متغیرهای مهم برای مدیریت بهتر پروژه است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 6. تست و عیب‌یابی دستورات BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از bitbake -e برای بررسی متغیرها و اطلاعات محیطی” subtitle=”توضیحات کامل”]

دستور bitbake -e یکی از ابزارهای مفید در Yocto است که به شما این امکان را می‌دهد که متغیرها و اطلاعات محیطی مربوط به فرآیند ساخت را مشاهده کنید. این دستور به‌ویژه برای بررسی تنظیمات متا‌دیتا، مقداردهی به متغیرها، و شناسایی منابع و تنظیمات استفاده‌شده در هنگام ساخت بسیار کاربردی است.


1. نحوه استفاده از bitbake -e

برای استفاده از bitbake -e، کافی است دستور را به همراه نام هدف (target) وارد کنید تا اطلاعات مربوط به آن نمایش داده شود. به‌طور کلی، نحوه استفاده از دستور به صورت زیر است:

bitbake -e <target>

در این دستور، <target> به نام هدفی اشاره دارد که می‌خواهید اطلاعات آن را مشاهده کنید. برای مثال، اگر بخواهید اطلاعات مربوط به بسته core-image-minimal را بررسی کنید، دستور به شکل زیر خواهد بود:

bitbake -e core-image-minimal

2. خروجی دستور bitbake -e

خروجی این دستور شامل اطلاعات مختلفی است که می‌توانند به دسته‌های مختلف تقسیم شوند:

  • متغیرهای محیطی: اطلاعات مربوط به متغیرهای تنظیم شده در فرآیند ساخت، مانند BBPATH, BBFILES, MACHINE, TARGET_ARCH و غیره.
  • مقادیر متغیرها: این اطلاعات شامل مقادیر مختلفی است که در دستورات BitBake و دستورالعمل‌ها (recipes) مورد استفاده قرار می‌گیرند. به عنوان مثال، مقدار SRC_URI, DEPENDS, RDEPENDS, و تنظیمات پیکربندی دیگر.
  • اطلاعات لایه‌ها: اطلاعات مربوط به لایه‌های فعال و مسیریابی آنها در پروژه، که به شما کمک می‌کند متوجه شوید که هر لایه و دستورالعمل از کجا بارگذاری شده است.
  • وابستگی‌ها: نمایش فهرستی از بسته‌ها و وابستگی‌هایی که برای ساخت نیاز است.

3. بررسی متغیرها و تنظیمات خاص

اگر بخواهید تنها متغیر خاصی را در نظر بگیرید، می‌توانید از فیلترهایی مانند grep برای جستجو استفاده کنید. به‌عنوان مثال، اگر بخواهید تمام متغیرهای مربوط به MACHINE را بررسی کنید، از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake -e <target> | grep MACHINE

این دستور به شما تمام مقادیر مرتبط با MACHINE را در خروجی نشان می‌دهد.


4. استفاده از bitbake -e برای عیب‌یابی

دستور bitbake -e بسیار مفید است وقتی که با مشکلاتی مانند عدم پیدا شدن وابستگی‌ها، اشتباهات در پیکربندی متغیرها یا مشکلات در لایه‌ها روبه‌رو می‌شوید. با بررسی مقادیر و وضعیت متغیرهای مختلف، می‌توانید مشکلات موجود را شناسایی و آن‌ها را رفع کنید. به‌عنوان مثال:

  • اگر بسته‌ای به درستی نصب نمی‌شود، با استفاده از bitbake -e می‌توانید مطمئن شوید که مسیرها یا منابع (مثل SRC_URI) به‌درستی تنظیم شده‌اند.
  • در صورت وجود خطاهای وابستگی، می‌توانید از این دستور برای بررسی متغیرهایی مانند DEPENDS یا RDEPENDS استفاده کنید.

5. مزایای استفاده از bitbake -e

  • دسترس‌پذیری اطلاعات: به شما امکان می‌دهد که تمام اطلاعات مربوط به فرآیند ساخت را به‌صورت یکجا مشاهده کنید.
  • عیب‌یابی: کمک می‌کند تا مشکلات مربوط به متغیرها و وابستگی‌ها را شناسایی و اصلاح کنید.
  • تحلیل ساخت: به شما امکان می‌دهد که روند ساخت و مقادیر مختلف در فرآیند ساخت را تجزیه و تحلیل کنید.

جمع‌بندی

دستور bitbake -e ابزاری قدرتمند برای بررسی و تجزیه و تحلیل متغیرها و اطلاعات محیطی در Yocto است. این دستور به‌ویژه در هنگام عیب‌یابی یا بهینه‌سازی فرآیند ساخت بسیار مفید است و می‌تواند به شما کمک کند تا درک بهتری از نحوه پیکربندی پروژه‌ها و وابستگی‌ها داشته باشید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تحلیل خطاهای معمول در Yocto و نحوه برطرف کردن آن‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در فرآیند ساخت پروژه‌ها با Yocto، ممکن است با انواع مختلفی از خطاها مواجه شوید. در اینجا به تحلیل برخی از خطاهای رایج و نحوه برطرف کردن آن‌ها پرداخته‌ایم:


1. خطای “Missing dependencies” (وابستگی‌های گمشده)

یکی از مشکلات رایج در Yocto، خطاهای وابستگی است که به دلیل نداشتن بسته‌های نرم‌افزاری مورد نیاز برای ساخت یا پیکربندی هدف پیش می‌آید.

دلایل:

  • نبود بسته یا لایه مورد نظر در مسیر ساخت.
  • عدم تعریف وابستگی‌ها در دستورالعمل (recipe) یا پیکربندی نادرست در فایل‌های conf.

حل مشکل:

  • بررسی و نصب وابستگی‌ها: از دستور bitbake -e <target> برای بررسی وابستگی‌های نیازمند استفاده کنید. مطمئن شوید که همه لایه‌ها و بسته‌های مورد نیاز نصب شده‌اند.
  • اضافه کردن لایه‌های مورد نیاز: اگر لایه‌ای کمبود دارد، باید آن را در فایل bblayers.conf اضافه کنید.
bitbake -e <target> | grep DEPENDS
  • اطمینان از تنظیم صحیح SRC_URI: ممکن است که منابع لازم برای بسته‌ها به درستی دانلود یا کشف نشده باشند. از تنظیمات صحیح در SRC_URI و همچنین دانلود و منابع مورد استفاده اطمینان حاصل کنید.

2. خطای “Build directory not found” (دایرکتوری ساخت پیدا نشد)

این خطا زمانی رخ می‌دهد که Yocto نتواند دایرکتوری ساخت را پیدا کند یا دسترسی به آن را نداشته باشد.

دلایل:

  • دایرکتوری ساخت به‌درستی ایجاد نشده است.
  • دسترسی به دایرکتوری‌های ساخت محدود است.

حل مشکل:

  • ایجاد دایرکتوری ساخت جدید: از دستور source oe-init-build-env برای ایجاد و راه‌اندازی دایرکتوری ساخت استفاده کنید.
source oe-init-build-env
  • بررسی دسترسی‌ها: مطمئن شوید که دسترسی‌های مناسب به دایرکتوری‌ها و فایل‌های مربوطه برای کاربر جاری وجود دارد.

3. خطای “Failed to fetch URL” (خطا در دریافت URL)

این خطا معمولاً زمانی رخ می‌دهد که Yocto نتواند منابع (مانند کد منبع) را از URL مشخص‌شده در دستورالعمل‌ها دریافت کند.

دلایل:

  • URL اشتباه یا غیرقابل دسترس است.
  • مشکلات شبکه یا فایروال.

حل مشکل:

  • بررسی URL: از صحت URLها مطمئن شوید و اگر از سرور خاصی برای بارگیری استفاده می‌کنید، آن را مجدداً بررسی کنید.
  • استفاده از یک Mirror: اگر URL در دسترس نیست، می‌توانید از Mirrorهای دیگر برای دریافت منابع استفاده کنید.
SRC_URI = "http://<mirror>/path/to/source.tar.bz2"
  • بررسی اتصال اینترنت: مطمئن شوید که سیستم میزبان به اینترنت متصل است و دسترسی به منابع خارجی را دارد.

4. خطای “No recipe found” (دستورالعمل پیدا نشد)

این خطا زمانی پیش می‌آید که Yocto نتواند دستورالعمل (recipe) مربوط به بسته مورد نظر را پیدا کند.

دلایل:

  • دستورالعمل مورد نظر در لایه‌های فعال تعریف نشده است.
  • دستورالعمل به درستی در مخزن یا لایه‌ها قرار نگرفته است.

حل مشکل:

  • بررسی فایل‌های bblayers.conf: از این فایل مطمئن شوید که لایه‌ها و مسیرهای مربوط به دستورالعمل‌ها به‌درستی تنظیم شده‌اند.
bitbake-layers show-layers
  • بررسی نام بسته: اطمینان حاصل کنید که نام بسته یا دستورالعمل به درستی در دستور bitbake وارد شده است.

5. خطای “Permissions denied” (دسترسی رد شد)

این خطا زمانی پیش می‌آید که کاربر میزبان دسترسی لازم برای خواندن یا نوشتن به فایل‌ها یا دایرکتوری‌ها ندارد.

دلایل:

  • تنظیمات نادرست دسترسی‌های فایل.
  • اجرای دستور به‌عنوان یک کاربر غیرمجاز.

حل مشکل:

  • تغییر مجوزهای فایل‌ها: از دستور chmod برای اصلاح دسترسی‌ها استفاده کنید.
chmod -R 755 <directory>
  • اجرا به‌عنوان root: در صورت نیاز به دسترسی‌های بیشتر، دستور را به‌عنوان کاربر root اجرا کنید.
sudo bitbake <target>

6. خطای “Task failed” (وظیفه شکست خورد)

این خطا به این معناست که یکی از مراحل ساخت در هنگام پردازش بسته‌ها با شکست مواجه شده است.

دلایل:

  • مشکلات در پیکربندی دستورالعمل‌ها.
  • مشکلات در کد بسته یا ناهماهنگی در وابستگی‌ها.

حل مشکل:

  • بررسی لاگ‌ها: برای تحلیل دقیق‌تر خطا، از دستور bitbake <target> -v برای نمایش اطلاعات بیشتر و بررسی لاگ‌های مربوطه استفاده کنید.
bitbake <target> -v
  • بررسی مراحل قبلی: ممکن است که بسته‌ای قبل از این خطا با مشکلی روبه‌رو شده باشد که باعث شکست در مراحل بعدی می‌شود.

7. خطای “Recipe fetch failure” (خطا در دریافت دستورالعمل)

این خطا زمانی پیش می‌آید که Yocto نتواند دستورالعمل یا بسته را دریافت کند.

دلایل:

  • دستورالعمل یا بسته به درستی در مخزن موجود نیست.
  • عدم دسترسی به منابع خارجی.

حل مشکل:

  • بررسی URLهای تعریف‌شده: در دستورالعمل‌ها (recipes)، URL منابع را بررسی کنید تا مطمئن شوید که آن‌ها قابل دسترس هستند.

جمع‌بندی

خطاهای رایج در Yocto ممکن است به دلایل مختلفی از جمله پیکربندی نادرست، مشکلات دسترسی، یا عدم وجود وابستگی‌های مورد نیاز رخ دهند. با استفاده از ابزارهایی مانند bitbake -e، bitbake -v و بررسی دقیق فایل‌های پیکربندی و دستورالعمل‌ها می‌توانید این مشکلات را شناسایی و برطرف کنید. همچنین، با توجه به خطاهای رایج و راه‌حل‌های ارائه‌شده، می‌توانید فرآیند ساخت را بهبود بخشید و آن را با موفقیت پیش ببرید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بررسی لاگ‌های ساخت و نحوه خواندن گزارش‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در هنگام ساخت یک پروژه با استفاده از Yocto، لاگ‌های ساخت اطلاعات ارزشمندی را در مورد فرآیند ساخت، مشکلات و خطاها فراهم می‌کنند. این لاگ‌ها به شما کمک می‌کنند تا مشکلات را شناسایی و آن‌ها را برطرف کنید. در اینجا به بررسی نحوه دسترسی به این لاگ‌ها و نحوه خواندن گزارش‌ها پرداخته‌ایم.


1. انواع لاگ‌ها در Yocto

در Yocto، لاگ‌های مختلفی برای کمک به تجزیه و تحلیل فرآیند ساخت وجود دارد. این لاگ‌ها شامل اطلاعاتی در مورد مراحل مختلف ساخت و همچنین جزئیات دقیق‌تری از خطاها هستند. برخی از این لاگ‌ها عبارتند از:

  • دستورات bitbake
  • لاگ‌های وظایف (Task Logs)
  • لاگ‌های اصلی (Build Logs)

2. لاگ‌های وظایف (Task Logs)

هر مرحله از فرآیند ساخت یک پروژه در Yocto، مانند پیکربندی، کامپایل و نصب بسته‌ها، به‌صورت یک “وظیفه” (Task) تعریف می‌شود. این وظایف می‌توانند موفق یا ناموفق باشند. اگر وظیفه‌ای با شکست مواجه شود، Yocto لاگ‌های مربوط به آن را تولید می‌کند.

دسترسی به لاگ‌های وظایف:

لاگ‌های وظایف در دایرکتوری tmp/log در دایرکتوری ساخت ذخیره می‌شوند. برای دسترسی به این لاگ‌ها، کافیست مسیر مربوط به آن‌ها را پیدا کنید.

مسیر عمومی لاگ‌ها:

<build-dir>/tmp/log/cooker/

مثال:

برای مثال، اگر بسته‌ای به نام core-image-minimal را بسازید و در مراحل ساخت با خطا روبه‌رو شوید، برای بررسی جزئیات می‌توانید از این مسیر استفاده کنید:

<build-dir>/tmp/log/cooker/<target-machine>/core-image-minimal/

در اینجا گزارش‌های مربوط به مراحل مختلف ساخت و خطاهای احتمالی نمایش داده می‌شود.


3. لاگ‌های اصلی ساخت

لاگ‌های اصلی مربوط به ساخت Yocto، جزئیات دقیق‌تری از فرآیند ساخت و خطاهای مختلف را در اختیار شما می‌گذارند. این لاگ‌ها می‌توانند شامل اطلاعاتی در مورد مشکلات وابستگی‌ها، منابع غیرقابل دسترس، یا حتی خطاهای کمپایل باشند.

دسترسی به لاگ‌های اصلی:

این لاگ‌ها در دایرکتوری tmp و زیرمجموعه‌های آن ذخیره می‌شوند. برای مشاهده کلیت لاگ‌های ساخت، می‌توانید از مسیر زیر استفاده کنید:

<build-dir>/tmp/log/

در این دایرکتوری، فایل‌های لاگ شامل جزئیات دقیق‌تری از مراحل مختلف ساخت هستند.


4. بررسی خطاهای عمومی در لاگ‌ها

برای شناسایی و رفع مشکلات، لازم است که لاگ‌ها را به دقت بررسی کنید. به طور کلی، خطاهای رایج شامل موارد زیر هستند:

الف. خطاهای وابستگی (Dependency Errors):

این خطاها زمانی رخ می‌دهند که Yocto نتواند بسته‌های مورد نیاز را پیدا کند یا نصب کند.

مثال خطا:

ERROR: Nothing RPROVIDES 'libc' (but /path/to/recipe is depending on it)

حل مشکل:

  • بررسی و اضافه کردن لایه‌ها یا بسته‌های گمشده به bblayers.conf.
  • استفاده از دستور bitbake-layers show-layers برای بررسی لایه‌های فعال.

ب. خطاهای مربوط به دسترسی (Permission Errors):

این خطاها زمانی رخ می‌دهند که دسترسی به دایرکتوری‌ها یا فایل‌ها مسدود است.

مثال خطا:

ERROR: Task <task-name> failed: Permission denied

حل مشکل:

  • استفاده از دستورات chmod یا chown برای اصلاح دسترسی‌ها.
  • اجرای دستور با کاربر root در صورت لزوم.

ج. خطاهای مربوط به URL (URL Fetch Errors):

این خطاها زمانی پیش می‌آیند که Yocto نتواند منابع یا کدهای منبع را از URL مشخص‌شده دانلود کند.

مثال خطا:

ERROR: Fetch failed for URL http://example.com/source.tar.bz2

حل مشکل:

  • بررسی URL در دستورالعمل‌ها و اطمینان از در دسترس بودن منابع.
  • بررسی اتصال اینترنت و فایروال‌ها.

5. استفاده از دستور bitbake -v و bitbake -D برای تجزیه و تحلیل دقیق‌تر

برای بررسی اطلاعات بیشتر در مورد فرآیند ساخت و خطاهای آن، می‌توانید از دستورات زیر استفاده کنید:

  • bitbake -v <target>: این دستور اطلاعات بیشتری از فرآیند ساخت نمایش می‌دهد و جزئیات دقیق‌تری از هر مرحله را در اختیار شما می‌گذارد.
    bitbake -v <target>
  • bitbake -D <target>: این دستور برای نمایش اطلاعات دیباگ و تجزیه و تحلیل خطاها به‌طور مفصل‌تر استفاده می‌شود.
    bitbake -D <target>

6. بررسی و خواندن گزارش‌ها با ابزارهای مختلف

اگر گزارش‌های متنی زیادی دارید، می‌توانید از ابزارهایی مانند grep، less و more برای جستجو و مرور سریع‌تر لاگ‌ها استفاده کنید.

مثال:

برای جستجوی خطاهای خاص در لاگ‌ها از دستور grep استفاده کنید:

grep "ERROR" <log-file>

جمع‌بندی

لاگ‌های ساخت در Yocto ابزارهای بسیار مفیدی برای شناسایی و برطرف کردن مشکلات هستند. با دسترسی به دایرکتوری‌های لاگ و بررسی دقیق گزارش‌ها، می‌توانید خطاهای رایج مانند مشکلات وابستگی، دسترسی یا URL‌های غیرقابل دسترس را شناسایی و رفع کنید. استفاده از دستورات bitbake -v و bitbake -D نیز به شما کمک می‌کند تا اطلاعات دقیق‌تری از فرآیند ساخت دریافت کنید و مشکلات را سریع‌تر حل کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از دستور bitbake -c compile برای ساخت و آزمایش دستورات” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، برای انجام فرآیندهای مختلف ساخت و آزمایش بسته‌ها، از دستورات bitbake استفاده می‌شود. یکی از این دستورات bitbake -c compile است که به طور خاص برای کامپایل کردن منابع یا بسته‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این بخش، به نحوه استفاده از این دستور و مفاهیم مرتبط با آن پرداخته می‌شود.


1. مفهوم دستور bitbake -c compile

دستور bitbake -c compile به Yocto می‌گوید که فقط مرحله کامپایل (Compilation) یک بسته خاص را اجرا کند. به عبارت دیگر، این دستور فقط وظیفه‌ای که مربوط به کامپایل است را انجام می‌دهد و مراحل دیگر مانند پیکربندی یا نصب را نادیده می‌گیرد.

این دستور به شما کمک می‌کند تا تغییرات مربوط به کد منبع یک بسته را به سرعت آزمایش کرده و فرآیند ساخت را در مقیاس کوچک‌تری تست کنید.


2. نحوه استفاده از دستور bitbake -c compile

برای استفاده از این دستور، کافی است بسته‌ای که قصد کامپایل آن را دارید، مشخص کنید. دستور کلی به شکل زیر است:

bitbake -c compile <target>

در اینجا:

  • <target> نام بسته یا تصویر مورد نظر شما است.

مثال:

برای کامپایل کردن بسته core-image-minimal با استفاده از دستور bitbake -c compile، از دستور زیر استفاده می‌کنید:

bitbake -c compile core-image-minimal

این دستور فقط مرحله کامپایل بسته core-image-minimal را انجام می‌دهد و سایر مراحل مانند نصب یا پیکربندی را کنار می‌گذارد.


3. ویژگی‌ها و کاربردهای دستور bitbake -c compile

  • تست سریع: این دستور مفید است زمانی که شما می‌خواهید فقط مرحله کامپایل را تست کنید، بدون این که تمام فرآیند ساخت (که ممکن است زمان‌بر باشد) انجام شود.
  • کاهش زمان ساخت: اگر تغییرات خاصی در کد منبع اعمال کرده‌اید و نیاز به آزمایش فقط مرحله کامپایل دارید، این دستور به شما کمک می‌کند تا زمان ساخت را کاهش دهید.
  • رفع مشکلات کامپایل: اگر در مرحله کامپایل مشکل یا خطایی پیش بیاید، با استفاده از این دستور می‌توانید به راحتی و سریع‌تر خطای مربوط به کامپایل را شناسایی کنید.

4. مثال‌های کاربردی

الف. کامپایل تنها یک بسته خاص

اگر بخواهید فقط بسته‌ای به نام bash را کامپایل کنید و از اجرای سایر مراحل صرف‌نظر کنید، دستور زیر را وارد می‌کنید:

bitbake -c compile bash

این دستور فقط مرحله کامپایل بسته bash را انجام می‌دهد و شما می‌توانید مشکلات مربوط به این مرحله را بررسی کنید.

ب. کامپایل در هنگام تغییر کد منبع

فرض کنید شما تغییراتی در کد منبع بسته‌ای اعمال کرده‌اید و می‌خواهید فقط آن تغییرات را آزمایش کنید. دستور bitbake -c compile به شما این امکان را می‌دهد تا فقط مرحله کامپایل را اجرا کنید و مطمئن شوید که تغییرات اعمال‌شده به درستی کامپایل شده‌اند.

bitbake -c compile <package-name>

5. بررسی خطاهای مرتبط با کامپایل

هنگامی که از دستور bitbake -c compile استفاده می‌کنید، در صورت بروز خطا در فرآیند کامپایل، لاگ‌های مربوط به آن در دایرکتوری tmp/log ذخیره می‌شوند. برای بررسی مشکلات کامپایل، می‌توانید به این لاگ‌ها مراجعه کنید.

لاگ‌های کامپایل در مسیر زیر قرار دارند:

<build-dir>/tmp/log/cooker/<target-machine>/<package-name>.log

در این فایل‌ها، جزئیات مربوط به خطاهای کامپایل و مشکلات وابستگی‌ها آورده شده است.


جمع‌بندی

دستور bitbake -c compile یکی از دستورات مفید در Yocto برای انجام مرحله کامپایل تنها یک بسته خاص است. این دستور به شما کمک می‌کند تا فقط مرحله کامپایل را تست کرده و مشکلات مرتبط با آن را شناسایی کنید، بدون این که نیازی به اجرای تمام مراحل ساخت داشته باشید. این روش می‌تواند در فرآیند توسعه و آزمایش به شدت زمان ساخت را کاهش دهد و به شما این امکان را می‌دهد که تغییرات کد خود را سریع‌تر بررسی کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 7. پیکربندی و سفارشی‌سازی دستورالعمل‌ها”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی و تغییر دستورالعمل‌ها برای نیازهای خاص” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، دستورالعمل‌ها (Recipes) نقش اساسی در ساخت بسته‌های نرم‌افزاری ایفا می‌کنند. دستورالعمل‌ها اطلاعاتی درباره نحوه ساخت، پیکربندی، و نصب بسته‌ها را ارائه می‌دهند. گاهی اوقات نیاز است که این دستورالعمل‌ها برای برآورده کردن نیازهای خاص پیکربندی و تغییر داده شوند. در این بخش، به نحوه پیکربندی و تغییر دستورالعمل‌ها برای نیازهای خاص پرداخته می‌شود.


1. مفهوم دستورالعمل‌ها (Recipes)

دستورالعمل‌ها فایل‌هایی هستند که به BitBake می‌گویند که چگونه یک بسته نرم‌افزاری را بسازد. هر دستورالعمل معمولاً شامل اطلاعاتی مانند منبع کد، مراحل پیکربندی، کامپایل، و نصب است. دستورالعمل‌ها معمولاً در قالب فایل‌هایی با پسوند .bb قرار دارند.

در پروژه‌های Yocto، دستورالعمل‌ها می‌توانند از لایه‌های مختلف و پیکربندی‌های مختلف برای اهداف خاص پشتیبانی کنند.


2. پیکربندی دستورالعمل‌ها

برای پیکربندی دستورالعمل‌ها برای نیازهای خاص، می‌توانید از متغیرها و ویژگی‌های مختلفی که در BitBake وجود دارند استفاده کنید. به عنوان مثال، می‌توانید متغیرهای پیش‌فرض را بازنویسی کنید یا مراحل خاصی از ساخت را تغییر دهید.

الف. تغییر متغیرهای پیش‌فرض

در فایل دستورالعمل‌ها، شما می‌توانید متغیرهای مختلفی مانند متغیر SRC_URI (که URL منابع را مشخص می‌کند) و EXTRA_OECONF (که گزینه‌های اضافی پیکربندی را مشخص می‌کند) را تغییر دهید.

مثال: تغییر آدرس مرجع منبع در دستورالعمل:

SRC_URI = "http://myserver.com/source.tar.gz"

ب. تغییر مراحل پیکربندی، ساخت و نصب

شما می‌توانید مراحل مختلف دستورالعمل‌ها را تغییر دهید. این مراحل به طور معمول شامل پیکربندی (configure)، ساخت (build)، و نصب (install) هستند.

مثال: تغییر دستور نصب در دستورالعمل:

do_install_append() {
    install -m 755 ${S}/my_binary ${D}${bindir}
}

در این مثال، با استفاده از دستور do_install_append، شما می‌توانید دستورات اضافی به مرحله نصب اضافه کنید.


3. استفاده از فایل‌های bbappend

گاهی اوقات شما نیاز دارید که فقط بخشی از دستورالعمل را تغییر دهید، بدون اینکه فایل اصلی دستورالعمل را تغییر دهید. در این صورت، می‌توانید از فایل‌های bbappend استفاده کنید.

فایل‌های bbappend برای اعمال تغییرات به دستورالعمل‌ها در لایه‌های سفارشی استفاده می‌شوند. این فایل‌ها معمولاً با همان نام فایل دستورالعمل اصلی و پسوند .bbappend ذخیره می‌شوند.

مثال: تغییر دستورالعمل recipe.bb با استفاده از فایل recipe.bbappend:

FILESEXTRAPATHS_prepend := "${THISDIR}/files:"
SRC_URI += "file://my_patch.patch"

در این مثال، یک تغییر کوچک به دستورالعمل recipe.bb اضافه می‌شود تا یک patch به آن افزوده شود.


4. پیکربندی لایه‌ها برای نیازهای خاص

گاهی اوقات نیاز است که دستورالعمل‌ها را برای یک لایه خاص پیکربندی کنید. برای این منظور، می‌توانید از متغیرهای خاص لایه‌ها و پیکربندی‌های آن‌ها استفاده کنید.

مثال: اضافه کردن لایه سفارشی به bblayers.conf:

BBLAYERS += "${TOPDIR}/layers/my-custom-layer"

این تغییر باعث می‌شود که لایه سفارشی به پروژه Yocto شما افزوده شود.


5. استفاده از متغیرهای سفارشی برای نیازهای خاص

برای تنظیم دستورالعمل‌ها برای نیازهای خاص، می‌توانید متغیرهای سفارشی خود را تعریف کنید. این متغیرها می‌توانند برای تنظیم پیکربندی‌های خاص استفاده شوند.

مثال: استفاده از متغیر سفارشی برای تنظیم پارامترهای پیکربندی:

MY_CUSTOM_CONFIG = "option1 option2"
EXTRA_OECONF += " ${MY_CUSTOM_CONFIG}"

در این مثال، متغیر MY_CUSTOM_CONFIG برای اضافه کردن تنظیمات اضافی به پیکربندی بسته استفاده می‌شود.


6. تست تغییرات دستورالعمل‌ها

پس از انجام تغییرات در دستورالعمل‌ها، می‌توانید آن‌ها را با استفاده از دستور bitbake تست کنید.

مثال: ساخت بسته با دستور bitbake:

bitbake <package-name>

این دستور بسته مورد نظر را با دستورالعمل‌های تغییر داده‌شده می‌سازد.


جمع‌بندی

پیکربندی و تغییر دستورالعمل‌ها در Yocto می‌تواند به شما کمک کند که بسته‌ها و تصاویر نرم‌افزاری خود را متناسب با نیازهای خاص پروژه تنظیم کنید. با تغییر متغیرهای پیش‌فرض، مراحل ساخت، و استفاده از فایل‌های bbappend، می‌توانید فرآیند ساخت را بهینه‌سازی کرده و به راحتی دستورالعمل‌ها را برای اهداف خاص خود پیکربندی کنید. این توانایی به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های سفارشی بسازید و آن‌ها را با ویژگی‌های خاص مورد نظر خود ترکیب کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”افزودن پچ‌ها (Patch) به دستورالعمل‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]پچ‌ها (Patches) یکی از اجزای مهم در فرایند ساخت بسته‌ها در Yocto هستند. آن‌ها به شما این امکان را می‌دهند که تغییرات خاصی را در کد منبع بسته‌ها اعمال کنید بدون اینکه نیاز به تغییرات دائمی در خود دستورالعمل‌ها داشته باشید. در این بخش، نحوه افزودن پچ‌ها به دستورالعمل‌ها را توضیح می‌دهیم.


1. مفهوم پچ‌ها در Yocto

پچ‌ها معمولاً برای اصلاح مشکلات، به‌روزرسانی‌ها، یا تغییرات خاص در کد منبع استفاده می‌شوند. این پچ‌ها می‌توانند به عنوان فایل‌های جداگانه در دستورالعمل‌ها گنجانده شوند و در مراحل ساخت به منبع کد اعمال شوند.


2. نحوه افزودن پچ‌ها به دستورالعمل‌ها

در Yocto، پچ‌ها به طور معمول از طریق متغیر SRC_URI به دستورالعمل‌ها اضافه می‌شوند. شما می‌توانید پچ‌ها را به صورت محلی یا از یک URL به دستورالعمل اضافه کنید.

الف. اضافه کردن پچ محلی

برای اضافه کردن پچ به دستورالعمل‌ها، شما ابتدا باید پچ را به دایرکتوری files داخل لایه‌تان اضافه کنید. سپس در فایل دستورالعمل (مانند .bb)، پچ را به متغیر SRC_URI اضافه کنید.

مراحل افزودن پچ محلی:

  1. افزودن پچ به دایرکتوری files: پچ را به پوشه files در لایه مربوطه اضافه کنید.
  2. اضافه کردن پچ به دستورالعمل (Recipe):

در فایل دستورالعمل، متغیر SRC_URI را برای اشاره به پچ جدید تغییر دهید.

مثال:

SRC_URI += "file://my_patch.patch"

در این مثال، پچ my_patch.patch به دستورالعمل اضافه شده است.

ب. اضافه کردن پچ از یک URL

شما همچنین می‌توانید پچ‌ها را از یک URL وارد دستورالعمل کنید. این روش زمانی مفید است که پچ‌ها در منابع آنلاین مانند GitHub یا دیگر سرویس‌ها موجود باشند.

مثال:

SRC_URI += "http://example.com/patches/my_patch.patch"

این دستور پچ را از آدرس URL مشخص شده بارگیری می‌کند.


3. اعمال پچ‌ها به کد منبع

Yocto به طور خودکار پچ‌ها را در طول فرآیند ساخت اعمال می‌کند. مراحل دقیق اعمال پچ‌ها به کد منبع بسته به نوع پچ و دستورالعمل مربوطه ممکن است متفاوت باشد، اما به طور کلی، Yocto به هنگام انجام مرحله do_patch در فرآیند ساخت، پچ‌ها را به منبع کد اعمال می‌کند.

در صورتی که پچ‌ها با موفقیت اعمال شوند، کد منبع پس از اعمال پچ‌ها برای مراحل بعدی مانند پیکربندی، ساخت و نصب آماده می‌شود.


4. آزمایش پچ‌ها

پس از افزودن پچ‌ها به دستورالعمل‌ها، می‌توانید با استفاده از دستور bitbake بسته را ساخته و از اعمال موفقیت‌آمیز پچ‌ها اطمینان حاصل کنید.

دستور ساخت:

bitbake <package-name>

با اجرای این دستور، Yocto بسته را با اعمال تغییرات پچ ساخته و گزارش‌های ساخت را برای اطمینان از اعمال صحیح پچ‌ها تولید می‌کند.


5. استفاده از دستورالعمل‌های bbappend برای افزودن پچ‌ها

گاهی اوقات نیاز دارید که پچ‌ها را بدون تغییر مستقیم در دستورالعمل اصلی، به یک دستورالعمل اضافه کنید. برای این کار می‌توانید از فایل‌های bbappend استفاده کنید.

مثال:

در لایه سفارشی خود، فایل my_recipe.bbappend ایجاد کرده و پچ‌ها را به آن اضافه کنید:

FILESEXTRAPATHS_prepend := "${THISDIR}/files:"
SRC_URI += "file://my_patch.patch"

در این مثال، پچ به دستورالعمل اصلی از طریق فایل bbappend اضافه می‌شود.


6. مدیریت چندین پچ

اگر نیاز به اعمال چندین پچ به یک دستورالعمل دارید، می‌توانید آن‌ها را به ترتیب در متغیر SRC_URI اضافه کنید. Yocto به ترتیب پچ‌ها را اعمال می‌کند، بنابراین ترتیب پچ‌ها مهم است.

مثال:

SRC_URI += "file://patch1.patch"
SRC_URI += "file://patch2.patch"

در این مثال، پچ‌ها به ترتیب اعمال خواهند شد.


جمع‌بندی

افزودن پچ‌ها به دستورالعمل‌ها در Yocto یکی از روش‌های مهم برای سفارشی‌سازی بسته‌ها و تغییر کد منبع آن‌ها است. با استفاده از متغیر SRC_URI می‌توانید پچ‌ها را به صورت محلی یا از منابع آنلاین اضافه کنید. Yocto به طور خودکار پچ‌ها را اعمال کرده و آن‌ها را در طول فرایند ساخت به کد منبع اعمال می‌کند. این توانایی به شما این امکان را می‌دهد که بسته‌ها را به نیازهای خاص خود سازگار کنید و تغییرات را بدون تغییر دائمی در کد منبع اصلی اعمال نمایید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت نسخه‌های مختلف و به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های Yocto، انعطاف‌پذیری در مدیریت نسخه‌ها و به‌روزرسانی بسته‌ها است. هنگام کار با Yocto، ممکن است نیاز به مدیریت نسخه‌های مختلف یک بسته یا به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها داشته باشید. در این بخش، نحوه مدیریت نسخه‌ها و به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها را بررسی خواهیم کرد.


1. مدیریت نسخه‌های مختلف بسته‌ها

Yocto به شما این امکان را می‌دهد که نسخه‌های مختلف بسته‌ها را به‌راحتی مدیریت کنید. این کار به‌ویژه زمانی مفید است که می‌خواهید بسته‌ای را با نسخه‌های مختلف امتحان کنید یا از نسخه‌های خاصی از بسته‌ها استفاده کنید.

الف. مشخص کردن نسخه بسته

برای مشخص کردن نسخه دقیق یک بسته، می‌توانید از متغیر SRC_URI و استفاده از دستورات مربوط به نسخه در دستورالعمل‌ها استفاده کنید. اینکار به شما اجازه می‌دهد که بسته خاصی را از یک نسخه خاص از کد منبع یا مخزن بارگیری کنید.

مثال:

در دستورالعمل‌های Yocto، معمولاً می‌توانید نسخه بسته را با استفاده از متغیر PV (Package Version) مشخص کنید:

PV = "1.2.3"
SRC_URI = "git://example.com/my-repo.git;branch=my-branch;protocol=https"

در اینجا، نسخه بسته به 1.2.3 تنظیم شده است. اگر بخواهید از یک نسخه خاص در مخزن Git استفاده کنید، باید از متغیرهای مشابه مانند SRC_URI برای تعیین هش یا تگ Git استفاده کنید.

ب. مدیریت نسخه‌ها از طریق Git

اگر بسته‌ای از یک مخزن Git بارگیری می‌شود، می‌توانید با استفاده از تگ‌ها یا هش‌ها، نسخه خاصی از مخزن را برای ساخت انتخاب کنید.

مثال:

SRC_URI = "git://example.com/my-repo.git;branch=my-branch;protocol=https;revision=abc123"

در اینجا، پکیج از مخزن Git بارگیری می‌شود و نسخه خاصی از کد (با هش abc123) انتخاب می‌شود.


2. به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها

بسته‌ها و دستورالعمل‌ها ممکن است نیاز به به‌روزرسانی داشته باشند، به‌ویژه وقتی که نسخه‌های جدیدی از یک بسته منتشر می‌شود یا شما نیاز به اعمال تغییراتی در دستورالعمل‌ها دارید.

الف. به‌روزرسانی نسخه بسته

زمانی که نسخه جدیدی از یک بسته منتشر می‌شود، باید دستورالعمل آن بسته را به‌روز کنید تا از نسخه جدید استفاده کند. این کار معمولاً شامل تغییر در متغیر SRC_URI برای ارجاع به مخزن یا منبع به‌روز، و همچنین به‌روزرسانی متغیر PV برای مشخص کردن نسخه جدید است.

مثال:

PV = "2.0.0"
SRC_URI = "git://example.com/my-repo.git;branch=my-branch;protocol=https"

در این مثال، نسخه بسته به ۲.۰.۰ به‌روزرسانی شده است.

ب. اضافه کردن یا تغییر پچ‌ها

اگر نیاز دارید که پچ‌ها را برای سازگاری با نسخه جدید اضافه یا به‌روزرسانی کنید، باید پچ‌های جدید را به دستورالعمل اضافه کنید و همچنین از متغیر SRC_URI برای اشاره به پچ‌های جدید استفاده کنید.

مثال:

SRC_URI += "file://new_patch.patch"

در اینجا، پچ جدیدی به دستورالعمل اضافه شده است.

ج. به‌روزرسانی متغیرها و تنظیمات خاص

در بعضی موارد، شما نیاز دارید که تنظیمات خاصی را برای نسخه جدید بسته یا تغییرات دیگر اعمال کنید. به‌عنوان مثال، ممکن است نیاز به تغییر مسیرها، تنظیمات پیش‌فرض یا گزینه‌های پیکربندی داشته باشید. این کار را می‌توان با به‌روزرسانی متغیرهای پیکربندی انجام داد.

مثال:

EXTRA_OECONF = "--enable-feature-x"

این دستور به بسته‌ای که در حال ساخت است، ویژگی خاصی را اضافه می‌کند.


3. مدیریت لایه‌ها و به‌روزرسانی آن‌ها

یکی از ویژگی‌های برجسته Yocto، استفاده از لایه‌ها (Layers) برای افزودن یا سفارشی‌سازی بسته‌ها و دستورالعمل‌ها است. برای به‌روزرسانی یک دستورالعمل در یک لایه خاص، شما باید تغییرات لازم را در آن لایه اعمال کنید. اگر نیاز به به‌روزرسانی دستورالعمل‌های موجود در یک لایه داشته باشید، کافی است فایل‌های دستورالعمل و پچ‌ها را تغییر داده و پس از آن لایه‌ها را با استفاده از دستورات bitbake-layers بازسازی کنید.

الف. به‌روزرسانی لایه‌ها

برای به‌روزرسانی یک لایه، می‌توانید از دستور bitbake-layers استفاده کنید:

bitbake-layers show-layers

این دستور لایه‌های موجود را نشان می‌دهد و می‌توانید لایه‌هایی که نیاز به به‌روزرسانی دارند را شناسایی کنید.

ب. افزودن لایه‌های جدید

اگر می‌خواهید لایه جدیدی اضافه کنید که دستورالعمل‌های جدید را برای پروژه شما فراهم کند، باید آن را به فایلی مانند bblayers.conf اضافه کنید:

BBLAYERS += "${TOPDIR}/../meta-my-layer"

جمع‌بندی

مدیریت نسخه‌های مختلف بسته‌ها و به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها در Yocto امری حیاتی برای اطمینان از اینکه سیستم‌های شما همیشه با آخرین نسخه‌های مورد نیاز ساخته می‌شوند، است. با استفاده از متغیرهای SRC_URI و PV می‌توانید نسخه‌های خاصی از بسته‌ها را بارگیری کنید. همچنین، به‌روزرسانی دستورالعمل‌ها، اضافه کردن پچ‌ها و مدیریت لایه‌ها از جمله فرایندهای مهم در این زمینه است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 8. کار با لایه‌ها (Layers)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نقش لایه‌ها در BitBake و Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، لایه‌ها (Layers) نقش اساسی در ساخت و مدیریت سیستم‌های پیچیده دارند. آن‌ها به‌عنوان واحدهای مستقل از هم برای سازمان‌دهی، اشتراک‌گذاری، و پیکربندی اطلاعات در ساخت بسته‌ها و سیستم‌های Yocto عمل می‌کنند. لایه‌ها ساختار و نظم را به فرآیند ساخت Yocto اضافه کرده و به شما این امکان را می‌دهند که اجزای مختلف سیستم را به‌راحتی مدیریت کنید.


۱. تعریف لایه‌ها در Yocto

لایه‌ها در Yocto مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها (recipes)، پیکربندی‌ها، فایل‌های متا‌دیتا و سایر منابع مرتبط هستند که به‌منظور افزودن قابلیت‌ها و سفارشی‌سازی سیستم استفاده می‌شوند. هر لایه می‌تواند شامل چندین بسته نرم‌افزاری، ابزارها و پیکربندی‌های خاص باشد که به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های پیچیده را به اجزای کوچکتر و قابل مدیریت تقسیم کنید.

اجزای یک لایه شامل می‌شود:

  • Recipes: دستورالعمل‌هایی که شامل پیکربندی، منبع، و فرآیند ساخت بسته‌ها هستند.
  • Configuration files: فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و bblayers.conf که به شما اجازه می‌دهند تنظیمات مختلف را اعمال کنید.
  • Classes and Functions: کدهای از پیش تعریف‌شده برای سفارشی‌سازی نحوه ساخت بسته‌ها.
  • Patch files: فایل‌های پچ برای اعمال تغییرات خاص بر روی بسته‌ها.

۲. انواع لایه‌ها در Yocto

Yocto از لایه‌های مختلف برای اهداف مختلف استفاده می‌کند که هرکدام ویژگی‌های خاص خود را دارند.

الف. لایه‌های پایه (Core Layers)

این لایه‌ها شامل اجزای ضروری برای ساخت سیستم‌های مبتنی بر Yocto هستند و پایه‌گذار عملکرد سیستم هستند. معروف‌ترین لایه‌های پایه عبارتند از:

  • poky: لایه اصلی که سیستم ساخت Yocto را فراهم می‌کند.
  • meta-openembedded: مجموعه‌ای از لایه‌های عمومی که ابزارها و بسته‌های اضافی را شامل می‌شود.
  • meta-yocto: لایه‌ای که به‌طور خاص برای هدف‌های اصلی Yocto مانند پیکربندی و سفارشی‌سازی ارائه می‌شود.

ب. لایه‌های مربوط به ماشین (Machine Layers)

این لایه‌ها برای پشتیبانی از پلتفرم‌های خاص، مانند ماشین‌های هدف یا معماری‌های خاص طراحی شده‌اند. برای مثال، لایه‌های مربوط به معماری ARM یا x86.

ج. لایه‌های کاربردی (Application Layers)

این لایه‌ها برای افزودن بسته‌ها و نرم‌افزارهای خاص به سیستم طراحی می‌شوند. برای مثال، لایه‌هایی که شامل مرورگرها، پایگاه‌های داده یا سایر برنامه‌های کاربردی هستند.

د. لایه‌های سفارشی (Custom Layers)

این لایه‌ها توسط توسعه‌دهندگان برای سفارشی‌سازی سیستم یا افزودن ویژگی‌های خاص به آن ایجاد می‌شوند. این لایه‌ها می‌توانند شامل دستورالعمل‌های خاص برای بسته‌های نرم‌افزاری یا پیکربندی‌های سفارشی باشند.


۳. نحوه تعامل لایه‌ها با BitBake

BitBake، که سیستم ساخت Yocto است، به‌طور مستقیم با لایه‌ها تعامل دارد و لایه‌ها را به‌عنوان مجموعه‌ای از منابع برای ساخت بسته‌ها و تصاویر استفاده می‌کند. فرآیند ساخت BitBake برای هر لایه از طریق دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌های خاص آن لایه صورت می‌گیرد.

الف. اولویت‌ها و ترتیب لایه‌ها

ترتیب لایه‌ها در فایل bblayers.conf مشخص می‌شود. BitBake ابتدا لایه‌هایی را که در اولویت بالاتری قرار دارند، می‌سازد. این ترتیب تأثیر زیادی بر نحوه ساخت و اجرا دارد. اگر دو لایه مشابه باشند، لایه‌ای که در بالاترین قسمت bblayers.conf قرار دارد، اولویت خواهد داشت.

ب. استفاده از متغیرهای مشترک

لایه‌ها می‌توانند از متغیرهای مشترک برای تنظیم پارامترهایی مثل مسیرها، نام‌ها، و نسخه‌ها استفاده کنند. این متغیرها می‌توانند در لایه‌ها به اشتراک گذاشته شوند و باعث یکپارچگی تنظیمات در سراسر پروژه می‌شوند.

مثال:

# در meta-my-layer
EXTRA_OECONF = "--enable-feature"

# در meta-other-layer
EXTRA_OECONF += "--disable-debug"

در اینجا، EXTRA_OECONF در هر دو لایه تنظیم شده است و ویژگی‌های اضافی را به پارامترهای ساخت اضافه می‌کند.


۴. چگونه لایه‌ها به یکدیگر وابسته می‌شوند؟

لایه‌ها می‌توانند به یکدیگر وابسته باشند و بسته‌ها و دستورالعمل‌های خود را بر اساس نیاز لایه‌های دیگر تنظیم کنند. این ارتباط بین لایه‌ها به‌ویژه زمانی که شما نیاز به اضافه کردن ویژگی‌ها یا پشتیبانی از پلتفرم‌های خاص دارید، بسیار مهم است.

الف. استفاده از BBLAYERS در bblayers.conf

در فایل bblayers.conf می‌توانید لایه‌های مورد نیاز خود را اضافه کنید:

BBLAYERS += "/path/to/meta-my-layer"
BBLAYERS += "/path/to/meta-other-layer"

ب. تعامل میان لایه‌ها با استفاده از دستورالعمل‌ها

لایه‌ها می‌توانند دستورالعمل‌های خاصی را برای بسته‌های نرم‌افزاری ارائه دهند که از طریق BitBake به لایه‌های دیگر منتقل می‌شوند.


۵. لایه‌های سفارشی و گسترش قابلیت‌ها

یکی از ویژگی‌های برجسته Yocto این است که می‌توانید لایه‌های خود را به‌راحتی اضافه کرده و پروژه‌های خود را با استفاده از آن‌ها گسترش دهید. با افزودن لایه‌های سفارشی، شما می‌توانید ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاصی را به پروژه خود اضافه کنید که مخصوص نیازهای شما است.

برای ایجاد یک لایه سفارشی، کافی است یک ساختار دایرکتوری ایجاد کنید که شامل دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌های خاص پروژه شما باشد.

مثال:

meta-my-layer/
├── recipes/
│   └── my-package/
│       └── my-package.bb
└── conf/
    └── layer.conf

جمع‌بندی

لایه‌ها در Yocto به‌عنوان واحدهای مستقل برای سازمان‌دهی، مدیریت و سفارشی‌سازی پروژه‌ها عمل می‌کنند. این لایه‌ها به شما این امکان را می‌دهند که بسته‌ها و دستورالعمل‌ها را به‌طور مؤثر مدیریت کنید و قابلیت‌هایی مانند به‌روزرسانی، پیکربندی و افزودن ویژگی‌های خاص را به پروژه خود اضافه کنید. لایه‌ها می‌توانند به‌طور مستقل از هم کار کنند یا با یکدیگر تعامل داشته باشند تا پروژه‌های پیچیده را مدیریت کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”ایجاد لایه‌های سفارشی برای پروژه‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، ایجاد لایه‌های سفارشی یکی از روش‌های اصلی برای سفارشی‌سازی و گسترش قابلیت‌ها است. لایه‌های سفارشی به شما این امکان را می‌دهند که دستورالعمل‌ها، پیکربندی‌ها و بسته‌های خاص خود را ایجاد کنید و آن‌ها را به سیستم‌عامل و فرآیند ساخت Yocto اضافه کنید.

در این بخش، مراحل گام به گام برای ایجاد و مدیریت لایه‌های سفارشی در Yocto توضیح داده شده است.


۱. ساختار یک لایه سفارشی

برای شروع، باید یک ساختار دایرکتوری استاندارد برای لایه خود ایجاد کنید. این ساختار شامل دایرکتوری‌های اصلی برای دستورالعمل‌ها، پیکربندی‌ها و فایل‌های متا‌دیتا خواهد بود. شما می‌توانید این کار را به‌طور دستی انجام دهید یا از ابزارهای خودکار مانند yocto-layer برای ایجاد لایه استفاده کنید.

ساختار پایه دایرکتوری لایه سفارشی

meta-my-layer/
├── conf/
│   └── layer.conf
├── recipes/
│   └── example/
│       └── example.bb
└── README
  • conf/layer.conf: این فایل تنظیمات اولیه برای لایه را مشخص می‌کند.
  • recipes/example/example.bb: این فایل دستورالعمل (recipe) برای بسته خاص شما است.
  • README: فایل توضیحات که می‌تواند شامل اطلاعاتی درباره لایه و نحوه استفاده از آن باشد.

۲. استفاده از ابزار yocto-layer برای ایجاد لایه سفارشی

برای ایجاد یک لایه سفارشی به‌راحتی، می‌توانید از ابزار yocto-layer استفاده کنید که به‌صورت خودکار ساختار دایرکتوری مناسب را ایجاد می‌کند.

دستور ایجاد لایه سفارشی

برای ایجاد یک لایه جدید با استفاده از ابزار yocto-layer، از دستور زیر استفاده کنید:

yocto-layer create meta-my-layer

این دستور به‌طور خودکار ساختار استاندارد دایرکتوری را برای لایه ایجاد می‌کند.


۳. پیکربندی لایه سفارشی

پس از ایجاد ساختار لایه، باید آن را به پروژه Yocto خود اضافه کنید. برای این کار باید لایه خود را در فایل bblayers.conf معرفی کنید.

افزودن لایه به bblayers.conf

در فایل conf/bblayers.conf پروژه Yocto، باید لایه سفارشی را به متغیر BBLAYERS اضافه کنید:

BBLAYERS += "/path/to/meta-my-layer"

با این کار، Yocto قادر خواهد بود لایه جدید را در هنگام ساخت شناسایی کند.


۴. نوشتن دستورالعمل (Recipe) برای بسته‌ها

دستورالعمل‌ها (recipes) در Yocto مسئول ساخت بسته‌ها هستند. هر دستورالعمل یک بسته نرم‌افزاری خاص را توصیف می‌کند و شامل مراحل مختلف ساخت آن است. برای افزودن دستورالعمل‌ها به لایه سفارشی، باید فایل .bb برای هر بسته ایجاد کنید.

مثال دستورالعمل (Recipe)

در لایه سفارشی، شما می‌توانید دستورالعمل‌های بسته‌ها را در دایرکتوری recipes ایجاد کنید. به‌عنوان مثال، برای یک بسته ساده به نام example، دستورالعمل آن می‌تواند به صورت زیر باشد:

# meta-my-layer/recipes/example/example.bb
SUMMARY = "This is an example package"
DESCRIPTION = "A simple package for demonstration"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "http://example.com/example-1.0.tar.gz"

S = "${WORKDIR}/example-1.0"

do_compile() {
    # دستورات کامپایل بسته
    oe_runmake
}

do_install() {
    # نصب بسته
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 0755 example ${D}${bindir}
}

در این دستورالعمل:

  • SUMMARY و DESCRIPTION توضیحات مربوط به بسته را ارائه می‌دهند.
  • SRC_URI آدرس دانلود بسته را مشخص می‌کند.
  • do_compile و do_install مراحل ساخت و نصب بسته را تعریف می‌کنند.

۵. ایجاد پیکربندی‌های سفارشی برای لایه

برای تنظیمات سفارشی مربوط به لایه، باید فایل layer.conf را در دایرکتوری conf لایه خود اضافه کنید. این فایل پیکربندی می‌تواند شامل تنظیمات عمومی برای لایه باشد، مانند مسیرهای خاص، تنظیمات متغیرها، و سایر پارامترهای پیکربندی.

نمونه فایل layer.conf

# meta-my-layer/conf/layer.conf
BBPATH .= ":${LAYERDIR}"
BBFILES += "${LAYERDIR}/recipes/**/*.bb"

این فایل پیکربندی می‌گوید که لایه سفارشی باید به BBPATH اضافه شود و هر دستورالعمل (recipe) با پسوند .bb در دایرکتوری recipes باید شناخته شود.


۶. استفاده از لایه سفارشی در پروژه Yocto

پس از پیکربندی لایه سفارشی، می‌توانید آن را در پروژه Yocto خود استفاده کنید. برای این کار، کافی است دستورالعمل‌های لایه را در فایل‌های پیکربندی مانند local.conf یا bblayers.conf معرفی کنید.

افزودن لایه به local.conf

در فایل conf/local.conf پروژه Yocto می‌توانید تنظیمات خاص لایه را اعمال کنید. برای مثال:

IMAGE_INSTALL_append = " example-package"

این دستور باعث می‌شود که بسته example-package که در لایه سفارشی تعریف شده است، در تصویر نهایی سیستم‌عامل شما گنجانده شود.


۷. مدیریت پچ‌ها (Patches)

یکی دیگر از ویژگی‌های لایه‌های سفارشی این است که می‌توانید پچ‌ها (patches) را به دستورالعمل‌ها اضافه کنید. این پچ‌ها معمولاً برای اعمال تغییرات خاص به سورس کد بسته‌ها استفاده می‌شوند.

افزودن پچ به دستورالعمل

برای افزودن پچ به دستورالعمل، باید پچ‌ها را در دایرکتوری recipes/example/ قرار دهید و سپس آن‌ها را در دستورالعمل معرفی کنید:

# meta-my-layer/recipes/example/example.bb
SRC_URI += "file://fix_bug.patch"

این دستور پچ fix_bug.patch را به بسته اضافه می‌کند و هنگام ساخت، آن را به سورس کد بسته اعمال می‌کند.


جمع‌بندی

ایجاد لایه‌های سفارشی در Yocto به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های خود را با ویژگی‌های خاص گسترش دهید و سفارشی‌سازی‌های مورد نیاز خود را به سیستم‌عامل اضافه کنید. این فرآیند شامل ایجاد ساختار دایرکتوری مناسب، نوشتن دستورالعمل‌ها (recipes)، افزودن پچ‌ها و پیکربندی لایه‌ها برای پروژه‌های خاص است. با استفاده از این روش‌ها می‌توانید پروژه‌های پیچیده و سفارشی خود را به‌راحتی مدیریت کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت لایه‌ها و تنظیمات آن‌ها در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]لایه‌ها یکی از اجزای کلیدی در پروژه Yocto هستند که به شما امکان می‌دهند ساختار و تنظیمات سیستم‌عامل سفارشی خود را به‌طور مؤثر مدیریت کنید. در Yocto، هر لایه مسئولیت بخش خاصی از پروژه را به عهده دارد و می‌تواند شامل دستورالعمل‌ها (recipes)، پیکربندی‌ها، و تنظیمات سفارشی برای بسته‌ها و توزیع‌ها باشد. در این بخش، به نحوه مدیریت لایه‌ها و تنظیمات آن‌ها در Yocto پرداخته می‌شود.


۱. مفهوم لایه‌ها در Yocto

لایه‌ها در Yocto به‌عنوان مجموعه‌ای از منابع و دستورالعمل‌ها برای ساخت سیستم‌عامل عمل می‌کنند. هر لایه می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

  • Recipes: دستورالعمل‌هایی که به Yocto می‌گویند چگونه یک بسته نرم‌افزاری خاص را بسازد.
  • Configuration files: تنظیمات مربوط به نحوه پیکربندی سیستم‌عامل.
  • Patches: تغییرات اضافی برای اصلاح یا بهبود کدهای موجود.
  • Metadata: داده‌های متا برای مشخص کردن ویژگی‌های لایه‌ها و بسته‌ها.

لایه‌ها به‌طور مستقل از هم وجود دارند و می‌توانند در کنار هم برای ساخت یک تصویر خاص از سیستم‌عامل ترکیب شوند.


۲. ایجاد و افزودن لایه‌ها

برای افزودن لایه به پروژه Yocto، باید ابتدا لایه مورد نظر را بسازید یا از منابع موجود بارگیری کنید. پس از آن باید لایه را در فایل bblayers.conf معرفی کنید. این فایل در دایرکتوری conf قرار دارد و تعیین می‌کند که Yocto باید کدام لایه‌ها را برای ساخت سیستم‌عامل در نظر بگیرد.

مراحل ایجاد لایه جدید:

  1. ایجاد دایرکتوری لایه: ابتدا باید یک دایرکتوری برای لایه جدید ایجاد کنید:
    yocto-layer create <layer-name>
  2. افزودن لایه به پروژه: پس از ایجاد لایه جدید، باید آن را به فایل bblayers.conf اضافه کنید:
    bitbake-layers add-layer /path/to/layer

۳. مدیریت لایه‌ها در فایل bblayers.conf

فایل bblayers.conf در دایرکتوری conf قرار دارد و مسئول تعیین لایه‌هایی است که Yocto باید در ساخت سیستم‌عامل استفاده کند. در این فایل می‌توان لایه‌ها را بر اساس ترتیب اولویت وارد کرد. برای افزودن یک لایه جدید به این فایل، باید مسیر لایه جدید را در بخش BBLAYERS اضافه کنید.

نمونه فایل bblayers.conf:

# Location of the layers
BBLAYERS = " \
  /path/to/meta \
  /path/to/meta-openembedded \
  /path/to/meta-<your-layer> \
"

۴. مدیریت اولویت‌ها و وابستگی‌های لایه‌ها

هر لایه می‌تواند وابستگی‌هایی به لایه‌های دیگر داشته باشد. برای مدیریت این وابستگی‌ها، Yocto به شما این امکان را می‌دهد که وابستگی‌ها را در فایل conf/layer.conf هر لایه مشخص کنید. همچنین، لایه‌ها می‌توانند اولویت‌هایی داشته باشند که بر نحوه ترکیب تنظیمات و دستورالعمل‌ها تأثیر می‌گذارد.

نمونه فایل layer.conf:

# Set priority for the layer
BBFILE_PRIORITY_meta-<your-layer> = "6"

# Define dependencies
LAYERDEPENDS_meta-<your-layer> = "meta-openembedded"

۵. افزودن و مدیریت دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌ها در لایه‌ها

در هر لایه، می‌توانید دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌های خاص را برای پیکربندی بسته‌ها و ساخت سیستم‌عامل ایجاد کنید. دستورالعمل‌ها می‌توانند بسته‌ها، پچ‌ها و تنظیمات خاص سیستم‌عامل را توصیف کنند.

نمونه دستورالعمل (recipe):

در دایرکتوری recipes لایه، می‌توانید دستورالعمل‌هایی برای بسته‌های مختلف ایجاد کنید. این دستورالعمل‌ها می‌توانند به شکل فایل‌های .bb باشند.

# Sample recipe for a custom package
DESCRIPTION = "My Custom Package"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "http://example.com/mypackage.tar.gz"

تنظیمات پیکربندی (configuration):

می‌توانید تنظیمات خاصی را در فایل‌های پیکربندی لایه مانند local.conf و site.conf انجام دهید.


۶. آزمایش و مدیریت لایه‌ها

بعد از افزودن یا تغییر لایه‌ها، می‌توانید با استفاده از دستور bitbake-layers وضعیت لایه‌ها و اطلاعات مربوط به آن‌ها را بررسی کنید. این دستور می‌تواند برای مدیریت لایه‌ها و پیکربندی آن‌ها در پروژه‌های Yocto مفید باشد.

بررسی وضعیت لایه‌ها:

bitbake-layers show-layers

جمع‌بندی

مدیریت لایه‌ها و تنظیمات آن‌ها در Yocto به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های خود را به‌طور مؤثر و سازمان‌یافته توسعه دهید. با ایجاد و افزودن لایه‌های سفارشی، می‌توانید بسته‌های جدید را برای نیازهای خاص خود بسازید و تنظیمات سیستم‌عامل را به‌طور دقیق کنترل کنید. به‌علاوه، استفاده از ابزارهایی مانند bitbake-layers به شما این امکان را می‌دهد که وضعیت لایه‌ها را بررسی و مدیریت کنید تا فرآیند توسعه بهینه و بدون مشکل پیش رود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نحوه اضافه کردن لایه‌ها به پروژه Yocto و BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه Yocto، لایه‌ها نقش بسیار مهمی در تقسیم‌بندی و سازماندهی ساخت سیستم‌عامل دارند. هر لایه می‌تواند شامل دستورالعمل‌ها (recipes)، تنظیمات پیکربندی، و تغییرات خاصی برای بسته‌ها و سیستم‌عامل باشد. برای استفاده مؤثر از Yocto، باید لایه‌های مختلفی را به پروژه خود اضافه کنید. در این بخش، به نحوه اضافه کردن لایه‌ها به پروژه Yocto و BitBake خواهیم پرداخت.


۱. ایجاد لایه جدید

برای ایجاد یک لایه جدید در پروژه Yocto، از دستور yocto-layer استفاده می‌شود. این دستور به شما امکان می‌دهد که به راحتی یک لایه جدید با ساختار مناسب بسازید.

دستور ایجاد لایه جدید:

yocto-layer create <layer-name>

این دستور یک لایه جدید با نام <layer-name> ایجاد می‌کند. این لایه شامل دایرکتوری‌ها و فایل‌های ضروری برای یک لایه استاندارد Yocto خواهد بود.


۲. افزودن لایه به پروژه

پس از ایجاد یا دانلود لایه، باید آن را به پروژه Yocto اضافه کنید. برای این کار، باید لایه را به فایل پیکربندی bblayers.conf اضافه کنید. این فایل در دایرکتوری conf پروژه Yocto قرار دارد و باید مسیر لایه‌های مورد نظر خود را در آن معرفی کنید.

مراحل افزودن لایه به bblayers.conf:

  1. باز کردن فایل bblayers.conf: این فایل در دایرکتوری conf پروژه شما قرار دارد.
    nano conf/bblayers.conf
  2. اضافه کردن مسیر لایه: در فایل bblayers.conf، مسیر لایه‌های جدید را در متغیر BBLAYERS اضافه کنید:
    BBLAYERS = " \
      /path/to/meta \
      /path/to/meta-openembedded \
      /path/to/custom-layer \
    "
  3. ذخیره و بستن فایل: پس از اضافه کردن مسیر لایه‌ها، فایل را ذخیره کنید و ببندید.

۳. استفاده از bitbake-layers برای مدیریت لایه‌ها

برای مدیریت لایه‌ها و بررسی وضعیت آن‌ها، می‌توانید از ابزار bitbake-layers استفاده کنید. این ابزار به شما این امکان را می‌دهد که لایه‌های موجود را مشاهده، اضافه، یا حذف کنید.

بررسی وضعیت لایه‌ها:

برای مشاهده لیست لایه‌های موجود در پروژه، از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake-layers show-layers

این دستور لیستی از تمامی لایه‌ها و وضعیت آن‌ها را نمایش می‌دهد.

اضافه کردن لایه جدید به پروژه:

برای اضافه کردن لایه جدید به پروژه، از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake-layers add-layer /path/to/layer

۴. مدیریت اولویت‌های لایه‌ها

در پروژه Yocto، هر لایه ممکن است اولویتی برای اعمال تغییرات داشته باشد. این اولویت‌ها در فایل conf/layer.conf در هر لایه مشخص می‌شوند. این اولویت‌ها می‌توانند تعیین کنند که کدام لایه‌ها برای پیکربندی و ساخت سیستم‌عامل استفاده شوند.

نمونه فایل layer.conf:

BBFILE_PRIORITY_custom-layer = "6"

عدد اولویت نشان می‌دهد که این لایه در برابر لایه‌های دیگر چه اولویتی دارد.


۵. ساخت و آزمایش لایه‌ها

پس از اضافه کردن لایه‌ها به پروژه، می‌توانید از دستور bitbake برای ساخت بسته‌ها و تصاویر استفاده کنید. دستور bitbake بسته‌هایی که در دستورالعمل‌های لایه‌ها تعریف شده‌اند را می‌سازد.

ساخت بسته از لایه جدید:

bitbake <package-name>

ساخت تصویر:

برای ساخت یک تصویر پایه، از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake core-image-minimal

جمع‌بندی

اضافه کردن لایه‌ها به پروژه Yocto و BitBake فرآیند مهمی در توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی است. با ایجاد لایه‌های جدید و اضافه کردن آن‌ها به پروژه از طریق فایل bblayers.conf، می‌توانید بسته‌ها، دستورالعمل‌ها، و تنظیمات خاصی را مدیریت کنید. استفاده از ابزار bitbake-layers برای مدیریت لایه‌ها و بررسی وضعیت آن‌ها نیز بخش مهمی از فرآیند است. این کار به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های پیچیده‌تر و سفارشی‌تر بسازید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 9. کار با BitBake در محیط‌های چندگانه”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نحوه استفاده از BitBake برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف” subtitle=”توضیحات کامل”]پروژه‌های بزرگ در Yocto معمولاً نیاز دارند که چندین هدف (targets) مختلف را برای ساخت سیستم‌عامل، بسته‌ها، یا تصاویر متنوع پیکربندی کنند. در این نوع پروژه‌ها، استفاده از BitBake بهینه‌سازی شده و ابزارهای مختلفی به کار می‌روند تا مدیریت این اهداف در فرآیند ساخت ساده‌تر و مؤثرتر باشد.

در اینجا به نحوه استفاده از BitBake برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف پرداخته می‌شود:


۱. تعریف اهداف مختلف (Targets)

در پروژه‌های بزرگ، معمولاً چندین هدف مختلف از جمله ساخت تصاویر مختلف، بسته‌های سفارشی، یا هدف‌های توسعه خاص وجود دارد. BitBake این امکان را فراهم می‌کند که اهداف مختلفی را در یک پروژه مدیریت کنید.

نحوه تعریف هدف‌ها:

  1. تصاویر پایه (Base Images): برای ساخت انواع تصاویر (مثل core-image-minimal، core-image-full-cmdline)، می‌توانید از دستور bitbake استفاده کنید:
    bitbake core-image-minimal
    bitbake core-image-full-cmdline
  2. ساخت بسته‌های خاص: برای ساخت یک بسته خاص از دستور زیر استفاده می‌شود:
    bitbake <package-name>
  3. هدف‌های سفارشی: در صورتی که نیاز به اهداف خاص خود دارید، می‌توانید آن‌ها را در دستورالعمل‌های Yocto خود تعریف کنید.

۲. استفاده از Multi-Configuration برای ساخت چندین هدف

در پروژه‌های پیچیده‌تر، امکان ساخت هم‌زمان چندین پیکربندی مختلف وجود دارد. این قابلیت به شما این امکان را می‌دهد که چندین سیستم‌عامل را به صورت همزمان با استفاده از BitBake بسازید.

استفاده از Multi-Configuration:

برای تعریف چندین پیکربندی و ساخت هم‌زمان آن‌ها، می‌توانید از ابزار bitbake-layers و دستورات خاص برای مدیریت چندین پیکربندی استفاده کنید.

برای ایجاد و استفاده از پیکربندی‌های چندگانه، به شکل زیر عمل کنید:

  1. تعریف پیکربندی‌های مختلف: در فایل local.conf و یا فایل‌های پیکربندی دیگر، می‌توانید چندین پیکربندی مختلف تعریف کنید.به عنوان مثال:
    MACHINE ?= "target1"

    و برای هدف دیگر:

    MACHINE ?= "target2"
  2. ساخت چند پیکربندی: پس از تعریف پیکربندی‌های مختلف، می‌توانید ساخت هرکدام از آن‌ها را به طور جداگانه انجام دهید:
    bitbake core-image-minimal -c compile

۳. مدیریت لایه‌ها برای اهداف مختلف

در پروژه‌های بزرگ، نیاز به استفاده از لایه‌های مختلف برای هر هدف (یا ماشین خاص) وجود دارد. برای مدیریت بهتر لایه‌ها در پروژه‌های چند هدفی، باید لایه‌ها را برای هر هدف جداگانه پیکربندی کنید.

نحوه مدیریت لایه‌ها:

  1. اضافه کردن لایه‌ها به هر پیکربندی: در فایل‌های local.conf، باید لایه‌های مختلف را بسته به نیاز پروژه اضافه کنید:
    BBLAYERS = " \
      ${TOPDIR}/meta \
      ${TOPDIR}/meta-openembedded \
      ${TOPDIR}/meta-custom \
    "
  2. اختصاص لایه‌ها به هر هدف: برای هر هدف می‌توانید لایه‌های خاصی را اختصاص دهید:
    MACHINE = "target1"
    BBFILES += "path/to/layer1"

۴. استفاده از Parallel Builds برای بهینه‌سازی ساخت

برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف، استفاده از ساخت‌های موازی می‌تواند زمان ساخت را به طور چشمگیری کاهش دهد. BitBake این امکان را فراهم می‌آورد که چندین هدف را به صورت موازی ساخته و فرآیند را تسریع کنید.

فعال‌سازی ساخت موازی:

  1. تعیین تعداد هسته‌های موازی در local.conf: برای فعال کردن ساخت‌های موازی و تنظیم تعداد هسته‌ها، مقدار BB_NUMBER_THREADS و PARALLEL_MAKE را در فایل local.conf تنظیم کنید:
    BB_NUMBER_THREADS = "4"
    PARALLEL_MAKE = "-j 4"

    این تنظیمات به BitBake می‌گویند که از ۴ هسته برای ساخت بسته‌ها استفاده کند.


۵. مدیریت وابستگی‌ها و اولویت‌ها در پروژه‌های چند هدف

در پروژه‌های بزرگ، ممکن است بسته‌ها و اهداف مختلف وابستگی‌هایی به یکدیگر داشته باشند. BitBake به طور خودکار وابستگی‌ها را بررسی کرده و بسته‌ها را به ترتیب اولویت می‌سازد. با این حال، می‌توانید وابستگی‌ها را به صورت دستی مدیریت کرده و اولویت‌ها را تغییر دهید.

نحوه مدیریت وابستگی‌ها:

  1. استفاده از متغیرهای BitBake: BitBake از متغیرهای خاصی برای مدیریت وابستگی‌ها مانند DEPENDS استفاده می‌کند. برای مثال:
    DEPENDS = "lib1 lib2"
  2. اولویت‌دهی به بسته‌ها: می‌توانید اولویت‌های خاصی برای بسته‌ها و ساخت آن‌ها تعیین کنید:
    BBFILE_PRIORITY_custom-layer = "6"

۶. استفاده از دستور bitbake -k برای ساخت اهداف در صورت وجود خطا

برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف، ممکن است خطاهایی در فرآیند ساخت ایجاد شود. برای جلوگیری از توقف کامل فرآیند ساخت، می‌توانید از دستور -k استفاده کنید تا BitBake با وجود خطاها به ساخت سایر اهداف ادامه دهد.

استفاده از دستور bitbake -k:

bitbake -k core-image-minimal

این دستور باعث می‌شود که BitBake ساخت را ادامه دهد حتی اگر خطاهایی وجود داشته باشد.


جمع‌بندی

استفاده از BitBake برای پروژه‌های بزرگ با چندین هدف نیازمند مدیریت دقیق پیکربندی‌ها، لایه‌ها و وابستگی‌ها است. با استفاده از ابزارهایی مانند Multi-Configuration، Parallel Builds و دستور bitbake-layers می‌توان پروژه‌های پیچیده را به خوبی مدیریت کرد. همچنین، استفاده از دستور bitbake -k و مدیریت اولویت‌ها و وابستگی‌ها به شما این امکان را می‌دهد که حتی در صورت وجود خطا، فرآیند ساخت به‌طور مؤثر ادامه یابد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی چندین ماشین هدف (Target Machines) در BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]

در پروژه‌های Yocto و BitBake، معماری‌ها و ماشین‌های هدف مختلفی می‌توانند تعریف شوند تا تصاویر و بسته‌های سفارشی برای سخت‌افزارهای مختلف ساخته شوند. BitBake این امکان را فراهم می‌کند که از یک پیکربندی واحد برای ساخت چندین ماشین هدف مختلف استفاده کنید. در اینجا به نحوه پیکربندی و مدیریت چندین ماشین هدف در BitBake پرداخته می‌شود.


۱. تعریف ماشین‌های هدف در BitBake

در BitBake، هر ماشین هدف یک تعریف جداگانه است که شامل تنظیمات سخت‌افزاری، پیکربندی سیستم‌عامل، و مشخصات ساخت است. به طور معمول، ماشین‌ها در دایرکتوری meta و در لایه‌های مختلف قرار دارند.

نحوه تعریف ماشین هدف:

ماشین هدف می‌تواند به طور مستقیم در فایل‌های پیکربندی و یا در لایه‌های مختلف پروژه پیکربندی شود. ماشین‌ها با استفاده از متغیر MACHINE در BitBake تعریف می‌شوند.

  1. فایل پیکربندی local.conf: در فایل local.conf که در دایرکتوری conf قرار دارد، می‌توان ماشین هدف پیش‌فرض را تعریف کرد:
    MACHINE = "qemuarm"

    این تعریف باعث می‌شود که همه ساخت‌ها بر اساس ماشین qemuarm انجام شوند.

  2. پیکربندی ماشین‌های متعدد: در صورتی که چندین ماشین هدف در پروژه داشته باشید، می‌توانید ماشین‌های مختلف را برای ساخت‌های مختلف پیکربندی کنید. برای هر هدف باید متغیر MACHINE را تنظیم کنید.

۲. تعریف و مدیریت ماشین‌های مختلف در لایه‌ها

در پروژه‌های Yocto، ماشین‌ها معمولاً در لایه‌های خاص قرار دارند. لایه‌ها می‌توانند شامل دستورالعمل‌های مربوط به ساخت برای سخت‌افزارهای مختلف باشند.

نحوه افزودن لایه‌های ماشین هدف:

  1. اضافه کردن لایه‌های ماشین به پروژه: در فایل bblayers.conf که در دایرکتوری conf قرار دارد، می‌توانید لایه‌های ماشین را اضافه کنید. به عنوان مثال:
    BBLAYERS = " \
      ${TOPDIR}/meta \
      ${TOPDIR}/meta-openembedded \
      ${TOPDIR}/meta-custom \
      ${TOPDIR}/meta-qemuarm \
    "
  2. تعریف مشخصات ماشین: هر لایه ماشین باید شامل مشخصات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مرتبط با ماشین باشد. به طور معمول، این مشخصات در فایل‌هایی مانند machine.conf یا local.conf در لایه‌های مربوطه تعریف می‌شوند.

۳. ساخت تصاویر برای ماشین‌های هدف مختلف

پس از پیکربندی چندین ماشین هدف، می‌توانید با استفاده از BitBake تصاویر مختلف برای هر ماشین هدف بسازید.

نحوه ساخت تصویر برای ماشین‌های مختلف:

  1. ساخت تصویر برای ماشین هدف پیش‌فرض: به طور معمول، اگر ماشین هدف پیش‌فرض در local.conf تنظیم شده باشد، ساخت تصویر برای آن به این صورت انجام می‌شود:
    bitbake core-image-minimal
  2. ساخت تصویر برای ماشین هدف خاص: برای ساخت تصویر برای ماشین هدف دیگر، باید از گزینه MACHINE در دستور bitbake استفاده کنید:
    bitbake core-image-minimal -m qemuarm

    یا می‌توانید به صورت مستقیم در دستور bitbake نام ماشین را مشخص کنید:

    bitbake core-image-minimal -m <machine-name>

۴. مدیریت چندین ماشین هدف با استفاده از متغیرهای پیکربندی

در صورت نیاز به ساخت چندین هدف در یک زمان، می‌توانید از تنظیمات MACHINE در فایل‌های پیکربندی مختلف استفاده کنید.

نحوه پیکربندی چندین ماشین هدف:

  1. پیکربندی پیکربندی‌های مختلف برای چندین ماشین: شما می‌توانید برای هر ماشین هدف، یک فایل پیکربندی جداگانه ایجاد کنید و در هنگام ساخت، ماشین هدف مورد نظر را از طریق گزینه‌های پیکربندی انتخاب کنید.
  2. استفاده از متغیر BBLAYERS برای انتخاب لایه‌ها: برای ماشین‌های مختلف، می‌توانید لایه‌های مختلف را به طور خودکار با استفاده از متغیر BBLAYERS اضافه کنید. به عنوان مثال:
    BBLAYERS = " \
      ${TOPDIR}/meta \
      ${TOPDIR}/meta-qemuarm \
      ${TOPDIR}/meta-custom \
    "

۵. استفاده از Multi-Configuration Builds

در پروژه‌های بزرگ، ممکن است بخواهید چندین پیکربندی (ماشین هدف) را به صورت موازی بسازید. برای این کار می‌توانید از قابلیت Multi-Configuration در BitBake استفاده کنید.

نحوه استفاده از Multi-Configuration Builds:

  1. استفاده از فایل‌های پیکربندی مختلف: برای هر ماشین هدف می‌توانید پیکربندی خاص خود را در یک فایل جداگانه ذخیره کنید و سپس آن‌ها را برای ساخت موازی استفاده کنید.
  2. ساخت همزمان چندین هدف: برای ساخت همزمان چندین ماشین هدف می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:
    bitbake core-image-minimal -m qemuarm -m qemux86

۶. مدیریت وابستگی‌ها بین ماشین‌های هدف

در پروژه‌های پیچیده، ممکن است ماشین‌های هدف مختلف وابستگی‌هایی به یکدیگر داشته باشند. BitBake به طور خودکار وابستگی‌ها را شناسایی می‌کند، اما گاهی اوقات نیاز است که این وابستگی‌ها به صورت دستی مدیریت شوند.

نحوه مدیریت وابستگی‌ها:

  1. استفاده از متغیرهای DEPENDS برای تعیین وابستگی‌ها: در دستورالعمل‌ها و پیکربندی‌ها، می‌توانید وابستگی‌ها را بین بسته‌ها و ماشین‌ها با استفاده از متغیر DEPENDS تعریف کنید:
    DEPENDS = "package1 package2"
  2. مدیریت وابستگی‌های پکیج‌ها برای ماشین‌های مختلف: می‌توانید برای ماشین‌های مختلف وابستگی‌ها را به طور خاص تنظیم کنید تا از وقوع مشکلات در فرآیند ساخت جلوگیری شود.

جمع‌بندی

پیکربندی چندین ماشین هدف در BitBake و Yocto امکان ساخت و مدیریت پروژه‌های پیچیده و چند پلتفرمی را فراهم می‌آورد. با تعریف ماشین‌ها در پیکربندی‌های مختلف، اضافه کردن لایه‌های مناسب و استفاده از دستوراتی مانند bitbake -m می‌توان به راحتی ساخت تصاویر مختلف برای سخت‌افزارهای گوناگون را انجام داد. همچنین با استفاده از Multi-Configuration Builds و مدیریت وابستگی‌ها، می‌توان فرآیند ساخت را بهینه کرده و از ساخت موازی برای پروژه‌های بزرگ بهره‌برداری کرد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت ساخت‌های چندگانه و وابستگی‌ها در پروژه‌های بزرگ” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های بزرگ که شامل چندین هدف، ماشین هدف (Target Machine)، و بسته‌های نرم‌افزاری مختلف است، مدیریت ساخت‌ها و وابستگی‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. BitBake و Yocto این امکان را فراهم می‌آورند که پروژه‌های پیچیده با چندین هدف و وابستگی مختلف به طور کارآمد ساخته شوند. در این بخش به نحوه مدیریت ساخت‌های چندگانه و وابستگی‌ها در پروژه‌های بزرگ خواهیم پرداخت.


۱. ساخت‌های چندگانه در BitBake

ساخت‌های چندگانه به شما این امکان را می‌دهند که برای اهداف مختلف (ماشین‌ها و پیکربندی‌های مختلف)، بسته‌ها و تصاویر را به طور همزمان بسازید. این کار به ویژه در پروژه‌های بزرگ که شامل چندین دستگاه یا معماری متفاوت هستند، ضروری است.

الف) Multi-Configuration Builds

در BitBake، Multi-Configuration Builds امکان ساخت چندین پیکربندی را به صورت همزمان فراهم می‌کند. این پیکربندی‌ها می‌توانند شامل ماشین‌های هدف مختلف یا معماری‌های متفاوت باشند.

  1. ساخت همزمان چندین ماشین هدف: با استفاده از دستور bitbake و مشخص کردن چندین پیکربندی ماشین هدف، می‌توانید چندین تصویر را همزمان بسازید.
    bitbake core-image-minimal -m qemuarm -m qemux86

    این دستور باعث می‌شود که ساخت برای هر دو ماشین qemuarm و qemux86 به طور همزمان انجام شود.

  2. استفاده از متغیر MACHINE: برای مدیریت ساخت‌های مختلف می‌توان از متغیر MACHINE در BitBake استفاده کرد. به عنوان مثال:
    MACHINE = "qemuarm"
    bitbake core-image-minimal

ب) ساخت موازی با استفاده از bitbake

برای افزایش سرعت ساخت در پروژه‌های بزرگ، می‌توانید از پارامتر -j در دستور bitbake استفاده کنید تا ساخت موازی برای بسته‌ها و اهداف مختلف انجام شود:

bitbake -j 8 core-image-minimal

این دستور ۸ فرآیند ساخت را به طور همزمان اجرا خواهد کرد.


۲. مدیریت وابستگی‌ها در BitBake

در پروژه‌های بزرگ، مدیریت وابستگی‌ها بین بسته‌ها، ماشین‌ها و لایه‌ها بسیار مهم است. BitBake به طور خودکار وابستگی‌ها را بین بسته‌ها شناسایی کرده و آن‌ها را مدیریت می‌کند. با این حال، در پروژه‌های بزرگ ممکن است نیاز به پیکربندی و تنظیمات خاصی برای مدیریت وابستگی‌ها داشته باشید.

الف) استفاده از متغیرهای DEPENDS و RDEPENDS

  1. DEPENDS (Dependencies): این متغیر برای مشخص کردن وابستگی‌های نرم‌افزاری یک بسته استفاده می‌شود. به عنوان مثال، اگر یک بسته به بسته‌های دیگر برای ساخت نیاز دارد، باید این بسته‌ها را در DEPENDS تعریف کنید.
    DEPENDS = "libfoo libbar"
  2. RDEPENDS (Runtime Dependencies): این متغیر برای تعیین بسته‌هایی است که به طور زمان اجرای سیستم نیاز دارند.
    RDEPENDS_${PN} = "libbaz libqux"

ب) مدیریت وابستگی‌ها بین ماشین‌ها

گاهی اوقات ممکن است یک ماشین هدف به ماشین دیگری وابسته باشد. برای این کار می‌توان وابستگی‌ها را در لایه‌های ماشین تعریف کرد تا از بروز مشکلات در زمان ساخت جلوگیری شود.

ج) پیکربندی BBFILES و BBLAYERS

در پروژه‌های بزرگ که شامل چندین لایه و بسته هستند، ممکن است نیاز به تنظیم و مدیریت فایل‌های پیکربندی برای تعیین وابستگی‌ها بین لایه‌ها داشته باشید. این تنظیمات می‌توانند در فایل bblayers.conf یا local.conf انجام شوند.

BBLAYERS = " \
    ${TOPDIR}/meta \
    ${TOPDIR}/meta-openembedded \
    ${TOPDIR}/meta-custom \
"

۳. مدیریت بسته‌های سفارشی و وابستگی‌ها

در پروژه‌های بزرگ ممکن است نیاز به اضافه کردن بسته‌های سفارشی و پیکربندی وابستگی‌های خاص برای آن‌ها باشد. برای این کار می‌توانید از فایل‌های دستورالعمل (recipes) و فایل‌های پیکربندی استفاده کنید.

الف) افزودن بسته‌های سفارشی

برای افزودن بسته‌های سفارشی به پروژه خود، ابتدا باید دستورالعمل‌های مربوط به بسته‌ها را در دایرکتوری recipes ایجاد کنید. این دستورالعمل‌ها شامل نحوه ساخت، نصب و وابستگی‌های بسته می‌باشند.

ب) مدیریت نسخه‌های مختلف بسته‌ها

در پروژه‌های بزرگ که بسته‌ها ممکن است نسخه‌های مختلفی داشته باشند، باید از مدیریت نسخه‌ها برای پیکربندی استفاده کنید. این کار به شما کمک می‌کند که نسخه‌های مختلف بسته‌ها به درستی با یکدیگر هماهنگ شوند.


۴. مدیریت ساخت‌های پیچیده و انتخاب اهداف مختلف

در پروژه‌های بزرگ که شامل چندین ماشین هدف و پیکربندی مختلف هستند، استفاده از دستور bitbake با گزینه‌های مختلف می‌تواند به شما کمک کند که از ساخت‌های پیچیده و وابسته به اهداف خاص بهره‌برداری کنید.

الف) انتخاب بسته‌ها و اهداف خاص

برای انتخاب بسته‌ها و اهداف خاص در هنگام ساخت، می‌توانید از دستور bitbake -c استفاده کنید. این دستور به شما این امکان را می‌دهد که تنها قسمت‌های خاصی از بسته‌ها را بسازید یا آزمایش کنید.

bitbake -c compile mypackage

ب) ساخت تنها بسته‌های خاص

گاهی اوقات ممکن است بخواهید تنها برخی از بسته‌ها را بسازید و بقیه بسته‌ها را کنار بگذارید. برای این کار می‌توانید نام بسته را در دستور bitbake مشخص کنید:

bitbake mypackage

۵. بهینه‌سازی فرآیند ساخت برای پروژه‌های بزرگ

در پروژه‌های بزرگ، بهینه‌سازی فرآیند ساخت بسیار مهم است تا زمان ساخت کاهش یابد و منابع سیستم به‌طور مؤثری مدیریت شوند. در اینجا چند راهکار برای بهینه‌سازی آورده شده است:

  1. استفاده از کش (Cache): BitBake به طور پیش‌فرض از کش برای کاهش زمان ساخت استفاده می‌کند. با تنظیم متغیر BB_NUMBER_THREADS می‌توان تعداد هسته‌های پردازنده را برای بهینه‌سازی بیشتر افزایش داد:
    BB_NUMBER_THREADS = "4"
  2. ساخت موازی با استفاده از -j: استفاده از دستور -j برای ساخت موازی باعث افزایش سرعت ساخت می‌شود:

    <code class="!whitespace-pre hljs language-bash">

    bitbake -j 8 core-image-minimal

جمع‌بندی

مدیریت ساخت‌های چندگانه و وابستگی‌ها در پروژه‌های بزرگ یکی از چالش‌های اساسی در استفاده از Yocto و BitBake است. با استفاده از قابلیت‌های Multi-Configuration Builds، متغیرهای وابستگی مانند DEPENDS و RDEPENDS، و مدیریت بهینه لایه‌ها و بسته‌ها، می‌توان پروژه‌های پیچیده را به طور مؤثر مدیریت کرد. همچنین با بهینه‌سازی فرآیند ساخت، زمان و منابع مصرفی کاهش می‌یابد، که به شما این امکان را می‌دهد که پروژه‌های بزرگ را به شکل کارآمدتری مدیریت کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 10. آزمون و بهینه‌سازی ساخت‌های BitBake”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”ابزارهای تسریع فرآیند ساخت در Yocto (Cache، Sstate)” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های بزرگ و پیچیده مانند Yocto، فرآیند ساخت می‌تواند زمان‌بر باشد. خوشبختانه Yocto و BitBake ابزارهای مختلفی را برای تسریع فرآیند ساخت و کاهش زمان مورد نیاز برای بازسازی اجزاء مختلف پروژه فراهم کرده‌اند. دو ابزار اصلی که به این منظور استفاده می‌شوند عبارتند از Cache و Sstate (Shared State Cache).


۱. Cache در Yocto

در Yocto، کش (Cache) به‌طور کلی برای ذخیره‌سازی نتایج ساخته شده استفاده می‌شود تا در فرآیندهای بعدی ساخت از این نتایج ذخیره شده بهره‌برداری شود. این به معنای کاهش نیاز به ساخت مجدد اجزاء است که باعث صرفه‌جویی در زمان و منابع می‌شود.

الف) کش محلی (Local Cache)

کش محلی به‌طور پیش‌فرض توسط BitBake استفاده می‌شود تا اجزاء مختلف ساخته‌شده را ذخیره کند. این کش به‌طور خودکار از نتایج ساخته شده در پروژه‌های قبلی استفاده می‌کند، به‌ویژه زمانی که هیچ‌گونه تغییر جدیدی در دستورالعمل‌ها (recipes) یا پیکربندی‌ها (configurations) اعمال نشده باشد.

  1. فعال کردن کش محلی: کش محلی به‌طور خودکار در BitBake فعال است. برای فعال‌سازی این ویژگی و مدیریت آن می‌توان متغیرهایی مانند BB_CACHE_DIR را در فایل پیکربندی local.conf تنظیم کرد.
    BB_CACHE_DIR = "${TOPDIR}/tmp/cache"
  2. نحوه عملکرد کش: هنگام اجرای ساخت، BitBake ابتدا بررسی می‌کند که آیا نتیجه ساخت یک هدف خاص در کش موجود است یا نه. اگر موجود باشد، ساخت از کش گرفته می‌شود و نیازی به ساخت مجدد نیست.

ب) کش برای سرعت‌بخشی به مراحل خاص

  • کشش بسته‌ها (Package Cache): بسته‌های نرم‌افزاری که قبلاً ساخته شده‌اند و به‌طور مکرر مورد استفاده قرار می‌گیرند در کش ذخیره می‌شوند.
  • کشش فایل‌های سیستم (Filesystem Cache): کش می‌تواند شامل فایل‌های سیستم و اجزاء اجرایی باشد تا از ساخت مجدد آن‌ها جلوگیری شود.

۲. Sstate (Shared State Cache)

Sstate یا Shared State Cache یک ابزار پیشرفته برای تسریع فرآیند ساخت در Yocto است که به‌ویژه برای پروژه‌های بزرگ اهمیت زیادی دارد. Sstate به‌عنوان یک کش مشترک عمل می‌کند و به‌طور خودکار فایل‌های ساخته‌شده را ذخیره و برای استفاده‌های آینده در پروژه‌های مشابه ذخیره می‌کند. این امکان باعث کاهش زمان ساخت و افزایش کارایی می‌شود.

الف) عملکرد Sstate

Sstate از فایل‌های ساخته‌شده (مثل فایل‌های باینری، هدرها، یا فایل‌های پیکربندی) به‌عنوان یک کش استفاده می‌کند. در صورتی که بسته‌ای قبلاً ساخته شده باشد و هیچ تغییری در دستورالعمل‌ها ایجاد نشده باشد، می‌توان از این کش برای بارگذاری مجدد آن بسته‌ها به‌جای ساخت مجدد استفاده کرد.

  1. مسیر ذخیره‌سازی Sstate: به‌طور پیش‌فرض، کش Sstate در دایرکتوری tmp/sstate-cache قرار می‌گیرد، اما این مسیر قابل تغییر است:
    SSTATE_DIR = "${TOPDIR}/tmp/sstate-cache"
  2. ساخت مجدد و استفاده از Sstate: هنگام اجرای دستور bitbake، BitBake بررسی می‌کند که آیا نتیجه ساخت برای بسته‌ها و اهداف مختلف در کش Sstate موجود است یا نه. اگر نتایج موجود باشد، BitBake از آن‌ها استفاده کرده و نیازی به ساخت مجدد آن‌ها نخواهد بود.

ب) اشتراک گذاری کش Sstate بین محیط‌های مختلف

یکی از قابلیت‌های مهم Sstate این است که می‌توان کش را بین چندین محیط مختلف (مثلاً چندین ماشین یا پیکربندی‌های مختلف) به اشتراک گذاشت. این به شما این امکان را می‌دهد که نتایج ساخت در یک ماشین را در ماشین‌های دیگر استفاده کنید، که می‌تواند زمان ساخت را به‌طور قابل‌توجهی کاهش دهد.

  1. اشتراک‌گذاری کش با دیگر توسعه‌دهندگان: اگر شما در یک تیم توسعه کار می‌کنید، می‌توانید کش Sstate را به اشتراک بگذارید. این کار به دیگران کمک می‌کند که از نتایج ساخت‌های قبلی استفاده کنند و نیازی به ساخت مجدد بسته‌ها نخواهند داشت.
  2. مدیریت کش مشترک با ابزارهای خارجی: برای پروژه‌های بزرگ، می‌توانید از ابزارهایی مانند GitLab CI/CD، Jenkins، یا دیگر ابزارهای CI برای مدیریت کش Sstate استفاده کنید. این ابزارها می‌توانند کش‌های Sstate را در محیط‌های مختلف ذخیره و به اشتراک بگذارند تا عملکرد بهینه شود.

۳. تغییرات در کش و به‌روزرسانی‌های آن

کش در Yocto به‌طور خودکار به‌روزرسانی می‌شود، اما ممکن است در برخی موارد نیاز به مدیریت دستی کش و به‌روزرسانی آن‌ها باشد.

الف) پاک‌سازی کش

گاهی اوقات ممکن است نیاز داشته باشید که کش Sstate یا کش محلی را پاک کنید تا از بروز مشکلاتی مانند استفاده از نسخه‌های قدیمی یا خراب جلوگیری شود. برای این کار می‌توانید از دستور bitbake -c cleansstate استفاده کنید:

bitbake -c cleansstate <package>

ب) فعال‌سازی کش با استفاده از گزینه‌های BitBake

برای تنظیم نحوه استفاده از کش در BitBake می‌توانید از گزینه‌های مختلف مانند -k برای ادامه ساخت حتی در صورت بروز خطا یا -B برای ساخت تمام بسته‌ها استفاده کنید.


۴. بهینه‌سازی استفاده از Sstate و Cache

  1. استفاده از متغیر BB_NO_NETWORK برای جلوگیری از دانلود مجدد: با تنظیم این متغیر می‌توانید از انجام دانلودهای مجدد برای بسته‌ها جلوگیری کنید.
    BB_NO_NETWORK = "1"
  2. استفاده از کش برای بسته‌های خارجی: می‌توانید کش‌هایی مانند DL_DIR برای ذخیره‌سازی و استفاده از فایل‌های خارجی مورد نیاز (مانند سورس کدها) در BitBake تنظیم کنید:
    DL_DIR = "${TOPDIR}/downloads"
  3. پیکربندی INHERIT برای بهینه‌سازی کش: با استفاده از این گزینه می‌توانید فرآیند ساخت را بهینه کنید تا از کش‌های مختلف (مثل کش‌های Sstate و کش‌های دیگر) به‌طور مؤثر استفاده کنید.

جمع‌بندی

استفاده از ابزارهای کش مانند Cache و Sstate در Yocto برای تسریع فرآیند ساخت بسیار مؤثر است. کش محلی و کش Sstate به شما این امکان را می‌دهند که نتایج ساخت‌های قبلی را ذخیره کرده و از آن‌ها در زمان‌های بعدی استفاده کنید، که باعث کاهش زمان ساخت و بهینه‌سازی منابع می‌شود. علاوه بر این، اشتراک‌گذاری کش بین ماشین‌ها و محیط‌های مختلف باعث افزایش کارایی و صرفه‌جویی در زمان توسعه پروژه‌های بزرگ می‌شود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از دستور bitbake -k برای مدیریت خطاهای غیر‌بحرانی” subtitle=”توضیحات کامل”]در هنگام ساخت پروژه‌های پیچیده با استفاده از BitBake و Yocto، گاهی اوقات ممکن است خطاهایی پیش بیاید که به‌طور مستقیم بر روی ساخت سایر بسته‌ها یا اهداف تأثیر نگذارند. این خطاها معمولاً به‌عنوان “خطاهای غیر‌بحرانی” شناخته می‌شوند. به‌طور پیش‌فرض، اگر BitBake با خطای بحرانی مواجه شود، ساخت پروژه متوقف خواهد شد. اما اگر می‌خواهید از توقف کامل فرآیند ساخت جلوگیری کنید و اجازه دهید که سایر بسته‌ها حتی با وجود خطاهای غیر‌بحرانی ساخته شوند، می‌توانید از گزینه -k (یا --keep-going) استفاده کنید.


۱. نحوه عملکرد bitbake -k

دستور bitbake -k به BitBake این امکان را می‌دهد که در صورت مواجهه با خطاهای غیر‌بحرانی، فرآیند ساخت را ادامه دهد و بسته‌های دیگر را ساخته یا ناتمام بگذارد. این ویژگی برای مواردی مفید است که شما می‌خواهید ساخت سایر بسته‌ها ادامه یابد حتی اگر برخی بسته‌ها به‌طور کامل ساخته نشده‌اند.

  • خطاهای بحرانی معمولاً به خطاهایی اطلاق می‌شود که باعث توقف فرآیند ساخت می‌شوند، مانند عدم وجود فایل‌های ضروری یا مشکلات اساسی در دستورالعمل‌ها (recipes).
  • خطاهای غیر‌بحرانی به خطاهایی گفته می‌شود که از نظر فنی به فرآیند ساخت آسیب نمی‌زنند، مانند مشکلات جزئی در تنظیمات یا منابع خاص.

مثال استفاده از bitbake -k:

bitbake -k <target>

این دستور ساخت پروژه را آغاز کرده و حتی در صورت بروز خطاهایی که بحرانی نیستند، به ساخت سایر بسته‌ها ادامه می‌دهد.


۲. مزایای استفاده از bitbake -k

استفاده از -k برای مدیریت خطاهای غیر‌بحرانی می‌تواند مزایای زیادی داشته باشد، به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ:

  1. اجتناب از توقف ناگهانی ساخت: اگر در پروژه‌ای خطاهایی وجود داشته باشد که تنها بر برخی بسته‌ها تأثیر می‌گذارد، استفاده از -k باعث می‌شود ساخت سایر بسته‌ها بدون وقفه ادامه یابد.
  2. تشخیص سریع‌تر مشکلات: اگر شما در حال کار بر روی پروژه‌ای بزرگ هستید و فقط به‌دنبال ساخت بخش‌هایی از پروژه هستید، استفاده از -k می‌تواند به شما کمک کند تا بررسی کنید کدام بخش‌ها ساخته شده‌اند و کدام‌یک دچار خطا هستند.
  3. افزایش بهره‌وری در هنگام توسعه: اگر شما در حال توسعه و تست یک بخش خاص از پروژه هستید و نمی‌خواهید ساخت کامل متوقف شود، این دستور می‌تواند به شما کمک کند تا زمان ساخت را صرفه‌جویی کنید.
  4. ساخت همزمان چندین هدف: هنگامی که چندین هدف (targets) در حال ساخت هستند و برخی از آن‌ها خطای غیر‌بحرانی دارند، -k می‌تواند اطمینان حاصل کند که سایر اهداف بدون مشکل ساخته می‌شوند.

۳. محدودیت‌ها و نکات مهم

  • توقف در صورت وجود خطای بحرانی: اگر خطا بحرانی باشد (برای مثال در صورت عدم وجود فایل‌های مهم)، فرآیند ساخت حتی با استفاده از -k متوقف خواهد شد.
  • امکان ناتمام ماندن برخی بسته‌ها: با استفاده از -k، بسته‌هایی که با خطاهای غیر‌بحرانی مواجه می‌شوند ممکن است ناتمام بمانند و به‌طور کامل ساخته نشوند.
  • نیاز به تجزیه و تحلیل بیشتر: ممکن است برای درک دلیل خطاهای غیر‌بحرانی نیاز به بررسی دقیق‌تر داشته باشید، زیرا با استفاده از -k، ممکن است برخی از خطاها نادیده گرفته شوند.

۴. چگونگی استفاده از bitbake -k به همراه گزینه‌های دیگر

می‌توان از bitbake -k همراه با سایر گزینه‌های BitBake برای بهینه‌سازی فرآیند ساخت استفاده کرد. برای مثال، می‌توانید از گزینه‌های -v (برای نمایش جزئیات بیشتر در مورد ساخت) یا -f (برای پاک‌سازی فایل‌های قبلی و ساخت مجدد) استفاده کنید:

bitbake -k -v <target>

این دستور ساخت را ادامه می‌دهد و جزئیات بیشتری از خطاها و مراحل ساخت را نمایش می‌دهد.


جمع‌بندی

استفاده از دستور bitbake -k به شما این امکان را می‌دهد که فرآیند ساخت پروژه‌های Yocto را حتی در صورت بروز خطاهای غیر‌بحرانی ادامه دهید. این ویژگی به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ و پیچیده‌ای که نیاز به ساخت همزمان چندین هدف دارند مفید است. با استفاده از -k می‌توانید از توقف ناگهانی ساخت جلوگیری کنید، مشکلات غیر‌بحرانی را شناسایی کنید و بهره‌وری فرآیند توسعه را افزایش دهید. با این حال، توجه داشته باشید که خطاهای بحرانی همچنان فرآیند ساخت را متوقف خواهند کرد و نیاز به بررسی و رفع آن‌ها وجود خواهد داشت.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بهینه‌سازی زمان ساخت با استفاده از متا‌دیتا در Yocto و BitBake” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، زمان ساخت می‌تواند به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ و پیچیده، بسیار طولانی شود. یکی از روش‌های بهینه‌سازی زمان ساخت، استفاده از متا‌دیتا و اطلاعات موجود در آن است. متا‌دیتا شامل تمام اطلاعاتی است که BitBake برای ساخت یک بسته نیاز دارد، مانند دستورالعمل‌ها، پیکربندی‌ها، وابستگی‌ها، و متغیرهای محیطی. در اینجا به بررسی چگونگی بهینه‌سازی زمان ساخت با استفاده از متا‌دیتا می‌پردازیم.


۱. استفاده از کش (Cache) برای بهینه‌سازی ساخت

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های Yocto و BitBake برای بهینه‌سازی زمان ساخت، استفاده از کش (cache) است. BitBake از دو نوع کش استفاده می‌کند:

  • Sstate Cache: کش وضعیت ساخت (Sstate) به BitBake این امکان را می‌دهد که فقط بخش‌هایی از پروژه که تغییر کرده‌اند را بازسازی کند و دیگر نیازی به ساخت دوباره کل سیستم نیست. این کش می‌تواند شامل نتایج ساخت شده برای بسته‌ها، تنظیمات پیکربندی و هر چیزی باشد که برای ساخت مجدد نیازی به پردازش دوباره ندارد.
  • Download Cache: کش دانلود برای ذخیره‌سازی منابعی مانند سورس‌ها و بسته‌های وابسته به‌کار می‌رود که نیازی به دانلود مجدد آن‌ها در هر بار ساخت نیست.

نحوه استفاده از کش:

برای استفاده از کش در BitBake، کافی است که محیط ساخت خود را پیکربندی کرده و BitBake به‌طور خودکار از کش‌ها استفاده می‌کند.

export BB_NO_NETWORK = "1"  # جلوگیری از دانلود منابع مجدد

۲. استفاده از متا‌دیتا برای شناسایی وابستگی‌ها

یکی از روش‌های بهینه‌سازی زمان ساخت، شناسایی و مدیریت وابستگی‌ها به‌طور بهینه است. وابستگی‌ها در Yocto از طریق فایل‌های متا‌دیتا مانند .bb (دستورالعمل‌ها) و .bbclass (کلاس‌ها) تعریف می‌شوند. با استفاده از این متا‌دیتا، BitBake می‌تواند بسته‌ها و اجزاء مختلف پروژه را به‌طور بهینه ساخته و از ساخت مجدد بخش‌های غیر‌ضروری جلوگیری کند.

مدیریت وابستگی‌ها:

با استفاده از متا‌دیتا می‌توان وابستگی‌های بسته‌ها را مشخص کرده و به BitBake این امکان را داد که تنها بسته‌هایی که وابستگی‌هایشان تغییر کرده‌اند، مجدداً ساخته شوند.

DEPENDS = "package1 package2"  # تعیین وابستگی‌ها

۳. پیکربندی‌های بهینه برای ساخت

در فایل‌های متا‌دیتا، تنظیمات مختلفی وجود دارد که می‌توانند زمان ساخت را به‌طور چشمگیری بهینه کنند. برخی از این تنظیمات عبارتند از:

  • Optimization Flags (پرچم‌های بهینه‌سازی): استفاده از پرچم‌های بهینه‌سازی برای سیستم‌های هدف خاص می‌تواند زمان ساخت را کاهش دهد. به‌طور پیش‌فرض، Yocto از تنظیمات بهینه‌سازی استفاده می‌کند که می‌توان آن‌ها را در فایل‌های پیکربندی تغییر داد.
CFLAGS += "-O2"  # بهینه‌سازی برای سرعت
  • Parallelism (موازی‌سازی): BitBake این امکان را می‌دهد که فرآیند ساخت را به‌طور موازی انجام دهد، که باعث کاهش زمان ساخت می‌شود. این تنظیمات می‌توانند در فایل‌های پیکربندی اضافه شوند:
PARALLEL_MAKE = "-j 8"  # استفاده از 8 هسته برای ساخت موازی
BB_NUMBER_THREADS = "8"  # تعداد رشته‌های همزمان

۴. استفاده از دستور bitbake -c compile

در پروژه‌های بزرگ، اگر فقط به‌دنبال ساخت یک بخش خاص از پروژه هستید، می‌توانید از دستور bitbake -c compile برای محدود کردن فرآیند ساخت به یک مرحله خاص استفاده کنید. این روش می‌تواند زمان ساخت را کاهش دهد و فقط بخشی از فرآیند ساخت را اجرا کند که تغییر کرده است.

bitbake -c compile <recipe>

۵. استفاده از bitbake -k برای ساخت در صورت بروز خطا

همان‌طور که پیشتر اشاره شد، از دستور bitbake -k می‌توان برای ادامه ساخت پروژه حتی در صورت بروز خطاهای غیر‌بحرانی استفاده کرد. این دستور باعث می‌شود که ساخت بسته‌ها ادامه یابد و فقط بسته‌هایی که دچار خطای بحرانی هستند، متوقف شوند. این به شما کمک می‌کند که زمان ساخت پروژه را بهینه کنید و از توقف‌های غیرضروری جلوگیری کنید.

bitbake -k <target>

۶. استفاده از bitbake -e برای تجزیه و تحلیل متغیرها

با استفاده از دستور bitbake -e می‌توانید متغیرها و اطلاعات محیطی که BitBake از آن‌ها استفاده می‌کند را مشاهده کنید. این اطلاعات می‌توانند به شما کمک کنند تا تنظیمات پروژه خود را به‌طور دقیق‌تری بهینه کنید و از متا‌دیتا به بهترین نحو استفاده نمایید.

bitbake -e <recipe>

جمع‌بندی

استفاده بهینه از متا‌دیتا در Yocto و BitBake می‌تواند زمان ساخت پروژه‌ها را به‌طور چشمگیری کاهش دهد. با استفاده از کش‌ها، بهینه‌سازی تنظیمات پیکربندی، مدیریت وابستگی‌ها، و استفاده از دستورات خاص مانند bitbake -k و bitbake -e می‌توان به ساخت سریع‌تر و بهینه‌تری دست یافت. با توجه به پیچیدگی‌های پروژه‌های Yocto، توجه به جزئیات متا‌دیتا و تنظیمات مرتبط با آن، گام مهمی در بهینه‌سازی فرآیند ساخت است.[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

[cdb_course_lessons title=”بخش 4. ساخت سیستم‌عامل لینوکس”][cdb_course_lesson title=”فصل 1. مفاهیم کلی ساخت سیستم‌عامل لینوکس با Yocto”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”مقدمه‌ای بر فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس” subtitle=”توضیحات کامل”]سیستم‌عامل لینوکس یکی از پراستفاده‌ترین و انعطاف‌پذیرترین سیستم‌عامل‌های موجود برای دستگاه‌های مختلف است. از سرورها و کامپیوترهای دسکتاپ گرفته تا دستگاه‌های جاسازی‌شده (Embedded Devices)، همگی می‌توانند از لینوکس بهره‌مند شوند. اما ساخت یک سیستم‌عامل لینوکس سفارشی، نیازمند دانش کافی در مورد فرآیند ساخت، اجزای تشکیل‌دهنده سیستم‌عامل و ابزارهای مرتبط است.

این بخش به بررسی فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس با استفاده از Yocto Project، یکی از ابزارهای قدرتمند برای ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس، می‌پردازد. هدف از این آموزش، درک مفاهیم اولیه و ایجاد پایه‌ای محکم برای ورود به مراحل پیچیده‌تر ساخت و پیکربندی است.


اجزای اصلی سیستم‌عامل لینوکس

برای ساخت یک سیستم‌عامل لینوکس، باید اجزای زیر به دقت تنظیم و پیکربندی شوند:

  1. Kernel (هسته لینوکس): بخش مرکزی سیستم‌عامل که مدیریت سخت‌افزار، حافظه، پردازش‌ها و سایر منابع را برعهده دارد.
  2. Root Filesystem: شامل تمامی ابزارها، کتابخانه‌ها، و فایل‌های پیکربندی که سیستم‌عامل برای اجرا نیاز دارد.
  3. Bootloader (بارگذار): نرم‌افزاری که فرآیند راه‌اندازی سیستم را آغاز کرده و کنترل را به هسته منتقل می‌کند.
  4. User Space Applications: برنامه‌ها و سرویس‌هایی که کاربر یا سیستم برای عملکرد بهینه به آن‌ها نیاز دارد.

چرا از Yocto برای ساخت سیستم‌عامل لینوکس استفاده می‌کنیم؟

Yocto Project یک چارچوب متن‌باز است که ابزارها و روش‌هایی را برای ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس ارائه می‌دهد. دلایل استفاده از Yocto عبارتند از:

  • انعطاف‌پذیری: امکان ایجاد سیستم‌عامل‌های سبک و بهینه برای نیازهای خاص.
  • قابلیت پشتیبانی از معماری‌های مختلف: از جمله ARM، x86، PowerPC، و MIPS.
  • مدیریت آسان وابستگی‌ها: با استفاده از ابزارهایی مانند BitBake، مدیریت وابستگی‌ها و تنظیمات ساده‌تر می‌شود.
  • سازگاری بالا: Yocto با ابزارهای مختلف توسعه یکپارچه عمل می‌کند و می‌تواند در پروژه‌های صنعتی به کار رود.

مراحل اصلی ساخت سیستم‌عامل لینوکس

  1. انتخاب توزیع پایه: یکی از توزیع‌های پیشنهادی Yocto مانند Poky یا سفارشی‌سازی یک توزیع موجود.
  2. پیکربندی محیط ساخت: تنظیمات اولیه برای سخت‌افزار هدف، معماری پردازنده، و بسته‌های مورد نیاز.
  3. ساخت Kernel: پیکربندی و کامپایل هسته لینوکس متناسب با سخت‌افزار هدف.
  4. ایجاد Root Filesystem: افزودن ابزارها و سرویس‌های مورد نیاز به فایل‌سیستم.
  5. پیکربندی Bootloader: تنظیم Bootloader مانند U-Boot برای راه‌اندازی سیستم.
  6. ساخت ایمیج: ایجاد یک فایل ایمیج که برای نصب و اجرا روی دستگاه هدف استفاده می‌شود.
  7. آزمایش و بهینه‌سازی: بررسی عملکرد ایمیج ساخته شده و رفع اشکالات احتمالی.

جمع‌بندی

ساخت سیستم‌عامل لینوکس، فرآیندی پیچیده اما جذاب است که به شما امکان می‌دهد یک سیستم‌عامل کاملاً سفارشی متناسب با نیازهای پروژه خود ایجاد کنید. Yocto Project این فرآیند را با ارائه ابزارها و چارچوب‌های مناسب تسهیل کرده و امکان مدیریت تمامی جنبه‌های ساخت را فراهم می‌کند. در ادامه، به جزئیات بیشتر درباره اجزای مختلف و نحوه استفاده از Yocto برای ساخت یک سیستم‌عامل لینوکس می‌پردازیم.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”ارتباط بین تصاویر لینوکس و توزیع‌های سفارشی” subtitle=”توضیحات کامل”]ایجاد تصاویر لینوکس و توزیع‌های سفارشی یکی از مراحل مهم در فرآیند توسعه سیستم‌عامل لینوکس است. این بخش به بررسی مفاهیم اصلی تصاویر لینوکس، نقش آن‌ها در توزیع‌های سفارشی و نحوه استفاده از ابزارهایی مانند Yocto برای ساخت این تصاویر می‌پردازد.


تصویر لینوکس (Linux Image) چیست؟

تصویر لینوکس یک فایل باینری است که شامل تمامی اجزای مورد نیاز برای راه‌اندازی و اجرای یک سیستم‌عامل لینوکس روی سخت‌افزار هدف است. این تصویر معمولاً شامل موارد زیر است:

  1. Bootloader: نرم‌افزاری که فرآیند بوت سیستم را آغاز می‌کند.
  2. Kernel (هسته لینوکس): بخش اصلی سیستم‌عامل که مستقیماً با سخت‌افزار در تعامل است.
  3. Root Filesystem: شامل ابزارها، کتابخانه‌ها، و فایل‌های مورد نیاز برای عملکرد سیستم.
  4. پیکربندی‌های سفارشی: تنظیمات خاصی که برای دستگاه هدف و نیازهای پروژه طراحی شده‌اند.

توزیع لینوکس (Linux Distribution) چیست؟

توزیع لینوکس یک بسته‌بندی کامل از هسته لینوکس به همراه نرم‌افزارها، کتابخانه‌ها، و ابزارهای مدیریت است. توزیع‌های عمومی مانند اوبونتو و دبیان برای استفاده عمومی طراحی شده‌اند، اما توزیع‌های سفارشی برای نیازهای خاصی مانند دستگاه‌های جاسازی‌شده (Embedded Devices) ایجاد می‌شوند.


تفاوت بین تصویر لینوکس و توزیع لینوکس

ویژگی تصویر لینوکس توزیع لینوکس
هدف برای نصب یا اجرا روی سخت‌افزار خاص بسته‌بندی کامل برای استفاده عمومی
محتوا شامل Kernel، RootFS، و Bootloader شامل نرم‌افزارهای بیشتر و ابزارهای مدیریتی
انعطاف‌پذیری برای اهداف خاص سفارشی‌سازی می‌شود عمومی‌تر و برای طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها است

نقش تصاویر لینوکس در توزیع‌های سفارشی

تصاویر لینوکس یکی از بخش‌های اصلی یک توزیع سفارشی هستند. این تصاویر تعیین می‌کنند که توزیع چگونه روی سخت‌افزار هدف اجرا می‌شود و چه امکاناتی را ارائه می‌دهد. در یک توزیع سفارشی، تصویر لینوکس شامل تنظیمات و نرم‌افزارهایی است که دقیقاً با نیازهای پروژه مطابقت دارند.

مزایای استفاده از تصاویر لینوکس در توزیع‌های سفارشی:

  • انعطاف‌پذیری: امکان حذف یا اضافه کردن بسته‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد.
  • سبک بودن: حذف نرم‌افزارهای غیرضروری برای کاهش حجم تصویر.
  • پایداری: بهینه‌سازی تنظیمات برای افزایش پایداری سیستم.

ایجاد تصاویر سفارشی با Yocto

Yocto Project به عنوان یک چارچوب قدرتمند برای ایجاد توزیع‌های سفارشی، ابزارهای لازم برای ساخت تصاویر لینوکس سفارشی را ارائه می‌دهد. مراحل اصلی ایجاد تصویر لینوکس با Yocto عبارتند از:

  1. انتخاب توزیع پایه: مانند Poky، که به عنوان پایه اصلی برای پروژه شما عمل می‌کند.
  2. تنظیمات متا‌دیتا: تعریف متغیرها و تنظیمات مربوط به هسته، RootFS، و بسته‌های مورد نیاز.
  3. افزودن بسته‌های سفارشی: انتخاب و اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری مورد نیاز.
  4. کامپایل تصویر: استفاده از BitBake برای ساخت تصویر لینوکس نهایی.

جمع‌بندی

تصاویر لینوکس و توزیع‌های سفارشی، دو عنصر کلیدی در فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس هستند. تصاویر لینوکس به عنوان هسته اصلی یک توزیع سفارشی عمل کرده و با توجه به نیازهای پروژه طراحی و تنظیم می‌شوند. با استفاده از ابزارهایی مانند Yocto، می‌توان تصاویر و توزیع‌های سفارشی را بهینه، پایدار و مناسب برای اهداف خاص ساخت و توسعه داد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” title=”معماری سیستم ساخت Yocto و نحوه تعامل اجزای مختلف” subtitle=”توضیحات کامل”]سیستم ساخت Yocto یک چارچوب قدرتمند و ماژولار برای ایجاد توزیع‌های سفارشی لینوکس است که به‌طور خاص برای سیستم‌های تعبیه‌شده طراحی شده است. معماری این سیستم به گونه‌ای طراحی شده که اجزای مختلف به صورت یکپارچه با یکدیگر تعامل داشته باشند تا فرآیند ساخت بهینه، انعطاف‌پذیر و تکرارپذیر باشد.


اجزای اصلی معماری Yocto

معماری Yocto از چندین جزء کلیدی تشکیل شده که هرکدام نقش خاصی در فرآیند ساخت ایفا می‌کنند:

1. BitBake

  • وظیفه: BitBake قلب سیستم ساخت Yocto است و وظیفه مدیریت و اجرای دستورالعمل‌های ساخت (Recipes) را بر عهده دارد.
  • عملکرد:
    • پردازش فایل‌های متا‌دیتا (Metadata) و دستورالعمل‌ها.
    • مدیریت وابستگی‌ها و ترتیب ساخت بسته‌ها.
    • تولید ایمیج‌ها و فایل‌های مورد نیاز برای سیستم هدف.

2. Poky

  • وظیفه: Poky به عنوان توزیع مرجع Yocto عمل می‌کند و شامل ابزارهای لازم، دستورالعمل‌های پایه، و متا‌دیتای پیش‌فرض است.
  • اجزا:
    • Toolchain: مجموعه‌ای از ابزارهای کامپایل و لینک.
    • Meta Layers: شامل فایل‌های متا‌دیتا برای تنظیمات و بسته‌های مختلف.

3. Meta Layers (لایه‌ها)

  • وظیفه: لایه‌ها ساختار ماژولار پروژه را فراهم می‌کنند و شامل تنظیمات، دستورالعمل‌ها، و اطلاعات مربوط به بسته‌ها هستند.
  • انواع لایه‌ها:
    • Meta-OpenEmbedded: شامل بسته‌های عمومی برای پروژه‌های مختلف.
    • Meta-Layer‌های سفارشی: برای نیازهای خاص پروژه ایجاد می‌شوند.

4. OE-Core (OpenEmbedded Core)

  • وظیفه: هسته اصلی Yocto شامل دستورالعمل‌ها و متا‌دیتای پایه است.
  • ویژگی‌ها: شامل تنظیمات اولیه برای سیستم ساخت و توزیع‌های پایه.

5. Toolchains

  • وظیفه: مجموعه ابزارهای مورد نیاز برای کامپایل و لینک برنامه‌ها برای معماری هدف.
  • ویژگی‌ها: شامل GCC، Binutils، و ابزارهای دیگر.

6. Recipes (دستورالعمل‌ها)

  • وظیفه: دستورالعمل‌ها اطلاعات لازم برای ساخت بسته‌ها را فراهم می‌کنند.
  • ساختار: شامل نام بسته، نسخه، وابستگی‌ها، و تنظیمات خاص.

7. Sstate Cache

  • وظیفه: ذخیره خروجی‌های کامپایل برای بهینه‌سازی زمان ساخت.
  • ویژگی‌ها: جلوگیری از ساخت مجدد بخش‌هایی که قبلاً ساخته شده‌اند.

8. Conf Files (فایل‌های تنظیمات)

  • وظیفه: فایل‌های تنظیمات شامل اطلاعات مربوط به محیط ساخت و تنظیمات پیش‌فرض پروژه هستند.
  • ویژگی‌ها:
    • local.conf برای تنظیمات محلی.
    • bblayers.conf برای مدیریت لایه‌ها.

نحوه تعامل اجزای مختلف

تعامل بین اجزای معماری Yocto به صورت زیر انجام می‌شود:

  1. مدیریت متا‌دیتا:
    • متا‌دیتا از طریق فایل‌های تنظیمات و لایه‌ها به BitBake ارائه می‌شود.
    • دستورالعمل‌ها و متغیرها از فایل‌های تنظیمات پردازش می‌شوند.
  2. پردازش توسط BitBake:
    • BitBake دستورالعمل‌ها را اجرا کرده و وابستگی‌ها را مدیریت می‌کند.
    • این ابزار با استفاده از متا‌دیتا بسته‌ها را در ترتیب مناسب کامپایل می‌کند.
  3. ساخت ایمیج:
    • BitBake با استفاده از اطلاعات ارائه‌شده، ایمیج نهایی شامل Kernel، RootFS، و Bootloader را تولید می‌کند.
    • ابزارهای جانبی مانند Toolchain برای تسهیل فرآیند توسعه فراهم می‌شوند.
  4. ذخیره‌سازی Cache:
    • خروجی‌های ساخته‌شده در Sstate Cache ذخیره می‌شوند.
    • در ساخت‌های بعدی، بخش‌های تکراری از Cache بازیابی می‌شوند.

تصویر کلی معماری Yocto

+--------------------------+
|      Build Host          |
|                          |
| +----------------------+ |   +-------------------+
| |      BitBake         |<----|    Recipes        |
| +----------------------+ |   +-------------------+
|         ^                 |
|         |                 |
| +----------------------+ |   +-------------------+
| |    Meta Layers       |<----|  Conf Files       |
| +----------------------+ |   +-------------------+
|         ^                 |
|         |                 |
| +----------------------+ |   +-------------------+
| |    Toolchains        |<----|   Sstate Cache    |
| +----------------------+ |   +-------------------+
|                          |
+--------------------------+

جمع‌بندی

معماری Yocto شامل اجزای مختلفی است که به صورت یکپارچه برای ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی با استفاده از متا‌دیتا، دستورالعمل‌ها و ابزارهای کامپایل همکاری می‌کنند. تعامل این اجزا باعث می‌شود فرآیند ساخت بهینه، قابل اطمینان و مناسب برای پروژه‌های پیچیده باشد. ابزارهایی مانند BitBake و Sstate Cache نقش کلیدی در مدیریت وابستگی‌ها و تسریع زمان ساخت دارند و Yocto را به ابزاری قدرتمند برای توسعه سیستم‌های تعبیه‌شده تبدیل می‌کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 2. ساخت یک تصویر لینوکس با Yocto”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”انتخاب توزیع مناسب (مثلاً Poky، اوبونتو و…)” subtitle=”توضیحات کامل”]انتخاب توزیع مناسب یکی از مراحل کلیدی در فرآیند ساخت یک سیستم‌عامل لینوکس با استفاده از پروژه Yocto است. توزیع مناسب باید با نیازهای پروژه، معماری سخت‌افزاری و اهداف کلی سازگار باشد. Yocto به شما اجازه می‌دهد توزیع‌های سفارشی را تعریف کنید، اما در مراحل اولیه، انتخاب یک توزیع پایه مانند Poky می‌تواند نقطه شروعی مناسب باشد.


معیارهای انتخاب توزیع مناسب

برای انتخاب توزیع مناسب، باید معیارهای زیر را در نظر بگیرید:

1. سازگاری با سخت‌افزار هدف

  • معماری سخت‌افزار (مانند ARM، x86، MIPS).
  • منابع سخت‌افزاری موجود (CPU، RAM، ذخیره‌سازی).

2. نیازهای نرم‌افزاری پروژه

  • بسته‌های مورد نیاز (مانند سرویس‌های خاص یا کتابخانه‌ها).
  • اندازه و پیچیدگی Root Filesystem.

3. سطح سفارشی‌سازی مورد نظر

  • آیا به توزیعی پایه با تنظیمات پیش‌فرض نیاز دارید یا باید از صفر توزیع را تنظیم کنید؟
  • ابزارها و اجزای موجود در توزیع پایه.

4. سهولت استفاده و پشتیبانی

  • وجود مستندات مناسب.
  • جامعه کاربری و پشتیبانی فعال.

5. هدف نهایی پروژه

  • استفاده در سیستم‌های تعبیه‌شده.
  • توسعه نرم‌افزار.
  • توزیع عمومی یا پروژه‌های خاص.

گزینه‌های رایج برای توزیع‌های پایه در پروژه Yocto

1. Poky

  • توضیح: Poky توزیع مرجع Yocto است که به صورت پیش‌فرض ارائه می‌شود.
  • ویژگی‌ها:
    • شامل تمام ابزارهای لازم برای ساخت و مدیریت سیستم‌عامل.
    • ساده و مناسب برای شروع پروژه‌های جدید.
    • قابلیت گسترش و سفارشی‌سازی بالا.
  • مزایا:
    • مستندات کامل و پشتیبانی رسمی.
    • انعطاف‌پذیری بالا برای پروژه‌های سفارشی.
  • معایب:
    • برای پروژه‌های پیچیده‌تر ممکن است نیاز به تنظیمات بیشتر داشته باشید.

2. Ubuntu یا Debian (در قالب Yocto)

  • توضیح: توزیع‌هایی مانند Ubuntu و Debian نیز می‌توانند به عنوان پایه در پروژه Yocto مورد استفاده قرار گیرند، اما با سفارشی‌سازی کمتر نسبت به Poky.
  • ویژگی‌ها:
    • مناسب برای سیستم‌هایی که نیاز به بسته‌های عمومی دارند.
    • استفاده آسان برای توسعه‌دهندگانی که با این توزیع‌ها آشنا هستند.
  • مزایا:
    • کتابخانه‌های گسترده و بسته‌های نرم‌افزاری از پیش آماده.
    • پشتیبانی گسترده در جامعه کاربری.
  • معایب:
    • حجم بالاتر Root Filesystem.
    • محدودیت در سفارشی‌سازی به نسبت Poky.

3. OpenEmbedded Layers

  • توضیح: Yocto از لایه‌های OpenEmbedded پشتیبانی می‌کند که می‌توانند برای ایجاد توزیع‌های خاص و سبک استفاده شوند.
  • ویژگی‌ها:
    • انتخاب بسته‌ها و تنظیمات به صورت کاملاً سفارشی.
    • مناسب برای سیستم‌های تعبیه‌شده با منابع محدود.
  • مزایا:
    • انعطاف‌پذیری بسیار بالا.
    • امکان کاهش اندازه و بهینه‌سازی سیستم.
  • معایب:
    • نیاز به تجربه و دانش پیشرفته در کار با Yocto.

4. توزیع‌های دیگر (مانند Buildroot)

  • توضیح: ابزارهایی مانند Buildroot نیز می‌توانند جایگزین Yocto باشند، اما برای پروژه‌های ساده‌تر مناسب‌تر هستند.
  • ویژگی‌ها:
    • مناسب برای پروژه‌های کوچک و سریع.
    • ساده‌تر نسبت به Yocto.
  • مزایا:
    • فرآیند ساده‌تر برای ایجاد سیستم‌عامل.
  • معایب:
    • قابلیت‌های محدودتر نسبت به Yocto.

مقایسه بین Poky و توزیع‌های دیگر

معیار Poky Ubuntu/Debian OpenEmbedded Layers Buildroot
انعطاف‌پذیری بسیار بالا متوسط بسیار بالا محدود
سادگی شروع مناسب بسیار آسان نیاز به تجربه بسیار آسان
اندازه فایل‌ها کوچک بزرگ کوچک کوچک
جامعه پشتیبانی گسترده بسیار گسترده متوسط محدود

نکات کلیدی در انتخاب

  1. اگر پروژه شما تازه‌کار است: از Poky استفاده کنید، زیرا مستندات گسترده‌ای دارد و نقطه شروع مناسبی ارائه می‌دهد.
  2. اگر به بسته‌های عمومی نیاز دارید: توزیع‌هایی مانند Ubuntu یا Debian را انتخاب کنید.
  3. اگر سیستم سبک و بهینه نیاز دارید: از OpenEmbedded Layers بهره ببرید.
  4. اگر پروژه ساده است: از Buildroot استفاده کنید.

جمع‌بندی

انتخاب توزیع مناسب در پروژه‌های Yocto به نیازهای پروژه و سطح تجربه تیم بستگی دارد. Poky معمولاً گزینه‌ای عالی برای شروع است، زیرا انعطاف‌پذیری و پشتیبانی گسترده‌ای ارائه می‌دهد. با این حال، اگر نیازهای خاصی دارید، توزیع‌هایی مانند Ubuntu/Debian یا حتی ساخت لایه‌های اختصاصی OpenEmbedded ممکن است گزینه‌های بهتری باشند. برای پروژه‌های ساده‌تر، ابزارهایی مانند Buildroot می‌توانند راه‌حل ساده‌تری ارائه دهند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات پیش‌فرض و آماده‌سازی محیط ساخت در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مهم‌ترین مراحل در استفاده از Yocto Project، آماده‌سازی محیط ساخت و تنظیمات پیش‌فرض برای ایجاد یک سیستم‌عامل سفارشی است. این فرآیند شامل تنظیم ابزارها، آماده‌سازی متغیرهای ساخت، و اجرای پیش‌نیازهای ضروری است. در ادامه، این بخش را به صورت گام‌به‌گام بررسی می‌کنیم.


1. پیش‌نیازهای سیستم میزبان

قبل از شروع، سیستم میزبان باید پیش‌نیازهای زیر را داشته باشد:

1.1. سیستم‌عامل میزبان

  • سیستم‌عامل لینوکسی مانند:
    • Ubuntu 20.04/22.04
    • Debian 10/11
    • CentOS یا Fedora
  • توصیه می‌شود از نسخه‌های LTS برای پایداری بیشتر استفاده کنید.

1.2. بسته‌های مورد نیاز

اجرای دستورات زیر بسته‌های لازم را نصب می‌کند:

sudo apt update
sudo apt install -y gawk wget git diffstat unzip texinfo gcc \
    build-essential chrpath socat libsdl1.2-dev xterm \
    python3 python3-pip python3-pexpect
  • این بسته‌ها شامل ابزارهای ساخت، مدیریت فایل‌ها و وابستگی‌ها هستند.

1.3. کنترل نسخه Git

Yocto برای مدیریت سورس‌کد و دریافت مخازن از Git استفاده می‌کند. اطمینان حاصل کنید که Git به‌روز است:

git --version

1.4. حجم فضای دیسک

  • برای یک پروژه معمولی Yocto حداقل 50 گیگابایت فضای خالی نیاز دارید.

2. دریافت سورس‌کد Yocto

برای شروع، باید سورس‌کد Yocto و لایه‌های مرتبط را دانلود کنید. این کار معمولاً با کلون کردن مخزن اصلی انجام می‌شود:

git clone git://git.yoctoproject.org/poky.git
cd poky
git checkout <branch-name>
  • مثال برای کلون کردن نسخه dunfell:
    git checkout dunfell

3. آماده‌سازی محیط ساخت

Yocto از اسکریپت oe-init-build-env برای تنظیم محیط استفاده می‌کند:

3.1. اجرای اسکریپت محیط

source oe-init-build-env
  • این اسکریپت دایرکتوری build را ایجاد و متغیرهای محیطی لازم را تنظیم می‌کند.
  • با اجرای این دستور، به دایرکتوری ساخت هدایت می‌شوید.

3.2. ساختار دایرکتوری Yocto

پس از اجرای اسکریپت، ساختار زیر در دایرکتوری شما ایجاد می‌شود:

build/
├── conf/
│   ├── bblayers.conf
│   └── local.conf
├── downloads/
├── sstate-cache/
├── tmp/
  • conf/: شامل تنظیمات پروژه.
  • downloads/: محلی برای دانلود سورس‌کدها.
  • sstate-cache/: کش برای سرعت بخشیدن به فرآیند ساخت.
  • tmp/: دایرکتوری موقت که خروجی‌ها و فایل‌های میانی در آن ذخیره می‌شوند.

4. تنظیم فایل‌های پیکربندی

دو فایل کلیدی برای تنظیم محیط ساخت وجود دارند:

4.1. local.conf

  • این فایل شامل تنظیمات مربوط به پروژه است.
  • متغیرهای مهم:
    MACHINE = "qemux86-64"   # معماری هدف
    DISTRO = "poky"          # توزیع پایه
    BB_NUMBER_THREADS = "4"  # تعداد رشته‌های پردازشی
    PARALLEL_MAKE = "-j4"    # تعداد پردازش‌های موازی

4.2. bblayers.conf

  • این فایل مشخص می‌کند کدام لایه‌ها در پروژه فعال هستند:
    BBLAYERS ?= " \
      /path/to/poky/meta \
      /path/to/poky/meta-poky \
      /path/to/poky/meta-yocto-bsp \
    "

5. بررسی متغیرهای محیطی

Yocto از متغیرهای بسیاری برای تنظیم فرآیند ساخت استفاده می‌کند. برخی از متغیرهای کلیدی:

  • MACHINE: مشخص‌کننده سخت‌افزار هدف (مانند qemux86 یا beaglebone).
  • DISTRO: تعیین‌کننده توزیع لینوکس (مانند poky).
  • IMAGE_FSTYPES: فرمت‌های ایمیج خروجی (مانند ext4, tar, iso).

6. تست محیط ساخت

برای اطمینان از صحت تنظیمات، یک فرآیند ساخت ساده را اجرا کنید:

6.1. ساخت ایمیج تستی

bitbake core-image-minimal
  • این دستور یک ایمیج کوچک لینوکس می‌سازد.

6.2. بررسی خروجی

پس از تکمیل فرآیند، فایل ایمیج در مسیر زیر قرار می‌گیرد:

build/tmp/deploy/images/<machine-name>/

7. نکات بهینه‌سازی اولیه

  • استفاده از Sstate Cache برای افزایش سرعت ساخت.
  • تنظیم BB_NUMBER_THREADS و PARALLEL_MAKE بر اساس توان پردازشی سیستم میزبان.
  • به‌روزرسانی منظم Yocto و لایه‌های استفاده‌شده.

جمع‌بندی

تنظیمات پیش‌فرض و آماده‌سازی محیط ساخت در Yocto یکی از مهم‌ترین مراحل شروع پروژه است. با رعایت پیش‌نیازها، اجرای صحیح اسکریپت‌های آماده‌سازی و تنظیم دقیق متغیرها، می‌توانید محیطی پایدار و بهینه برای ساخت سیستم‌عامل لینوکس سفارشی خود ایجاد کنید. Yocto انعطاف‌پذیری بالایی دارد و این مرحله پایه‌ای برای موفقیت در پروژه‌های پیچیده‌تر است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بررسی متغیرهای پیکربندی مربوط به ساخت تصویر در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]Yocto Project با استفاده از متغیرهای پیکربندی، فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس را کنترل می‌کند. این متغیرها در فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و لایه‌های پروژه تعریف می‌شوند و نحوه تولید ایمیج نهایی، مدیریت بسته‌ها، و تنظیمات سخت‌افزاری را مشخص می‌کنند. در این بخش به بررسی متغیرهای کلیدی و تأثیر آن‌ها بر فرآیند ساخت تصویر می‌پردازیم.


1. متغیرهای اصلی ساخت تصویر

1.1. MACHINE

  • مشخص‌کننده سخت‌افزار هدفی که ایمیج برای آن ساخته می‌شود.
  • معمولاً برای هر سخت‌افزار، تنظیمات خاصی مانند بوت‌لودر و کرنل تعیین می‌شود.
  • مثال:
    MACHINE = "qemux86-64"   # برای معماری 64 بیتی x86
    MACHINE = "raspberrypi4" # برای Raspberry Pi 4

1.2. DISTRO

  • تعیین‌کننده توزیع لینوکسی مورد استفاده.
  • توزیع‌ها می‌توانند شامل تنظیمات خاصی برای بسته‌ها و سیاست‌های ساخت باشند.
  • مثال:
    DISTRO = "poky"          # توزیع پیش‌فرض Yocto
    DISTRO = "nodistro"      # توزیعی بدون تنظیمات اضافی

1.3. IMAGE_FSTYPES

  • مشخص‌کننده نوع فایل سیستم ایمیج خروجی.
  • مقادیر متداول:
    • ext4: سیستم فایل استاندارد برای لینوکس.
    • iso: ایمیج قابل بوت برای CD/DVD.
    • tar: فایل فشرده RootFS.
  • مثال:
    IMAGE_FSTYPES = "ext4 tar.gz"

1.4. IMAGE_INSTALL

  • لیستی از بسته‌هایی که باید در Root Filesystem ایمیج گنجانده شوند.
  • برای اضافه کردن بسته‌ها به صورت سفارشی:
    IMAGE_INSTALL += "nano vim"

2. متغیرهای مرتبط با فرآیند ساخت

2.1. BB_NUMBER_THREADS

  • تعداد رشته‌های پردازشی موازی که BitBake استفاده می‌کند.
  • مقدار مناسب این متغیر وابسته به تعداد هسته‌های CPU است.
  • مثال:
    BB_NUMBER_THREADS = "4"

2.2. PARALLEL_MAKE

  • تعداد پردازش‌های موازی که در حین ساخت بسته‌ها اجرا می‌شود.
  • مشابه BB_NUMBER_THREADS، باید متناسب با توان پردازشی سیستم باشد.
  • مثال:
    PARALLEL_MAKE = "-j4"

2.3. TMPDIR

  • محل ذخیره فایل‌های موقت حین فرآیند ساخت.
  • تغییر مسیر پیش‌فرض به محلی با فضای کافی:
    TMPDIR = "/mnt/yocto-tmp"

3. متغیرهای مرتبط با بسته‌ها و لایه‌ها

3.1. BBLAYERS

  • مشخص‌کننده لایه‌هایی که در فرآیند ساخت استفاده می‌شوند.
  • لایه‌ها شامل متادیتا، تنظیمات بسته‌ها و تنظیمات توزیع هستند.
  • مثال:
    BBLAYERS ?= " \
        /path/to/poky/meta \
        /path/to/poky/meta-poky \
        /path/to/poky/meta-yocto-bsp \
    "

3.2. PACKAGE_CLASSES

  • مشخص‌کننده فرمت بسته‌های تولیدشده.
  • گزینه‌های متداول:
    • package_ipk: استفاده از فرمت IPK (مناسب برای دستگاه‌های امبدد).
    • package_rpm: استفاده از RPM.
    • package_deb: استفاده از DEB.
  • مثال:
    PACKAGE_CLASSES = "package_ipk"

3.3. BB_GENERATE_MIRROR_TARBALLS

  • اگر مقدار این متغیر روی 1 تنظیم شود، tarball‌هایی از سورس کدها تولید می‌شود.
  • این tarball‌ها می‌توانند برای مدیریت وابستگی‌ها در پروژه‌های بزرگ مفید باشند.

4. متغیرهای پیشرفته

4.1. EXTRA_IMAGE_FEATURES

  • امکانات اضافی که باید در تصویر اضافه شوند، مانند ابزارهای دیباگ یا SSH.
  • مثال:
    EXTRA_IMAGE_FEATURES = "debug-tweaks ssh-server-dropbear"

4.2. INHERIT

  • مشخص‌کننده کلاس‌هایی که باید به پروژه اضافه شوند.
  • مثال:
    INHERIT += "rm_work" # برای حذف فایل‌های موقت پس از ساخت

4.3. DL_DIR

  • محل ذخیره سورس‌کدهای دانلود شده.
  • مثال:
    DL_DIR = "/path/to/downloads"

5. فایل‌های کلیدی پیکربندی

5.1. local.conf

  • محل تعریف متغیرهای عمومی پروژه.

5.2. bblayers.conf

  • محل تعریف لایه‌های استفاده‌شده در پروژه.

5.3. conf/machine/<machine>.conf

  • تنظیمات سخت‌افزار هدف در این فایل‌ها تعریف می‌شود.

جمع‌بندی

متغیرهای پیکربندی در Yocto نقشی کلیدی در مدیریت فرآیند ساخت تصویر دارند. آگاهی از متغیرهای اصلی و نحوه استفاده از آن‌ها به شما این امکان را می‌دهد که فرآیند ساخت را متناسب با نیازهای پروژه خود بهینه‌سازی کنید. بررسی دقیق و تغییر این متغیرها باعث تولید ایمیج‌های سفارشی و کاهش زمان ساخت خواهد شد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 3. تعریف و سفارشی‌سازی Root Filesystem”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”معرفی مفهوم Root Filesystem در سیستم‌عامل‌های لینوکس” subtitle=”توضیحات کامل”]در سیستم‌عامل لینوکس، Root Filesystem (سیستم فایل ریشه) پایه و اساس ساختار فایل سیستم است و شامل تمام فایل‌ها و دایرکتوری‌هایی است که برای اجرای سیستم‌عامل و برنامه‌های آن نیاز است. این سیستم فایل به عنوان نقطه شروع سلسله‌مراتب فایل‌ها در لینوکس عمل می‌کند و تمامی دایرکتوری‌ها و فایل‌های سیستم، مستقیماً یا به‌طور غیرمستقیم از آن منشعب می‌شوند.


1. مفهوم Root Filesystem

  • Root Filesystem یا به اختصار RootFS، سیستمی است که شامل فایل‌ها و دایرکتوری‌های اصلی سیستم‌عامل است.
  • این سیستم فایل در مسیر / (root) قرار دارد و همه بخش‌های دیگر فایل سیستم به آن متصل می‌شوند.
  • بدون وجود یک Root Filesystem، سیستم‌عامل لینوکس نمی‌تواند اجرا شود.

2. ساختار کلی Root Filesystem

یک RootFS استاندارد معمولاً شامل دایرکتوری‌های زیر است:

  • /bin: حاوی دستورات و ابزارهای اجرایی پایه‌ای (مانند ls، cp و mkdir).
  • /sbin: شامل ابزارهای مدیریتی و سیستمی برای مدیر سیستم.
  • /lib: کتابخانه‌های ضروری که توسط برنامه‌ها و کرنل استفاده می‌شوند.
  • /etc: فایل‌های پیکربندی سیستم.
  • /dev: دستگاه‌های سیستم به‌صورت فایل‌های خاص (مانند دیسک‌ها و ترمینال‌ها).
  • /tmp: فایل‌های موقت که توسط برنامه‌ها استفاده می‌شوند.
  • /usr: شامل ابزارها و برنامه‌های کاربردی بیشتر.
  • /var: فایل‌های متغیر مانند لاگ‌ها و اطلاعات موقتی.
  • /home: دایرکتوری‌های کاربران.
  • /proc و /sys: فایل سیستم‌های مجازی برای اطلاعات کرنل و سخت‌افزار.

3. نقش Root Filesystem در لینوکس

  • راه‌اندازی سیستم: پس از بارگذاری کرنل، RootFS اولین بخش از سیستم فایل است که برای اجرای سیستم‌عامل بارگذاری می‌شود.
  • میزبانی برنامه‌ها: RootFS شامل ابزارها و برنامه‌های اولیه برای مدیریت سیستم است.
  • ارائه محیط اولیه: تمام ابزارها و فایل‌های ضروری برای اجرا و مدیریت سیستم در RootFS قرار دارند.

4. انواع Root Filesystem

RootFS می‌تواند به روش‌های مختلفی پیاده‌سازی شود:

  • سیستم فایل‌های محلی: بر روی دیسک‌های فیزیکی مانند EXT4، XFS یا Btrfs.
  • سیستم فایل‌های مجازی: مانند initramfs یا initrd که برای فرآیند بوت استفاده می‌شوند.
  • شبکه‌ای (NFS): RootFS می‌تواند از طریق شبکه بارگذاری شود.

5. ساخت و سفارشی‌سازی Root Filesystem

برای پروژه‌های مختلف، خصوصاً در سیستم‌های تعبیه‌شده (Embedded Systems)، RootFS می‌تواند سفارشی‌سازی شود:

  • حدف بخش‌های غیرضروری: برای کاهش حجم.
  • اضافه کردن نرم‌افزارهای سفارشی: مانند سرویس‌های خاص یا کتابخانه‌های اضافی.
  • پیکربندی اولیه سیستم: تنظیم فایل‌های /etc مانند fstab و network/interfaces.

6. مراحل ایجاد RootFS

برای ساخت Root Filesystem در پروژه‌های لینوکس:

  1. انتخاب ابزار مناسب: مانند Yocto، Buildroot یا ابزارهای دستی.
  2. تعریف ساختار دایرکتوری: دایرکتوری‌ها و فایل‌های موردنیاز را مشخص کنید.
  3. اضافه کردن نرم‌افزارها: برنامه‌ها و ابزارهای موردنیاز را در RootFS قرار دهید.
  4. تنظیم پیکربندی‌ها: فایل‌های پیکربندی مانند inittab و fstab را تنظیم کنید.
  5. ساخت ایمیج RootFS: فایل سیستم را به فرمت مناسب (مانند tar.gz یا ext4) تولید کنید.

7. اهمیت Root Filesystem در سیستم‌های تعبیه‌شده

در سیستم‌های تعبیه‌شده، حجم و کارایی RootFS بسیار اهمیت دارد:

  • بهینه‌سازی حجم: حذف فایل‌ها و برنامه‌های غیرضروری.
  • عملکرد بالا: استفاده از سیستم فایل‌هایی با زمان دسترسی سریع.
  • پایداری: طراحی فایل سیستم برای مقاومت در برابر خرابی‌های احتمالی.

جمع‌بندی

Root Filesystem قلب سیستم‌عامل لینوکس است که شامل تمام اجزای حیاتی برای اجرا و مدیریت سیستم است. در پروژه‌های لینوکسی، خصوصاً برای سیستم‌های تعبیه‌شده، آشنایی با ساختار و نحوه سفارشی‌سازی RootFS اهمیت بسیاری دارد. مدیریت صحیح RootFS می‌تواند تأثیر مستقیمی بر کارایی، حجم و قابلیت اطمینان سیستم داشته باشد.

 [/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”سفارشی‌سازی RootFS برای نیازهای خاص پروژه” subtitle=”توضیحات کامل”]Root Filesystem (RootFS) در سیستم‌های لینوکسی، به عنوان بخشی اساسی از سیستم‌عامل، شامل تمام ابزارها و فایل‌های لازم برای اجرای سیستم است. در پروژه‌های خاص، به ویژه در سیستم‌های تعبیه‌شده یا embedded، ممکن است نیاز به سفارشی‌سازی این بخش از سیستم برای تأمین نیازهای خاص وجود داشته باشد. این سفارشی‌سازی می‌تواند شامل تغییرات در ساختار فایل سیستم، انتخاب نرم‌افزارهای خاص، کاهش حجم، و بهینه‌سازی برای عملکرد باشد.


1. تعیین نیازهای خاص پروژه

برای سفارشی‌سازی RootFS، اولین گام این است که نیازهای خاص پروژه مشخص شوند. این نیازها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

  • اندازه کوچک: برای استفاده در دستگاه‌های با منابع محدود.
  • عملکرد بالا: برای سیستم‌هایی که نیاز به پردازش سریع دارند.
  • امنیت بالا: برای پروژه‌هایی که امنیت اولویت اصلی است.
  • پشتیبانی از سخت‌افزار خاص: برای سیستم‌هایی که با سخت‌افزار خاصی کار می‌کنند.
  • پشتیبانی از نرم‌افزارهای خاص: برای پروژه‌هایی که به نرم‌افزارهای خاصی نیاز دارند.

2. کاهش حجم RootFS

برای سیستم‌هایی که محدودیت ذخیره‌سازی دارند، یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در سفارشی‌سازی RootFS کاهش حجم آن است. روش‌های کاهش حجم شامل:

  • حذف بسته‌های غیرضروری: حذف ابزارهایی که در فرآیند اجرایی یا توسعه استفاده نمی‌شوند.
  • انتخاب ابزارهای سبک‌تر: استفاده از نسخه‌های کم‌حجم‌تر از ابزارها مانند busybox به جای ابزارهای کامل‌تر.
  • فشرده‌سازی فایل‌ها: استفاده از فرمت‌های فشرده برای ذخیره‌سازی فایل‌ها مانند xz یا gzip.
  • استفاده از فریم‌ورک‌های ساخت سبک: استفاده از ابزارهایی مانند Yocto و Buildroot برای ساخت و سفارشی‌سازی RootFS.

3. انتخاب نرم‌افزارها و بسته‌ها

سفارشی‌سازی RootFS به انتخاب دقیق نرم‌افزارها و بسته‌ها بستگی دارد:

  • نرم‌افزارهای ضروری: انتخاب بسته‌هایی که برای اجرای سیستم‌عامل و برنامه‌های اصلی ضروری هستند، مانند کرنل، کتابخانه‌های پایه، و ابزارهای مدیریتی.
  • نرم‌افزارهای سفارشی: اضافه کردن نرم‌افزارهایی که به‌طور خاص برای پروژه نیاز است، مانند سرویس‌های خاص یا بسته‌های کاربردی.
  • کنترل وابستگی‌ها: اطمینان از این‌که بسته‌ها و نرم‌افزارهای اضافه شده با یکدیگر هم‌خوانی دارند و تداخل ایجاد نمی‌کنند.

4. پیکربندی فایل‌ها و دایرکتوری‌ها

یکی دیگر از جنبه‌های سفارشی‌سازی RootFS، پیکربندی دقیق فایل‌ها و دایرکتوری‌ها است:

  • فایل‌های پیکربندی سیستم: پیکربندی فایل‌های ضروری سیستم مانند /etc/fstab (پیکربندی سیستم فایل‌ها)، /etc/network/interfaces (پیکربندی شبکه) و inittab (پیکربندی فرآیند راه‌اندازی).
  • مدیریت دسترسی‌ها: تنظیم مجوزها و دسترسی‌ها برای کاربران و گروه‌های مختلف در سیستم.
  • پیکربندی بوت: اضافه کردن تنظیمات خاص برای فرآیند بوت سیستم مانند فایل‌های grub یا uEnv.txt برای بارگذاری صحیح سیستم.

5. پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص

در پروژه‌های خاص مانند سیستم‌های تعبیه‌شده، ممکن است نیاز به پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص وجود داشته باشد:

  • درایورها و ماژول‌ها: اضافه کردن درایورها و ماژول‌های سخت‌افزاری برای پشتیبانی از دستگاه‌های خاص مانند شبکه، دیسک، یا نمایشگر.
  • پیکربندی هسته لینوکس: سفارشی‌سازی هسته لینوکس (Kernel) به‌منظور پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص.
  • سیستم‌های تعبیه‌شده: برای دستگاه‌های مبتنی بر پردازنده‌های خاص مانند ARM یا MIPS، پیکربندی مناسب برای این معماری‌ها ضروری است.

6. امنیت RootFS

برای پروژه‌هایی که نیاز به امنیت بالا دارند، سفارشی‌سازی RootFS باید شامل تدابیر امنیتی مناسب باشد:

  • فایل‌های پیکربندی امنیتی: پیکربندی فایل‌هایی مانند /etc/sudoers و sshd_config برای کنترل دسترسی‌ها.
  • استفاده از ابزارهای امنیتی: اضافه کردن ابزارهایی مانند AppArmor یا SELinux برای تقویت امنیت.
  • غیرفعال کردن خدمات غیرضروری: غیرفعال کردن سرویس‌ها و پورت‌های شبکه که برای امنیت سیستم خطر ایجاد می‌کنند.

7. بهینه‌سازی عملکرد

در برخی پروژه‌ها، ممکن است نیاز به بهینه‌سازی RootFS برای عملکرد بهتر باشد:

  • استفاده از فایل سیستم‌های سریع‌تر: انتخاب سیستم فایل‌های سریع مانند ext4 یا f2fs برای بهبود عملکرد.
  • تنظیمات بهینه برای دیسک و حافظه: تنظیم پارامترهای سیستم‌عامل برای بهینه‌سازی استفاده از منابع حافظه و پردازش.

8. ایجاد RootFS سفارشی با Yocto

در پروژه‌های استفاده از Yocto، می‌توانیم RootFS را به‌طور کامل سفارشی‌سازی کنیم:

  • تعریف لایه‌های سفارشی: ایجاد لایه‌های سفارشی برای بسته‌ها و نرم‌افزارهای خاص.
  • استفاده از bitbake: برای ساخت بسته‌ها و تصاویر سفارشی که شامل RootFS هستند.
  • پیکربندی تنظیمات RootFS: استفاده از متغیرهای پیکربندی Yocto برای انتخاب بسته‌ها، پیکربندی‌ها و پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص.

جمع‌بندی

سفارشی‌سازی RootFS بخش حیاتی در پروژه‌های لینوکس است که می‌تواند به بهینه‌سازی سیستم از جنبه‌های مختلفی مانند حجم، عملکرد، امنیت و پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص کمک کند. با استفاده از ابزارهایی مانند Yocto و توجه به نیازهای خاص پروژه، می‌توان RootFS را به‌طور کامل سفارشی‌سازی کرد تا بهترین عملکرد و کارایی را در سیستم‌های هدف فراهم کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی‌ها به RootFS” subtitle=”توضیحات کامل”]در سیستم‌عامل‌های لینوکسی، Root Filesystem (RootFS) شامل تمامی فایل‌ها، ابزارها و نرم‌افزارهایی است که برای اجرای سیستم ضروری هستند. بسته به نیازهای خاص یک پروژه، ممکن است نیاز باشد نرم‌افزارها و پیکربندی‌های خاصی به RootFS اضافه شوند. این فرآیند در پروژه‌های سیستم‌های تعبیه‌شده یا Embedded Linux می‌تواند شامل انتخاب و نصب بسته‌های نرم‌افزاری، پیکربندی خدمات سیستم، و سفارشی‌سازی فایل‌های پیکربندی باشد.

در اینجا مراحل و روش‌های اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی‌ها به RootFS بررسی می‌شود.


1. انتخاب نرم‌افزارها و بسته‌ها

یکی از اولین گام‌ها در اضافه کردن نرم‌افزارها به RootFS، انتخاب بسته‌ها و نرم‌افزارهایی است که نیاز به نصب دارند. در پروژه‌های لینوکسی، بسته‌ها می‌توانند از منابع مختلفی مانند مخازن بسته‌ها، فایل‌های محلی، یا از طریق Yocto برای ساخت سفارشی اضافه شوند.

الف) انتخاب بسته‌ها

نرم‌افزارهای مورد نیاز ممکن است شامل موارد زیر باشند:

  • ابزارهای مدیریت سیستم: مانند systemd، busybox یا syslog-ng برای مدیریت سرویس‌ها و لاگ‌ها.
  • کتابخانه‌ها: بسته‌های پایه‌ای مانند glibc یا musl برای مدیریت عملیات سطح پایین.
  • ابزارهای شبکه: مانند curl، wget یا openssh برای اتصال و انتقال داده‌ها.
  • ابزارهای امنیتی: مانند iptables، fail2ban یا openssl برای امنیت سیستم.
  • ابزارهای مدیریتی: مانند vim، nano یا htop برای تسهیل مدیریت سیستم.

ب) انتخاب نسخه‌های خاص

در برخی پروژه‌ها ممکن است نیاز به نسخه‌های خاصی از نرم‌افزارها باشد. می‌توان از Yocto برای تنظیم نسخه‌های خاص استفاده کرده و در فایل‌های پیکربندی نسخه مورد نظر نرم‌افزار را انتخاب کرد.


2. استفاده از Yocto برای اضافه کردن بسته‌ها

در پروژه‌هایی که از Yocto استفاده می‌کنند، می‌توان بسته‌ها را به راحتی از طریق لایه‌های مختلف اضافه کرد. لایه‌های Yocto به طور خودکار شامل بسته‌های نرم‌افزاری و ابزارهای مختلف می‌شوند.

الف) تعریف لایه‌های سفارشی

اگر نرم‌افزار مورد نظر در لایه‌های پیش‌ساخته موجود نباشد، می‌توان از لایه‌های سفارشی برای اضافه کردن آن استفاده کرد. برای اضافه کردن یک بسته به RootFS، یک لایه جدید در Yocto تعریف کرده و آن بسته را در آن لایه قرار می‌دهیم.

ب) تعریف بسته‌ها در لایه‌های Yocto

برای هر بسته، یک فایل recipe (.bb یا .bbappend) تعریف می‌شود که در آن مشخص می‌شود بسته چگونه دانلود، پیکربندی، و نصب می‌شود. در این فایل می‌توان وابستگی‌ها و تنظیمات مورد نیاز بسته را نیز مشخص کرد.

DESCRIPTION = "My Custom Package"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "http://example.com/my_custom_package.tar.gz"
S = "${WORKDIR}/my_custom_package"
do_compile() {
    # دستورالعمل‌های ساخت
}
do_install() {
    install -d ${D}${sysconfdir}/my_custom_package
    install -m 0644 my_custom_package.conf ${D}${sysconfdir}/my_custom_package/
}

ج) اضافه کردن بسته‌ها به RootFS

در فایل‌های پیکربندی Yocto مانند local.conf یا image.bb, می‌توان بسته‌ها را به لیست بسته‌های مورد نیاز برای ساخت تصویر اضافه کرد.

IMAGE_INSTALL_append = " my_custom_package"

3. پیکربندی سرویس‌ها و فایل‌های سیستمی

پس از اضافه کردن نرم‌افزارها، معمولاً نیاز به پیکربندی آنها برای اجرا بر روی سیستم هدف داریم. این پیکربندی می‌تواند شامل تغییرات در فایل‌های پیکربندی سیستم، پیکربندی شبکه، و تنظیمات کاربران و دسترسی‌ها باشد.

الف) پیکربندی شبکه

به‌طور معمول برای اتصال به شبکه و تنظیمات مربوطه نیاز به ویرایش فایل‌های پیکربندی مانند /etc/network/interfaces برای تنظیمات شبکه ثابت و یا /etc/hostname برای تعیین نام دستگاه دارید.

# مثال پیکربندی شبکه در فایل /etc/network/interfaces
iface eth0 inet dhcp

ب) پیکربندی سرویس‌ها

در صورتی که از systemd یا init.d برای مدیریت سرویس‌ها استفاده می‌کنید، می‌توانید فایل‌های سرویس‌ها را برای آغاز به‌کار سرویس‌ها پس از بوت اضافه کنید. به عنوان مثال، برای اضافه کردن سرویس my_custom_service به سیستم می‌توان از فایل‌هایی مانند /etc/systemd/system/my_custom_service.service استفاده کرد.

[Unit]
Description=My Custom Service

[Service]
ExecStart=/usr/bin/my_custom_service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

ج) پیکربندی فایل‌های امنیتی

برای افزودن ابزارهای امنیتی مانند iptables یا fail2ban, ممکن است نیاز به پیکربندی فایل‌های تنظیمات مربوطه داشته باشید. به عنوان مثال، فایل پیکربندی iptables می‌تواند به /etc/iptables.rules اضافه شود تا فیلترهای امنیتی خودکار فعال شوند.


4. حذف نرم‌افزارهای غیرضروری

یکی از مراحل مهم در سفارشی‌سازی RootFS، حذف نرم‌افزارهای غیرضروری است که به کاهش حجم سیستم و افزایش امنیت کمک می‌کند. با حذف بسته‌هایی که نیاز ندارید، می‌توان عملکرد سیستم را بهبود بخشید.

برای حذف بسته‌ها در Yocto می‌توانید از متغیر IMAGE_INSTALL_remove استفاده کنید تا بسته‌های غیرضروری را از تصویر نهایی حذف کنید:

IMAGE_INSTALL_remove = " unnecessary_package"

5. فشرده‌سازی و بهینه‌سازی RootFS

برای کاهش حجم RootFS و بهبود عملکرد، می‌توان از روش‌های فشرده‌سازی استفاده کرد. در Yocto، می‌توان از تنظیمات مربوط به fsl یا SquashFS برای فشرده‌سازی فایل‌ها و ایجاد یک RootFS فشرده استفاده کرد.


جمع‌بندی

اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی‌ها به RootFS یکی از مراحل کلیدی در سفارشی‌سازی یک سیستم‌عامل لینوکس است. با استفاده از ابزارهایی مانند Yocto، می‌توان بسته‌ها را به راحتی اضافه کرده، آنها را پیکربندی کرد و سیستم را برای نیازهای خاص پروژه سفارشی‌سازی کرد. همچنین، حذف نرم‌افزارهای غیرضروری و بهینه‌سازی حجم سیستم از دیگر مراحل ضروری در این فرآیند است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 4. اضافه کردن و پیکربندی بسته‌ها به سیستم”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نحوه اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری به پروژه در سیستم‌عامل لینوکس” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های مختلف لینوکسی، ممکن است نیاز به اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری (Package) برای عملکرد بهتر سیستم یا نرم‌افزارها داشته باشید. این فرآیند می‌تواند بسته به نوع سیستم و ابزارهای مدیریت بسته‌ها (Package Manager) که استفاده می‌کنید متفاوت باشد. در اینجا به بررسی روش‌های مختلف اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری به پروژه‌ها پرداخته می‌شود.


1. استفاده از مدیر بسته‌های پیش‌فرض سیستم

در بیشتر سیستم‌عامل‌های لینوکس، ابزارهای مدیریت بسته مانند APT (در دبیان، اوبونتو و مشتقات آن)، YUM (در رده‌نت، سنت‌اواس، فدورا و…) و DNF (در فدورا و جدیدترهای RHEL) وجود دارند که می‌توان از آنها برای نصب بسته‌ها استفاده کرد.

الف) استفاده از APT (برای سیستم‌های مبتنی بر Debian/Ubuntu)

برای نصب یک بسته از مخازن رسمی، از دستور apt-get یا apt استفاده می‌شود.

sudo apt update                 # بروزرسانی لیست بسته‌ها
sudo apt install <package_name> # نصب بسته

به عنوان مثال، برای نصب ویرایشگر متن vim:

sudo apt install vim

ب) استفاده از YUM یا DNF (برای سیستم‌های مبتنی بر RHEL/CentOS/Fedora)

در این سیستم‌ها از ابزار yum یا dnf برای نصب بسته‌ها استفاده می‌شود.

sudo yum install <package_name>  # نصب بسته با yum
sudo dnf install <package_name>  # نصب بسته با dnf

برای نصب بسته‌ای مانند httpd:

sudo yum install httpd

2. استفاده از سیستم ساخت سفارشی (مثل Yocto یا Buildroot)

در پروژه‌های لینوکسی سفارشی یا سیستم‌های تعبیه‌شده که از Yocto یا Buildroot استفاده می‌کنند، بسته‌ها و نرم‌افزارها به صورت سفارشی ساخته و به پروژه اضافه می‌شوند. این روش معمولاً در سیستم‌عامل‌های Embedded Linux و پروژه‌های IoT کاربرد دارد.

الف) اضافه کردن بسته به Yocto

در Yocto، می‌توانید بسته‌ها را با استفاده از recipe ها (فایل‌های تعریف بسته) اضافه کنید.

  1. ابتدا باید لایه (Layer) مناسب برای بسته‌ای که می‌خواهید اضافه کنید، پیدا کنید.
  2. سپس، بسته را به پروژه Yocto اضافه کرده و آن را برای ساخت آماده کنید.

برای اضافه کردن بسته‌ای مانند vim به پروژه Yocto، ابتدا باید یک recipe برای آن ایجاد کنید یا از یک recipe موجود استفاده کنید.

IMAGE_INSTALL_append = " vim"

این دستور باعث می‌شود که بسته vim در زمان ساخت تصویر لینوکس به RootFS اضافه شود.

ب) اضافه کردن بسته به Buildroot

در Buildroot، می‌توانید بسته‌ها را از طریق رابط گرافیکی یا فایل پیکربندی menuconfig اضافه کنید.

  1. وارد پوشه پروژه Buildroot شوید.
  2. دستور زیر را اجرا کنید:
make menuconfig
  1. در این محیط، به بخش Target Packages رفته و بسته‌ای که می‌خواهید نصب کنید را انتخاب کنید.
  2. پس از انتخاب بسته، پیکربندی را ذخیره کرده و پروژه را با دستور زیر بسازید:
make

3. نصب بسته‌ها از فایل‌های فشرده (مثل .tar.gz, .deb, .rpm)

در برخی موارد ممکن است بسته‌های نرم‌افزاری به صورت فایل‌های فشرده مانند tar.gz، deb یا rpm در دسترس باشند. در این صورت می‌توانید این بسته‌ها را به صورت دستی نصب کنید.

الف) نصب بسته‌های .deb در Debian/Ubuntu

برای نصب بسته‌های .deb می‌توانید از دستور dpkg استفاده کنید.

sudo dpkg -i package_name.deb

اگر وابستگی‌هایی برای بسته وجود داشته باشد، از دستور زیر برای رفع آن‌ها استفاده کنید:

sudo apt-get install -f

ب) نصب بسته‌های .rpm در RHEL/CentOS/Fedora

برای نصب بسته‌های .rpm در این سیستم‌ها از دستور rpm استفاده می‌شود.

sudo rpm -ivh package_name.rpm

ج) نصب بسته‌های فشرده .tar.gz

اگر بسته‌ای به صورت tar.gz در دسترس باشد، ابتدا باید آن را استخراج کرده و سپس نصب کنید. به طور معمول مراحل زیر را طی می‌کنید:

  1. استخراج بسته:
    tar -xvzf package_name.tar.gz
  2. وارد دایرکتوری استخراج‌شده شوید:
    cd package_name
  3. فرآیند نصب را با استفاده از دستورهای ./configure، make و make install اجرا کنید:
    ./configure
    make
    sudo make install

4. استفاده از Docker برای اضافه کردن بسته‌ها

اگر در حال کار بر روی یک پروژه Docker هستید، می‌توانید بسته‌ها را از طریق فایل Dockerfile اضافه کنید. این روش برای مدیریت بسته‌ها و نرم‌افزارها در محیط‌های کانتینری بسیار مفید است.

در فایل Dockerfile، از دستور RUN برای نصب بسته‌ها استفاده می‌شود.

مثال برای نصب vim در یک کانتینر Ubuntu:

FROM ubuntu:latest
RUN apt-get update && apt-get install -y vim

سپس برای ساخت کانتینر:

docker build -t my-container .

جمع‌بندی

اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری به پروژه‌های لینوکسی بسته به نوع سیستم و نیازهای پروژه می‌تواند به روش‌های مختلفی انجام شود. این روش‌ها شامل استفاده از مدیرهای بسته‌های پیش‌فرض مانند APT و YUM، استفاده از سیستم‌های ساخت سفارشی مانند Yocto و Buildroot، نصب دستی از فایل‌های فشرده یا نصب در کانتینرهای Docker می‌شود. انتخاب روش مناسب به نوع پروژه و نیازهای خاص آن بستگی دارد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از Yocto برای پیکربندی بسته‌ها و مخازن بسته‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های لینوکس تعبیه‌شده (Embedded Linux) که از Yocto Project استفاده می‌کنند، پیکربندی بسته‌ها و مخازن بسته‌ها (Package Repositories) بخش حیاتی از فرآیند ساخت سیستم‌عامل است. این فرآیند به شما این امکان را می‌دهد که بسته‌های نرم‌افزاری را به درستی انتخاب کرده و به راحتی مدیریت کنید، به طوری که سیستم نهایی مطابق با نیازهای شما ساخته شود.

در این بخش، به بررسی نحوه پیکربندی بسته‌ها و مخازن بسته‌ها در Yocto خواهیم پرداخت.


1. پیکربندی بسته‌ها در Yocto

در Yocto، بسته‌ها به صورت recipe ها (دستورالعمل‌ها) پیکربندی می‌شوند. هر recipe تعریف می‌کند که بسته‌ی مورد نظر چگونه باید ساخته شود و چه منابعی نیاز دارد. بسته‌های نرم‌افزاری ممکن است شامل بسته‌های پایه سیستم عامل (مثل bash، vim) یا نرم‌افزارهای خاص پروژه (مانند درایورها یا برنامه‌های کاربردی) باشند.

الف) اضافه کردن بسته‌ها به تصویر (Image)

برای افزودن بسته‌های خاص به تصویر سیستم‌عامل ساخته شده با Yocto، باید از متغیر IMAGE_INSTALL در فایل‌های پیکربندی استفاده کنید. با استفاده از این متغیر می‌توان بسته‌ها را به صورت مستقیم به تصویر اضافه کرد.

برای اضافه کردن بسته‌ها، کافی است در فایل پیکربندی پروژه، که معمولاً در مسیر conf/local.conf قرار دارد، خطوط زیر را اضافه کنید:

IMAGE_INSTALL_append = " vim wget"

در این مثال، بسته‌های vim و wget به تصویر اضافه می‌شوند. این تغییرات در زمان ساخت سیستم‌عامل توسط Yocto اعمال خواهند شد.

ب) تعریف بسته‌های سفارشی

اگر بسته‌ای که می‌خواهید به سیستم اضافه کنید به صورت پیش‌فرض در Yocto موجود نباشد، می‌توانید خودتان یک recipe برای آن بنویسید. یک recipe معمولاً شامل یک فایل .bb است که نحوه دریافت، پیکربندی و ساخت بسته را تعریف می‌کند.

برای مثال، اگر می‌خواهید یک بسته سفارشی را اضافه کنید، ابتدا باید یک دایرکتوری جدید در لایه (Layer) مربوطه بسازید و یک فایل .bb برای بسته ایجاد کنید:

my-layer/
└── recipes-example/
    └── mypackage/
        └── mypackage_1.0.bb

در داخل فایل mypackage_1.0.bb، شما می‌توانید مشخصات مربوط به بسته را مانند زیر تعریف کنید:

DESCRIPTION = "My Custom Package"
HOMEPAGE = "http://example.com"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "http://example.com/mypackage-1.0.tar.gz"

do_compile() {
    # دستورالعمل‌های کامپایل
}

do_install() {
    # دستورالعمل‌های نصب
}

این recipe به Yocto می‌گوید که چگونه بسته را از وب‌سایت مشخص شده دانلود کرده و آن را بسازد و نصب کند.


2. پیکربندی مخازن بسته‌ها در Yocto

در Yocto، بسته‌ها به طور معمول از مخازن (repositories) مختلف به دست می‌آیند. این مخازن ممکن است مخازن پیش‌فرض Yocto باشند یا مخازن شخصی که توسط شما یا سایر توسعه‌دهندگان ایجاد شده است. به همین دلیل، پیکربندی صحیح مخازن بسته‌ها برای موفقیت در فرآیند ساخت ضروری است.

الف) مخازن پیش‌فرض Yocto

Yocto به طور پیش‌فرض از مخازن Poky (که یک توزیع پایه است) و OpenEmbedded استفاده می‌کند. این مخازن شامل بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری متداول برای استفاده در سیستم‌های تعبیه‌شده هستند.

برای پیکربندی این مخازن در پروژه Yocto، معمولاً نیازی به تغییرات دستی نیست، زیرا این مخازن به طور پیش‌فرض در فایل‌های پیکربندی سیستم قرار دارند.

ب) اضافه کردن مخازن جدید به Yocto

اگر می‌خواهید بسته‌ها را از یک مخزن دیگر (مثلاً یک مخزن Git شخصی یا یک مخزن مخازن دیگر) دریافت کنید، باید مخزن جدید را به فایل پیکربندی اضافه کنید.

برای اضافه کردن مخزن جدید، باید متغیر SRC_URI را برای بسته مورد نظر تنظیم کنید. این متغیر مشخص می‌کند که Yocto از کجا باید بسته را دانلود کند. برای مثال، اگر یک بسته را از یک مخزن Git اضافه می‌کنید، می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

SRC_URI = "git://git.example.com/my-repo.git;branch=master"

اگر می‌خواهید بسته‌ها را از یک مخزن شخصی در GitHub یا GitLab اضافه کنید، این کار مشابه به روش بالا خواهد بود. برای مثال:

SRC_URI = "git://github.com/myuser/myrepo.git;protocol=https"

ج) مخازن اضافی برای بسته‌ها

در صورتی که بخواهید مخازن اضافی برای دریافت بسته‌ها تعریف کنید، می‌توانید آن‌ها را در فایل‌های پیکربندی bblayers.conf یا conf/local.conf اضافه کنید.

در این فایل‌ها، باید مسیر لایه‌ها (Layers) را مشخص کنید. برای مثال:

BBLAYERS += "/path/to/my/custom/layer"

این تغییر به Yocto می‌گوید که لایه جدیدی به پروژه اضافه شده است و حالا می‌تواند بسته‌های موجود در آن لایه را برای ساخت استفاده کند.


3. پیکربندی مخازن بسته‌ها در زمان ساخت

گاهی اوقات نیاز دارید که مخازن بسته‌ها را در زمان ساخت و با توجه به نیازهای خاص پروژه پیکربندی کنید. در این حالت، می‌توانید با استفاده از متغیرهای پیکربندی زیر در فایل local.conf یا bblayers.conf تنظیمات مربوطه را اعمال کنید:

الف) پیکربندی مخازن بسته‌ها با MIRRORS

برای تعیین مکان‌های مختلف برای دانلود منابع و بسته‌ها، می‌توانید از متغیر MIRRORS استفاده کنید:

MIRRORS ?= "http://myserver.com/mirror://"

این امکان را به شما می‌دهد که مخازن را از منابع دیگری به جز پیش‌فرض‌ها دریافت کنید.

ب) پیکربندی نسخه‌های مختلف بسته‌ها

در برخی موارد ممکن است نیاز به پیکربندی نسخه‌های خاصی از بسته‌ها داشته باشید. برای این کار، می‌توانید نسخه بسته مورد نظر را به طور خاص تنظیم کنید:

SRC_URI = "http://example.com/my_package-1.2.3.tar.gz"

این تنظیم باعث می‌شود Yocto فقط نسخه 1.2.3 از بسته را دانلود و نصب کند.


جمع‌بندی

پیکربندی بسته‌ها و مخازن بسته‌ها در Yocto فرآیندی بسیار مهم برای ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی و متناسب با نیازهای خاص پروژه است. این فرآیند شامل اضافه کردن بسته‌های نرم‌افزاری به تصویر، تعریف بسته‌های سفارشی با استفاده از recipe ها، و پیکربندی مخازن بسته‌ها برای دریافت منابع است. با انجام این مراحل، می‌توانید یک سیستم‌عامل کاملاً سفارشی و بهینه‌سازی شده برای پروژه‌های خود بسازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت و نصب بسته‌ها از طریق سیستم‌های ساخت Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، مدیریت بسته‌ها بخش مهمی از فرآیند ساخت سیستم‌عامل است. سیستم ساخت Yocto به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که بسته‌های نرم‌افزاری را به طور مؤثر مدیریت کرده، نصب کنند و به راحتی تغییرات لازم را برای تولید تصاویر سفارشی اعمال کنند. این بخش از آموزش به بررسی نحوه مدیریت و نصب بسته‌ها از طریق سیستم‌های ساخت Yocto می‌پردازد.


1. بسته‌های نرم‌افزاری در Yocto

در Yocto Project، بسته‌های نرم‌افزاری از طریق ساخت recipes (دستورالعمل‌ها) به سیستم اضافه می‌شوند. هر recipe یک بسته خاص را تعریف کرده و مشخص می‌کند که چطور باید از منابع دانلود شده بسته ساخته شود، پیکربندی آن چگونه باشد، و دستورالعمل‌های نصب آن چیست.

بسته‌های نرم‌افزاری ممکن است شامل ابزارهای سیستم، کتابخانه‌ها، برنامه‌های کاربردی و حتی درایورهای خاص سیستم‌عامل باشند. این بسته‌ها از منابع مختلف (مخازن گیت، FTP، HTTP) به پروژه وارد می‌شوند.


2. افزودن بسته‌های جدید به Yocto

برای افزودن یک بسته به سیستم‌عامل ساخته‌شده با Yocto، شما باید یک recipe مناسب برای آن بسته بنویسید و آن را به پروژه اضافه کنید. برای مثال، اگر یک بسته جدید مانند vim را می‌خواهید به پروژه اضافه کنید، می‌توانید از recipe موجود در Yocto برای آن استفاده کنید یا یک recipe سفارشی بنویسید.

الف) استفاده از recipe های موجود در Yocto

Yocto بسیاری از بسته‌های نرم‌افزاری رایج را از پیش در مخازن خود دارد. به عنوان مثال، برای اضافه کردن بسته vim به تصویر، کافی است به فایل پیکربندی local.conf خط زیر را اضافه کنید:

IMAGE_INSTALL_append = " vim"

این خط باعث می‌شود که Yocto بسته vim را از مخازن موجود دانلود کرده و آن را به تصویر اضافه کند.

ب) تعریف بسته سفارشی

اگر بسته‌ای که می‌خواهید به پروژه اضافه کنید، در مخازن Yocto موجود نیست، می‌توانید یک recipe جدید ایجاد کنید. برای این کار ابتدا باید دایرکتوری‌ای برای recipe خود بسازید و سپس یک فایل .bb برای آن ایجاد کنید:

my-layer/
└── recipes-example/
    └── mypackage/
        └── mypackage_1.0.bb

در فایل mypackage_1.0.bb، می‌توانید اطلاعات مربوط به بسته خود را بنویسید:

DESCRIPTION = "My Custom Package"
HOMEPAGE = "http://example.com"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "http://example.com/mypackage-1.0.tar.gz"

do_compile() {
    # دستورالعمل‌های کامپایل
}

do_install() {
    # دستورالعمل‌های نصب
}

در اینجا، مشخص می‌کنید که بسته شما از کجا باید دانلود شود، چگونه باید ساخته شود و چطور باید نصب شود.


3. پیکربندی نصب بسته‌ها از طریق سیستم ساخت Yocto

Yocto برای نصب بسته‌ها به یک روش خاص از do_install() استفاده می‌کند که در recipe ها تعریف می‌شود. این مرحله شامل کپی کردن فایل‌ها به دایرکتوری‌های مربوط به سیستم هدف می‌باشد.

الف) مراحل نصب بسته‌ها

در هر recipe، باید مراحل نصب بسته به شکل زیر مشخص شوند:

  • مرحله دانلود: برای دانلود منابع بسته.
  • مرحله پیکربندی: برای پیکربندی بسته‌های دانلود شده.
  • مرحله ساخت: برای ساخت بسته.
  • مرحله نصب: برای نصب بسته در مسیرهای صحیح در تصویر سیستم‌عامل.

بسته‌ها پس از نصب در ساختار خاصی در سیستم هدف قرار می‌گیرند. این مسیرها معمولاً شامل دایرکتوری‌های /usr/bin/, /usr/lib/, و /etc/ می‌شوند.

ب) ایجاد مسیرهای نصب سفارشی

در برخی پروژه‌ها، ممکن است نیاز به نصب بسته‌ها در مسیرهای خاص داشته باشید. می‌توانید مسیرهای نصب را با استفاده از متغیرهای Yocto مانند DESTDIR تغییر دهید:

do_install() {
    install -d ${D}${bindir}
    install -m 755 myprogram ${D}${bindir}/myprogram
}

در این مثال، بسته به طور خاص در دایرکتوری bindir نصب می‌شود.


4. نصب بسته‌ها در محیط‌های مختلف Yocto

الف) نصب بسته‌ها در تصویر (Image)

برای نصب بسته‌ها در تصویر ساخته شده، شما می‌توانید از متغیر IMAGE_INSTALL استفاده کنید. برای مثال، با اضافه کردن خط زیر به فایل conf/local.conf، بسته vim به تصویر اضافه می‌شود:

IMAGE_INSTALL_append = " vim"

این تغییرات در مراحل ساخت سیستم‌عامل اعمال می‌شود و بسته‌ها در تصویر نهایی گنجانده می‌شوند.

ب) نصب بسته‌ها در محیط‌های توسعه (SDK)

اگر می‌خواهید بسته‌ها را در محیط‌های توسعه (SDK) نصب کنید، می‌توانید از متغیر TOOLCHAIN_TARGET_TASKS برای نصب بسته‌های مربوطه به محیط توسعه استفاده کنید. این متغیر برای نصب ابزارها و بسته‌ها در SDK مورد استفاده قرار می‌گیرد.

TOOLCHAIN_TARGET_TASKS += "packagegroup-core-boot"

با اضافه کردن این خط به فایل‌های پیکربندی، ابزارها و بسته‌های مورد نظر به محیط توسعه اضافه می‌شوند.


5. پیکربندی بسته‌ها در زمان اجرا

گاهی اوقات ممکن است بخواهید بسته‌هایی را به صورت پویا در زمان اجرا به سیستم اضافه کنید. در این صورت می‌توانید از ابزارهایی مانند opkg یا rpm برای نصب بسته‌ها استفاده کنید. این ابزارها اجازه می‌دهند که بسته‌ها به طور داینامیک در زمان اجرا به سیستم اضافه شوند.

برای مثال، برای نصب یک بسته با استفاده از opkg:

opkg update
opkg install mypackage

این روش‌ها در پروژه‌هایی که نیاز به نصب پویا دارند، بسیار مفید هستند.


جمع‌بندی

مدیریت و نصب بسته‌ها در Yocto یکی از فرآیندهای کلیدی در ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی است. با استفاده از recipes، می‌توان بسته‌های نرم‌افزاری را به راحتی به تصویر سیستم‌عامل اضافه کرده، آن‌ها را پیکربندی کرده و در مسیرهای مورد نظر نصب کرد. همچنین، Yocto ابزارهایی برای مدیریت بسته‌ها در محیط‌های توسعه و نصب داینامیک بسته‌ها در زمان اجرا فراهم می‌کند. این قابلیت‌ها به شما کمک می‌کنند که سیستم‌عامل‌های سفارشی‌سازی شده و بهینه‌شده برای پروژه‌های مختلف بسازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 5. پیکربندی اجزای سیستم (Kernel, U-Boot, RootFS)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”سفارشی‌سازی هسته لینوکس (Kernel) برای سیستم هدف” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، یکی از اجزای اصلی که نیاز به سفارشی‌سازی دارد، هسته لینوکس (Linux Kernel) است. هسته لینوکس مسئولیت اصلی کنترل سخت‌افزار و مدیریت منابع سیستم را بر عهده دارد. سفارشی‌سازی هسته به شما این امکان را می‌دهد که ویژگی‌ها، پیکربندی‌ها و ماژول‌های خاصی را برای سیستم‌عامل هدف خود انتخاب و اضافه کنید. این کار می‌تواند شامل تغییرات در پیکربندی هسته، افزودن درایورها و ماژول‌ها و یا حتی اعمال patch‌های خاص باشد.

در این بخش، نحوه سفارشی‌سازی هسته لینوکس برای یک پروژه هدف در محیط Yocto توضیح داده می‌شود.


1. پیکربندی هسته لینوکس در Yocto

در Yocto، هسته لینوکس با استفاده از یک recipe خاص که معمولاً در مسیر meta/recipes-kernel/linux قرار دارد، ساخته می‌شود. این recipe به طور پیش‌فرض برای ساخت هسته لینوکس تنظیم شده است، اما شما می‌توانید آن را به دلخواه خود سفارشی کنید.

الف) پیکربندی هسته لینوکس برای سیستم هدف

برای پیکربندی هسته لینوکس، ابتدا باید به دایرکتوری مربوط به هسته در Yocto بروید و از ابزار menuconfig یا xconfig برای پیکربندی هسته استفاده کنید.

  1. ابتدا به دایرکتوری meta/recipes-kernel/linux بروید.
  2. با استفاده از دستور زیر، پیکربندی هسته را آغاز کنید:
    bitbake linux-<your-machine> -c menuconfig

    این دستور ابزار پیکربندی menuconfig را برای شما باز می‌کند که می‌توانید در آن ویژگی‌ها و ماژول‌های مختلف هسته را فعال یا غیرفعال کنید.

ب) پیکربندی سفارشی هسته با استفاده از متغیرها

شما می‌توانید برخی از تنظیمات هسته را از طریق متغیرهای پیکربندی در فایل local.conf یا machine.conf تغییر دهید. به عنوان مثال، اگر بخواهید یک ویژگی خاص را برای هسته فعال کنید، می‌توانید از متغیر KERNEL_CONFIG_FRAGMENTS استفاده کنید:

KERNEL_CONFIG_FRAGMENTS += "my_config.cfg"

در اینجا، فایل my_config.cfg شامل تنظیمات سفارشی هسته شماست که به پیکربندی هسته اضافه می‌شود.


2. اضافه کردن و حذف ماژول‌ها و درایورها از هسته

یکی از مزایای سفارشی‌سازی هسته لینوکس این است که می‌توانید ماژول‌ها و درایورهای خاص را برای پشتیبانی از سخت‌افزار هدف خود اضافه کنید یا ماژول‌هایی که نیازی به آن‌ها ندارید را حذف کنید.

الف) اضافه کردن ماژول‌ها و درایورها

برای افزودن ماژول‌ها به هسته، از ابزار menuconfig یا فایل‌های پیکربندی استفاده کنید. برای مثال، برای افزودن پشتیبانی از درایورهای خاص، می‌توانید گزینه‌های مربوطه را در منوی Device Drivers انتخاب کنید.

اگر ماژول خاصی را می‌خواهید به صورت دستی اضافه کنید، می‌توانید آن را در فایل defconfig هسته قرار دهید یا از طریق Kernel Modules در Yocto به آن اشاره کنید.

ب) حذف ماژول‌ها و درایورها

درصورتی که نیاز به برخی ماژول‌ها و درایورها ندارید، می‌توانید آن‌ها را از پیکربندی هسته حذف کنید تا سایز هسته کوچک‌تر و بهینه‌تر شود. این کار از طریق پیکربندی دستی یا ابزارهای Yocto انجام می‌شود.

برای مثال، برای غیرفعال کردن ماژول USB:

  1. با استفاده از menuconfig به بخش مربوط به USB بروید.
  2. گزینه‌ها یا درایورهایی که نیاز ندارید را غیرفعال کنید.

3. اعمال پچ‌ها به هسته

یکی دیگر از نیازهای رایج در سفارشی‌سازی هسته، اعمال patch‌های خاص به هسته است. این پچ‌ها می‌توانند برای رفع اشکال‌ها، بهبود عملکرد یا اضافه کردن قابلیت‌های جدید به هسته استفاده شوند.

برای اعمال پچ‌ها به هسته، مراحل زیر را دنبال کنید:

الف) ساخت پچ‌ها

  1. ابتدا تغییرات مورد نظر خود را در سورس کد هسته اعمال کنید.
  2. سپس از ابزار git برای ایجاد یک پچ استفاده کنید:
    git diff > my_patch.patch

ب) اضافه کردن پچ‌ها به Yocto

برای اضافه کردن پچ‌ها به Yocto، آن‌ها را باید به recipe هسته اضافه کنید. به این منظور، باید فایل linux-yocto_%.bbappend را ویرایش کرده و پچ‌ها را به آن اضافه کنید.

در فایل linux-yocto_%.bbappend، پچ‌ها را به این شکل اضافه کنید:

SRC_URI += "file://my_patch.patch"

این خط باعث می‌شود که Yocto هنگام ساخت هسته، پچ شما را به سورس کد هسته اعمال کند.


4. پیکربندی Bootloader (U-Boot)

در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، معمولاً U-Boot به عنوان Bootloader استفاده می‌شود. برای راه‌اندازی سیستم، باید پیکربندی‌های مربوط به U-Boot را نیز سفارشی‌سازی کنید.

برای سفارشی‌سازی U-Boot، شما می‌توانید به مسیر مربوط به recipe‌های U-Boot در Yocto بروید و پیکربندی‌ها را بر اساس نیازهای خود تغییر دهید.


5. ساخت هسته و تصویر

پس از اعمال تغییرات و سفارشی‌سازی‌ها، برای ساخت هسته لینوکس و ایجاد تصویر، باید از دستورات زیر استفاده کنید:

  1. ابتدا هسته را بسازید:
    bitbake linux-<your-machine>
  2. سپس تصویر سیستم‌عامل را بسازید:
    bitbake <your-image>

این دستورات باعث می‌شوند که Yocto ابتدا هسته را با تنظیمات سفارشی شما بسازد و سپس تصویر سیستم‌عامل را ایجاد کند.


جمع‌بندی

سفارشی‌سازی هسته لینوکس برای پروژه‌های مبتنی بر Yocto یکی از جنبه‌های اساسی و حیاتی در ساخت سیستم‌عامل‌های سفارشی است. با استفاده از ابزارهای مختلف Yocto، شما می‌توانید هسته لینوکس را برای سیستم هدف خود پیکربندی کرده، ماژول‌ها و درایورهای خاص را اضافه یا حذف کنید و پچ‌های لازم را اعمال کنید. این کار به شما این امکان را می‌دهد که یک سیستم‌عامل کاملاً بهینه‌شده برای سخت‌افزار هدف خود ایجاد کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اضافه کردن پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به هسته” subtitle=”توضیحات کامل”]در بسیاری از پروژه‌های مبتنی بر Yocto، نیاز به اضافه کردن پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به هسته لینوکس وجود دارد. این تغییرات ممکن است شامل اصلاحات امنیتی، بهینه‌سازی عملکرد، یا افزودن پشتیبانی از سخت‌افزار خاص باشد. در این بخش، نحوه اضافه کردن پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به هسته لینوکس در یک پروژه Yocto توضیح داده می‌شود.


1. اضافه کردن پچ‌ها به هسته لینوکس

پچ‌ها به شما این امکان را می‌دهند که تغییرات خاصی را به کد هسته اضافه کنید یا اصلاحات را بر اساس نیازهای پروژه اعمال نمایید. این پچ‌ها می‌توانند شامل تغییرات کوچک برای رفع مشکلات یا ویژگی‌های جدید برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص باشند.

الف) ساخت پچ‌ها

برای ایجاد یک پچ از تغییرات خود در هسته، ابتدا باید تغییرات را در سورس کد هسته اعمال کنید. سپس با استفاده از ابزار git می‌توانید پچ‌ها را استخراج کنید.

  1. ابتدا وارد دایرکتوری سورس کد هسته شوید.
  2. تغییرات مورد نظر را در سورس کد اعمال کنید.
  3. از دستور زیر برای ایجاد یک پچ استفاده کنید:
    git diff > my_patch.patch

    این دستور تفاوت‌ها را به صورت یک فایل پچ ذخیره می‌کند.

ب) اضافه کردن پچ‌ها به Yocto

برای اضافه کردن پچ به پروژه Yocto، شما باید فایل پچ خود را در مسیر مناسب قرار دهید و آن را به recipe هسته در Yocto اضافه کنید. معمولاً پچ‌ها در دایرکتوری meta/recipes-kernel/linux قرار می‌گیرند.

  1. ابتدا فایل پچ را در دایرکتوری meta/recipes-kernel/linux/linux-<your-machine> قرار دهید.
  2. سپس به فایل linux-<your-machine>.bbappend یا linux-yocto_%.bbappend بروید و مسیر پچ را اضافه کنید. برای این کار، از خط زیر استفاده کنید:
    SRC_URI += "file://my_patch.patch"

    این دستور باعث می‌شود که Yocto هنگام ساخت هسته لینوکس، پچ شما را به سورس کد هسته اعمال کند.

ج) ساخت هسته با پچ‌های اعمال‌شده

پس از اضافه کردن پچ‌ها به recipe هسته، می‌توانید هسته را با پچ‌های اعمال‌شده بسازید:

bitbake linux-<your-machine>

این دستور هسته را با پچ‌های جدید ساخته و آن را آماده استفاده می‌کند.


2. اضافه کردن ماژول‌های سفارشی به هسته لینوکس

ماژول‌ها اجزای مجزای هسته هستند که می‌توانند به صورت پویا بارگذاری شوند تا پشتیبانی از سخت‌افزار خاص یا ویژگی‌های اضافی را فراهم کنند. در پروژه‌های Yocto، شما ممکن است نیاز داشته باشید که ماژول‌های خاصی را به هسته اضافه کنید تا ویژگی‌هایی مانند درایورهای خاص سخت‌افزاری یا امکانات نرم‌افزاری اضافی را پشتیبانی کنید.

الف) اضافه کردن ماژول‌های سفارشی به هسته

  1. برای افزودن یک ماژول به هسته، ابتدا باید اطمینان حاصل کنید که کد منبع ماژول در درخت سورس کد هسته شما موجود است.
  2. سپس از ابزار menuconfig یا xconfig برای فعال کردن ماژول مورد نظر استفاده کنید:
    bitbake linux-<your-machine> -c menuconfig

    در این محیط، شما می‌توانید ماژول‌های مختلف را از بخش Device Drivers انتخاب کنید و آن‌ها را فعال نمایید.

  3. اگر می‌خواهید ماژول سفارشی خاصی را به هسته اضافه کنید، می‌توانید از دستور KERNEL_MODULE_AUTO برای Yocto استفاده کنید تا ماژول شما به صورت خودکار ساخته شود:در فایل local.conf یا machine.conf، متغیر KERNEL_MODULE_AUTO را تنظیم کنید:
    KERNEL_MODULE_AUTO = "my_custom_module"

ب) تولید ماژول‌های سفارشی

برای تولید ماژول‌های سفارشی، شما می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake linux-<your-machine> -c compile

این دستور باعث می‌شود که Yocto هسته را با ماژول‌های فعال‌شده و سفارشی شما بسازد.


3. ادغام ماژول‌ها و پچ‌ها در فرآیند ساخت Yocto

برای اینکه پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به درستی در فرآیند ساخت Yocto اعمال شوند، باید اطمینان حاصل کنید که همه‌چیز به درستی در فایل‌های پیکربندی Yocto تعریف شده باشد.

الف) استفاده از bbappend برای ادغام پچ‌ها و ماژول‌ها

برای ادغام پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی، شما معمولاً از فایل‌های bbappend استفاده می‌کنید. فایل‌های bbappend به شما این امکان را می‌دهند که تغییرات خود را به صورت افزایشی به یک recipe موجود اضافه کنید. برای مثال، اگر بخواهید پچ‌ها و ماژول‌ها را به هسته اضافه کنید، می‌توانید از فایل linux-yocto_%.bbappend استفاده کنید.

در این فایل، باید پچ‌ها و ماژول‌ها را به شکل زیر اضافه کنید:

SRC_URI += "file://my_patch.patch"
KERNEL_MODULE_AUTO = "my_custom_module"

این تغییرات باعث می‌شود که پچ‌ها و ماژول‌ها به هسته اضافه شوند و در زمان ساخت به درستی اعمال گردند.

ب) بازبینی و تست هسته سفارشی

پس از اعمال تغییرات و ساخت هسته، شما باید هسته و ماژول‌های جدید خود را بر روی سخت‌افزار یا شبیه‌ساز تست کنید تا مطمئن شوید که همه‌چیز به درستی کار می‌کند.


جمع‌بندی

اضافه کردن پچ‌ها و ماژول‌های سفارشی به هسته لینوکس در Yocto یکی از جنبه‌های کلیدی سفارشی‌سازی سیستم‌عامل است. با استفاده از پچ‌ها، شما می‌توانید تغییرات خاصی را به کد هسته اعمال کنید و با افزودن ماژول‌های سفارشی، می‌توانید ویژگی‌های خاصی را به سیستم خود اضافه کنید. با توجه به قدرت و انعطاف‌پذیری Yocto، این امکان را دارید که یک سیستم‌عامل کاملاً بهینه‌شده و سفارشی برای نیازهای پروژه خود ایجاد کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی و اصلاح Bootloader (مانند U-Boot)” subtitle=”توضیحات کامل”]Bootloader یکی از اجزای حیاتی هر سیستم عامل است که مسئول راه‌اندازی سیستم و بارگذاری هسته لینوکس می‌باشد. در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، U-Boot یکی از محبوب‌ترین Bootloaderها است که در بسیاری از دستگاه‌های امبدد استفاده می‌شود. در این بخش، نحوه پیکربندی و اصلاح U-Boot به صورت سفارشی برای یک پروژه Yocto توضیح داده می‌شود.


1. مقدمه‌ای بر U-Boot و وظایف آن

U-Boot (Universal Bootloader) یک Bootloader متن باز است که از بسیاری از معماری‌های پردازنده پشتیبانی می‌کند و برای سیستم‌های امبدد توسعه داده شده است. U-Boot در مرحله ابتدایی راه‌اندازی دستگاه، هسته لینوکس را بارگذاری می‌کند و به آن اجازه می‌دهد که سیستم‌عامل را راه‌اندازی کند.

وظایف اصلی U-Boot عبارتند از:

  • راه‌اندازی و پیکربندی سخت‌افزار
  • بارگذاری و اجرای هسته لینوکس
  • مدیریت تنظیمات اولیه سیستم (مانند تنظیمات بوت)
  • پشتیبانی از ویژگی‌هایی مانند شبکه، ذخیره‌سازی، و بازخوانی از فلش

2. پیکربندی U-Boot در Yocto

برای پیکربندی U-Boot در پروژه‌های Yocto، باید اطمینان حاصل کنید که U-Boot به درستی برای سخت‌افزار هدف شما پیکربندی شده باشد. این پیکربندی معمولاً از طریق تنظیمات خاص در Yocto انجام می‌شود.

الف) تنظیمات پیش‌فرض U-Boot در Yocto

پیکربندی پیش‌فرض U-Boot برای معماری‌های مختلف به طور معمول در meta/recipes-bsp/u-boot/ قرار دارد. Yocto به طور خودکار نسخه مناسبی از U-Boot را برای معماری هدف انتخاب می‌کند.

برای انتخاب نسخه صحیح U-Boot و پیکربندی آن، مراحل زیر را دنبال کنید:

  1. به مسیر meta/recipes-bsp/u-boot/u-boot_%.bbappend بروید.
  2. در این فایل، تغییرات مربوط به تنظیمات و ویژگی‌های خاص U-Boot را اعمال کنید.

ب) اضافه کردن پیکربندی سفارشی برای U-Boot

برای اعمال پیکربندی‌های سفارشی به U-Boot، از گزینه‌های زیر استفاده می‌شود:

  • پیکربندی محیط (Environment variables): U-Boot می‌تواند محیطی را تنظیم کند که هنگام بوت سیستم از آن استفاده می‌شود. این محیط معمولاً شامل تنظیمات بوت مانند آدرس‌های شبکه، آدرس‌های حافظه و دستورات بوت است.برای اضافه کردن پیکربندی‌های سفارشی در فایل local.conf یا machine.conf، از گزینه‌های زیر استفاده کنید:
    UBOOT_CONFIG = "my_config"

    این خط به Yocto می‌گوید که از پیکربندی my_config برای ساخت U-Boot استفاده کند.

  • پیکربندی از طریق defconfig: فایل‌های defconfig پیکربندی‌های پیش‌فرض برای هر سیستم خاص را ذخیره می‌کنند. اگر می‌خواهید پیکربندی‌های خاصی را به U-Boot اضافه کنید، می‌توانید فایل defconfig خود را بسازید و آن را در مسیر meta/recipes-bsp/u-boot/u-boot_<version>/defconfig قرار دهید.پس از آن، پیکربندی جدید را به U-Boot اضافه کنید:
    UBOOT_CONFIG = "my_custom_defconfig"

ج) پیکربندی آدرس‌های بوت و ذخیره‌سازی

در بسیاری از پروژه‌های امبدد، شما نیاز دارید که آدرس‌های بوت و تنظیمات ذخیره‌سازی را برای U-Boot پیکربندی کنید. برای پیکربندی این موارد در U-Boot، از متغیرهای پیکربندی زیر در فایل local.conf استفاده کنید:

UBOOT_BOOTCOMMAND = "bootm ${kernel_addr_r} - ${ramdisk_addr_r}"

این دستور به U-Boot می‌گوید که هسته لینوکس را از آدرس ${kernel_addr_r} بارگذاری کند و از آدرس ${ramdisk_addr_r} برای بارگذاری ramdisk استفاده کند.


3. اصلاح U-Boot برای دستگاه‌های خاص

در پروژه‌های امبدد، ممکن است نیاز به تغییرات خاص در کد U-Boot برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص وجود داشته باشد. این اصلاحات ممکن است شامل تغییرات در نحوه بارگذاری هسته، پشتیبانی از دیسک‌های خاص، یا اضافه کردن ویژگی‌های جدید باشد.

الف) اضافه کردن درایورهای سفارشی به U-Boot

اگر به درایورهای سخت‌افزاری خاص نیاز دارید، باید آن‌ها را به کد U-Boot اضافه کنید. برای این کار، فایل‌های مربوط به درایورهای سخت‌افزاری را به سورس کد U-Boot اضافه کنید و سپس پیکربندی‌های لازم را انجام دهید.

  1. درایورهای سخت‌افزاری را در سورس کد U-Boot پیدا کنید یا خودتان آن‌ها را اضافه کنید.
  2. به فایل include/configs/<machine>.h بروید و تنظیمات مربوط به درایورهای جدید را اضافه کنید.
  3. کد خود را برای تست روی سخت‌افزار هدف کامپایل و تست کنید.

ب) اصلاح دستورات Boot برای دستگاه خاص

در صورتی که بخواهید دستورات بوت را به طور خاص برای دستگاه خود تغییر دهید، باید دستورات BOOTCMD را اصلاح کنید. این دستورات تعیین می‌کنند که U-Boot چگونه سیستم را بوت کند. مثلاً، اگر دستگاه شما نیاز به بارگذاری از شبکه دارد، دستور bootp باید به پیکربندی اضافه شود.

UBOOT_BOOTCOMMAND = "bootp; bootm ${kernel_addr_r}"

این خط U-Boot را پیکربندی می‌کند تا ابتدا از شبکه بارگذاری کند و سپس هسته را اجرا کند.


4. تست و اشکال‌زدایی U-Boot

پس از اعمال تغییرات و پیکربندی‌های لازم در U-Boot، باید تغییرات را با استفاده از سخت‌افزار یا شبیه‌ساز تست کنید. برای انجام این کار، ابتدا باید U-Boot را کامپایل کرده و سپس آن را بر روی دستگاه یا شبیه‌ساز بارگذاری کنید.

  1. کامپایل U-Boot با دستور زیر:
    bitbake u-boot
  2. بارگذاری و تست U-Boot بر روی سخت‌افزار یا شبیه‌ساز.

در صورت بروز هرگونه مشکل، از دستورات printenv و setenv در محیط U-Boot برای مشاهده و اصلاح تنظیمات استفاده کنید.


جمع‌بندی

پیکربندی و اصلاح U-Boot برای پروژه‌های Yocto نقش حیاتی در راه‌اندازی صحیح سیستم‌های امبدد دارد. با استفاده از تنظیمات پیش‌فرض Yocto و اضافه کردن پیکربندی‌های سفارشی، می‌توانید Bootloader را به طور کامل برای نیازهای سخت‌افزاری خاص پروژه‌تان سفارشی‌سازی کنید. اصلاح دستورات بوت، اضافه کردن درایورهای خاص، و پیکربندی ذخیره‌سازی از جمله تغییرات رایجی هستند که در این فرآیند باید انجام دهید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 6. ایجاد و پیکربندی ایمیج برای معماری‌های مختلف”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پشتیبانی از معماری‌های مختلف (ARM، x86، MIPS و …)” subtitle=”توضیحات کامل”]Yocto Project یک سیستم ساخت (Build System) متن‌باز است که به طور خاص برای توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی در پلتفرم‌های امبدد طراحی شده است. یکی از ویژگی‌های برجسته Yocto، پشتیبانی از معماری‌های مختلف است. این ویژگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که با یک تنظیمات مشترک، سیستم‌عامل‌های سفارشی برای معماری‌های مختلف مانند ARM، x86، MIPS و دیگر معماری‌ها بسازند.

در این بخش، به بررسی چگونگی پشتیبانی از معماری‌های مختلف در Yocto، از جمله معماری‌های رایج ARM، x86 و MIPS خواهیم پرداخت.


1. معماری‌های مختلف در Yocto

Yocto Project از معماری‌های مختلف پردازنده‌ها پشتیبانی می‌کند. این پشتیبانی شامل تنظیمات خاصی برای هر معماری است که به شما امکان می‌دهد سیستم‌عامل سفارشی برای پلتفرم‌های خاص بسازید. معماری‌های رایج که Yocto از آن‌ها پشتیبانی می‌کند عبارتند از:

  • ARM: معماری ARM یکی از رایج‌ترین معماری‌ها در دستگاه‌های امبدد است. Yocto برای این معماری پشتیبانی کامل فراهم می‌کند، و شما می‌توانید برای انواع دستگاه‌های ARM مانند Raspberry Pi، BeagleBone، یا NXP i.MX سیستم‌عامل بسازید.
  • x86: معماری x86 معمولاً برای کامپیوترهای دسکتاپ و لپ‌تاپ استفاده می‌شود. Yocto به خوبی از این معماری نیز پشتیبانی می‌کند و شما می‌توانید توزیع‌های سفارشی برای سیستم‌های x86 بسازید.
  • MIPS: معماری MIPS برای دستگاه‌های خاص و سخت‌افزارهای مختلف، از جمله روترها و دستگاه‌های شبکه، استفاده می‌شود. Yocto از این معماری نیز پشتیبانی می‌کند.

2. پیکربندی معماری هدف در Yocto

برای پشتیبانی از معماری‌های مختلف، Yocto به شما این امکان را می‌دهد که معماری هدف خود را به راحتی پیکربندی کنید. این کار معمولاً از طریق تنظیم متغیر MACHINE در فایل‌های پیکربندی انجام می‌شود. متغیر MACHINE مشخص می‌کند که سیستم ساخت برای کدام پلتفرم و معماری ساخته شود.

الف) انتخاب معماری هدف

در ابتدا باید معماری هدف خود را از طریق فایل‌های پیکربندی انتخاب کنید. به عنوان مثال، برای انتخاب معماری ARM، باید MACHINE را در فایل local.conf یا machine.conf تنظیم کنید:

MACHINE = "raspberrypi3"

در این مثال، raspberrypi3 یک مثال از معماری ARM است. برای انتخاب معماری‌های مختلف، می‌توانید از لیست پلتفرم‌های موجود در Yocto استفاده کنید.

ب) پیکربندی معماری‌های x86 و MIPS

برای معماری x86، شما می‌توانید تنظیم زیر را در فایل پیکربندی local.conf انجام دهید:

MACHINE = "qemu-x86-64"

برای معماری MIPS، پیکربندی به شکل زیر خواهد بود:

MACHINE = "qemu-mips"

این تنظیمات Yocto را به گونه‌ای پیکربندی می‌کنند که برای معماری‌های انتخاب شده، تصاویر سیستم‌عامل بسازد.


3. ساخت سیستم‌عامل برای معماری‌های مختلف

پس از انتخاب معماری هدف، Yocto به طور خودکار منابع و بسته‌های مناسب را برای آن معماری دانلود و کامپایل می‌کند. بسته به معماری هدف، Yocto فایل‌های پیکربندی و تنظیمات خاصی را برای پیکربندی ساخت و انتخاب ابزارها استفاده می‌کند.

الف) ARM

برای معماری ARM، Yocto از تنظیمات و پیکربندی‌های خاصی برای پشتیبانی از پردازنده‌های مختلف ARM مانند Cortex-A، Cortex-M و ARMv7 استفاده می‌کند. شما می‌توانید توزیع‌های سفارشی برای دستگاه‌هایی مانند Raspberry Pi، BeagleBone، NXP i.MX و دیگر سخت‌افزارهای ARM بسازید.

برای مثال، برای ساخت یک تصویر لینوکس برای Raspberry Pi، می‌توانید از دستور زیر استفاده کنید:

bitbake core-image-minimal

Yocto تمام مراحل ساخت و پیکربندی را برای پلتفرم‌های ARM انجام می‌دهد.

ب) x86

برای معماری x86، Yocto پشتیبانی خوبی از سیستم‌های دسکتاپ و لپ‌تاپ فراهم می‌کند. با استفاده از Yocto، می‌توانید توزیع‌های سفارشی برای سیستم‌های مبتنی بر x86 بسازید. به طور معمول، برای این نوع معماری‌ها، از پیکربندی‌های qemu-x86 یا x86-64 استفاده می‌شود.

bitbake core-image-minimal

این دستور، یک سیستم‌عامل حداقل برای سیستم‌های x86 خواهد ساخت.

ج) MIPS

برای معماری MIPS، به دلیل اینکه دستگاه‌های زیادی مانند روترها و دستگاه‌های شبکه از این معماری استفاده می‌کنند، Yocto پشتیبانی از این معماری را نیز فراهم کرده است. پیکربندی معماری MIPS مشابه سایر معماری‌ها انجام می‌شود.

برای ساخت تصویر برای یک دستگاه MIPS، دستور زیر را اجرا کنید:

bitbake core-image-minimal

Yocto به طور خودکار تنظیمات خاص برای معماری MIPS را در نظر می‌گیرد.


4. ابزارها و تنظیمات مخصوص معماری‌های مختلف

در Yocto، هر معماری ممکن است به مجموعه‌ای از ابزارها و تنظیمات خاص نیاز داشته باشد. این تنظیمات می‌توانند شامل تغییرات در پیکربندی کامپایلر، ساخت هسته و پیکربندی بسته‌ها باشند. Yocto به طور خودکار ابزارهای لازم را بر اساس معماری انتخاب‌شده پیکربندی می‌کند، اما شما می‌توانید این ابزارها را به طور دستی نیز تنظیم کنید.

الف) تنظیمات برای ARM

برای معماری ARM، Yocto معمولاً از ابزار GNU Arm Toolchain برای کامپایل کد استفاده می‌کند. در صورتی که بخواهید تنظیمات خاصی برای این ابزارها اعمال کنید، می‌توانید آن‌ها را در فایل‌های پیکربندی اضافه کنید.

ب) تنظیمات برای x86

برای معماری x86، معمولاً از GNU Toolchain برای x86 استفاده می‌شود. در صورتی که بخواهید تغییرات خاصی اعمال کنید، می‌توانید ابزارهای x86 را در فایل‌های پیکربندی تغییر دهید.

ج) تنظیمات برای MIPS

برای معماری MIPS، تنظیمات مشابه برای کامپایلر و ابزارهای MIPS انجام می‌شود. به همین ترتیب، می‌توانید ابزارهای خاص MIPS را در فایل‌های پیکربندی پشتیبانی کنید.


جمع‌بندی

پشتیبانی از معماری‌های مختلف در Yocto به شما این امکان را می‌دهد که سیستم‌عامل‌های سفارشی را برای انواع مختلف دستگاه‌ها و پلتفرم‌ها بسازید. با استفاده از متغیر MACHINE و پیکربندی مناسب، می‌توانید سیستم‌عامل‌هایی را برای معماری‌های ARM، x86، MIPS و دیگر معماری‌ها بسازید. Yocto به طور خودکار بسیاری از تنظیمات و ابزارهای مورد نیاز برای هر معماری را انتخاب و پیکربندی می‌کند، اما شما نیز می‌توانید تنظیمات سفارشی خاص خود را اعمال کنید تا نیازهای پروژه خود را برآورده سازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات مربوط به معماری هدف (Target Architecture)” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از مراحل کلیدی در ساخت سیستم‌عامل‌های لینوکس سفارشی با استفاده از Yocto Project، تنظیم صحیح معماری هدف (Target Architecture) است. این تنظیمات مشخص می‌کنند که سیستم‌عامل ساخته‌شده برای کدام پردازنده یا پلتفرم سخت‌افزاری قابل استفاده باشد. Yocto از معماری‌های متنوعی پشتیبانی می‌کند، از جمله ARM، x86، MIPS، و PowerPC، و امکان پیکربندی دقیق برای هر معماری را فراهم می‌آورد.

در این بخش، مراحل و جزئیات مربوط به تنظیم معماری هدف در Yocto را بررسی می‌کنیم.


1. متغیرهای کلیدی برای تنظیم معماری هدف

Yocto از چندین متغیر برای تنظیم معماری هدف استفاده می‌کند که هرکدام نقش خاصی در فرآیند ساخت ایفا می‌کنند. مهم‌ترین این متغیرها عبارتند از:

a) MACHINE

این متغیر مشخص‌کننده پلتفرم سخت‌افزاری یا معماری هدف است و به Yocto کمک می‌کند تا ابزارها و تنظیمات مناسب را برای ساخت انتخاب کند.

  • مقدار این متغیر معمولاً در فایل پیکربندی local.conf یا در یک لایه خاص برای دستگاه تنظیم می‌شود.
  • مثال‌ها:
    • برای معماری ARM (مانند Raspberry Pi):
      MACHINE = "raspberrypi4"
    • برای معماری x86:
      MACHINE = "qemu-x86-64"

b) TUNE_FEATURES

این متغیر تنظیمات خاصی برای بهینه‌سازی کامپایلر (Compiler Optimization) بر اساس معماری هدف مشخص می‌کند.
برای مثال:

  • برای ARMv7:
    TUNE_FEATURES = "armv7a"

c) TARGET_ARCH

این متغیر نشان‌دهنده معماری پردازنده هدف است (مانند arm، x86، یا mips).

  • مقدار این متغیر به طور خودکار توسط MACHINE تنظیم می‌شود.

d) TARGET_OS

این متغیر نشان‌دهنده سیستم‌عامل هدف است (مثلاً linux یا uclibc-linux).

  • مقدار این متغیر نیز به طور خودکار تنظیم می‌شود و نیاز به تغییر دستی ندارد.

2. تنظیم MACHINE در فایل پیکربندی

برای تعیین معماری هدف، مقدار متغیر MACHINE باید در فایل پیکربندی پروژه (conf/local.conf) یا یک فایل پیکربندی دستگاه سفارشی تنظیم شود.

مثال برای Raspberry Pi 4 (ARM):

MACHINE = "raspberrypi4"

مثال برای معماری x86-64 (QEMU):

MACHINE = "qemu-x86-64"

تنظیمات سفارشی:

اگر از یک دستگاه خاص استفاده می‌کنید که توسط Yocto به صورت پیش‌فرض پشتیبانی نمی‌شود، می‌توانید یک لایه جدید برای آن دستگاه ایجاد کرده و تنظیمات مربوط به MACHINE را در فایل machine.conf تعریف کنید.


3. پیکربندی بهینه‌سازی برای معماری هدف

a) گزینه‌های بهینه‌سازی کامپایلر

Yocto از متغیرهای زیر برای بهینه‌سازی کامپایلر بر اساس معماری استفاده می‌کند:

  • TUNE_FEATURES: ویژگی‌های بهینه‌سازی پردازنده (مانند armv7a، neon، یا mips32).
  • DEFAULTTUNE: تعیین مقدار پیش‌فرض TUNE_FEATURES.

مثال برای ARM:

TUNE_FEATURES = "armv7a vfp neon"
DEFAULTTUNE = "cortexa7hf-neon"

b) ابزارهای زنجیره‌ای (Toolchain)

Yocto به طور خودکار ابزارهای مورد نیاز برای معماری هدف را تنظیم می‌کند. اگر نیاز به تغییر خاصی در ابزارها دارید، می‌توانید متغیرهای مربوط به Toolchain را تغییر دهید:

  • CC: کامپایلر C.
  • CXX: کامپایلر ++C.

4. ساخت سیستم‌عامل برای معماری هدف

پس از تنظیم معماری هدف، Yocto با استفاده از ابزار bitbake تصویر سیستم‌عامل مناسب را تولید می‌کند. فرآیند ساخت شامل دانلود منابع، کامپایل، و پیکربندی بر اساس تنظیمات معماری هدف است.

مثال:

برای ساخت یک تصویر حداقلی برای Raspberry Pi 4:

bitbake core-image-minimal

Yocto به طور خودکار تنظیمات خاص معماری ARM را اعمال کرده و تصویر مناسب را تولید می‌کند.


5. مدیریت چند معماری در یک پروژه

در برخی پروژه‌ها ممکن است بخواهید تصاویر سیستم‌عامل برای چندین معماری بسازید. Yocto از این قابلیت پشتیبانی می‌کند. برای این کار، می‌توانید از Multi-Machine Configuration استفاده کنید.

مراحل:

  1. مقدار متغیر MACHINE را به طور پویا تغییر دهید یا از چندین فایل local.conf استفاده کنید.
  2. تصاویر را برای هر معماری جداگانه بسازید.

6. عیب‌یابی تنظیمات معماری

اگر تنظیمات معماری هدف به درستی انجام نشود، ممکن است با مشکلاتی مانند موارد زیر مواجه شوید:

  • ابزارهای نامناسب برای معماری هدف انتخاب می‌شوند.
  • بسته‌ها به درستی کامپایل نمی‌شوند.

نکات عیب‌یابی:

  • بررسی فایل conf/local.conf و مطمئن شدن از مقدار صحیح MACHINE.
  • استفاده از دستور زیر برای بررسی تنظیمات:
    bitbake -e | grep MACHINE
  • بررسی لاگ‌های ساخت در دایرکتوری tmp/log.

جمع‌بندی

تنظیم معماری هدف یکی از مراحل کلیدی در فرآیند ساخت سیستم‌عامل با Yocto است. با استفاده از متغیرهایی مانند MACHINE، TUNE_FEATURES، و TARGET_ARCH، می‌توانید سیستم ساخت Yocto را به گونه‌ای پیکربندی کنید که سیستم‌عامل بهینه‌ای برای معماری مورد نظر تولید شود. علاوه بر این، Yocto به طور خودکار ابزارها و تنظیمات مناسب را برای معماری انتخاب‌شده مدیریت می‌کند، که این امر فرآیند ساخت را ساده‌تر می‌کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بررسی ویژگی‌های خاص معماری در مراحل ساخت ایمیج” subtitle=”توضیحات کامل”]در فرآیند ساخت ایمیج (Image) سیستم‌عامل لینوکس با استفاده از Yocto Project، ویژگی‌های خاص معماری (Architecture-Specific Features) نقش کلیدی در تولید یک ایمیج بهینه و سازگار برای معماری هدف ایفا می‌کنند. این ویژگی‌ها شامل تنظیمات مرتبط با سخت‌افزار، پشتیبانی از دستورالعمل‌های خاص پردازنده، و بهینه‌سازی‌های مربوط به کامپایل کد است.

در این بخش، این ویژگی‌ها و نحوه مدیریت آن‌ها در Yocto مورد بررسی قرار می‌گیرند.


1. پشتیبانی از معماری‌های مختلف در Yocto

Yocto از معماری‌های مختلف مانند ARM، x86، MIPS، PowerPC و سایر معماری‌های پردازشی پشتیبانی می‌کند. برای هر معماری، Yocto تنظیمات پیش‌فرض و ابزارهای ساخت مناسب را فراهم می‌آورد. این تنظیمات شامل موارد زیر است:

  • زنجیره ابزارهای (Toolchain) مناسب
  • تنظیمات بهینه‌سازی کامپایلر
  • بسته‌ها و کتابخانه‌های خاص معماری
  • مدیریت فایل‌های باینری و دستورالعمل‌های پردازشی

2. ویژگی‌های خاص معماری در Yocto

a) تنظیمات زنجیره ابزارها (Toolchain)

هر معماری به زنجیره ابزارهایی مانند کامپایلر، لینک‌کننده، و دیباگر خاصی نیاز دارد. Yocto به صورت خودکار این ابزارها را با توجه به تنظیمات معماری هدف انتخاب می‌کند:

  • برای ARM:
    • ابزارهای زنجیره‌ای مبتنی بر GCC برای ARM استفاده می‌شود.
    • تنظیمات شامل پشتیبانی از دستورالعمل‌های SIMD مانند NEON و VFP است.
  • برای x86:
    • ابزارهای زنجیره‌ای با پشتیبانی از SSE و AVX.

b) ویژگی‌های بهینه‌سازی پردازنده (Processor Optimizations)

Yocto از متغیرهایی مانند TUNE_FEATURES و DEFAULTTUNE برای تنظیم ویژگی‌های پردازنده استفاده می‌کند:

  • ARM:
    TUNE_FEATURES = "armv7a vfp neon"
    DEFAULTTUNE = "cortexa7hf-neon"
  • x86:
    TUNE_FEATURES = "core2"
    DEFAULTTUNE = "corei7"

c) پشتیبانی از کتابخانه‌های خاص معماری

بسته‌های خاصی ممکن است نسخه‌های ویژه‌ای برای معماری‌های مختلف داشته باشند. Yocto به طور خودکار نسخه مناسب بسته‌ها را بر اساس معماری انتخاب می‌کند.

d) ساخت تصاویر مناسب با بوت‌لودر (Bootloader) خاص معماری

هر معماری به یک بوت‌لودر خاص نیاز دارد. به عنوان مثال:

  • برای ARM: معمولاً U-Boot استفاده می‌شود.
  • برای x86: از GRUB استفاده می‌شود.

3. مراحل اعمال ویژگی‌های معماری در ساخت ایمیج

مرحله 1: تنظیم متغیر MACHINE

متغیر MACHINE اولین نقطه شروع برای تعیین ویژگی‌های معماری است. این متغیر پیکربندی‌های پیش‌فرض مربوط به سخت‌افزار هدف را مشخص می‌کند.
مثال:

MACHINE = "qemu-x86-64"

مرحله 2: تنظیمات بهینه‌سازی در TUNE_FEATURES

متغیر TUNE_FEATURES ویژگی‌های بهینه‌سازی برای پردازنده را تنظیم می‌کند:

  • برای معماری ARM:
    TUNE_FEATURES = "armv8a crc crypto"

مرحله 3: استفاده از فایل‌های لایه‌ای خاص معماری

Yocto از ساختار لایه‌ای (Layer) برای مدیریت تنظیمات معماری استفاده می‌کند. فایل‌های تنظیمات معماری معمولاً در مسیر زیر قرار دارند:

meta/conf/machine/

در این فایل‌ها، ویژگی‌های خاص هر دستگاه یا معماری تعریف می‌شود.

مرحله 4: کامپایل بسته‌ها و کرنل

در هنگام کامپایل، Yocto به طور خودکار ویژگی‌های خاص معماری را در فرآیند ساخت اعمال می‌کند:

  • استفاده از کامپایلرهای خاص معماری.
  • لینک کردن بسته‌ها با کتابخانه‌های مناسب.

مرحله 5: تولید فایل سیستم (Root Filesystem)

ویژگی‌های خاص معماری در فایل سیستم نیز اعمال می‌شود. برای مثال:

  • اضافه کردن ابزارهای خاص معماری.
  • تنظیمات کرنل مرتبط با معماری.

4. مدیریت پچ‌ها و ماژول‌های خاص معماری

در بسیاری از موارد، نیاز به اعمال پچ‌ها یا افزودن ماژول‌های خاص معماری وجود دارد. این پچ‌ها ممکن است شامل:

  • رفع مشکلات سازگاری با پردازنده هدف.
  • افزودن ماژول‌های سخت‌افزاری.

نحوه اعمال پچ‌ها:

  1. ایجاد یا دانلود پچ موردنظر.
  2. افزودن پچ به فایل دستورالعمل Bitbake:
    SRC_URI += "file://patch-for-armv8.patch"

5. عیب‌یابی ویژگی‌های خاص معماری

مشکلات رایج:

  • عدم سازگاری بسته‌ها با معماری هدف.
  • انتخاب ابزارهای نامناسب.
  • خطاهای کامپایل به دلیل پشتیبانی ناقص معماری.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی تنظیمات MACHINE و TUNE_FEATURES.
  • استفاده از دستور زیر برای بررسی مقادیر متغیرهای معماری:
    bitbake -e | grep TUNE_FEATURES
  • مطالعه لاگ‌های ساخت در مسیر:
    tmp/log/

جمع‌بندی

ویژگی‌های خاص معماری نقش کلیدی در تولید ایمیج‌های سفارشی دارند. با استفاده از متغیرهای مناسب در Yocto، مانند MACHINE و TUNE_FEATURES، و اعمال تنظیمات دقیق برای پردازنده و سخت‌افزار هدف، می‌توان سیستم‌عامل‌های بهینه‌ای برای معماری‌های مختلف ایجاد کرد. علاوه بر این، مدیریت صحیح پچ‌ها و تنظیمات لایه‌ای به سازگاری بهتر با سخت‌افزار کمک می‌کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 7. مراحل ساخت و تست ایمیج”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اجرای فرآیند ساخت و پیگیری مراحل مختلف آن” subtitle=”توضیحات کامل”]فرآیند ساخت در Yocto شامل مراحل مختلفی است که از تنظیم محیط کار گرفته تا ساخت کامل ایمیج (Image) و پیگیری جزئیات آن را شامل می‌شود. در این بخش، نحوه اجرای فرآیند ساخت و چگونگی پیگیری مراحل مختلف آن را بررسی می‌کنیم.


1. تنظیم محیط کار (Environment Setup)

برای شروع، لازم است محیط کاری Yocto به درستی پیکربندی شود:

a) دانلود سورس Yocto

ابتدا سورس Yocto را از مخزن مربوطه دریافت کنید:

git clone git://git.yoctoproject.org/poky.git
cd poky
git checkout <version>

b) فعال‌سازی محیط Yocto

با استفاده از اسکریپت oe-init-build-env محیط ساخت را فعال کنید:

source oe-init-build-env

این دستور یک دایرکتوری به نام build ایجاد کرده و شما را به آن هدایت می‌کند.


2. پیکربندی تنظیمات ساخت

a) ویرایش فایل conf/local.conf

فایل local.conf اصلی‌ترین محل برای تنظیمات ساخت است:

vim conf/local.conf

برخی از تنظیمات کلیدی عبارتند از:

  • انتخاب ماشین هدف:
    MACHINE = "qemu-x86-64"
  • تعداد نخ‌ها برای ساخت سریع‌تر:
    BB_NUMBER_THREADS = "4"
    PARALLEL_MAKE = "-j4"

b) افزودن لایه‌ها

اگر نیاز به افزودن لایه‌های جدید دارید، فایل conf/bblayers.conf را ویرایش کنید:

bitbake-layers add-layer ../meta-example

3. اجرای فرآیند ساخت

برای ساخت ایمیج یا بسته‌های خاص، از ابزار bitbake استفاده می‌شود:

a) ساخت کل ایمیج

برای ساخت کامل ایمیج:

bitbake core-image-minimal

b) ساخت بسته خاص

برای ساخت یک بسته خاص (مانند OpenSSL):

bitbake openssl

4. پیگیری مراحل ساخت

Yocto مراحل ساخت را به صورت سیستماتیک انجام می‌دهد و ابزارهای متعددی برای پیگیری و دیباگ فراهم می‌کند:

a) بررسی وضعیت ساخت

برای مشاهده وضعیت کلی ساخت:

bitbake -s

این دستور وضعیت بسته‌ها را نمایش می‌دهد:

  • not needed: نیازی به ساخت ندارد.
  • up-to-date: قبلاً ساخته شده است.
  • pending: در صف ساخت.

b) مشاهده جزئیات فرآیند

برای مشاهده جزئیات مربوط به یک بسته:

bitbake -e <package-name>

c) لاگ‌های فرآیند ساخت

اگر فرآیند ساخت با خطا مواجه شود، لاگ‌ها در مسیر زیر ذخیره می‌شوند:

tmp/work/<machine>/<package>/temp/

برای مشاهده لاگ اصلی:

cat tmp/work/<machine>/<package>/temp/log.do_compile

d) ساخت دوباره بسته

برای پاک کردن نتایج قبلی و ساخت دوباره یک بسته:

bitbake -c clean <package-name>
bitbake <package-name>

e) نمایش گراف مراحل ساخت

برای مشاهده گراف مراحل وابستگی ساخت:

bitbake -g core-image-minimal

این دستور فایل‌های task-depends.dot و pn-depends.dot را تولید می‌کند که می‌توان با ابزارهای گرافیکی مانند Graphviz آن‌ها را مشاهده کرد:

dot -Tpng task-depends.dot -o tasks.png

5. مدیریت و بهینه‌سازی فرآیند ساخت

a) استفاده از کش (Cache)

Yocto از یک سیستم کش پیشرفته برای افزایش سرعت استفاده می‌کند. اگر تغییرات کوچکی انجام شود، تنها بخش‌های مربوطه بازسازی می‌شوند.

b) انجام وظایف خاص

برای اجرای یک وظیفه خاص (مانند fetch، compile، یا install):

bitbake -c <task> <package-name>

مثال:

bitbake -c fetch openssl

c) پاکسازی فایل‌های غیرضروری

برای آزاد کردن فضای دیسک:

bitbake -c cleanall <package-name>

6. بررسی خروجی ساخت

a) محل ذخیره ایمیج

پس از اتمام فرآیند ساخت، ایمیج نهایی در مسیر زیر قرار می‌گیرد:

tmp/deploy/images/<machine>/

b) اجرای ایمیج در QEMU

برای آزمایش ایمیج با استفاده از QEMU:

runqemu qemu-x86-64

جمع‌بندی

اجرای فرآیند ساخت در Yocto شامل تنظیم دقیق محیط، اعمال تنظیمات ساخت، و اجرای فرآیند با استفاده از bitbake است. با استفاده از ابزارهای نظارتی مانند bitbake -s و بررسی لاگ‌ها، می‌توان فرآیند را به صورت دقیق مدیریت کرد. همچنین با بهره‌گیری از ویژگی‌هایی مانند کش و وابستگی‌های ساخت، امکان بهینه‌سازی زمان و منابع در این فرآیند وجود دارد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”آنالیز Log‌های ساخت و شناسایی مشکلات رایج” subtitle=”توضیحات کامل”]در فرآیند ساخت سیستم‌عامل لینوکس با Yocto، تحلیل لاگ‌ها و رفع مشکلات رایج یکی از مهم‌ترین بخش‌های مدیریت و نگهداری سیستم ساخت است. لاگ‌ها اطلاعات دقیقی درباره پیشرفت فرآیند، وظایف انجام شده، و خطاهای احتمالی ارائه می‌دهند. در این بخش، نحوه آنالیز لاگ‌های ساخت و شناسایی مشکلات رایج را بررسی خواهیم کرد.


1. محل ذخیره لاگ‌ها در Yocto

Yocto تمام مراحل ساخت را مستند کرده و لاگ‌های مرتبط با هر وظیفه (Task) را در یک ساختار مشخص ذخیره می‌کند. این لاگ‌ها در مسیر زیر قرار می‌گیرند:

tmp/work/<machine>/<package>/temp/

برخی فایل‌های مهم در این مسیر:

  • log.do_fetch: اطلاعات مربوط به دانلود سورس‌ها.
  • log.do_compile: لاگ‌های مربوط به کامپایل.
  • log.do_install: گزارش نصب فایل‌ها در دایرکتوری مقصد.
  • log.do_rootfs: ساخت سیستم فایل ریشه (Root Filesystem).

2. ابزارهای مفید برای تحلیل لاگ‌ها

a) استفاده از Bitbake برای مشاهده جزئیات

برای مشاهده اطلاعات دقیق یک بسته، دستور زیر را اجرا کنید:

bitbake -e <package-name>

این دستور تمام متغیرهای مربوط به بسته را چاپ می‌کند که می‌تواند به شناسایی تنظیمات اشتباه کمک کند.

b) بازبینی لاگ‌های خاص

می‌توانید با دستورات زیر لاگ‌های مربوطه را مشاهده کنید:

cat tmp/work/<machine>/<package>/temp/log.do_compile

یا

less tmp/work/<machine>/<package>/temp/log.do_compile

c) تجزیه وابستگی‌ها

برای شناسایی وابستگی‌های بسته‌ها و وظایف:

bitbake -g <target>

این دستور فایل‌هایی مانند task-depends.dot ایجاد می‌کند که نشان‌دهنده وابستگی‌هاست. با استفاده از Graphviz می‌توانید آن را به صورت گرافیکی مشاهده کنید:

dot -Tpng task-depends.dot -o task-depends.png

3. مشکلات رایج و روش‌های رفع آنها

الف) خطای Fetch (دانلود سورس‌ها)

  • پیغام خطا:
    ERROR: Fetcher failure: Unable to fetch URL ...
  • علت: سورس کد مورد نظر در دسترس نیست یا آدرس URL اشتباه است.
  • راه‌حل:
    1. بررسی آدرس URL در فایل دستورالعمل (Recipe).
    2. تنظیم پراکسی یا بررسی اتصال اینترنت.
    3. استفاده از سورس‌های لوکال:
      bitbake -c fetch <package-name>

ب) خطای کامپایل

  • پیغام خطا:
    ERROR: Task (compile) failed with exit code 1
  • علت: مشکلات مربوط به سازگاری کد یا عدم تنظیم صحیح متغیرهای محیط.
  • راه‌حل:
    1. بررسی لاگ log.do_compile برای جزئیات.
    2. اطمینان از وجود تمام وابستگی‌ها.
    3. اعمال تغییرات لازم در فایل دستورالعمل و ساخت مجدد:
      bitbake -c clean <package-name>
      bitbake <package-name>

ج) خطای نصب (Install)

  • پیغام خطا:
    ERROR: QA Issue: Installed file ... not packaged
  • علت: فایل نصب شده به درستی در بسته مربوطه تعریف نشده است.
  • راه‌حل:
    1. بررسی لاگ log.do_install.
    2. افزودن فایل‌های نصب نشده به لیست FILES در فایل دستورالعمل:
      FILES_${PN} += "/path/to/file"

د) مشکلات مربوط به RootFS

  • پیغام خطا:
    ERROR: Failed to create root filesystem.
  • علت: خطا در نصب بسته‌ها یا عدم تطابق فایل‌ها.
  • راه‌حل:
    1. بررسی لاگ log.do_rootfs.
    2. اطمینان از صحت وابستگی‌های سیستم فایل.
    3. بررسی فضای دیسک یا محدودیت‌های پارتیشن.

هـ) مشکلات کش (Cache)

  • پیغام خطا:
    ERROR: Sstate-cache failure: Missing shared state file ...
  • علت: کش آسیب دیده یا ناقص است.
  • راه‌حل:
    1. پاکسازی کش:
      bitbake -c cleansstate <package-name>
    2. اجرای مجدد ساخت.

4. آنالیز خطاهای عمومی با Yocto

Yocto ابزارهای داخلی برای تحلیل خودکار خطاها ارائه می‌دهد:

a) تشخیص و نمایش خطاها

برای نمایش خطاهای اخیر:

bitbake <target> --parse-only

b) اجرای تست روی بسته‌ها

برای اجرای تست:

bitbake -c checkpkg <package-name>

c) تکرار وظایف خاص

برای اجرای وظایف خاص:

bitbake -c <task> <package-name>

مثال:

bitbake -c compile <package-name>

5. نکات مهم برای مدیریت لاگ‌ها

  1. حجم لاگ‌ها را مدیریت کنید:
    حجم زیاد لاگ‌ها می‌تواند گیج‌کننده باشد. از ابزارهایی مانند grep برای فیلتر کردن خطاها استفاده کنید:

    grep "ERROR" tmp/work/<machine>/<package>/temp/log.*
  2. پیشگیری از مشکلات تکراری:
    با تنظیم صحیح وابستگی‌ها و تنظیمات در فایل‌های دستورالعمل، می‌توانید بسیاری از مشکلات را از قبل پیشگیری کنید.
  3. آماده‌سازی مستندات:
    یادداشت کردن مشکلات و راه‌حل‌ها در مستندات پروژه می‌تواند در پروژه‌های بزرگ کمک‌کننده باشد.

جمع‌بندی

تحلیل لاگ‌ها و رفع مشکلات در Yocto یکی از مهارت‌های کلیدی در فرآیند ساخت سیستم‌عامل است. با استفاده از ابزارهای داخلی Yocto، مسیر لاگ‌ها، و روش‌های پیشگیری و رفع خطا، می‌توانید مشکلات رایج را شناسایی و حل کنید. این فرآیند باعث بهبود پایداری و کارایی پروژه‌های Yocto خواهد شد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اجرای تست‌های اولیه بر روی ایمیج ساخته شده” subtitle=”توضیحات کامل”]بعد از ساخت یک ایمیج سیستم‌عامل لینوکس با ابزارهایی مانند Yocto، اطمینان از عملکرد صحیح آن از اهمیت بالایی برخوردار است. این مرحله شامل تست‌های اولیه، از جمله Boot تست و بررسی عملکرد در محیط واقعی یا شبیه‌سازی‌شده است. در این بخش، مراحل تست ایمیج و ابزارهای مفید برای این منظور بررسی می‌شوند.


1. تست Boot در محیط شبیه‌سازی‌شده

الف) استفاده از QEMU

QEMU یک ابزار مجازی‌سازی سبک است که برای تست ایمیج‌های ساخته‌شده بدون نیاز به سخت‌افزار واقعی مفید است.

اجرای ایمیج با QEMU:
  1. ابتدا اطمینان حاصل کنید که Yocto پشتیبانی از QEMU را فعال کرده است. برای این کار، خط زیر باید در فایل پیکربندی (local.conf) وجود داشته باشد:
    MACHINE ?= "qemux86-64"
  2. اجرای ایمیج ساخته‌شده:
    runqemu nographic

    این دستور سیستم‌عامل را در محیط QEMU بوت می‌کند و خروجی را در ترمینال نمایش می‌دهد.

مزایای استفاده از QEMU:
  • سرعت بالا برای تست.
  • نیازی به سخت‌افزار واقعی نیست.
  • امکان اتصال به شبکه و اجرای تست‌های پایه.

2. تست ایمیج در سخت‌افزار واقعی

الف) انتقال ایمیج به سخت‌افزار هدف

برای تست ایمیج در سخت‌افزار واقعی (مانند بردهای ARM یا x86)، نیاز به انتقال ایمیج به دستگاه هدف است.

مراحل:
  1. ایجاد یک Bootable Media: اگر ایمیج برای اجرا از USB یا SD Card طراحی شده است:
    sudo dd if=<path-to-image>.wic of=/dev/sdX bs=4M && sync

    توجه: sdX باید با دستگاه USB/SD صحیح جایگزین شود.

  2. بوت دستگاه هدف:
    • دستگاه را روشن کرده و از طریق USB یا SD Card بوت کنید.
    • از ابزارهایی مانند UART یا Serial Console برای مشاهده خروجی بوت استفاده کنید.

3. اجرای تست‌های اولیه

الف) تست Boot

  1. بررسی موفقیت بوت:
    • مشاهده Boot Log و اطمینان از عدم وجود خطاهای جدی.
    • بررسی ورود به Shell یا رابط گرافیکی (در صورت موجود بودن).
  2. رفع خطاهای Boot:
    • خطاهایی مانند “Kernel Panic” یا “Root Filesystem Not Found” ممکن است رخ دهد.
    • بررسی لاگ‌ها و پیکربندی بوت‌لودر (مثلاً U-Boot) ضروری است.

ب) تست قابلیت‌های پایه

  1. بررسی Network:
    • بررسی اتصال شبکه (DHCP، IP Address):
      ifconfig
      ping <IP-address>
    • تست اتصال اینترنت:
      ping 8.8.8.8
  2. بررسی سرویس‌های اصلی:
    • بررسی اجرای سرویس‌های ضروری:
      systemctl status
    • اطمینان از اجرای برنامه‌های از پیش‌نصب‌شده.
  3. بررسی سخت‌افزار:
    • شناسایی دستگاه‌ها:
      lsblk
      dmesg | grep <device-name>
    • بررسی ورودی‌ها و خروجی‌های سخت‌افزار (مانند USB یا GPIO).

ج) تست‌های عملکرد

  1. بررسی کارایی سیستم فایل:
    df -h
    • بررسی فضای دیسک و صحت پارتیشن‌ها.
  2. تست حافظه و پردازنده:
    • اجرای ابزارهایی مانند stress برای بررسی عملکرد پردازنده و حافظه:
      stress --cpu 4 --timeout 60

4. اجرای تست‌های پیشرفته در محیط واقعی

الف) اسکریپت‌های تست اتوماتیک

  1. ایجاد اسکریپت‌هایی برای تست خودکار عملکرد دستگاه:
    #!/bin/bash
    echo "Testing network..."
    ping -c 3 8.8.8.8
    
    echo "Checking services..."
    systemctl status | grep running
    
    echo "Testing disk performance..."
    dd if=/dev/zero of=testfile bs=1M count=100
    rm testfile
  2. اجرای اسکریپت روی دستگاه هدف:
    ./test_script.sh

ب) ابزارهای تخصصی تست

  • Test Automation Frameworks: مانند LAVA برای مدیریت تست‌های خودکار.
  • Benchmark Tools: مانند iperf برای تست شبکه و fio برای تست عملکرد دیسک.

ج) تست پایداری و استرس

اجرای تست‌های استرس برای بررسی پایداری سیستم در شرایط سنگین:

  • تست حافظه:
    memtester 128M 5
  • تست استرس پردازنده:
    stress-ng --cpu 4 --timeout 120

جمع‌بندی

اجرای تست‌های اولیه و پیشرفته روی ایمیج ساخته‌شده، گامی حیاتی در تضمین عملکرد و پایداری سیستم است. از ابزارهایی مانند QEMU برای تست سریع و از سخت‌افزار واقعی برای تست نهایی استفاده کنید. تحلیل لاگ‌ها و اجرای تست‌های پایه مانند شبکه، دیسک و سرویس‌ها به شناسایی سریع مشکلات کمک می‌کند. ابزارهای پیشرفته و تست خودکار می‌توانند فرآیند را بهینه‌تر و موثرتر کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 8. مفاهیم Sstate-cache و Cache Management”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”توضیح مفهوم Sstate-cache و نحوه کارکرد آن” subtitle=”توضیحات کامل”]Sstate-cache یا Shared State Cache یکی از مکانیزم‌های کلیدی در سیستم ساخت Yocto است که به منظور افزایش سرعت و کارایی فرآیند ساخت استفاده می‌شود. این مکانیزم به Yocto اجازه می‌دهد خروجی‌های میانی و نهایی برخی وظایف را ذخیره کرده و در صورت نیاز مجدد، به جای ساخت از ابتدا، از این خروجی‌های ذخیره‌شده استفاده کند.


1. وظیفه Sstate-cache

هنگام ساخت ایمیج سیستم‌عامل لینوکس یا یک بسته، Yocto مراحل مختلفی را طی می‌کند، از جمله:

  • پیاده‌سازی منبع (fetching source)،
  • پچ کردن کد منبع،
  • پیکربندی،
  • کامپایل،
  • بسته‌بندی خروجی.

هر یک از این مراحل نیاز به زمان و منابع محاسباتی دارد. Sstate-cache نتایج این مراحل را به صورت فایل‌های کش ذخیره می‌کند. در اجرای بعدی، اگر تغییری در کد منبع یا تنظیمات مربوط به این مراحل وجود نداشته باشد، Yocto از خروجی‌های ذخیره‌شده در Sstate-cache استفاده می‌کند.


2. نحوه کارکرد Sstate-cache

الف) ذخیره‌سازی وضعیت مشترک

هنگام اجرای فرآیند ساخت، Yocto هر وظیفه‌ای (Task) را که به اتمام می‌رساند، خروجی آن را در قالب یک فایل کش ذخیره می‌کند. این فایل‌ها در دایرکتوری مشخص‌شده برای Sstate-cache ذخیره می‌شوند.

دایرکتوری Sstate-cache:

این دایرکتوری معمولاً در مسیر زیر تعریف می‌شود:

<sources>/build/sstate-cache/

البته می‌توان مسیر آن را در فایل پیکربندی local.conf تغییر داد:

SSTATE_DIR = "/path/to/sstate-cache"

ب) بررسی صحت فایل‌های کش

قبل از اجرای یک وظیفه، Yocto بررسی می‌کند که آیا خروجی موردنیاز در Sstate-cache وجود دارد یا خیر. این بررسی بر اساس هش (Hash) است که از ترکیب متغیرهای مرتبط با وظیفه محاسبه می‌شود. اگر هش وظیفه فعلی با هش ذخیره‌شده در Sstate-cache مطابقت داشته باشد:

  • Yocto خروجی را مستقیماً از Sstate-cache بازیابی می‌کند.
  • اگر هش تغییر کرده باشد (به دلیل تغییر در کد منبع یا تنظیمات)، Yocto وظیفه را مجدداً اجرا کرده و نتیجه را در کش به‌روزرسانی می‌کند.

ج) هش وظایف

هش هر وظیفه به عوامل زیر وابسته است:

  1. کد منبع (Source Code) وظیفه.
  2. تنظیمات مرتبط با وظیفه (Task Configuration).
  3. وابستگی‌های وظیفه (Dependencies).

این مکانیزم تضمین می‌کند که تنها وظایفی که واقعاً تغییر کرده‌اند دوباره اجرا شوند.


3. مزایای استفاده از Sstate-cache

الف) کاهش زمان ساخت

  • استفاده از Sstate-cache می‌تواند به شکل قابل‌توجهی زمان لازم برای ساخت را کاهش دهد، به‌ویژه در پروژه‌های بزرگ یا در فرآیند ساخت مجدد (Rebuild).

ب) پشتیبانی از تیم‌های توسعه

  • با به اشتراک‌گذاری Sstate-cache بین اعضای تیم توسعه، زمان ساخت برای تمامی اعضا کاهش می‌یابد. این امر به‌ویژه در محیط‌های CI/CD مفید است.

ج) تضمین سازگاری

  • با استفاده از خروجی‌های ذخیره‌شده در Sstate-cache، اطمینان حاصل می‌شود که نتایج ساخت در سیستم‌های مختلف یکسان باقی می‌ماند، مگر اینکه تغییراتی اعمال شده باشد.

4. نکات و توصیه‌ها درباره Sstate-cache

الف) مدیریت اندازه Sstate-cache

  • با گذشت زمان، اندازه دایرکتوری Sstate-cache ممکن است افزایش یابد. برای مدیریت این موضوع می‌توان از ابزار bitbake استفاده کرد:
    bitbake -c cleansstate <recipe>

    این دستور فایل‌های کش مرتبط با یک ریسیپی (Recipe) را حذف می‌کند.

ب) به اشتراک‌گذاری Sstate-cache

  • در تیم‌های توسعه، اشتراک‌گذاری Sstate-cache بین سیستم‌های مختلف می‌تواند زمان ساخت را به شدت کاهش دهد. برای این کار، دایرکتوری Sstate-cache می‌تواند در یک سرور شبکه قرار گیرد.

ج) عیب‌یابی مشکلات Sstate-cache

  • اگر خطایی در فرآیند ساخت رخ داد که ممکن است ناشی از فایل‌های کش باشد، می‌توان با استفاده از دستورات زیر فایل‌های مرتبط را حذف کرد:
    bitbake -c cleansstate <recipe>
    bitbake -c cleanall <recipe>

جمع‌بندی

Sstate-cache یکی از ابزارهای حیاتی در سیستم ساخت Yocto است که سرعت و کارایی فرآیند ساخت را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد. این مکانیزم با ذخیره خروجی وظایف و استفاده مجدد از آن‌ها، از اتلاف زمان و منابع جلوگیری می‌کند. مدیریت صحیح و به اشتراک‌گذاری این کش در محیط‌های توسعه می‌تواند به کاهش زمان و هزینه‌های پروژه کمک شایانی کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بهینه‌سازی زمان ساخت با استفاده از Cache” subtitle=”توضیحات کامل”]

بهینه‌سازی زمان ساخت یکی از مهم‌ترین جنبه‌های مدیریت پروژه‌های لینوکسی با استفاده از Yocto است. مکانیزم‌های مختلفی برای این منظور وجود دارد که یکی از کارآمدترین آن‌ها استفاده از Cache می‌باشد. Yocto از چندین نوع کش برای کاهش زمان و منابع موردنیاز برای ساخت استفاده می‌کند. در این بخش، به بررسی این مکانیزم‌ها و روش‌های بهینه‌سازی زمان ساخت می‌پردازیم.


1. انواع Cache در Yocto

الف) Sstate-cache (Shared State Cache)

  • Sstate-cache نتایج میانی و نهایی فرآیندهای ساخت را ذخیره می‌کند.
  • این کش تضمین می‌کند که وظایفی (Tasks) که قبلاً اجرا شده‌اند، در اجرای مجدد تنها در صورت تغییر داده‌ها یا تنظیمات، دوباره اجرا شوند.
تنظیم مسیر Sstate-cache:

برای استفاده بهتر از Sstate-cache، مسیر آن را در فایل local.conf مشخص کنید:

SSTATE_DIR = "/path/to/shared/sstate-cache"

ب) Download Cache

  • Yocto تمامی کدهای منبع و فایل‌های موردنیاز را از اینترنت دانلود و ذخیره می‌کند. این فایل‌ها در دایرکتوری Download Cache نگهداری می‌شوند.
تنظیم مسیر Download Cache:

این مسیر را در فایل local.conf مشخص کنید:

DL_DIR = "/path/to/downloads"
  • استفاده از یک Download Cache مشترک در تیم‌های توسعه می‌تواند از دانلودهای تکراری جلوگیری کرده و زمان ساخت را کاهش دهد.

ج) Bitbake Task Cache

  • Yocto اطلاعات مربوط به وظایف قبلی را در قالب یک کش ذخیره می‌کند. این کش به Yocto کمک می‌کند وظایفی که نیازی به اجرا مجدد ندارند را شناسایی کند.

2. روش‌های بهینه‌سازی زمان ساخت با Cache

الف) استفاده از Sstate-cache مشترک

  • اگر در تیمی کار می‌کنید، می‌توانید Sstate-cache را روی یک سرور شبکه به اشتراک بگذارید. به این ترتیب، تمامی اعضای تیم می‌توانند از نتایج ساخت یکدیگر استفاده کنند.
تنظیم مسیر شبکه‌ای:
SSTATE_MIRRORS = "file://.* file:///network/path/to/sstate-cache/PATH"

ب) مدیریت دانلودهای تکراری

  • با تنظیم یک مسیر مشترک برای Download Cache، از دانلودهای مکرر جلوگیری کنید.
  • همچنین می‌توانید فایل‌های دانلودشده را به اشتراک بگذارید:
    DL_DIR = "/network/shared/downloads"

ج) فعال‌سازی و مدیریت پچ‌ها

  • پچ‌ها و تنظیمات سفارشی را با دقت اعمال کنید. هرگونه تغییر در ریسیپی‌ها (Recipe) یا پچ‌ها باعث می‌شود که هش وظایف تغییر کند و Sstate-cache نتواند استفاده شود.

د) استفاده از ابزارهای موازی‌سازی

  • Yocto به صورت پیش‌فرض از ساخت موازی (Parallel Build) پشتیبانی می‌کند. مقدار متغیرهای زیر را در فایل local.conf تنظیم کنید:
    BB_NUMBER_THREADS = "4"   # تعداد هسته‌های مورد استفاده توسط Bitbake
    PARALLEL_MAKE = "-j4"     # تعداد هسته‌های مورد استفاده توسط Make

ه) پاک‌سازی کش‌های قدیمی

  • کش‌های قدیمی که دیگر استفاده نمی‌شوند، ممکن است فضای زیادی اشغال کنند. با استفاده از دستورات زیر می‌توانید آن‌ها را پاک‌سازی کنید:
    bitbake -c cleansstate <recipe>
    bitbake -c cleanall <recipe>

3. مشکلات رایج Cache و روش‌های رفع آن‌ها

الف) عدم تطابق هش وظایف

  • اگر هش وظایف تغییر کند (به دلیل تغییرات در کد یا پیکربندی)، Sstate-cache نمی‌تواند استفاده شود. برای بررسی این مشکل می‌توانید از ابزار bitbake-diffsigs استفاده کنید:
    bitbake-diffsigs <recipe>.do_compile.sigdata.*

ب) مشکلات ناشی از فایل‌های خراب در Cache

  • اگر فایل‌های خراب در کش وجود داشته باشند، ممکن است خطاهای ساخت رخ دهد. برای رفع این مشکل:
    bitbake -c cleansstate <recipe>

4. استراتژی‌های پیشرفته برای بهینه‌سازی

الف) ایجاد Mirror Cache

  • ایجاد یک سرور Mirror Cache که شامل Sstate-cache و Download Cache باشد، می‌تواند فرآیند ساخت را در تیم‌های بزرگ یا سیستم‌های CI/CD بهبود بخشد.

ب) استفاده از ابزارهای ابری

  • ذخیره کش‌ها در یک سرویس ابری مانند Amazon S3 یا Google Cloud Storage امکان استفاده از کش در مکان‌های مختلف را فراهم می‌کند.

ج) استفاده از Remote Builds

  • اجرای فرآیند ساخت روی سرورهای قدرتمند به جای سیستم محلی می‌تواند زمان ساخت را کاهش دهد.

جمع‌بندی

بهینه‌سازی زمان ساخت در Yocto به مدیریت مؤثر Cache وابسته است. استفاده صحیح از Sstate-cache، Download Cache و تنظیمات مربوط به موازی‌سازی می‌تواند زمان ساخت را به شکل چشمگیری کاهش دهد. به اشتراک‌گذاری Cache بین تیم‌ها و پاک‌سازی دوره‌ای کش‌های قدیمی نیز از دیگر روش‌های مؤثر در این زمینه است. با پیاده‌سازی این استراتژی‌ها، می‌توانید فرآیند ساخت را سریع‌تر و کارآمدتر کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مدیریت Cache برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده” subtitle=”توضیحات کامل”]پروژه‌های بزرگ و پیچیده لینوکسی که با Yocto مدیریت می‌شوند، معمولاً شامل تعداد زیادی بسته، معماری‌های مختلف، و تنظیمات سفارشی هستند. این پیچیدگی می‌تواند زمان ساخت و منابع مصرفی را به‌شدت افزایش دهد. مدیریت صحیح Cache در چنین پروژه‌هایی یک ضرورت است. در این بخش، راهکارها و روش‌های مدیریت مؤثر Cache برای پروژه‌های بزرگ و پیچیده بررسی می‌شود.


1. انواع Cache و اهمیت آن در پروژه‌های بزرگ

در پروژه‌های پیچیده، کش‌ها نقش حیاتی در کاهش زمان ساخت، استفاده بهینه از منابع و اطمینان از هماهنگی بین تیم‌های توسعه ایفا می‌کنند. مهم‌ترین انواع کش در Yocto عبارت‌اند از:

الف) Sstate-cache (Shared State Cache)

  • نتایج میانی وظایف را ذخیره می‌کند و اجازه می‌دهد وظایفی که تغییری نکرده‌اند، دوباره اجرا نشوند.
  • مناسب برای پروژه‌هایی با تیم‌های بزرگ، چون کش می‌تواند بین اعضای تیم به اشتراک گذاشته شود.

ب) Download Cache

  • از دانلود مجدد فایل‌های منبع جلوگیری می‌کند.
  • برای پروژه‌هایی با وابستگی‌های زیاد بسیار ضروری است.

ج) Build History Cache

  • اطلاعات تاریخچه ساخت (مانند نسخه بسته‌ها و هش وظایف) را ذخیره می‌کند.
  • مناسب برای ردیابی تغییرات در پروژه‌های پیچیده.

2. چالش‌های مدیریت Cache در پروژه‌های بزرگ

الف) سازگاری بین سیستم‌های مختلف

  • زمانی که چندین توسعه‌دهنده یا سیستم CI/CD درگیر هستند، ناسازگاری در محیط‌ها می‌تواند باعث مشکلات در استفاده از کش شود.

ب) حجم بزرگ Cache

  • در پروژه‌های بزرگ، Sstate-cache و Download Cache ممکن است به صدها گیگابایت برسند. مدیریت فضای ذخیره‌سازی اهمیت زیادی دارد.

ج) تغییرات مداوم

  • تغییر در بسته‌ها، پیکربندی یا ریسیپی‌ها می‌تواند باعث بی‌اثر شدن (Invalidate) کش‌ها شود.

3. راهکارهای مدیریت Cache در پروژه‌های بزرگ

الف) استفاده از سرور مرکزی برای Cache

  • برای اشتراک‌گذاری Sstate-cache و Download Cache بین اعضای تیم یا سیستم‌های مختلف، می‌توانید از یک سرور مرکزی استفاده کنید.
تنظیم سرور مرکزی:

در فایل local.conf، سرور کش را تنظیم کنید:

SSTATE_MIRRORS = "file://.* http://cache-server/sstate-cache/PATH;downloadfilename=PATH"
DL_DIR = "/network/shared/downloads"

ب) بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی

  • از ابزارهایی مانند rsync یا Git LFS برای مدیریت بهتر حجم داده‌ها استفاده کنید.
  • کش‌های قدیمی و بلااستفاده را دوره‌ای پاک‌سازی کنید:
    bitbake -c cleansstate <recipe>

ج) مدیریت تغییرات در پروژه

  • تغییرات در بسته‌ها و ریسیپی‌ها را کنترل کنید تا از بی‌اثر شدن کش جلوگیری شود.
  • از Bitbake Hash Equivalence برای حفظ نتایج کش در صورت تغییرات کوچک استفاده کنید:
    BB_HASHSERVE = "localhost:0"

د) ایجاد نسخه‌های پشتیبان از Cache

  • به‌طور مرتب نسخه‌های پشتیبان از Sstate-cache و Download Cache تهیه کنید تا در صورت بروز مشکل قابل بازیابی باشند.

4. ابزارها و تکنیک‌های پیشرفته برای مدیریت Cache

الف) سیستم‌های ابری

  • ذخیره کش‌ها در سرویس‌های ابری مانند Amazon S3 یا Google Cloud Storage امکان اشتراک‌گذاری و مدیریت بهتر را فراهم می‌کند.
  • ابزارهای مانند Rclone برای انتقال کش به فضای ابری مفید هستند.

ب) پیکربندی چند معماری

  • برای پروژه‌هایی که از معماری‌های مختلف پشتیبانی می‌کنند (مانند ARM و x86)، مسیرهای جداگانه برای Sstate-cache تنظیم کنید:
    SSTATE_DIR_arm = "/path/to/sstate-arm"
    SSTATE_DIR_x86 = "/path/to/sstate-x86"

ج) استفاده از Cache در CI/CD

  • سیستم‌های CI/CD باید از کش‌ها به‌صورت مؤثر استفاده کنند. با تنظیم Sstate-cache در اسکریپت‌های CI/CD، زمان ساخت در هر اجرا کاهش می‌یابد.

د) مانیتورینگ Cache

  • از ابزارهای مانیتورینگ برای بررسی وضعیت کش‌ها استفاده کنید. مثلاً، بررسی کنید که کش‌ها به‌درستی عمل می‌کنند و فضای کافی دارند.

5. بهترین شیوه‌ها برای مدیریت Cache در پروژه‌های بزرگ

  • ایجاد یک ساختار استاندارد: مسیرها و تنظیمات کش‌ها باید بین تیم‌ها یکسان باشد.
  • پاک‌سازی دوره‌ای: کش‌های قدیمی یا بلااستفاده را حذف کنید.
  • استفاده از نسخه‌های دقیق: هر نسخه از پروژه باید از کش مخصوص به خود استفاده کند.
  • آموزش تیم: توسعه‌دهندگان باید با اصول مدیریت کش آشنا باشند.

جمع‌بندی

مدیریت کش در پروژه‌های بزرگ و پیچیده با Yocto نیازمند برنامه‌ریزی دقیق و استفاده از ابزارها و تکنیک‌های مناسب است. با استفاده از Sstate-cache، Download Cache، و روش‌هایی مانند به‌اشتراک‌گذاری کش، استفاده از ابزارهای ابری، و پیکربندی مناسب معماری‌ها، می‌توان زمان ساخت را به‌طور قابل‌توجهی کاهش داد. بهینه‌سازی فضای ذخیره‌سازی و مانیتورینگ وضعیت کش‌ها نیز از جمله عوامل حیاتی در مدیریت موفق Cache است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 9. پیکربندی و نصب ایمیج ها بر روی دستگاه هدف”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تولید ایمیج‌های مناسب برای بارگذاری روی سخت‌افزار هدف” subtitle=”توضیحات کامل”]تولید ایمیج برای سخت‌افزار هدف یکی از مراحل حیاتی در توسعه سیستم‌عامل‌های سفارشی با استفاده از ابزارهایی مانند Yocto است. این فرآیند شامل تنظیمات دقیق، انتخاب فرمت‌های مناسب ایمیج، و اطمینان از سازگاری با سخت‌افزار هدف می‌باشد. در این بخش به گام‌های کلیدی برای تولید ایمیج‌های مناسب برای بارگذاری روی سخت‌افزار هدف پرداخته خواهد شد.


1. آشنایی با انواع فرمت‌های ایمیج

انتخاب فرمت مناسب ایمیج به نوع سخت‌افزار هدف و نحوه بارگذاری سیستم‌عامل روی آن بستگی دارد. برخی از فرمت‌های رایج عبارتند از:

الف) Raw Disk Images

  • فرمت خام که حاوی پارتیشن‌بندی و داده‌های سیستم‌فایل است.
  • معمولاً برای نوشتن مستقیم روی دیسک‌های سخت یا کارت‌های SD استفاده می‌شود.
  • مثال: .img

ب) Compressed Images

  • ایمیج‌های فشرده‌شده برای کاهش حجم و سهولت انتقال.
  • ابزارهای مختلفی مانند gzip یا xz برای فشرده‌سازی استفاده می‌شوند.
  • مثال: .img.gz, .img.xz

ج) Filesystem Images

  • ایمیج‌هایی که فقط سیستم فایل را شامل می‌شوند.
  • مناسب برای بارگذاری مستقیم روی حافظه‌ها یا استفاده در بوت‌لودر.
  • مثال: .ext4, .squashfs

د) Partitioned Bootable Images

  • ایمیج‌های دارای چند پارتیشن (Boot، RootFS و غیره) برای دستگاه‌هایی که نیاز به بوت‌لودر خاص دارند.
  • مثال: .wic

2. پیکربندی Yocto برای تولید ایمیج

Yocto امکانات متعددی برای تولید انواع ایمیج‌ها ارائه می‌دهد. مراحل زیر به شما کمک می‌کنند ایمیج مناسبی برای سخت‌افزار هدف خود ایجاد کنید:

الف) انتخاب نوع ایمیج

در فایل conf/local.conf یا یک فایل تنظیمات خاص پروژه، نوع ایمیج را مشخص کنید:

IMAGE_FSTYPES = "wic.gz ext4 tar.bz2"

این خط مشخص می‌کند که ایمیج‌ها در فرمت‌های wic.gz و ext4 ساخته شوند.

ب) انتخاب و پیکربندی پارتیشن‌ها

برای پیکربندی ایمیج با چند پارتیشن، فایل wic استفاده می‌شود. مثالی از یک فایل پارتیشن‌بندی:

part /boot --source bootimg-partition --ondisk mmcblk0 --fstype=vfat --label boot --align 4
part / --source rootfs --ondisk mmcblk0 --fstype=ext4 --label rootfs --align 4

ج) اضافه کردن بسته‌ها و ابزارها

اطمینان حاصل کنید که بسته‌ها و ابزارهای مورد نیاز در ایمیج موجود باشند:

IMAGE_INSTALL:append = " ssh-server package-management"

3. سازگاری با سخت‌افزار هدف

الف) انتخاب Bootloader مناسب

بوت‌لودر (مانند U-Boot) نقش کلیدی در بارگذاری ایمیج روی سخت‌افزار دارد. برای تولید ایمیج سازگار با U-Boot:

  • تنظیمات U-Boot را در فایل local.conf اضافه کنید:
    IMAGE_FSTYPES:append = " u-boot"
  • فایل‌های پیکربندی U-Boot را برای سخت‌افزار هدف به Yocto اضافه کنید.

ب) پیکربندی دستگاه‌های خاص

در صورتی که سخت‌افزار هدف دارای تنظیمات خاصی است (مانند معماری ARM یا کنترلرهای خاص):

  • دستگاه را در لایه متا (Meta Layer) اضافه کنید.
  • فایل‌های BSP (Board Support Package) را برای سخت‌افزار هدف تنظیم کنید.

4. تست و اعتبارسنجی ایمیج

الف) اجرای ایمیج در شبیه‌ساز

قبل از بارگذاری روی سخت‌افزار واقعی، ایمیج را در شبیه‌سازهایی مانند QEMU تست کنید:

runqemu qemux86-64

ب) بارگذاری روی سخت‌افزار واقعی

برای انتقال ایمیج به دستگاه هدف:

  1. ایمیج را به حافظه جانبی مانند کارت SD یا USB منتقل کنید:
    dd if=core-image-minimal.wic of=/dev/sdX bs=4M
    sync
  2. دستگاه را بوت کنید و صحت عملکرد ایمیج را بررسی کنید.

ج) تست قابلیت بوت و عملکرد

  • بوت دستگاه را بررسی کنید.
  • عملکرد بسته‌ها و ابزارهای اضافه‌شده را ارزیابی کنید.

5. رفع مشکلات در فرآیند تولید و بارگذاری ایمیج

الف) تحلیل لاگ‌های تولید

اگر تولید ایمیج با خطا مواجه شد، لاگ‌های مربوطه را بررسی کنید:

bitbake core-image-minimal -v -DDD

ب) بررسی مشکلات سخت‌افزاری

برخی مشکلات ممکن است به ناسازگاری با سخت‌افزار هدف مربوط باشد. برای مثال:

  • اطمینان از پشتیبانی معماری سخت‌افزار.
  • بررسی درایورهای مورد نیاز.

ج) بررسی تنظیمات Bootloader

اگر دستگاه بوت نمی‌شود:

  • تنظیمات Bootloader مانند U-Boot یا Grub را بازبینی کنید.
  • تنظیمات پارتیشن‌بندی ایمیج را اصلاح کنید.

جمع‌بندی

تولید ایمیج‌های مناسب برای سخت‌افزار هدف شامل انتخاب فرمت مناسب، پیکربندی دقیق Yocto، و انجام تست‌های لازم برای اطمینان از عملکرد صحیح است. با رعایت اصول و مراحل فوق، می‌توانید ایمیج‌هایی سفارشی و کارآمد برای پروژه‌های خود تولید کنید. همچنین، تست ایمیج در شبیه‌سازها و سخت‌افزار واقعی به شما اطمینان می‌دهد که ایمیج با سخت‌افزار هدف کاملاً سازگار است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بارگذاری و نصب سیستم‌عامل بر روی دستگاه‌های امبدد” subtitle=”توضیحات کامل”]بارگذاری و نصب سیستم‌عامل بر روی دستگاه‌های امبدد (Embedded) یکی از مراحل اساسی در توسعه سیستم‌های جاسازی‌شده است. این فرآیند شامل انتقال فایل‌های سیستم‌عامل، بوت‌لودر، و پیکربندی اولیه دستگاه می‌باشد. در این بخش، مراحل بارگذاری و نصب سیستم‌عامل بر روی دستگاه‌های امبدد با استفاده از ابزارهای رایج و روش‌های استاندارد توضیح داده خواهد شد.


1. آماده‌سازی سخت‌افزار هدف

الف) شناسایی سخت‌افزار

قبل از شروع، سخت‌افزار هدف را به دقت بررسی کنید:

  • معماری پردازنده (ARM، x86، MIPS و …).
  • نوع حافظه ذخیره‌سازی (eMMC، NAND، NOR، SD Card و …).
  • رابط‌های موجود برای بارگذاری (USB، UART، JTAG، Ethernet و …).

ب) بررسی مستندات سخت‌افزار

دستورالعمل‌های مرتبط با سخت‌افزار هدف، مانند ترتیب بوت، ابزارهای پیشنهادی، و تنظیمات خاص، از مستندات دستگاه استخراج می‌شوند.


2. انتخاب و آماده‌سازی ابزارهای لازم

الف) بوت‌لودر (Bootloader)

بوت‌لودر (مانند U-Boot) برای راه‌اندازی اولیه دستگاه استفاده می‌شود:

  • اطمینان حاصل کنید که بوت‌لودر برای سخت‌افزار هدف کامپایل و پیکربندی شده است.
  • فایل بوت‌لودر (مانند u-boot.bin) آماده باشد.

ب) سیستم‌عامل

ایمیج سیستم‌عامل، شامل:

  • فایل Root Filesystem (مانند rootfs.ext4).
  • کرنل لینوکس (مانند zImage یا Image).
  • فایل‌های Device Tree (مانند *.dtb).

ج) ابزارهای انتقال ایمیج

بسته به رابط دستگاه، از ابزارهای زیر استفاده کنید:

  • UART/JTAG: استفاده از ابزارهایی مانند minicom یا openocd.
  • USB: ابزارهایی مانند fastboot یا dfu-util.
  • شبکه: استفاده از tftp یا scp.
  • حافظه جانبی: استفاده از ابزار dd یا نرم‌افزارهای مشابه.

3. مراحل بارگذاری و نصب سیستم‌عامل

الف) انتقال بوت‌لودر

  1. دستگاه را در حالت Bootloader Mode قرار دهید.
  2. بوت‌لودر را از طریق رابط مناسب انتقال دهید. برای مثال:
    • از طریق UART:
      sudo minicom
      loadb -f u-boot.bin
    • از طریق USB (fastboot):
      fastboot flash bootloader u-boot.bin
  3. بوت‌لودر را اجرا کنید:
    boot

ب) انتقال کرنل و Root Filesystem

  1. انتقال کرنل: انتقال کرنل به دستگاه از طریق tftp یا usb:
    tftpboot 0x80000000 zImage

    آدرس حافظه (0x80000000) بسته به سخت‌افزار متغیر است.

  2. انتقال فایل Device Tree: فایل Device Tree (*.dtb) نیز به دستگاه منتقل می‌شود:
    tftpboot 0x81000000 my-device.dtb
  3. انتقال Root Filesystem: RootFS به پارتیشن مشخص شده (مانند /dev/mmcblk0p2) نوشته می‌شود:
    ext4write 0x82000000 /dev/mmcblk0p2

ج) پیکربندی بوت‌لودر

بعد از انتقال فایل‌ها، تنظیمات بوت‌لودر را انجام دهید:

setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw"
setenv bootcmd "ext4load mmc 0:1 0x80000000 zImage; ext4load mmc 0:1 0x81000000 my-device.dtb; bootz 0x80000000 - 0x81000000"
saveenv

د) بوت سیستم‌عامل

بوت سیستم‌عامل را اجرا کنید:

boot

4. نصب دائمی بر روی حافظه داخلی

اگر ایمیج‌ها به طور موقت در حافظه RAM قرار گرفته‌اند، باید آنها را به حافظه دائمی دستگاه منتقل کنید:

الف) نوشتن کرنل روی حافظه

dd if=zImage of=/dev/mmcblk0p1 bs=4M
sync

ب) نوشتن RootFS روی حافظه

dd if=rootfs.ext4 of=/dev/mmcblk0p2 bs=4M
sync

ج) پیکربندی Bootloader برای بوت دائمی

بوت‌لودر را طوری تنظیم کنید که فایل‌های بوت را از حافظه دائمی بارگذاری کند.


5. اعتبارسنجی و تست

الف) بررسی عملکرد بوت

  • دستگاه را ریست کرده و فرآیند بوت را نظارت کنید.
  • خروجی کنسول سریال را بررسی کنید.

ب) تست سرویس‌ها و عملکرد

  • بررسی کنید که RootFS به درستی بارگذاری شده است.
  • سرویس‌ها و ابزارهای مورد نیاز را اجرا و تست کنید.

6. رفع مشکلات رایج

الف) بوت نشدن دستگاه

  • تنظیمات بوت‌لودر (مانند bootargs) را بررسی کنید.
  • سازگاری کرنل و Device Tree را بازبینی کنید.

ب) مشکلات در RootFS

  • بررسی کنید که فایل سیستم درست نوشته شده و به درستی پارتیشن‌بندی شده باشد.

ج) عدم شناسایی سخت‌افزار

  • اطمینان حاصل کنید که درایورهای مورد نیاز در کرنل یا RootFS وجود دارند.

جمع‌بندی

بارگذاری و نصب سیستم‌عامل بر روی دستگاه‌های امبدد نیازمند درک کامل از سخت‌افزار هدف، تنظیمات بوت‌لودر، و استفاده صحیح از ابزارهای انتقال فایل است. با رعایت مراحل ذکر شده و تست دقیق، می‌توانید سیستم‌عاملی سفارشی را به طور موفقیت‌آمیز بر روی دستگاه‌های امبدد نصب کرده و راه‌اندازی کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”عیب‌یابی مشکلات در فرآیند نصب و راه‌اندازی” subtitle=”توضیحات کامل”]فرآیند نصب و راه‌اندازی سیستم‌عامل بر روی دستگاه‌های امبدد (Embedded) ممکن است با چالش‌ها و مشکلات مختلفی مواجه شود. عیب‌یابی این مشکلات نیازمند درک عمیق از مراحل نصب، ابزارهای مورد استفاده، و پیکربندی سخت‌افزار است. در این بخش، رایج‌ترین مشکلات و راه‌حل‌های مربوط به آن‌ها بررسی می‌شود.


1. مشکلات بوت دستگاه

الف) عدم نمایش خروجی کنسول سریال

  • علت احتمالی: تنظیمات نادرست بوت‌لودر یا عدم فعال بودن پورت سریال.
  • راه‌حل:
    • تنظیمات بوت‌لودر (مانند console=ttyS0,115200) را بررسی کنید.
    • از اتصال صحیح کابل سریال و تنظیمات درست ابزارهای سریال مانند minicom اطمینان حاصل کنید.

ب) بوت نکردن بوت‌لودر

  • علت احتمالی: خرابی بوت‌لودر یا فایل‌های آن.
  • راه‌حل:
    • بوت‌لودر را دوباره فلش کنید.
    • از صحت فایل بوت‌لودر (u-boot.bin) و آدرس‌های حافظه‌ای که در فلش استفاده می‌کنید مطمئن شوید.

2. مشکلات مربوط به کرنل

الف) متوقف شدن کرنل در هنگام بوت

  • علت احتمالی: ناسازگاری کرنل با سخت‌افزار یا Device Tree نادرست.
  • راه‌حل:
    • پیام‌های خطای کنسول را بررسی کنید.
    • اطمینان حاصل کنید که فایل Device Tree (*.dtb) با سخت‌افزار هدف سازگار است.
    • بررسی کنید که درایورهای سخت‌افزاری مورد نیاز در کرنل فعال شده باشند.

ب) Panic در کرنل

  • علت احتمالی: پارتیشن Root Filesystem شناسایی نمی‌شود.
  • راه‌حل:
    • گزینه‌های بوت (root=/dev/mmcblk0p2) را بررسی کنید.
    • از صحت فرمت پارتیشن و فایل سیستم (مانند ext4) مطمئن شوید.
    • از وجود فایل‌های ضروری در RootFS (مانند /sbin/init) اطمینان حاصل کنید.

3. مشکلات Root Filesystem (RootFS)

الف) عدم بارگذاری RootFS

  • علت احتمالی: فایل RootFS خراب یا اشتباه انتقال داده شده است.
  • راه‌حل:
    • فایل RootFS را دوباره ایجاد و انتقال دهید.
    • بررسی کنید که فایل RootFS به درستی مونت شود:
      mount -o loop rootfs.ext4 /mnt

ب) عدم اجرای Init

  • علت احتمالی: فایل /sbin/init یا لینک آن وجود ندارد.
  • راه‌حل:
    • بررسی کنید که فایل /sbin/init در RootFS وجود داشته باشد.
    • اگر از systemd استفاده می‌کنید، گزینه‌های بوت را تنظیم کنید:
      init=/lib/systemd/systemd

4. مشکلات حافظه و فلش

الف) عدم شناسایی حافظه ذخیره‌سازی

  • علت احتمالی: درایور مربوط به حافظه (eMMC، SD Card، NAND) در کرنل فعال نشده است.
  • راه‌حل:
    • فایل کانفیگ کرنل را بررسی کنید و درایورهای موردنیاز را فعال کنید.
    • از فایل Device Tree برای شناسایی صحیح سخت‌افزار استفاده کنید.

ب) نوشتن نادرست داده‌ها بر روی فلش

  • علت احتمالی: ابزار انتقال داده‌ها پیکربندی اشتباهی دارد.
  • راه‌حل:
    • از ابزارهای انتقال داده‌ای مانند dd یا fastboot با دقت استفاده کنید.
    • حافظه را فرمت و دوباره پارتیشن‌بندی کنید:
      mkfs.ext4 /dev/mmcblk0p2

5. مشکلات شبکه و انتقال فایل‌ها

الف) عدم برقراری ارتباط شبکه

  • علت احتمالی: تنظیمات نادرست شبکه یا عدم وجود درایور.
  • راه‌حل:
    • تنظیمات IP و DHCP را بررسی کنید.
    • از صحت فایل Device Tree برای تعریف رابط‌های شبکه مطمئن شوید.

ب) خطا در انتقال فایل‌ها با TFTP

  • علت احتمالی: مسیر فایل یا تنظیمات سرور TFTP نادرست است.
  • راه‌حل:
    • فایل‌های موردنظر را در دایرکتوری پیش‌فرض TFTP قرار دهید (معمولاً /var/lib/tftpboot).
    • دسترسی به فایل‌ها را بررسی کنید:
      chmod 644 /var/lib/tftpboot/zImage

6. مشکلات مرتبط با Bootloader

الف) تنظیمات اشتباه بوت‌لودر

  • علت احتمالی: متغیرهای محیطی بوت‌لودر نادرست هستند.
  • راه‌حل:
    • تنظیمات متغیرهای بوت‌لودر را بررسی و اصلاح کنید:
      setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rw"
      saveenv

ب) عدم شناسایی دستگاه بوت

  • علت احتمالی: فایل‌های بوت در مسیر اشتباه قرار دارند.
  • راه‌حل:
    • آدرس پارتیشن و فایل‌های بوت را بررسی کنید.
    • فایل‌های ضروری را در مسیر درست قرار دهید:
      ext4ls mmc 0:1 /

7. خطاهای عمومی

الف) خطای “No valid partition table”

  • علت احتمالی: جدول پارتیشن دستگاه خراب است.
  • راه‌حل:
    • پارتیشن‌بندی را مجدداً انجام دهید:
      fdisk /dev/mmcblk0

ب) عملکرد کند فرآیند نصب

  • علت احتمالی: تنظیمات Cache بهینه نشده است.
  • راه‌حل:
    • از ویژگی Sstate-cache در Yocto استفاده کنید.
    • منابع سخت‌افزاری مانند RAM و CPU را بررسی و بهینه کنید.

جمع‌بندی

عیب‌یابی فرآیند نصب و راه‌اندازی بر روی دستگاه‌های امبدد نیازمند دقت در بررسی لاگ‌ها، شناسایی دقیق خطاها، و تسلط بر ابزارهای مختلف است. با توجه به نکات و روش‌های عیب‌یابی مطرح‌شده، می‌توان مشکلات را به‌سرعت شناسایی و رفع کرد و اطمینان حاصل نمود که سیستم‌عامل به‌درستی بر روی دستگاه اجرا شود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 10. ایجاد ایمیج های خاص برای توسعه”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تولید ایمیج‌های سفارشی برای توسعه‌دهندگان” subtitle=”توضیحات کامل”]تولید ایمیج‌های سفارشی برای توسعه‌دهندگان یکی از مراحل مهم در پروژه‌های سیستم‌های امبدد و توزیع‌های لینوکسی است. این ایمیج‌ها معمولاً شامل ابزارها، کتابخانه‌ها و تنظیمات خاصی هستند که برای توسعه و آزمایش پروژه ضروری‌اند. در این بخش، مراحل و مفاهیم مربوط به تولید ایمیج‌های سفارشی برای توسعه‌دهندگان بررسی می‌شود.


1. نیازمندی‌های توسعه‌دهندگان

برای تولید یک ایمیج سفارشی، ابتدا باید نیازهای توسعه‌دهندگان مشخص شود. این نیازها می‌تواند شامل موارد زیر باشد:

  • ابزارهای برنامه‌نویسی: مانند GCC، GDB، Python، Perl، یا Go.
  • کتابخانه‌های خاص: کتابخانه‌های مرتبط با پروژه مانند OpenSSL، libxml2، یا Boost.
  • ابزارهای دیباگینگ: مانند Valgrind یا strace.
  • سیستم‌های مدیریت بسته: ابزارهایی مانند opkg، apt یا dnf برای نصب بسته‌ها.
  • مدیریت شبکه: ابزارهایی مانند curl، wget یا net-tools برای تست شبکه.

2. پیکربندی محیط ساخت

الف) تعریف نیازمندی‌ها در Yocto

Yocto یک ابزار قدرتمند برای ساخت ایمیج‌های سفارشی است. در فایل تنظیمات (local.conf یا bblayers.conf) باید نیازمندی‌ها مشخص شوند:

  • تعریف بسته‌ها:
    IMAGE_INSTALL:append = " python3 gcc gdb curl"
  • تنظیمات پیش‌فرض برای توسعه:
    EXTRA_IMAGE_FEATURES += "tools-debug tools-profile dev-pkgs"

ب) استفاده از پیکربندی Buildroot

Buildroot نیز ابزاری ساده‌تر برای ساخت ایمیج‌های سفارشی است:

  • انتخاب ابزارها و کتابخانه‌های مورد نیاز در فایل .config:
    BR2_PACKAGE_GDB=y
    BR2_PACKAGE_CURL=y
    BR2_PACKAGE_PYTHON3=y

3. ایجاد لایه‌های سفارشی در Yocto

الف) تعریف بسته‌های خاص

برای اضافه کردن ابزار یا کتابخانه‌های خاص، می‌توانید یک لایه سفارشی در Yocto ایجاد کنید:

  • ایجاد یک لایه جدید:
    bitbake-layers create-layer meta-custom-dev
  • تعریف بسته‌های جدید در لایه:
    recipes-devtools/mytool/mytool_1.0.bb

ب) اضافه کردن لایه به پروژه

لایه ایجاد شده را به فایل bblayers.conf اضافه کنید:

BBLAYERS += "/path/to/meta-custom-dev"

4. سفارشی‌سازی Root Filesystem

الف) ایجاد کاربر توسعه‌دهنده

می‌توانید یک کاربر ویژه برای توسعه‌دهندگان در فایل سیستم تعریف کنید:

  • تغییر فایل passwd و shadow برای اضافه کردن کاربر.
  • اضافه کردن تنظیمات SSH برای دسترسی.

ب) نصب ابزارهای خاص در RootFS

با استفاده از متغیر IMAGE_INSTALL ابزارهای خاصی را به RootFS اضافه کنید:

IMAGE_INSTALL:append = " htop vim git"

5. ساخت ایمیج سفارشی

الف) ساخت ایمیج با Yocto

دستور ساخت ایمیج:

bitbake core-image-minimal

برای ایمیج سفارشی:

bitbake core-image-full-cmdline

ب) ساخت ایمیج با Buildroot

دستور ساخت:

make

6. آزمایش ایمیج سفارشی

الف) آزمایش در ماشین مجازی

ایمیج تولید شده را می‌توانید در ماشین‌های مجازی مانند QEMU آزمایش کنید:

runqemu qemux86-64

ب) آزمایش روی سخت‌افزار واقعی

ایمیج را بر روی سخت‌افزار واقعی نصب و اجرا کنید:

  • انتقال ایمیج به دستگاه:
    dd if=image.img of=/dev/sdX bs=4M

7. بهینه‌سازی برای توسعه‌دهندگان

الف) اضافه کردن ابزارهای دیباگینگ

اطمینان حاصل کنید که ابزارهایی مانند gdb و strace در ایمیج نصب شده باشند.

ب) پشتیبانی از سیستم مدیریت بسته

نصب یک سیستم مدیریت بسته برای انعطاف بیشتر:

IMAGE_INSTALL:append = " opkg"

جمع‌بندی

تولید ایمیج‌های سفارشی برای توسعه‌دهندگان نیازمند درک نیازمندی‌های پروژه، ابزارهای مورد نیاز و فرآیند ساخت است. با استفاده از ابزارهایی مانند Yocto و Buildroot، می‌توان ایمیج‌هایی انعطاف‌پذیر و کاربردی تولید کرد که نیازهای توسعه‌دهندگان را به بهترین شکل برآورده کنند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”آماده‌سازی محیط توسعه برای پشتیبانی از تیم‌های مختلف” subtitle=”توضیحات کامل”]آماده‌سازی محیط توسعه برای پشتیبانی از تیم‌های مختلف یک فرآیند پیچیده است که به هماهنگی میان ابزارها، تنظیمات و منابع مختلف بستگی دارد. در پروژه‌های امبدد و سیستم‌های لینوکسی، تیم‌های مختلف مانند تیم توسعه، تست، و پشتیبانی ممکن است نیاز به ابزارها و محیط‌های خاصی داشته باشند. در این بخش، نحوه آماده‌سازی محیط توسعه برای پشتیبانی از تیم‌های مختلف بررسی می‌شود.


1. تعریف نیازمندی‌های محیط توسعه برای تیم‌ها

الف) تیم‌های توسعه‌دهنده

  • ابزارهای توسعه: تیم‌های توسعه ممکن است به ابزارهایی مانند GCC، GDB، Make، CMake، Python، Git و غیره نیاز داشته باشند.
  • کتابخانه‌های نرم‌افزاری: برخی از تیم‌ها ممکن است به کتابخانه‌های خاص مانند Boost، OpenSSL، Qt یا OpenGL برای توسعه نیاز داشته باشند.
  • ابزارهای مدیریت بسته: استفاده از opkg، apt، یا dnf برای مدیریت بسته‌ها در سیستم‌های امبدد.

ب) تیم‌های تست

  • ابزارهای تست خودکار: استفاده از ابزارهایی مانند JUnit، Google Test، یا CTest برای تست کد.
  • ابزارهای دیباگ: مانند strace، Valgrind، یا GDB برای شبیه‌سازی و دیباگ سیستم.
  • پلتفرم‌های تست خودکار: یک پلتفرم خودکار برای اجرای تست‌ها، مانند Jenkins یا GitLab CI.

ج) تیم‌های پشتیبانی و عملیات

  • ابزارهای نظارت: ابزارهایی مانند Prometheus، Grafana، Nagios برای نظارت بر عملکرد سیستم‌ها.
  • ابزارهای مدیریت پیکربندی: استفاده از Ansible، Chef یا Puppet برای مدیریت پیکربندی و فرآیندهای اتوماسیون.

2. استفاده از ابزارهای مشترک برای هماهنگی میان تیم‌ها

الف) استفاده از Git و GitLab/GitHub

  • مدیریت کد با Git: استفاده از سیستم‌های کنترل نسخه مانند Git برای مدیریت تغییرات کد و همکاری میان تیم‌ها.
  • GitLab یا GitHub: ایجاد مخازن مرکزی برای پروژه و استفاده از CI/CD برای اتوماسیون فرآیند ساخت و تست.

ب) کانتینرها و مجازی‌سازی

  • استفاده از Docker یا LXC برای ایجاد محیط‌های مجازی برای تیم‌های مختلف، به طوری که هر تیم محیط کاری جداگانه خود را داشته باشد.
    • Docker Compose برای تنظیم چندین کانتینر مرتبط.
    • Kubernetes برای مدیریت مقیاس‌پذیری و هماهنگی.

ج) توسعه محیط‌های مشترک (Shared Development Environments)

  • راه‌اندازی VMs یا Cloud Instances که به صورت مشترک توسط تمامی تیم‌ها استفاده شوند.
  • استفاده از Vagrant برای مدیریت و اشتراک‌گذاری محیط‌های مجازی بین تیم‌ها.

3. تنظیمات سفارشی برای پشتیبانی از چندین تیم

الف) سفارشی‌سازی محیط‌های توسعه با Yocto

  • ایجاد لایه‌های مخصوص برای هر تیم (توسعه، تست، پشتیبانی) با ابزارهای خاص و تنظیمات سفارشی.
    • لایه‌های سفارشی Yocto: برای هر تیم می‌توان لایه‌هایی ایجاد کرد که تنظیمات و ابزارهای خاص آن تیم را شامل شوند.
    • سفارشی‌سازی Root Filesystem: افزودن ابزارهای توسعه‌دهندگان، تست‌کنندگان یا پشتیبان‌ها به تصویر نهایی سیستم.

ب) ایجاد فایل‌های پیکربندی مشترک

  • استفاده از فایل‌های پیکربندی مانند local.conf در Yocto برای سفارشی‌سازی ابزارها و کتابخانه‌های نصب‌شده برای هر تیم.
    • برای تیم‌های توسعه: IMAGE_INSTALL += "gcc gdb make".
    • برای تیم‌های تست: IMAGE_INSTALL += "valgrind strace".

ج) ایجاد محیط‌های به اشتراک‌گذاری شده

  • راه‌اندازی منابع مشترک مانند پایگاه‌داده‌ها، مخازن بسته‌ها، یا حتی ابزارهای CI برای هماهنگی بهتر میان تیم‌ها.
  • استفاده از artifactory یا Nexus Repository برای ذخیره‌سازی و توزیع بسته‌ها به تمامی تیم‌ها.

4. استفاده از ابزارهای اتوماسیون برای ساخت و تست

الف) CI/CD برای اتوماسیون فرآیندها

  • استفاده از ابزارهای Jenkins، GitLab CI یا CircleCI برای اتوماسیون فرآیند ساخت، تست، و انتشار.
    • ساخت خودکار: پس از هر تغییر در کد، محیط‌های توسعه به‌طور خودکار ساخته می‌شوند.
    • آزمایش خودکار: اجرای تست‌ها به صورت خودکار پس از ساخت.

ب) تست در محیط‌های مختلف

  • استفاده از QEMU یا Docker برای انجام تست‌ها در معماری‌های مختلف.
  • تست بر روی سخت‌افزار واقعی یا پلتفرم‌های مجازی مختلف برای اطمینان از صحت سیستم.

5. پشتیبانی از توسعه با SDK و ابزارهای اضافی

الف) تولید SDK برای توسعه‌دهندگان

  • استفاده از Yocto برای تولید Software Development Kit (SDK) که شامل ابزارها، کتابخانه‌ها و مستندات مورد نیاز برای توسعه‌دهندگان است.
    • دستور ساخت SDK در Yocto:
      bitbake meta-toolchain
    • این SDK می‌تواند شامل ابزارهایی مانند Cross Compiler، Debugger و Libraries باشد.

ب) گزارش مشکلات و بررسی بازخورد

  • ایجاد یک سیستم گزارش‌ مشکلات برای دریافت بازخورد از تیم‌های مختلف.
  • استفاده از JIRA یا GitLab Issues برای مدیریت مسائل و مشکلات.

جمع‌بندی

آماده‌سازی محیط توسعه برای پشتیبانی از تیم‌های مختلف نیازمند همکاری، تنظیمات دقیق و انتخاب ابزارهای مناسب است. با استفاده از ابزارهای مدیریت نسخه، کانتینرها، سیستم‌های اتوماسیون، و سفارشی‌سازی محیط‌های توسعه می‌توان محیطی یکپارچه و کارآمد برای تمامی تیم‌ها ایجاد کرد. همچنین، تولید SDK و پشتیبانی از تست خودکار و CI/CD می‌تواند به تسهیل فرآیند توسعه و بهبود کیفیت کد کمک کند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از SDK‌ها برای تسهیل فرآیند توسعه” subtitle=”توضیحات کامل”]Software Development Kit (SDK) مجموعه‌ای از ابزارها، کتابخانه‌ها، مستندات و دیگر منابع است که به توسعه‌دهندگان کمک می‌کند تا نرم‌افزارهای خاصی را برای پلتفرم‌ها یا دستگاه‌های خاص ایجاد کنند. SDK‌ها فرآیند توسعه را تسهیل کرده و به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که بدون نیاز به نوشتن کدهای پایه و زمان‌بر، روی ویژگی‌ها و قابلیت‌های خاص تمرکز کنند. در این بخش، نحوه استفاده از SDK‌ها برای تسهیل فرآیند توسعه سیستم‌های مبتنی بر لینوکس، به ویژه برای پروژه‌های امبدد و مبتنی بر Yocto، بررسی می‌شود.


1. مزایای استفاده از SDK‌ها

  • کاهش زمان توسعه: SDK‌ها با فراهم کردن مجموعه‌ای از ابزارهای آماده، از جمله کامپایلر، کتابخانه‌ها، API‌ها و ابزارهای اشکال‌زدایی، زمان لازم برای توسعه و تست نرم‌افزار را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.
  • یکپارچگی بهتر: SDK‌ها شامل ابزارهای یکپارچه‌ای هستند که به‌طور خودکار با یکدیگر کار می‌کنند. این یکپارچگی به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که به راحتی کدهای خود را تست، اشکال‌زدایی و بهینه‌سازی کنند.
  • مدیریت وابستگی‌ها: بسیاری از SDK‌ها ابزارهایی برای مدیریت بسته‌ها و وابستگی‌های نرم‌افزاری دارند که نیاز به نصب و پیکربندی دستی را کاهش می‌دهند.
  • مستندات و منابع آموزشی: بسیاری از SDK‌ها همراه با مستندات جامع و منابع آموزشی ارائه می‌شوند که به تسهیل یادگیری و توسعه نرم‌افزار کمک می‌کند.

2. SDK‌ها در سیستم‌های امبدد (Embedded Systems)

در پروژه‌های امبدد که نیاز به پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص و معماری‌های مختلف دارند، استفاده از SDK‌ها به شدت مفید است. به‌ویژه در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، SDK‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا نرم‌افزار را برای پلتفرم‌های مختلف بسازند و آن را بهینه‌سازی کنند.

الف) استفاده از SDK در Yocto

  • در Yocto، می‌توان از ابزار meta-toolchain برای تولید یک SDK سفارشی استفاده کرد که شامل تمام ابزارهای لازم برای توسعه نرم‌افزار برای سیستم‌عامل‌های مبتنی بر Yocto است.
  • برای ایجاد SDK در Yocto، کافی است دستورات زیر را اجرا کنید:
    bitbake meta-toolchain

    این دستور SDK را برای پلتفرم هدف تولید می‌کند. SDK تولید شده شامل Cross Compiler، Debugger، Libraries و ابزارهای دیگر خواهد بود.

  • پس از تولید SDK، می‌توان آن را به عنوان یک بسته در سیستم توسعه‌دهندگان نصب کرد تا از آن برای توسعه برنامه‌های امبدد استفاده شود.

ب) SDK‌های پلتفرم‌های خاص

  • Raspberry Pi: Raspberry Pi یک SDK به نام Raspberry Pi SDK دارد که شامل ابزارهای نرم‌افزاری برای توسعه و تست برنامه‌های مخصوص این پلتفرم است.
  • Arduino: Arduino SDK مجموعه‌ای از ابزارها برای توسعه برنامه‌های نرم‌افزاری برای میکروکنترلرهای مختلف است که شامل زبان برنامه‌نویسی مخصوص به خود (Arduino IDE) است.

3. استفاده از SDK‌ها در پروژه‌های نرم‌افزاری معمولی

در پروژه‌های نرم‌افزاری معمولی، SDK‌ها معمولاً شامل ابزارهایی برای تعامل با سیستم‌عامل‌ها، سخت‌افزارها و سرویس‌های آنلاین هستند. این SDK‌ها به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهند که ویژگی‌های خاص سیستم را بدون نیاز به درک عمیق از نحوه کارکرد داخلی آن، پیاده‌سازی کنند.

الف) SDK‌های پشتیبانی سیستم‌عامل

  • Android SDK: برای توسعه اپلیکیشن‌های اندروید، Android SDK ابزارهایی مانند Android Studio، ADB، Emulator و دیگر منابع برای توسعه، تست و اشکال‌زدایی اپلیکیشن‌ها فراهم می‌کند.
  • Windows SDK: برای توسعه برنامه‌های ویندوز، Windows SDK مجموعه‌ای از ابزارها برای ساخت و تست برنامه‌ها در سیستم‌عامل ویندوز است.

ب) SDK برای سرویس‌های آنلاین

  • AWS SDK: برای توسعه‌دهندگان که قصد دارند با سرویس‌های آمازون وب سرویس (AWS) ارتباط برقرار کنند، AWS SDK کتابخانه‌ها و ابزارهای متنوعی برای اتصال به سرویس‌های AWS و استفاده از آن‌ها در برنامه‌های خود فراهم می‌کند.
  • Google Cloud SDK: مشابه AWS SDK، Google Cloud SDK ابزارهایی برای ارتباط با سرویس‌های گوگل کلاد مانند Google Compute Engine و Google Cloud Storage فراهم می‌کند.

4. چگونگی استفاده بهینه از SDK‌ها در تیم‌های توسعه

الف) ایجاد محیط‌های مشترک برای تیم‌ها

  • برای تیم‌هایی که بر روی یک پروژه بزرگ کار می‌کنند، ایجاد محیط‌های مشترک برای استفاده از SDK‌ها می‌تواند بسیار مفید باشد. به عنوان مثال، می‌توان از Docker برای ساخت محیط‌هایی استفاده کرد که SDK‌ها در آن‌ها نصب شده‌اند و تیم‌ها می‌توانند از این محیط‌ها برای توسعه استفاده کنند.
  • با استفاده از Vagrant نیز می‌توان محیط‌های مجازی یکسانی را برای تمامی اعضای تیم ساخت.

ب) مدیریت نسخه‌های SDK

  • مدیریت نسخه‌های مختلف SDK برای جلوگیری از تضاد در بین اعضای تیم ضروری است. برای این کار می‌توان از ابزارهایی مانند Docker یا Conda استفاده کرد که امکان ایجاد محیط‌های توسعه با نسخه‌های خاص SDK را فراهم می‌کنند.

5. چالش‌ها و راه‌حل‌ها در استفاده از SDK‌ها

الف) محدودیت‌ها و مشکلات سازگاری

  • یکی از چالش‌های رایج در استفاده از SDK‌ها، مشکلات مربوط به سازگاری است. ممکن است SDK‌ها با برخی از سیستم‌عامل‌ها، نسخه‌ها یا سخت‌افزارها سازگار نباشند. برای حل این مشکل، باید از نسخه‌های خاص SDK که با سیستم‌عامل یا سخت‌افزار هدف سازگار هستند استفاده کرد.

ب) مستندات و منابع آموزشی

  • به‌طور معمول، SDK‌ها همراه با مستندات گسترده‌ای هستند، اما در برخی موارد ممکن است این مستندات ناقص یا سخت‌فهم باشند. تیم‌های توسعه باید با استفاده از منابع آنلاین، فوروم‌ها و مستندات اضافی، مشکلات مربوط به SDK را حل کنند.

جمع‌بندی

استفاده از SDK‌ها برای تسهیل فرآیند توسعه به شدت مفید است. SDK‌ها به توسعه‌دهندگان کمک می‌کنند تا زمان توسعه را کاهش دهند، کیفیت نرم‌افزار را افزایش دهند و با استفاده از ابزارها و کتابخانه‌های آماده، تمرکز خود را بر روی ویژگی‌های اصلی نرم‌افزار قرار دهند. در پروژه‌های امبدد و مبتنی بر Yocto، SDK‌ها می‌توانند فرآیند توسعه و پشتیبانی از معماری‌ها و سخت‌افزارهای مختلف را تسهیل کنند.[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

[cdb_course_lessons title=”بخش 5. پیکربندی و سفارشی‌سازی”][cdb_course_lesson title=”فصل 1. پیکربندی ویژگی‌های هسته لینوکس”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات پیش‌فرض هسته لینوکس در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]

در سیستم‌های مبتنی بر Yocto، هسته لینوکس (Linux Kernel) یکی از اجزای اصلی است که در هر فرآیند ساخت سیستم عامل مورد استفاده قرار می‌گیرد. تنظیمات پیش‌فرض هسته لینوکس در Yocto از اهمیت زیادی برخوردارند زیرا نقش کلیدی در پیکربندی سیستم‌عامل ایفا می‌کنند و به عملکرد، امنیت، و سازگاری آن با سخت‌افزارهای مختلف بستگی دارند.

1. پیکربندی پیش‌فرض هسته

در Yocto، هسته لینوکس به‌طور معمول از طریق متا-لایه‌ها (meta-layers) و تنظیمات پیش‌فرض آنها پیکربندی می‌شود. این تنظیمات به صورت فایل‌های پیکربندی در دایرکتوری‌های مختلف ذخیره می‌شوند و به گونه‌ای طراحی شده‌اند که برای بیشتر دستگاه‌های عمومی مناسب باشند.

  • پیکربندی از طریق defconfig: در Yocto، پیکربندی پیش‌فرض هسته لینوکس معمولاً در فایلی با نام defconfig ذخیره می‌شود. این فایل تنظیمات اولیه هسته را برای سخت‌افزارهای مختلف تعریف می‌کند. این فایل می‌تواند از لایه‌های مختلف Yocto برای هر نوع دستگاه، پردازنده یا معماری هدف دریافت شود.
  • پیکربندی از طریق Bitbake: زمانی که بسته‌های Yocto ساخته می‌شوند، Bitbake به طور خودکار تنظیمات هسته را طبق defconfig اعمال می‌کند و فرآیند ساخت هسته را بر اساس نیازهای دستگاه هدف شروع می‌کند.

2. تنظیمات پیش‌فرض عملکرد هسته

برخی از تنظیمات هسته که به‌طور پیش‌فرض در Yocto پیکربندی می‌شوند عبارتند از:

  • مفاهیم اساسی هسته: این تنظیمات شامل پارامترهای معمول مانند پشتیبانی از فایل سیستم‌ها (مثل ext4، btrfs و …)، درایورها، پردازش‌ها، و زمان‌بندی‌ها است.
  • پشتیبانی از معماری‌های مختلف: Yocto از معماری‌های مختلف پردازنده مانند ARM، x86 و PowerPC پشتیبانی می‌کند و تنظیمات پیش‌فرض هسته به‌طور خودکار برای هر معماری سازگار می‌شوند.
  • پشتیبانی از سخت‌افزارهای عمومی: هسته پیش‌فرض به‌گونه‌ای پیکربندی شده که از سخت‌افزارهای معمول نظیر پورت‌های شبکه، دیسک‌ها، UARTها و ورودی/خروجی‌های پایه پشتیبانی کند.

3. تنظیمات امنیتی پیش‌فرض هسته

یکی از جنبه‌های مهم پیکربندی پیش‌فرض هسته لینوکس در Yocto، تنظیمات امنیتی است. برخی از تنظیمات پیش‌فرض در این زمینه عبارتند از:

  • SELinux: در صورتی که نیاز به امنیت بیشتر داشته باشیم، Yocto از SELinux پشتیبانی می‌کند. با این حال، به‌طور پیش‌فرض این ویژگی غیرفعال است و باید به صورت دستی فعال شود.
  • Security Modules (LSM): پشتیبانی از ماژول‌های امنیتی هسته مانند AppArmor و seccomp به‌طور پیش‌فرض در Yocto گنجانده شده است.
  • تأمین امنیت بوت: هسته به‌طور پیش‌فرض از تنظیمات ایمن برای فرآیند بوت استفاده می‌کند که شامل مواردی همچون کرنل امن و امکان استفاده از TPM برای تایید هویت سخت‌افزار است.

4. پشتیبانی از شبکه و درایورها

یکی از بخش‌های مهم در تنظیمات پیش‌فرض هسته در Yocto، پشتیبانی از درایورها و پروتکل‌های شبکه است. این تنظیمات معمولاً شامل:

  • درایورهای شبکه: هسته پیش‌فرض اغلب با درایورهای شبکه پایه مانند Ethernet و Wi-Fi همراه است. تنظیمات پیش‌فرض هسته به‌طور خودکار این درایورها را برای سخت‌افزارهای عمومی شناسایی و فعال می‌کند.
  • پشتیبانی از پروتکل‌ها: پروتکل‌های مختلف شبکه مانند TCP/IP، IPv6 و حتی پروتکل‌های سطح بالاتر مانند HTTP و FTP در پیکربندی پیش‌فرض گنجانده شده است.

5. مدیریت مصرف منابع

  • پشتیبانی از هسته‌های چندگانه (Multi-core): Yocto به‌طور پیش‌فرض به‌گونه‌ای پیکربندی می‌شود که بتواند از هسته‌های چندگانه پردازنده‌ها به طور بهینه استفاده کند. این امر می‌تواند به بهبود عملکرد سیستم‌های مبتنی بر پردازنده‌های چند هسته‌ای کمک کند.
  • مدیریت انرژی: در پیکربندی پیش‌فرض، هسته لینوکس پشتیبانی از حالت‌های صرفه‌جویی در انرژی را فراهم می‌کند که به کاهش مصرف انرژی در دستگاه‌های کم‌مصرف کمک می‌کند.

6. تنظیمات پیش‌فرض در Yocto و شخصی‌سازی آن

اگرچه تنظیمات پیش‌فرض هسته در Yocto به‌طور معمول برای بیشتر دستگاه‌های مبتنی بر لینوکس مناسب است، اما بسته به نیاز سیستم، ممکن است لازم باشد این تنظیمات به‌طور دقیق‌تر و خاص‌تر پیکربندی شوند. در اینجا برخی از راه‌ها برای سفارشی‌سازی تنظیمات پیش‌فرض هسته آورده شده است:

  • استفاده از menuconfig یا xconfig: برای سفارشی‌سازی هسته، می‌توانید از ابزارهای پیکربندی گرافیکی مانند menuconfig یا xconfig استفاده کنید. این ابزارها به شما اجازه می‌دهند تنظیمات مختلف هسته را به راحتی تغییر دهید.
  • ویرایش فایل‌های پیکربندی: همچنین می‌توانید مستقیماً فایل‌های پیکربندی هسته مانند .config را ویرایش کنید و تغییرات دلخواه خود را اعمال نمایید.

جمع‌بندی

در این بخش، به بررسی تنظیمات پیش‌فرض هسته لینوکس در Yocto پرداختیم. این تنظیمات پایه و ابتدایی عملکرد هسته را تضمین می‌کنند و در بسیاری از موارد برای ساخت سیستم‌های لینوکسی Embedded کافی هستند. با این حال، برای سفارشی‌سازی دقیق‌تر سیستم‌ها، می‌توان از ابزارهای Yocto برای پیکربندی هسته و تنظیمات آن استفاده کرد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اعمال تغییرات به پیکربندی هسته (Kernel Configuration)” subtitle=”توضیحات کامل”]پیکربندی هسته لینوکس یکی از مراحل کلیدی در ساخت و سفارشی‌سازی سیستم‌عامل لینوکس است. در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، این پیکربندی به شما اجازه می‌دهد تا ویژگی‌ها و قابلیت‌های هسته را بر اساس نیازهای خاص سیستم هدف خود تنظیم کنید. این تنظیمات می‌تواند شامل فعال یا غیرفعال کردن درایورها، انتخاب سیستم‌عامل‌های فایل، تنظیمات امنیتی، پشتیبانی از معماری‌های خاص، و سایر پارامترهای عملکردی باشد.

1. پیکربندی اولیه هسته

قبل از اعمال تغییرات به پیکربندی هسته در Yocto، باید مطمئن شوید که همه فایل‌ها و تنظیمات لازم برای پیکربندی در دسترس هستند. در Yocto، این فرآیند معمولاً با استفاده از ابزارهایی مانند menuconfig، xconfig یا حتی ویرایش مستقیم فایل پیکربندی انجام می‌شود.

  • انتخاب فایل پیکربندی (defconfig): به‌طور پیش‌فرض، Yocto یک فایل پیکربندی اولیه به نام defconfig را برای هر معماری پردازنده در نظر می‌گیرد که به‌طور خودکار هنگام ساخت هسته استفاده می‌شود.
  • استفاده از Bitbake: ابزار Bitbake مسئول ساختن بسته‌ها است و فرآیند پیکربندی هسته را مدیریت می‌کند. در هنگام ساخت، Bitbake از فایل‌های پیکربندی موجود استفاده کرده و بر اساس آن، هسته لینوکس را می‌سازد.

2. ابزارهای پیکربندی هسته

در Yocto، ابزارهای مختلفی برای اعمال تغییرات به پیکربندی هسته وجود دارد. مهم‌ترین این ابزارها عبارتند از:

  • menuconfig: این ابزار خط فرمانی به شما اجازه می‌دهد تا تنظیمات هسته را به صورت تعاملی و از طریق یک منوی متنی تغییر دهید. با اجرای دستور زیر می‌توانید این ابزار را برای پیکربندی هسته فعال کنید:
    make menuconfig

    این دستور منویی را نمایش می‌دهد که در آن می‌توانید گزینه‌های مختلف هسته را انتخاب و تغییر دهید. این ابزار یکی از محبوب‌ترین روش‌ها برای اعمال تغییرات به پیکربندی هسته است.

  • xconfig: این ابزار مشابه menuconfig است، اما دارای رابط گرافیکی است که به‌ویژه برای کاربران مبتدی و کسانی که ترجیح می‌دهند با محیط‌های گرافیکی کار کنند، مناسب است. برای استفاده از آن، نیاز به یک محیط گرافیکی X11 دارید:
    make xconfig

    این ابزار یک پنجره گرافیکی را باز می‌کند که می‌توانید تنظیمات هسته را از طریق آن تغییر دهید.

  • oldconfig: زمانی که نسخه جدیدی از هسته منتشر می‌شود، اگر تغییرات زیادی در پیکربندی ایجاد کرده باشید، می‌توانید از دستور make oldconfig استفاده کنید تا پیکربندی قبلی به‌روزرسانی شده و تغییرات جدید به آن اعمال شود.
    make oldconfig

    این دستور از شما می‌خواهد که به هر گزینه جدید پاسخ دهید و تنظیمات را به‌روزرسانی کنید.

3. پیکربندی از طریق فایل .config

در صورتی که بخواهید تنظیمات هسته را به‌صورت دستی تغییر دهید، می‌توانید فایل پیکربندی .config را ویرایش کنید. این فایل به‌طور خودکار در مسیر اصلی کد هسته ایجاد می‌شود و شامل همه تنظیمات اعمال‌شده است. به عنوان مثال، می‌توانید گزینه‌های مختلفی را در این فایل به صورت دستی تغییر دهید، مانند فعال یا غیرفعال کردن پشتیبانی از برخی درایورها یا سیستم‌های فایل خاص.

  • مثال تغییر در .config: اگر بخواهید پشتیبانی از درایور شبکه خاصی را فعال کنید، می‌توانید گزینه مربوط به آن را در فایل .config به‌صورت دستی ویرایش کنید. به‌عنوان مثال:
    CONFIG_NETDEVICES=y
    CONFIG_NET_ETHER=y

    در اینجا، گزینه CONFIG_NETDEVICES نشان‌دهنده پشتیبانی از دستگاه‌های شبکه است که با مقدار y فعال می‌شود.

4. تغییرات خاص به هسته در Yocto

در Yocto، معمولاً برای اعمال تغییرات به پیکربندی هسته باید لایه‌ها (Layers) و دستورالعمل‌های خاصی را برای سفارشی‌سازی در نظر بگیرید.

  • پیکربندی از طریق bitbake: برای اعمال تغییرات به پیکربندی هسته در Yocto، معمولاً باید فایل‌های پیکربندی هسته را در لایه‌های اختصاصی (meta-layers) و فایل‌های پیکربندی Yocto قرار دهید. به این صورت که تغییرات به صورت خودکار در هنگام اجرای فرآیند ساخت اعمال شوند.
  • تغییرات در local.conf: علاوه بر تغییرات در فایل‌های پیکربندی هسته، می‌توانید برخی تنظیمات کلی سیستم را در فایل local.conf که در مسیر پروژه Yocto قرار دارد، اعمال کنید. برای مثال، می‌توانید نسخه خاصی از هسته را تعیین کنید یا تغییرات خاصی را به هسته اعمال کنید.

5. ساخت مجدد هسته پس از تغییرات

پس از اعمال تغییرات در پیکربندی هسته، برای ساخت هسته جدید باید دستورالعمل ساخت هسته را در Yocto اجرا کنید:

bitbake virtual/kernel

این دستور باعث می‌شود که سیستم Yocto هسته جدید را با تغییرات اعمال‌شده بسازد و بسته‌های مربوط به آن را در محیط ساخت ایجاد کند.

6. مدیریت تغییرات و نگهداری پیکربندی

برای نگهداری و مدیریت تغییرات در پیکربندی هسته، می‌توانید از سیستم‌های کنترل نسخه مانند Git استفاده کنید. این کار به شما این امکان را می‌دهد که تغییرات مختلف را ردیابی کرده و در صورت نیاز به نسخه‌های قبلی بازگردید.

  • استفاده از Git: پس از تغییرات در پیکربندی هسته، می‌توانید فایل‌های .config و دیگر تغییرات مربوطه را به مخزن Git اضافه کرده و آنها را مدیریت کنید.

جمع‌بندی

اعمال تغییرات به پیکربندی هسته لینوکس در Yocto یک فرآیند حیاتی برای سفارشی‌سازی سیستم‌عامل است که به شما این امکان را می‌دهد تا قابلیت‌ها و ویژگی‌های هسته را بر اساس نیازهای سخت‌افزاری و عملکردی خاص سیستم خود تنظیم کنید. ابزارهای مختلفی مانند menuconfig و xconfig این فرآیند را تسهیل می‌کنند، در حالی که Yocto از طریق Bitbake و لایه‌ها، این تنظیمات را به‌طور یکپارچه در فرآیند ساخت اعمال می‌کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از menuconfig برای سفارشی‌سازی هسته” subtitle=”توضیحات کامل”]

ابزار menuconfig یکی از قدرتمندترین و شناخته‌شده‌ترین ابزارها برای سفارشی‌سازی هسته لینوکس است. این ابزار به‌ویژه برای پیکربندی و تنظیمات هسته در پروژه‌های مبتنی بر Yocto مفید است، زیرا به شما این امکان را می‌دهد که به‌صورت تعاملی و گرافیکی تنظیمات مختلف هسته را تغییر دهید بدون اینکه نیاز به ویرایش مستقیم فایل‌های پیکربندی داشته باشید.

1. راه‌اندازی menuconfig

برای استفاده از menuconfig در پروژه‌های Yocto، ابتدا باید هسته لینوکس مورد نظر خود را انتخاب کرده و آماده پیکربندی کنید. پس از آن، ابزار menuconfig را از طریق دستورات زیر اجرا می‌کنید:

  1. ورود به دایرکتوری هسته: ابتدا باید به دایرکتوری کد هسته لینوکس بروید. معمولاً این دایرکتوری در پروژه‌های Yocto به نام linux-yocto یا مشابه آن است.
    cd <path-to-your-yocto-build>/tmp/work/<machine>/linux-yocto/<version>/build
  2. اجرای menuconfig: پس از ورود به دایرکتوری هسته، برای وارد شدن به رابط گرافیکی پیکربندی از دستور زیر استفاده می‌کنید:
    make menuconfig

    این دستور منویی متنی و تعاملی را برای شما باز می‌کند که در آن می‌توانید تنظیمات مختلف هسته را مشاهده و تغییر دهید.

2. ویژگی‌های menuconfig

هنگامی که وارد رابط menuconfig می‌شوید، یک منو با دسته‌بندی‌های مختلف از گزینه‌ها برای پیکربندی هسته مشاهده خواهید کرد. این دسته‌بندی‌ها شامل تنظیمات مختلف هسته، درایورها، سیستم‌عامل‌های فایل، پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص، و بسیاری از پارامترهای دیگر است.

  • دسته‌بندی‌ها و زیرمنوها: در menuconfig شما با زیرمنوهایی مواجه خواهید شد که هر کدام به یک جنبه خاص از هسته مربوط می‌شوند. برخی از این منوها عبارتند از:
    • General setup: تنظیمات عمومی هسته که شامل انتخاب نسخه هسته، پشتیبانی از معماری‌های مختلف و تنظیمات پایه است.
    • Processor type and features: ویژگی‌های پردازنده و تنظیمات مربوط به آن، مانند پشتیبانی از پردازنده‌های خاص، چند هسته‌ای، و سایر ویژگی‌های پردازشی.
    • Loadable module support: پشتیبانی از ماژول‌های بارگذاری‌شونده که به شما امکان می‌دهد ماژول‌ها را به صورت پویا بارگذاری و غیر فعال کنید.
    • Device Drivers: تنظیمات درایورها برای سخت‌افزارهای مختلف مانند کارت‌های شبکه، کارت‌های گرافیکی و درایورهای ذخیره‌سازی.
    • Networking support: پیکربندی ویژگی‌های شبکه، مانند پشتیبانی از پروتکل‌ها و دستگاه‌های شبکه.
    • File systems: انتخاب سیستم‌عامل‌های فایل که برای استفاده در هسته انتخاب می‌شوند، مانند ext4، XFS، Btrfs و غیره.
  • گزینه‌های تنظیم: برای هر بخش، گزینه‌های مختلفی برای فعال یا غیرفعال کردن ویژگی‌ها وجود دارد. این گزینه‌ها معمولاً به یکی از حالت‌های زیر تنظیم می‌شوند:
    • Y (Yes): فعال بودن ویژگی یا ماژول.
    • N (No): غیرفعال بودن ویژگی یا ماژول.
    • M (Module): فعال شدن ویژگی به‌صورت ماژول (یعنی بارگذاری پویا در زمان اجرا).

3. مثال‌هایی از تنظیمات رایج در menuconfig

در اینجا چند مثال از تنظیمات رایج که ممکن است در menuconfig برای سفارشی‌سازی هسته لینوکس انجام دهید، آورده شده است:

  • فعال‌سازی پشتیبانی از یک درایور خاص: اگر بخواهید پشتیبانی از درایور کارت شبکه خاصی را فعال کنید، می‌توانید وارد منوی “Device Drivers” شده و درایور مورد نظر را فعال کنید.
  • پشتیبانی از سیستم‌عامل فایل خاص: اگر بخواهید از یک سیستم‌عامل فایل خاص مانند ext4 استفاده کنید، باید به منوی “File systems” رفته و گزینه مربوط به ext4 را فعال کنید.
  • پشتیبانی از پردازنده خاص: برای پشتیبانی از پردازنده‌های خاص یا ویژگی‌های خاص پردازنده، وارد منوی “Processor type and features” شوید و گزینه‌های مربوطه را تغییر دهید.

4. ذخیره و اعمال تغییرات

پس از اعمال تغییرات دلخواه در menuconfig، می‌توانید تغییرات خود را ذخیره کرده و به محیط ساخت بازگردید. برای ذخیره تغییرات:

  1. پس از انجام تغییرات، از منوی اصلی menuconfig با استفاده از کلیدهای جهت‌دار به گزینه “Save” بروید و تنظیمات خود را ذخیره کنید.
  2. پس از ذخیره پیکربندی، به دایرکتوری اصلی پروژه خود بازگردید و دستور ساخت هسته را اجرا کنید:
    bitbake virtual/kernel

این دستور باعث می‌شود که هسته با تنظیمات جدید ساخته شود و به‌روزرسانی‌های لازم اعمال گردد.

5. حل مشکلات و تست تنظیمات

پس از اعمال تغییرات و ساخت هسته، ممکن است نیاز به تست و بررسی عملکرد سیستم با تنظیمات جدید داشته باشید. در صورتی که با مشکلاتی مواجه شدید، می‌توانید تنظیمات خود را دوباره بررسی کرده و در صورت لزوم از تنظیمات پیش‌فرض استفاده کنید.

جمع‌بندی

ابزار menuconfig یکی از بهترین روش‌ها برای سفارشی‌سازی هسته لینوکس است. این ابزار به شما این امکان را می‌دهد که به‌طور تعاملی و گرافیکی، تنظیمات مختلف هسته را مطابق با نیازهای خاص پروژه خود تغییر دهید. استفاده از menuconfig در پروژه‌های Yocto به شما کمک می‌کند تا هسته‌ای سفارشی و بهینه‌شده برای سیستم‌عامل‌های تعبیه‌شده بسازید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات امنیتی و عملکردی هسته لینوکس” subtitle=”توضیحات کامل”]هسته لینوکس بخش مرکزی سیستم‌عامل است که بر روی عملکرد و امنیت سیستم تأثیر زیادی دارد. پیکربندی مناسب هسته می‌تواند به بهبود عملکرد و افزایش امنیت سیستم کمک کند. در این بخش به بررسی مهم‌ترین تنظیمات امنیتی و عملکردی هسته لینوکس می‌پردازیم که می‌توانید در هنگام پیکربندی هسته لینوکس از آن‌ها استفاده کنید.

1. تنظیمات امنیتی هسته

امنیت هسته از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است، زیرا هسته به‌عنوان رابط اصلی میان نرم‌افزار و سخت‌افزار، می‌تواند نقاط آسیب‌پذیری برای حملات مختلف ایجاد کند. در زیر برخی از تنظیمات امنیتی مهم هسته لینوکس آمده است:

  • پشتیبانی از SELinux (Security-Enhanced Linux): SELinux یک ماژول امنیتی برای هسته لینوکس است که سیاست‌های امنیتی دقیق‌تری را در سطح هسته اعمال می‌کند. با استفاده از SELinux می‌توان کنترل‌های امنیتی بهتری را برای دسترسی به منابع سیستم اعمال کرد.برای فعال‌سازی SELinux، باید گزینه‌های زیر را در menuconfig فعال کنید:
    Security options  ---> 
      [*]   NSA SELinux Support

    این گزینه موجب فعال شدن SELinux می‌شود و امنیت را از طریق کنترل دقیق دسترسی به منابع مختلف سیستم تقویت می‌کند.

  • پشتیبانی از AppArmor: مشابه SELinux، AppArmor نیز یک ابزار کنترل دسترسی اجباری (MAC) است که می‌تواند دسترسی برنامه‌ها به منابع سیستم را محدود کند. برای فعال‌سازی AppArmor، از گزینه‌های زیر در menuconfig استفاده کنید:
    Security options  ---> 
      [*]   AppArmor support
  • پشتیبانی از seccomp (Secure Computing Mode): seccomp به برنامه‌ها این امکان را می‌دهد که محدودیت‌هایی برای سیستم‌خوانی (syscalls) اعمال کنند. این ویژگی به‌ویژه برای جلوگیری از برخی حملات مانند اجرای کدهای مخرب از طریق سیستم‌خوان‌ها مفید است.برای فعال‌سازی seccomp، گزینه زیر را در menuconfig فعال کنید:
    Security options  ---> 
      [*]   seccomp: secure computing mode
  • پشتیبانی از GrSecurity (برای هسته‌های سفارشی): GrSecurity یک مجموعه پچ‌های امنیتی برای هسته است که به حفاظت از سیستم کمک می‌کند. این پچ‌ها کنترل‌های امنیتی اضافی برای جلوگیری از آسیب‌پذیری‌های مختلف فراهم می‌کنند. برای فعال‌سازی GrSecurity، باید هسته‌ای که پشتیبانی از این پچ‌ها را ارائه می‌دهد، استفاده کنید.
  • پشتیبانی از Randomized Virtual Memory Layout (ASLR): ASLR یک ویژگی امنیتی است که آدرس‌های حافظه را به صورت تصادفی می‌چیند تا از حملات ردیابی (مثل حملات buffer overflow) جلوگیری کند. برای فعال‌سازی ASLR، گزینه زیر را در menuconfig انتخاب کنید:
    Security options  ---> 
      [*]   Randomize virtual memory layout (KASLR)
  • فعال‌سازی Stack Protector: این گزینه از حملات overflow به روی پشته جلوگیری می‌کند و در نتیجه امنیت سیستم را افزایش می‌دهد. برای فعال‌سازی این گزینه، گزینه‌های زیر را در menuconfig جستجو و فعال کنید:
    Compiler options  ---> 
      [*]   Stack protector
  • تأمین حریم خصوصی و حفاظت از اطلاعات حساس (منع دسترسی به کرنل و داده‌ها): تنظیماتی مانند Kernel .config برای جلوگیری از افشای اطلاعات حساس از هسته به کاربران غیرمجاز، مانند جلوگیری از افشای اطلاعات در دستورات dmesg یا فایل‌های سیستم، می‌تواند مفید باشد.

2. تنظیمات عملکردی هسته

عملکرد هسته نیز بخش مهمی از پیکربندی سیستم است، به‌ویژه در سیستم‌هایی با منابع محدود مانند دستگاه‌های تعبیه‌شده یا سیستم‌های با نیاز به کارایی بالا. تنظیمات زیر می‌تواند عملکرد هسته را بهبود بخشد:

  • پشتیبانی از Preemption: قابلیت preemption به این معنی است که سیستم می‌تواند پردازش‌ها را به‌صورت فوری متوقف کند و به پردازش‌های دیگر اختصاص دهد. این ویژگی می‌تواند به عملکرد بهتر سیستم‌های بلادرنگ کمک کند.برای فعال‌سازی این ویژگی، به بخش “Kernel Features” در menuconfig رفته و گزینه‌های زیر را انتخاب کنید:
    Preemption Model  ---> 
      [*]   Preemption (Low-Latency Desktop)
  • پشتیبانی از NUMA (Non-Uniform Memory Access): اگر سیستم شما از معماری NUMA پشتیبانی می‌کند، فعال کردن پشتیبانی از NUMA می‌تواند به بهبود عملکرد در سیستم‌های چندپردازنده‌ای کمک کند. برای فعال‌سازی این ویژگی، گزینه زیر را در menuconfig فعال کنید:
    Processor type and features  ---> 
      [*]   NUMA support
  • حالت بهینه‌سازی برای پردازنده‌ها: برای بهینه‌سازی عملکرد هسته بر اساس نوع پردازنده، می‌توانید گزینه‌های زیر را در menuconfig تغییر دهید:
    Processor type and features  ---> 
      [*]   Optimize for size
      [*]   Optimize for speed

    این گزینه‌ها به‌طور خودکار هسته را برای عملکرد بهتر در پردازنده‌های مختلف تنظیم می‌کنند.

  • پشتیبانی از Huge Pages: استفاده از صفحات بزرگ (Huge Pages) می‌تواند عملکرد سیستم را برای برنامه‌های خاص مانند پایگاه‌های داده یا سیستم‌های پردازش با بار سنگین بهبود دهد.برای فعال‌سازی پشتیبانی از Huge Pages، گزینه زیر را در menuconfig فعال کنید:
    Memory management options  ---> 
      [*]   Transparent Huge Pages (default)
  • پشتیبانی از I/O Schedulerها: انتخاب I/O Scheduler مناسب می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد سیستم داشته باشد. برای تنظیم I/O Schedulerها در سیستم‌عامل، به تنظیمات “Block layer” در menuconfig بروید و گزینه‌های مربوط به I/O Scheduler را انتخاب کنید:
    Block options  ---> 
      I/O scheduler  ---> 
        [*]   CFQ I/O scheduler
        [ ]   Deadline I/O scheduler

جمع‌بندی

تنظیمات امنیتی و عملکردی هسته لینوکس نقش مهمی در ایجاد یک سیستم امن و بهینه دارند. فعال‌سازی ویژگی‌های امنیتی مانند SELinux، AppArmor، seccomp و ASLR می‌تواند امنیت سیستم را به طور چشمگیری افزایش دهد. از طرف دیگر، پیکربندی ویژگی‌های عملکردی مانند Preemption، NUMA و Huge Pages می‌تواند عملکرد سیستم را بهبود بخشد. برای هر پروژه و نیاز خاص، بهتر است این تنظیمات بر اساس الزامات و منابع سیستم تنظیم شوند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”معرفی تنظیمات مختلف هسته برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف” subtitle=”توضیحات کامل”]پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف در هسته لینوکس از اهمیت زیادی برخوردار است، زیرا این امر به سیستم‌عامل اجازه می‌دهد تا به‌طور مؤثر با انواع پردازنده‌ها، کارت‌های گرافیکی، دستگاه‌های ورودی/خروجی و دیگر سخت‌افزارها ارتباط برقرار کند. هسته لینوکس به‌صورت پیش‌فرض پیکربندی شده است تا پشتیبانی از طیف وسیعی از سخت‌افزارها را ارائه دهد، اما برای بهبود عملکرد، پشتیبانی خاص یا سفارشی‌سازی، نیاز است که تنظیمات خاصی در هسته اعمال شوند.

در این بخش، تنظیمات مختلف هسته برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف بررسی می‌شود.

1. پشتیبانی از پردازنده‌ها (CPUs)

هسته لینوکس باید توانایی شناسایی و استفاده از پردازنده‌های مختلف و ویژگی‌های آن‌ها را داشته باشد. این ویژگی‌ها شامل انواع پردازنده‌ها، معماری‌ها، حالت‌های مصرف انرژی و سایر ویژگی‌های سخت‌افزاری مرتبط است.

  • معماری‌های مختلف پردازنده: هسته لینوکس از معماری‌های مختلف پردازنده مانند x86, ARM, MIPS, PowerPC و دیگر معماری‌ها پشتیبانی می‌کند. در menuconfig می‌توان معماری پردازنده را بر اساس نیاز انتخاب کرد.برای انتخاب معماری پردازنده، به بخش زیر در menuconfig بروید:
    Processor type and features  ---> 
      (ARM/x86/Other) 
  • پشتیبانی از ویژگی‌های پردازنده: برای پردازنده‌های چند هسته‌ای (multi-core) و ویژگی‌های خاص مانند Hyper-Threading، می‌توانید گزینه‌های زیر را در menuconfig تنظیم کنید:
    Processor type and features  ---> 
      [*]   Symmetric multi-processing support (SMP)
      [*]   Multi-core support
      [ ]   Hyperthreading support
  • پشتیبانی از پردازنده‌های ARM: برای پشتیبانی از پردازنده‌های ARM (که معمولاً در دستگاه‌های موبایل و سیستم‌های تعبیه‌شده استفاده می‌شود)، می‌توانید گزینه‌های خاصی مانند ARM architecture و ARM-specific optimizations را فعال کنید.
    Processor type and features  ---> 
      [*]   ARM architecture
      [ ]   ARMv7 (32-bit)
      [*]   ARMv8 (64-bit)

2. پشتیبانی از سخت‌افزارهای ورودی/خروجی (I/O)

دستگاه‌های ورودی/خروجی مانند دیسک‌ها، کارت‌های شبکه، صفحه‌کلید، ماوس و سایر دستگاه‌ها نیاز به پشتیبانی ویژه از هسته دارند. پیکربندی این دستگاه‌ها در هسته، ارتباط با سخت‌افزار را بهینه می‌کند.

  • پشتیبانی از دستگاه‌های USB: هسته لینوکس از دستگاه‌های USB مختلف مانند فلش درایوها، صفحه‌کلیدها، ماوس‌ها و دوربین‌ها پشتیبانی می‌کند. برای فعال‌سازی پشتیبانی از USB در هسته، باید گزینه‌های زیر را در menuconfig انتخاب کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   USB support
      [*]   USB Host Controller Drivers
      [*]   USB Mass Storage support
  • پشتیبانی از دستگاه‌های SATA و IDE: برای پشتیبانی از دیسک‌های سخت و SSD که از طریق SATA یا IDE متصل می‌شوند، تنظیمات زیر در menuconfig باید فعال شوند:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   ATA/ATAPI/MFM/RLL support
      [*]   SATA support
  • پشتیبانی از کارت‌های شبکه: هسته لینوکس از انواع کارت‌های شبکه از جمله کارت‌های Ethernet و Wi-Fi پشتیبانی می‌کند. پشتیبانی از کارت‌های شبکه به‌ویژه در محیط‌های سرور و دستگاه‌های تعبیه‌شده مهم است. برای فعال‌سازی این گزینه، باید در menuconfig گزینه‌های مربوطه را انتخاب کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   Ethernet driver support
      [*]   Wireless LAN drivers

3. پشتیبانی از دستگاه‌های گرافیکی (Graphics)

دستگاه‌های گرافیکی مانند کارت‌های گرافیک و مانیتورها نیاز به پشتیبانی ویژه در هسته دارند تا بتوانند به‌درستی کار کنند. لینوکس از کارت‌های گرافیکی مختلف مانند NVIDIA و AMD پشتیبانی می‌کند.

  • پشتیبانی از کارت‌های گرافیکی NVIDIA و AMD: برای پشتیبانی از کارت‌های گرافیکی NVIDIA و AMD، باید در هسته تنظیمات مربوطه را فعال کنید. این گزینه‌ها معمولاً از طریق درایورهای اختصاصی کارت‌های گرافیکی ارائه می‌شوند.برای فعال‌سازی پشتیبانی از کارت‌های گرافیکی، به بخش “Device Drivers” در menuconfig بروید و گزینه‌های مربوط به کارت‌های گرافیکی را فعال کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   Direct Rendering Infrastructure (DRI) support
      [*]   ATI Radeon 3D graphics support
      [*]   NVIDIA graphics support

4. پشتیبانی از دستگاه‌های بی‌سیم و بلوتوث

برای پشتیبانی از دستگاه‌های بی‌سیم مانند Wi-Fi و بلوتوث، تنظیمات هسته باید به‌طور خاص پیکربندی شوند.

  • پشتیبانی از Wi-Fi: برای فعال‌سازی پشتیبانی از کارت‌های Wi-Fi در هسته، باید در بخش “Network device support” گزینه‌های مربوط به Wi-Fi را فعال کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   Wireless LAN drivers
  • پشتیبانی از بلوتوث: برای پشتیبانی از دستگاه‌های بلوتوث، باید در menuconfig گزینه‌های مربوط به بلوتوث را فعال کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   Bluetooth device support

5. پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص (Specialized Hardware)

هسته لینوکس همچنین می‌تواند برای سخت‌افزارهای خاص، مانند دوربین‌ها، پردازشگرهای سیگنال دیجیتال (DSP) و دستگاه‌های دیگر که نیاز به پیکربندی ویژه دارند، تنظیمات سفارشی را اعمال کند.

  • پشتیبانی از دوربین‌ها: برای دستگاه‌های تصویربرداری مانند دوربین‌ها، باید پشتیبانی از “Video4Linux” (V4L2) را فعال کنید:
    Device Drivers  ---> 
      [*]   Multimedia support  ---> 
        [*]   Video capture adapters support
  • پشتیبانی از پردازشگرهای سیگنال دیجیتال (DSP): برای پردازشگرهای DSP، باید در هسته تنظیمات خاصی فعال شوند. این تنظیمات بستگی به سخت‌افزار خاص مورد استفاده دارند و معمولاً نیاز به درایورهای اختصاصی دارند.

جمع‌بندی

پیکربندی هسته برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف یک فرآیند مهم و ضروری در ساخت سیستم‌های لینوکسی است. با استفاده از تنظیمات مناسب در هسته، می‌توان پشتیبانی بهینه از انواع مختلف پردازنده‌ها، دستگاه‌های ورودی/خروجی، کارت‌های گرافیکی، دستگاه‌های بی‌سیم و دیگر سخت‌افزارهای خاص را فراهم کرد. این تنظیمات به‌ویژه در سیستم‌های تعبیه‌شده و دستگاه‌هایی با منابع محدود اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 2. تغییر و اضافه کردن پچ (Patch) به هسته”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”مفهوم پچ‌ها و کاربرد آن‌ها در سفارشی‌سازی هسته” subtitle=”توضیحات کامل”]پچ‌ها (Patches) در دنیای نرم‌افزار به تغییرات یا اصلاحات خاصی اشاره دارند که به کد منبع یک برنامه، سیستم‌عامل یا هسته اضافه می‌شوند تا مشکلات موجود را رفع کنند، ویژگی‌های جدیدی به آن اضافه کنند یا عملکرد آن را بهبود بخشند. در زمینه هسته لینوکس و به‌ویژه در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، پچ‌ها معمولاً برای سفارشی‌سازی هسته و سازگاری بهتر آن با سخت‌افزار خاص یا نیازهای خاص سیستم استفاده می‌شوند.

1. تعریف پچ‌ها

پچ‌ها مجموعه‌ای از تغییرات و اصلاحات به کدهای منبع هستند که می‌توانند شامل افزودن کد جدید، اصلاح کدهای موجود یا حذف بخش‌هایی از کد باشند. پچ‌ها می‌توانند برای رفع مشکلات امنیتی، بهبود عملکرد، به‌روزرسانی ویژگی‌ها یا تطبیق با نیازهای خاص مورد استفاده قرار گیرند.

در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، پچ‌ها معمولاً به کد منبع هسته لینوکس و دیگر اجزای سیستم اضافه می‌شوند تا آن‌ها را به‌طور خاص با سخت‌افزار و نیازهای سیستم سازگار کنند.

2. نحوه ایجاد پچ‌ها

پچ‌ها معمولاً با استفاده از ابزارهایی مانند diff ایجاد می‌شوند. این ابزار تفاوت‌های بین دو نسخه از فایل‌ها را شناسایی کرده و آن‌ها را در قالب پچ تولید می‌کند. برای ایجاد پچ، مراحل زیر را دنبال می‌کنیم:

  1. تغییرات در کد: ابتدا تغییرات مورد نظر خود را در کد منبع اعمال می‌کنید. این تغییرات می‌تواند شامل اصلاحات عملکردی، بهبودهای امنیتی، یا افزودن قابلیت‌های جدید باشد.
  2. ایجاد پچ با استفاده از diff: پس از اعمال تغییرات، می‌توانید از دستور diff برای مقایسه نسخه جدید کد با نسخه اصلی استفاده کنید و پچ مورد نظر را ایجاد کنید:
    diff -u original_file modified_file > patchfile.patch
  3. بررسی پچ: قبل از اعمال پچ، باید مطمئن شوید که تغییرات به‌درستی اعمال شده‌اند و هیچ مشکلی ایجاد نمی‌کنند.

3. نحوه اضافه کردن پچ‌ها به هسته

در پروژه‌های مبتنی بر Yocto، پچ‌ها معمولاً به‌طور خودکار یا دستی به کد منبع هسته لینوکس اضافه می‌شوند. برای اضافه کردن پچ‌ها به هسته، مراحل زیر را دنبال می‌کنیم:

  1. ایجاد پچ‌ها و ذخیره آن‌ها در پوشه مناسب: پچ‌ها معمولاً در پوشه‌ای خاص از پروژه Yocto قرار می‌گیرند. برای اضافه کردن پچ به هسته، ابتدا باید پچ‌ها را در مسیر مناسب ذخیره کنید.
  2. تعیین پچ‌ها در فایل‌های متا Yocto: در پروژه Yocto، معمولاً برای هر پچ فایل متا (مثل *.bbappend یا *.bb برای بسته‌ها) ایجاد می‌شود که پچ‌ها را به کد منبع پروژه اضافه می‌کند. در این فایل‌ها، مسیر پچ‌ها مشخص می‌شود و فرآیند اضافه‌کردن آن‌ها به هسته به‌طور خودکار انجام می‌شود.
  3. استفاده از Bitbake برای اعمال پچ‌ها: پس از اینکه پچ‌ها به‌درستی اضافه شدند، می‌توانید از ابزار bitbake برای ساخت سیستم استفاده کنید. این ابزار به‌طور خودکار پچ‌ها را به کد منبع هسته اعمال کرده و سیستم را می‌سازد:
    bitbake virtual/kernel

4. مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها

پس از اعمال پچ‌ها، مدیریت و نگهداری آن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. این فرآیند شامل نظارت بر به‌روزرسانی‌ها، حل تعارضات احتمالی و سازگاری پچ‌ها با نسخه‌های جدید هسته است.

  • به‌روزرسانی پچ‌ها: هر زمان که نسخه جدیدی از هسته منتشر شود، ممکن است لازم باشد که پچ‌ها به‌روزرسانی شوند تا با تغییرات جدید در هسته سازگار باشند. برای این کار، باید دوباره پچ‌ها را بررسی کرده و در صورت لزوم آن‌ها را اصلاح کنید.
  • حل تعارضات: اگر پچ‌هایی که ایجاد کرده‌اید با تغییرات جدید در کد هسته تداخل داشته باشند، ممکن است نیاز به حل تعارضات داشته باشید. ابزارهایی مانند git می‌توانند برای مدیریت تغییرات و حل تعارضات مورد استفاده قرار گیرند.

5. کاربرد پچ‌ها در سفارشی‌سازی هسته

پچ‌ها در پروژه‌های مبتنی بر Yocto می‌توانند برای اهداف مختلفی استفاده شوند. در اینجا چند نمونه از کاربردهای معمول پچ‌ها در سفارشی‌سازی هسته آورده شده است:

  • پشتیبانی از سخت‌افزار خاص: اگر هسته به‌طور پیش‌فرض از یک سخت‌افزار خاص پشتیبانی نمی‌کند، می‌توان پچ‌هایی ایجاد کرد که پشتیبانی از آن سخت‌افزار را اضافه کنند. به‌عنوان‌مثال، یک پچ می‌تواند به هسته امکان شناسایی و استفاده از یک چیپ جدید یا دستگاه ورودی/خروجی خاص را بدهد.
  • رفع مشکلات عملکردی و امنیتی: پچ‌ها معمولاً برای رفع مشکلات امنیتی یا بهبود عملکرد هسته استفاده می‌شوند. این پچ‌ها ممکن است شامل اصلاحات در کدهای آسیب‌پذیر یا بهینه‌سازی‌هایی برای کاهش مصرف منابع باشند.
  • اضافه کردن ویژگی‌های جدید: هنگامی که نیاز به ویژگی‌های جدید در هسته باشد، می‌توان پچ‌هایی ایجاد کرد که این ویژگی‌ها را به هسته اضافه کنند. این ویژگی‌ها ممکن است شامل پشتیبانی از پروتکل‌ها یا سیستم‌عامل‌های جدید باشند.

جمع‌بندی

پچ‌ها ابزارهای قدرتمندی برای سفارشی‌سازی هسته لینوکس هستند که به‌ویژه در پروژه‌های مبتنی بر Yocto کاربرد دارند. با استفاده از پچ‌ها، می‌توان هسته را به‌طور خاص برای سخت‌افزارهای خاص یا نیازهای سیستم سفارشی کرد. ایجاد، اضافه کردن و مدیریت پچ‌ها از مراحل کلیدی در این فرآیند هستند و باید با دقت و مهارت انجام شوند تا از بهینه بودن سیستم و سازگاری آن با نسخه‌های جدید هسته اطمینان حاصل شود.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نحوه ایجاد، اضافه کردن و اعمال پچ‌ها به هسته” subtitle=”توضیحات کامل”]

پچ‌ها ابزارهای مفیدی هستند که به کمک آن‌ها می‌توان تغییرات خاصی را در کد منبع هسته لینوکس ایجاد کرد، بدون اینکه نیاز به تغییرات عمده در کدهای اصلی داشته باشیم. این پچ‌ها معمولاً برای سفارشی‌سازی هسته به منظور پشتیبانی از سخت‌افزار خاص، بهبود عملکرد یا رفع اشکالات امنیتی و عملکردی استفاده می‌شوند. در این بخش، مراحل ایجاد، اضافه کردن و اعمال پچ‌ها به هسته لینوکس را بررسی خواهیم کرد.

1. ایجاد پچ‌ها

ایجاد پچ اولین قدم در فرآیند اعمال تغییرات به هسته است. پچ‌ها معمولاً به‌وسیله ابزارهایی مانند diff و git ایجاد می‌شوند.

  1. ایجاد تغییرات در کد منبع: ابتدا باید تغییرات مورد نیاز خود را در کد منبع هسته اعمال کنید. این تغییرات می‌توانند شامل بهبود عملکرد، اصلاحات امنیتی یا افزودن ویژگی‌های جدید باشند.
  2. استفاده از diff برای مقایسه نسخه‌ها: پس از اعمال تغییرات، برای ایجاد پچ از ابزار diff استفاده می‌شود تا تفاوت‌های بین نسخه قدیمی و نسخه جدید کد را شناسایی کند. دستور زیر برای ایجاد پچ استفاده می‌شود:
    diff -u original_file modified_file > patchfile.patch

    در این دستور، original_file نسخه اصلی کد، modified_file نسخه تغییر یافته و patchfile.patch فایل پچ تولید شده است.

  3. استفاده از git diff برای تغییرات بزرگتر: اگر پروژه شما از سیستم کنترل نسخه git استفاده می‌کند، می‌توانید از دستور git diff برای ایجاد پچ‌ها استفاده کنید:
    git diff > patchfile.patch

    این دستور تفاوت‌های بین تغییرات محلی و نسخه اصلی (commit) را استخراج کرده و در یک فایل پچ ذخیره می‌کند.

2. اضافه کردن پچ‌ها به پروژه Yocto

پس از ایجاد پچ، باید آن را به پروژه Yocto اضافه کنید تا در هنگام ساخت سیستم، تغییرات اعمال شوند. برای این کار، مراحل زیر را دنبال می‌کنیم:

  1. ذخیره پچ‌ها در پوشه مناسب: پچ‌ها معمولاً باید در دایرکتوری خاصی در پروژه Yocto ذخیره شوند. در پروژه‌های Yocto، این پوشه معمولاً تحت عنوان recipes-kernel یا مشابه آن قرار دارد.
  2. تعریف پچ‌ها در فایل‌های متا Yocto: برای اضافه کردن پچ‌ها به هسته، باید آن‌ها را در فایل‌های متا پروژه Yocto مانند *.bbappend یا *.bb معرفی کنید. برای مثال، در فایل kernel.bbappend می‌توان پچ‌ها را به‌صورت زیر معرفی کرد:
    SRC_URI += "file://patchfile.patch"

    در اینجا، patchfile.patch باید به مسیر دقیق پچ موجود اشاره کند.

  3. استفاده از bitbake برای اعمال پچ‌ها: پس از اینکه پچ‌ها به درستی اضافه شدند، باید سیستم را با استفاده از ابزار bitbake بسازید. این ابزار پچ‌ها را به کد منبع هسته اعمال کرده و سیستم را می‌سازد:
    bitbake virtual/kernel

    این دستور باعث می‌شود که bitbake هسته را با استفاده از پچ‌ها ساخته و تغییرات اعمال شده را در سیستم هدف اعمال کند.

3. اعمال پچ‌ها به هسته لینوکس

اعمال پچ‌ها به هسته لینوکس در فرآیند ساخت و نصب آن انجام می‌شود. در این مرحله، تغییرات انجام شده به هسته اضافه می‌شود تا نسخه سفارشی‌شده هسته آماده استفاده شود.

  1. پچ‌ها به‌طور خودکار اعمال می‌شوند: وقتی پچ‌ها به درستی در فایل‌های متا Yocto معرفی شدند، در هنگام اجرای دستور bitbake، پچ‌ها به‌طور خودکار به کد منبع هسته اعمال می‌شوند. این فرآیند معمولاً بدون نیاز به دخالت دستی انجام می‌شود.
  2. بررسی پچ‌ها پس از اعمال: پس از اعمال پچ‌ها، ممکن است نیاز باشد که سیستم ساخته‌شده را بررسی کنید تا مطمئن شوید که تغییرات به‌درستی اعمال شده‌اند و هیچ مشکلی به وجود نیامده است. این کار را می‌توان با استفاده از ابزارهای تست مانند dmesg یا journalctl برای بررسی لاگ‌های هسته انجام داد.
  3. استفاده از پچ‌های چندگانه: در پروژه‌های پیچیده، ممکن است نیاز به اعمال چندین پچ مختلف باشد. در این صورت، می‌توانید پچ‌ها را به ترتیب مناسب اعمال کنید. به‌طور کلی، Yocto از پچ‌های چندگانه پشتیبانی می‌کند و آنها را به‌طور سلسله‌مراتبی اعمال می‌کند.

4. مدیریت و نگهداری پچ‌ها

پس از اعمال پچ‌ها، مدیریت و نگهداری آن‌ها از اهمیت زیادی برخوردار است. این فرآیند شامل نظارت بر به‌روزرسانی‌ها، حل تعارضات و سازگاری پچ‌ها با نسخه‌های جدید هسته است.

  1. به‌روزرسانی پچ‌ها: هر زمان که نسخه جدیدی از هسته منتشر می‌شود، ممکن است لازم باشد که پچ‌ها به‌روزرسانی شوند. برای این کار باید پچ‌ها را با نسخه جدید هسته مقایسه کرده و در صورت لزوم آن‌ها را به‌روزرسانی کنید.
  2. حل تعارضات: اگر پچ‌های شما با تغییرات جدید در هسته تداخل داشته باشند، ممکن است نیاز به حل تعارضات داشته باشید. ابزارهایی مانند git می‌توانند به شما کمک کنند تا این تعارضات را حل کنید.

جمع‌بندی

ایجاد، اضافه کردن و اعمال پچ‌ها به هسته لینوکس یکی از مهم‌ترین فرآیندها در سفارشی‌سازی هسته است. این فرآیند شامل ایجاد تغییرات مورد نیاز، ذخیره پچ‌ها در پروژه Yocto و اعمال آن‌ها به سیستم می‌شود. پس از اعمال پچ‌ها، مدیریت و نگهداری آن‌ها نیز ضروری است تا تغییرات با نسخه‌های جدید هسته سازگار باشند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از bitbake برای اضافه کردن پچ‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]

در پروژه‌های Yocto، bitbake ابزاری است که برای ساخت سیستم‌ها و بسته‌ها استفاده می‌شود. این ابزار نه تنها برای ساخت سیستم‌ها و هسته‌ها بلکه برای اضافه کردن پچ‌ها و اعمال تغییرات به کد منبع نیز کاربرد دارد. برای اعمال پچ‌ها به هسته لینوکس با استفاده از bitbake، مراحل زیر را می‌توان دنبال کرد.

1. ایجاد و آماده‌سازی پچ‌ها

قبل از استفاده از bitbake برای اضافه کردن پچ‌ها، ابتدا باید پچ‌ها را ایجاد کرده و آن‌ها را به پروژه Yocto اضافه کنید. برای ایجاد پچ‌ها می‌توانید از دستور diff یا git diff استفاده کنید تا تفاوت‌ها را بین کد اصلی و تغییرات خود استخراج کرده و در قالب فایل پچ ذخیره کنید.

پس از ایجاد پچ‌ها، آن‌ها را باید در پوشه‌ای مانند recipes-kernel یا مشابه آن ذخیره کنید تا bitbake بتواند آن‌ها را شناسایی کند.

2. اضافه کردن پچ‌ها به فایل‌های متا Yocto

برای اینکه bitbake بتواند پچ‌ها را شناسایی و اعمال کند، باید پچ‌ها را در فایل‌های متا Yocto معرفی کنید. معمولاً این کار در فایل‌های مربوط به بسته‌های هسته لینوکس انجام می‌شود، مانند kernel.bbappend.

برای اضافه کردن پچ‌ها به پروژه Yocto، مراحل زیر را دنبال کنید:

  1. انتقال پچ‌ها به دایرکتوری مناسب: پچ‌ها معمولاً باید در دایرکتوری خاصی در پروژه Yocto ذخیره شوند. به طور معمول، پچ‌ها در پوشه‌ای به نام files یا مشابه آن ذخیره می‌شوند. برای مثال:
    meta-my-layer/
    ├── recipes-kernel/
    │   ├── linux/
    │   │   └── linux-yocto/
    │   │       └── files/
    │   │           └── patchfile.patch
  2. تعریف پچ‌ها در فایل‌های متا: پس از اینکه پچ‌ها در دایرکتوری files قرار گرفتند، باید آن‌ها را در فایل‌های متا مانند kernel.bbappend معرفی کنید. برای این کار، از متغیر SRC_URI استفاده می‌شود که به پچ‌ها اشاره می‌کند:
    SRC_URI += "file://patchfile.patch"

    در اینجا، patchfile.patch باید به مسیر دقیق پچ مورد نظر اشاره کند. اگر چندین پچ دارید، می‌توانید آن‌ها را به‌صورت زیر اضافه کنید:

    SRC_URI += "file://patchfile1.patch"
    SRC_URI += "file://patchfile2.patch"
  3. اعمال پچ‌ها به هسته: با اضافه کردن پچ‌ها به فایل‌های متا، زمانی که bitbake برای ساخت هسته اجرا می‌شود، پچ‌ها به‌طور خودکار به کد منبع هسته اعمال خواهند شد.

3. ساخت سیستم با bitbake

پس از اینکه پچ‌ها به پروژه Yocto اضافه شدند، باید از bitbake برای ساخت سیستم یا هسته لینوکس استفاده کنید. bitbake به‌طور خودکار پچ‌ها را به کد منبع هسته اعمال کرده و سیستم را می‌سازد. برای ساخت هسته با اعمال پچ‌ها، دستور زیر را وارد کنید:

bitbake virtual/kernel

این دستور باعث می‌شود که bitbake هسته لینوکس را با استفاده از پچ‌های اضافه‌شده ساخته و تغییرات اعمال‌شده را در سیستم هدف پیاده‌سازی کند.

4. بررسی لاگ‌ها و خروجی‌ها

پس از اجرای bitbake و ساخت سیستم، می‌توانید از لاگ‌ها و خروجی‌های bitbake برای بررسی اینکه پچ‌ها به‌درستی اعمال شده‌اند یا خیر استفاده کنید. برای این کار، می‌توانید از دستور bitbake -v برای مشاهده جزئیات بیشتر و لاگ‌ها استفاده کنید:

bitbake -v virtual/kernel

اگر مشکلی در اعمال پچ‌ها وجود داشته باشد، ممکن است نیاز به بررسی خطاها و اصلاحات در پچ‌ها داشته باشید.

5. آزمایش و اعتبارسنجی تغییرات

بعد از اینکه ساخت سیستم با موفقیت انجام شد، مرحله بعدی آزمایش و اعتبارسنجی تغییرات است. برای این کار، باید سیستم ساخته‌شده را تست کرده و از عملکرد صحیح پچ‌ها اطمینان حاصل کنید. می‌توانید از ابزارهای مختلفی مانند dmesg، journalctl یا ابزارهای دیگر برای مشاهده لاگ‌ها و اطمینان از اینکه تغییرات به‌درستی اعمال شده‌اند، استفاده کنید.

جمع‌بندی

استفاده از bitbake برای اضافه کردن پچ‌ها به هسته لینوکس یکی از مراحل کلیدی در سفارشی‌سازی هسته در پروژه‌های Yocto است. با استفاده از این ابزار، می‌توانید پچ‌ها را به‌راحتی به پروژه اضافه کرده و پس از ساخت، تغییرات مورد نظر خود را در سیستم هدف اعمال کنید. پس از اعمال پچ‌ها، بررسی لاگ‌ها و آزمایش سیستم از اهمیت بالایی برخوردار است تا مطمئن شوید که تغییرات به‌درستی پیاده‌سازی شده‌اند.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”چگونگی مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها برای به‌روزرسانی‌های بعدی” subtitle=”توضیحات کامل”]یکی از چالش‌های اصلی هنگام استفاده از پچ‌ها در پروژه‌های Yocto، مدیریت تغییرات و نگهداری آن‌ها برای به‌روزرسانی‌های بعدی است. این امر می‌تواند به ویژه زمانی که پچ‌ها به کدهای اصلی یا هسته لینوکس اعمال می‌شوند، پیچیده باشد. در این بخش، روش‌ها و بهترین شیوه‌ها برای مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها در پروژه‌های Yocto بررسی می‌شود تا بتوانید به‌راحتی پچ‌ها را برای به‌روزرسانی‌های بعدی و نگهداری طولانی‌مدت مدیریت کنید.

1. استفاده از سیستم کنترل نسخه (Version Control)

برای مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها در Yocto، مهم است که از یک سیستم کنترل نسخه (مانند Git) برای ردیابی تغییرات استفاده کنید. این کار باعث می‌شود که تمامی تغییرات به‌طور دقیق ثبت شده و در صورت نیاز به تغییرات بعدی یا بازگشت به نسخه‌های قبلی، به‌راحتی امکان‌پذیر باشد.

  • ثبت پچ‌ها در مخزن Git: برای هر تغییراتی که در پچ‌ها اعمال می‌کنید، آن‌ها را در یک مخزن Git ذخیره کنید. این مخزن می‌تواند به‌عنوان مخزن متا Yocto شما یا به‌طور جداگانه باشد.
  • برچسب‌گذاری (Tagging): برای هر نسخه از پچ‌ها که به‌طور رسمی منتشر می‌شود، از برچسب‌های Git استفاده کنید. این کار باعث می‌شود که به راحتی بتوانید نسخه‌های مختلف پچ‌ها را شناسایی کرده و در صورت نیاز، آن‌ها را به‌روزرسانی کنید.

2. استفاده از نسخه‌بندی پچ‌ها

یکی از بهترین شیوه‌ها برای مدیریت پچ‌ها، استفاده از نسخه‌بندی برای پچ‌ها است. به‌این‌ترتیب می‌توانید نسخه‌های مختلف از پچ‌ها را ایجاد کرده و در صورت به‌روزرسانی، از نسخه‌های جدید استفاده کنید.

  • نام‌گذاری پچ‌ها بر اساس تاریخ یا نسخه: برای جلوگیری از سردرگمی در میان پچ‌ها، آن‌ها را با استفاده از تاریخ یا شماره نسخه نام‌گذاری کنید. برای مثال، به‌عنوان‌مثال، اگر پچ شما در تاریخ 2025-01-10 ایجاد شده است، نام پچ می‌تواند به‌صورت patch-2025-01-10.patch باشد.
  • استفاده از فایل‌های تغییرات (Changelog): برای هر پچ جدید، یک فایل changelog ایجاد کنید که در آن تغییرات اعمال‌شده در پچ را به‌طور دقیق توضیح دهید. این کار برای پیگیری تغییرات در پچ‌ها و اعمال آن‌ها در به‌روزرسانی‌های بعدی ضروری است.

3. آزمایش و اعتبارسنجی پچ‌ها پس از به‌روزرسانی

هنگام اعمال به‌روزرسانی‌ها، باید از عملکرد صحیح پچ‌ها اطمینان حاصل کنید. با توجه به اینکه هسته لینوکس و پروژه‌های Yocto به‌طور مداوم به‌روزرسانی می‌شوند، ممکن است نیاز باشد که پچ‌ها با نسخه‌های جدید هم‌خوانی داشته باشند. بنابراین، پس از هر به‌روزرسانی، این مراحل را دنبال کنید:

  • اجرای خودکار تست‌ها: می‌توانید از تست‌های خودکار برای آزمایش پچ‌ها استفاده کنید تا از عملکرد صحیح آن‌ها پس از به‌روزرسانی اطمینان حاصل کنید. این تست‌ها می‌توانند شامل تست‌های واحد، یکپارچگی سیستم و تست‌های امنیتی باشند.
  • بازنگری پچ‌ها در برابر تغییرات کد هسته: هر بار که یک نسخه جدید از هسته لینوکس منتشر می‌شود، پچ‌های موجود باید بررسی شوند تا ببینید آیا به‌درستی با کد جدید سازگارند یا نیاز به به‌روزرسانی دارند.

4. نکات برای بهینه‌سازی پچ‌ها

برای بهبود نگهداری و کاهش نیاز به به‌روزرسانی مداوم پچ‌ها، می‌توانید از این شیوه‌ها بهره‌برداری کنید:

  • کمترین تغییرات ممکن: پچ‌ها را به‌گونه‌ای طراحی کنید که تنها تغییرات ضروری را اعمال کنند. تغییرات غیرضروری در پچ‌ها می‌توانند باعث پیچیدگی بیشتر و نیاز به به‌روزرسانی‌های مکرر شوند.
  • پچ‌های قابل نگهداری: تلاش کنید که پچ‌ها طوری نوشته شوند که با تغییرات آینده در کد هسته سازگاری داشته باشند. به‌عنوان‌مثال، از استفاده از توابع یا ساختارهای قدیمی پرهیز کنید و کدهای خود را مطابق با استانداردهای جدید بنویسید.

5. مدیریت پچ‌ها در لایه‌های Yocto

برای نگهداری بهتر پچ‌ها در Yocto، آن‌ها را در لایه‌های خاص خود قرار دهید. لایه‌ها در Yocto مانند مجموعه‌ای از پیکربندی‌ها و متا داده‌ها هستند که می‌توانند به‌طور جداگانه مدیریت شوند.

  • ایجاد لایه‌های سفارشی: بهتر است برای پچ‌های خود یک لایه سفارشی ایجاد کنید تا از پیچیدگی‌های غیرضروری جلوگیری شود. این لایه می‌تواند شامل تمام پچ‌های شما و تغییرات مربوط به آن‌ها باشد.
  • مدیریت به‌روزرسانی‌ها در لایه‌ها: وقتی پچ‌ها را در لایه‌ها نگهداری می‌کنید، می‌توانید با افزودن پچ‌ها به لایه‌ها و به‌روزرسانی آن‌ها، مدیریت نسخه‌ها و به‌روزرسانی‌های آینده را تسهیل کنید.

6. استفاده از ابزارهای کمکی برای مدیریت پچ‌ها

برای کمک به فرآیند مدیریت پچ‌ها، می‌توانید از ابزارهای کمکی مانند devtool در Yocto استفاده کنید. این ابزار به شما امکان می‌دهد که به‌راحتی پچ‌ها را ایجاد، اعمال و مدیریت کنید.

  • devtool برای اعمال پچ‌ها: ابزار devtool در Yocto به شما این امکان را می‌دهد که تغییرات را به‌سرعت اعمال کرده و پچ‌های جدید را ایجاد کنید. این ابزار همچنین به شما کمک می‌کند که پچ‌ها را به‌صورت خودکار به بسته‌ها اضافه کنید.

جمع‌بندی

مدیریت تغییرات و نگهداری پچ‌ها در پروژه‌های Yocto نیازمند دقت و برنامه‌ریزی دقیق است. با استفاده از سیستم‌های کنترل نسخه، نسخه‌بندی دقیق پچ‌ها، انجام آزمایش‌های مستمر و بهینه‌سازی پچ‌ها، می‌توان از صحت عملکرد و سازگاری آن‌ها در به‌روزرسانی‌های بعدی اطمینان حاصل کرد. با ایجاد لایه‌های سفارشی، نگهداری پچ‌ها به‌راحتی ممکن خواهد بود و می‌توانید پچ‌ها را به‌صورت بهینه مدیریت کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 3. سفارشی‌سازی Bootloader (مانند U-Boot)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”معرفی Bootloader و اهمیت آن در راه‌اندازی سیستم” subtitle=”توضیحات کامل”]Bootloader (لودر بوت) یکی از اجزای حیاتی هر سیستم‌عامل است که مسئول بارگذاری سیستم‌عامل به حافظه و آغاز فرایند راه‌اندازی سیستم است. این نرم‌افزار ابتدایی در اولین مراحل راه‌اندازی سیستم، قبل از این که سیستم‌عامل اصلی وارد عمل شود، اجرا می‌شود و به آن اجازه می‌دهد تا کنترل سخت‌افزار و منابع سیستم را به عهده بگیرد.

در سیستم‌های مبتنی بر لینوکس، به‌ویژه در سیستم‌های توکار (Embedded systems)، Bootloader نقش کلیدی در فرآیند راه‌اندازی ایفا می‌کند. در این بخش، به شرح اهمیت Bootloader و ویژگی‌های آن پرداخته می‌شود.

1. تعریف Bootloader

Bootloader یک برنامه نرم‌افزاری است که معمولاً در حافظه غیرفرار (Non-volatile memory) مانند ROM یا Flash ذخیره می‌شود و مسئول بارگذاری و اجرای سیستم‌عامل از روی دیسک سخت یا حافظه دیگر است. Bootloader‌ها می‌توانند چندین مرحله داشته باشند که هر کدام از این مراحل مسئولیت بارگذاری بخش‌های مختلف سیستم‌عامل را بر عهده دارند.

در سیستم‌های توکار، Bootloader‌ها معمولاً طراحی می‌شوند تا از منابع محدودی همچون حافظه کم یا پردازنده‌های خاص استفاده کنند و توانایی‌های خاصی را ارائه دهند. Bootloader معمولاً به صورت تک‌وظیفه‌ای عمل کرده و پس از راه‌اندازی سیستم‌عامل به‌طور کامل، خود از حافظه آزاد می‌شود.

2. نقش Bootloader در فرآیند راه‌اندازی سیستم

فرآیند راه‌اندازی سیستم از زمانی که سیستم‌عامل Bootloader را از حافظه اجرا می‌کند، آغاز می‌شود. در این فرآیند، Bootloader چندین مرحله را طی می‌کند که به‌طور معمول شامل موارد زیر است:

  • اجرای کد اولیه: Bootloader از حافظه غیرفرار خوانده شده و عملیات اولیه را انجام می‌دهد. این عملیات شامل راه‌اندازی پردازنده، تنظیمات اولیه سخت‌افزار و شناسایی منابع سیستم است.
  • تشخیص دستگاه‌های سخت‌افزاری: Bootloader به شناسایی سخت‌افزارهای مختلف موجود در سیستم پرداخته و تنظیمات ضروری را برای آن‌ها انجام می‌دهد.
  • بارگذاری هسته (Kernel): پس از این که Bootloader منابع سیستم را شناسایی و پیکربندی کرد، مرحله اصلی آغاز می‌شود که شامل بارگذاری هسته لینوکس (Linux kernel) به حافظه است. هسته سیستم‌عامل بخش اصلی است که پس از بارگذاری، مدیریت سیستم و سخت‌افزارها را به عهده می‌گیرد.
  • انتقال کنترل به سیستم‌عامل: پس از بارگذاری هسته و انجام پیکربندی‌های اولیه، کنترل به سیستم‌عامل داده می‌شود و فرآیند راه‌اندازی کامل می‌شود.

3. انواع Bootloader‌ها

در سیستم‌های لینوکسی، Bootloader‌های مختلفی وجود دارند که بسته به نیاز سیستم، انتخاب می‌شوند. برخی از مشهورترین Bootloader‌ها عبارتند از:

  • GRUB (Grand Unified Bootloader): یکی از محبوب‌ترین Bootloader‌ها برای سیستم‌های لینوکس است که معمولاً در سیستم‌های دسکتاپ و سرور استفاده می‌شود. این Bootloader قابلیت پشتیبانی از چندین سیستم‌عامل را دارد و به راحتی می‌توان آن را پیکربندی کرد.
  • U-Boot (Universal Bootloader): Bootloader بسیار رایج برای سیستم‌های توکار است. U-Boot به دلیل پشتیبانی از طیف وسیعی از سخت‌افزارها و ویژگی‌های پیشرفته‌ای مانند پشتیبانی از شبکه، USB و پارتیشن‌بندی دیسک، محبوبیت زیادی دارد. این Bootloader در بسیاری از سیستم‌های Embedded و سخت‌افزارهای خاص استفاده می‌شود.
  • LILO (LInux LOader): یک Bootloader قدیمی برای سیستم‌های لینوکس است که به‌تدریج با GRUB جایگزین شده است. LILO به سادگی عمل کرده و امکانات کمتری نسبت به GRUB دارد.

4. ویژگی‌های Bootloader

Bootloader باید ویژگی‌های خاصی را داشته باشد که بتواند به‌طور موثر عمل کند. این ویژگی‌ها عبارتند از:

  • پشتیبانی از چند سیستم‌عامل: برخی از Bootloader‌ها مانند GRUB امکان انتخاب و بارگذاری چندین سیستم‌عامل مختلف را فراهم می‌کنند.
  • پشتیبانی از سخت‌افزار خاص: Bootloader باید توانایی پشتیبانی از سخت‌افزارهای مختلف را داشته باشد، به‌ویژه در سیستم‌های توکار که ممکن است پردازنده‌ها و دستگاه‌های خاصی مورد استفاده قرار گیرند.
  • پیکربندی و سفارشی‌سازی آسان: امکان تنظیم و پیکربندی Bootloader باید ساده باشد تا به‌راحتی بتوان آن را با نیازهای خاص سیستم هماهنگ کرد.
  • پشتیبانی از بوت از منابع مختلف: برخی از Bootloader‌ها می‌توانند سیستم‌عامل را از منابع مختلفی مانند حافظه فلش، شبکه یا حافظه‌های جانبی بارگذاری کنند.

5. اهمیت Bootloader در سیستم‌های توکار

در سیستم‌های توکار، Bootloader اهمیت ویژه‌ای دارد چرا که:

  • پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص: در سیستم‌های توکار، Bootloader باید از سخت‌افزارهای خاص و سفارشی پشتیبانی کند. به‌طور مثال، در برخی از سیستم‌ها ممکن است نیاز به پیکربندی دقیق پردازنده، حافظه و دستگاه‌های ورودی/خروجی خاص باشد که Bootloader باید قادر به انجام این پیکربندی‌ها باشد.
  • عملکرد بهینه: Bootloader باید سریع و بهینه عمل کند، زیرا در سیستم‌های توکار معمولاً زمان راه‌اندازی از اهمیت بالایی برخوردار است.
  • پشتیبانی از پیکربندی‌های مختلف: در سیستم‌های توکار، معمولاً پیکربندی‌های متعددی وجود دارد که نیاز به پشتیبانی از تنظیمات مختلف برای هسته و دستگاه‌ها دارند.

جمع‌بندی

Bootloader جزء مهمی از هر سیستم‌عامل است که فرآیند راه‌اندازی سیستم را مدیریت می‌کند. در سیستم‌های توکار، انتخاب و سفارشی‌سازی Bootloader برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص و اطمینان از بارگذاری صحیح سیستم‌عامل حیاتی است. از آن‌جایی که Bootloader‌ها در مراحل ابتدایی راه‌اندازی اجرا می‌شوند، ویژگی‌های آن‌ها باید به‌طور دقیق و کارآمد تنظیم شوند تا عملکرد سیستم بهینه باشد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”سفارشی‌سازی U-Boot برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص” subtitle=”توضیحات کامل”]U-Boot یکی از محبوب‌ترین Bootloaderها برای سیستم‌های توکار است که برای بارگذاری سیستم‌عامل و پیکربندی سخت‌افزار در محیط‌های محدود به کار می‌رود. یکی از ویژگی‌های برجسته U-Boot، قابلیت سفارشی‌سازی و تنظیم آن برای پشتیبانی از سخت‌افزارهای خاص است. این ویژگی، به‌ویژه در پروژه‌های مبتنی بر سیستم‌های توکار (Embedded Systems)، نقش کلیدی دارد، چرا که نیاز به هماهنگی دقیق با سخت‌افزار خاصی که استفاده می‌شود، بسیار ضروری است.

در این بخش، به بررسی نحوه سفارشی‌سازی U-Boot برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص پرداخته خواهد شد.

1. معرفی U-Boot و ساختار آن

U-Boot یک Bootloader چندمنظوره است که می‌تواند برای انواع پردازنده‌ها و معماری‌های مختلف سفارشی‌سازی شود. این Bootloader به‌ویژه در سیستم‌های توکار مانند دستگاه‌های ARM، PowerPC، MIPS و x86 کاربرد دارد. ساختار U-Boot به‌گونه‌ای است که امکان تغییر و اضافه کردن ویژگی‌ها و پیکربندی‌های جدید به راحتی وجود دارد.

U-Boot به‌طور کلی از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود:

  • کد هسته (Core Code): کد اصلی که وظایف پایه‌ای مانند راه‌اندازی پردازنده و سخت‌افزار را انجام می‌دهد.
  • دستورات (Commands): مجموعه‌ای از دستورات که برای انجام عملیات مختلف مانند بارگذاری هسته و مدیریت دستگاه‌ها به کار می‌روند.
  • پیکربندی و تعریف سخت‌افزار (Hardware Configuration): بخش‌هایی که تنظیمات مربوط به سخت‌افزار و محیط اجرایی سیستم را فراهم می‌کنند.

2. پیکربندی U-Boot برای سخت‌افزار خاص

برای پشتیبانی از یک سخت‌افزار خاص، باید فایل‌های پیکربندی U-Boot به‌طور ویژه برای آن سخت‌افزار تنظیم شوند. این پیکربندی‌ها شامل تنظیمات مربوط به پردازنده، حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی، و رابط‌های مختلف است. مراحل اصلی این فرآیند عبارتند از:

2.1. ایجاد فایل پیکربندی برای سخت‌افزار خاص

U-Boot از یک فایل پیکربندی به نام config.h برای تنظیمات پایه‌ای استفاده می‌کند. برای هر سخت‌افزار خاص، باید یک فایل پیکربندی مخصوص به آن ایجاد کرد. این فایل شامل تنظیمات مختلفی است که U-Boot باید برای راه‌اندازی سیستم از آن‌ها استفاده کند.

  • ماشین هدف (Target Machine): مشخص کردن نوع ماشین هدف (مانند پردازنده و پلتفرم خاص) که U-Boot قرار است بر روی آن اجرا شود.
  • پیکربندی حافظه (Memory Configuration): تنظیمات مربوط به حافظه RAM، Flash، یا هر نوع حافظه دیگری که در سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • پیکربندی دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O Devices Configuration): شامل تنظیمات برای دستگاه‌هایی مانند UART، USB، شبکه، یا دستگاه‌های ذخیره‌سازی.
2.2. پیکربندی پردازنده و معماری

U-Boot برای پشتیبانی از پردازنده‌ها و معماری‌های مختلف مانند ARM، MIPS، x86 و غیره قابل تنظیم است. این پیکربندی‌ها باید به‌طور خاص برای هر معماری تغییر کنند تا اطمینان حاصل شود که کد Bootloader به درستی با پردازنده و سیستم سخت‌افزاری خاص هماهنگ است.

  • برای معماری ARM، ممکن است نیاز به پیکربندی تنظیمات مربوط به هسته CPU، مانند دستورالعمل‌ها و وضعیت‌های پردازشی خاص داشته باشید.
  • برای پردازنده‌های دیگر مانند MIPS یا PowerPC، ممکن است تنظیمات خاصی برای پشتیبانی از ویژگی‌های خاص پردازنده‌های آن‌ها مورد نیاز باشد.
2.3. پیکربندی رابط‌های خاص سخت‌افزار

بسته به نوع دستگاه توکار، ممکن است نیاز باشد که U-Boot برای پشتیبانی از رابط‌های خاص مانند SPI، I2C، یا شبکه‌های بی‌سیم (Wi-Fi) پیکربندی شود. برای این منظور، باید تنظیمات خاصی در کد U-Boot اضافه کرده و رابط‌ها را برای سیستم خود پیکربندی کنید.

  • برای مثال، اگر از یک کارت شبکه خاص استفاده می‌کنید، باید تنظیمات مربوط به MAC آدرس، آدرس‌های IP و پیکربندی شبکه را به درستی تنظیم کنید.
  • اگر از حافظه‌های Flash خاصی استفاده می‌کنید، باید درایورهای Flash و تنظیمات آن‌ها را در U-Boot پیکربندی کنید.

3. فرآیند ساخت U-Boot برای سخت‌افزار خاص

پس از پیکربندی U-Boot برای سخت‌افزار خاص، مرحله بعدی ساخت و کامپایل آن است. برای این کار می‌توان از ابزارهایی مانند Make استفاده کرد. دستور make به‌طور خاص برای پلتفرم هدف و معماری شما تنظیم می‌شود تا U-Boot به درستی کامپایل شود.

  • برای پلتفرم ARM، معمولاً از دستور زیر استفاده می‌شود:
    make <platform_defconfig>
    make
  • پس از اجرای این دستورات، فایل‌های باینری تولید می‌شوند که شامل Bootloader برای سخت‌افزار خاص است.

4. بارگذاری و آزمایش U-Boot

پس از ساخت U-Boot، باید آن را بر روی دستگاه بارگذاری کرده و آزمایش کنید تا مطمئن شوید که تمام تنظیمات به‌درستی اعمال شده‌اند. این فرآیند معمولاً شامل بارگذاری U-Boot به حافظه Flash یا استفاده از روش‌های خاص برای نصب آن بر روی دستگاه‌های توکار است.

در مرحله آزمایش، اطمینان حاصل کنید که:

  • U-Boot به درستی سخت‌افزار را شناسایی می‌کند.
  • سیستم‌عامل به درستی از طریق U-Boot بارگذاری می‌شود.
  • تنظیمات شبکه، ذخیره‌سازی، و سایر دستگاه‌های ورودی/خروجی به درستی کار می‌کنند.

5. حل مشکلات رایج در سفارشی‌سازی U-Boot

هنگام سفارشی‌سازی U-Boot برای سخت‌افزار خاص، ممکن است با مشکلاتی روبه‌رو شوید. برخی از این مشکلات شامل عدم شناسایی دستگاه‌ها، بارگذاری نادرست سیستم‌عامل، یا مشکلات در تنظیمات حافظه است. در این مواقع، بررسی دقیق لاگ‌های سیستم و مستندات U-Boot می‌تواند به شناسایی و رفع مشکلات کمک کند.

جمع‌بندی

سفارشی‌سازی U-Boot برای پشتیبانی از سخت‌افزار خاص یکی از مراحل اساسی در راه‌اندازی سیستم‌های توکار است. با تنظیمات دقیق برای پردازنده، حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی، و رابط‌های خاص، می‌توان از U-Boot به‌عنوان یک Bootloader قدرتمند و منعطف برای سیستم‌های توکار استفاده کرد. این فرآیند به‌ویژه در پروژه‌های سفارشی و طراحی سیستم‌های توکار با نیازهای خاص از اهمیت زیادی برخوردار است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی پارامترهای مربوط به بوت (Boot Parameters)” subtitle=”توضیحات کامل”]پارامترهای بوت (Boot Parameters) اطلاعاتی هستند که به Bootloader یا هسته سیستم‌عامل ارسال می‌شوند تا سیستم را در حین بوت کردن به‌درستی پیکربندی کنند. این پارامترها به‌ویژه در سیستم‌های توکار (Embedded Systems) که نیاز به پیکربندی خاص دارند، بسیار مهم هستند. تنظیمات صحیح این پارامترها می‌تواند عملکرد سیستم را بهینه کرده و مشکلات مربوط به بوت را حل کند.

در این بخش به بررسی نحوه پیکربندی پارامترهای بوت، انواع پارامترهای متداول و نحوه استفاده از آن‌ها در سیستم‌های لینوکسی و به‌ویژه در Yocto و U-Boot پرداخته می‌شود.

1. معرفی پارامترهای بوت

پارامترهای بوت به طور کلی به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

  • پارامترهای مربوط به Bootloader: این پارامترها به Bootloader مانند U-Boot ارسال می‌شوند و برای تنظیم نحوه بارگذاری هسته و پیکربندی دستگاه‌ها استفاده می‌شوند.
  • پارامترهای مربوط به هسته (Kernel Parameters): این پارامترها به هسته لینوکس ارسال می‌شوند تا عملیات مختلف مانند شناسایی دستگاه‌ها، مدیریت حافظه، و تنظیمات مربوط به سیستم‌عامل را کنترل کنند.

2. پارامترهای بوت در U-Boot

U-Boot به‌عنوان Bootloader محبوب در بسیاری از سیستم‌های توکار، از پارامترهای بوت برای کنترل فرآیند بارگذاری سیستم استفاده می‌کند. این پارامترها معمولاً از طریق متغیرهای محیطی (Environment Variables) در U-Boot پیکربندی می‌شوند.

2.1. تنظیم پارامترهای بوت در U-Boot

در U-Boot، می‌توان پارامترهای بوت را از طریق دستورات مختلفی تنظیم کرد. یکی از این دستورات مهم setenv است که برای تنظیم متغیرهای محیطی استفاده می‌شود. برای مثال، برای تنظیم پارامترهای مربوط به بوت می‌توان دستور زیر را وارد کرد:

setenv bootargs console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait
saveenv

در این مثال:

  • console=ttyS0,115200 برای تعیین پورت سریال و سرعت انتقال داده است.
  • root=/dev/mmcblk0p2 برای مشخص کردن پارتیشن روت سیستم‌عامل است.
  • rootwait برای اطمینان از این است که سیستم تا زمانی که پارتیشن روت در دسترس نباشد، منتظر می‌ماند.
2.2. دستورات مهم برای پیکربندی پارامترهای بوت در U-Boot
  • bootargs: متغیری است که پارامترهای مربوط به بوت را ذخیره می‌کند.
  • bootcmd: فرمانی است که Bootloader برای شروع فرآیند بوت اجرا می‌کند.
  • saveenv: برای ذخیره تغییرات متغیرهای محیطی به حافظه غیرفرار استفاده می‌شود.

3. پارامترهای بوت در لینوکس (Kernel Parameters)

بعد از بارگذاری U-Boot و قبل از راه‌اندازی هسته، پارامترهای بوت به هسته لینوکس ارسال می‌شوند. این پارامترها به هسته کمک می‌کنند تا سیستم را بر اساس نیازهای خاص پیکربندی کند. برخی از پارامترهای معمول در هسته لینوکس عبارتند از:

3.1. پارامترهای معمول در هسته لینوکس
  • console=ttyS0,115200: این پارامتر برای تعیین پورت سریال و نرخ انتقال داده برای نمایش لاگ‌های هسته استفاده می‌شود.
  • root=/dev/mmcblk0p2: این پارامتر برای مشخص کردن پارتیشن روت (Root Partition) که سیستم‌عامل باید از آن بارگذاری شود، استفاده می‌شود.
  • init=/bin/bash: این پارامتر برای مشخص کردن برنامه‌ای است که به‌عنوان اولین برنامه پس از بوت شدن اجرا خواهد شد.
  • mem=256M: این پارامتر برای تنظیم حجم حافظه مورد استفاده در سیستم مشخص می‌کند.
  • noapic: این پارامتر برای غیرفعال کردن استفاده از APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller) است.
3.2. روش‌های ارسال پارامترهای بوت به هسته لینوکس

پارامترهای بوت می‌توانند به روش‌های مختلف به هسته لینوکس ارسال شوند:

  • از طریق U-Boot: همانطور که در بخش‌های قبلی اشاره شد، می‌توان پارامترهای بوت را از طریق U-Boot تنظیم کرد.
  • از طریق دستورهای بوت: در فایل‌های پیکربندی مانند bootcmd و bootargs، پارامترهای مختلف به هسته ارسال می‌شوند.
  • از طریق فایل‌های پیکربندی: در برخی سیستم‌ها، می‌توان پارامترهای بوت را در فایل‌های پیکربندی مانند /etc/default/grub تنظیم کرد.

4. پیکربندی پارامترهای بوت در Yocto

در پروژه‌های Yocto، برای پیکربندی پارامترهای بوت می‌توان از متغیرهای مختلف در لایه‌ها (layers) و دستورالعمل‌ها (recipes) استفاده کرد. به‌طور خاص، برای تنظیم پارامترهای بوت در Yocto می‌توان از متغیر KERNEL_IMAGETYPE و فایل‌های پیکربندی خاص استفاده کرد.

4.1. تنظیم پارامترهای بوت در Yocto

در پروژه‌های Yocto، پارامترهای بوت معمولاً از طریق متغیرهای پیکربندی در فایل‌های conf مانند local.conf یا machine.conf تنظیم می‌شوند. برای مثال، برای اضافه کردن پارامترهای خاص به هسته در فایل local.conf می‌توان به شکل زیر عمل کرد:

KERNEL_COMMAND_LINE = "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait"

این متغیر پارامترهای مورد نظر را به هسته ارسال می‌کند.

5. تست و رفع اشکال پارامترهای بوت

پس از پیکربندی پارامترهای بوت، مهم است که سیستم را تست کرده و مطمئن شوید که پارامترها به درستی اعمال شده‌اند. برای این منظور، می‌توان از ابزارهایی مانند dmesg برای مشاهده لاگ‌های سیستم و بررسی اینکه پارامترها به درستی اعمال شده‌اند، استفاده کرد.

برای مثال، برای بررسی پارامترهای بوت در لینوکس می‌توان دستور زیر را اجرا کرد:

dmesg | grep "Bootargs"

این دستور به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که پارامترهای ارسال شده به هسته به درستی بارگذاری شده‌اند.

جمع‌بندی

پیکربندی صحیح پارامترهای بوت یکی از جنبه‌های حیاتی در راه‌اندازی سیستم‌های توکار است. با استفاده از U-Boot برای تنظیم پارامترهای بوت و ارسال آن‌ها به هسته لینوکس، می‌توان سیستم را بر اساس نیازهای خاص هر پروژه پیکربندی کرد. این پارامترها می‌توانند تأثیر زیادی بر روی عملکرد، امنیت و قابلیت‌های سیستم داشته باشند، بنابراین توجه به جزئیات و آزمایش دقیق آن‌ها بسیار مهم است.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اضافه کردن و پیکربندی گزینه‌های Boot در Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، پیکربندی گزینه‌های بوت یکی از مهم‌ترین مراحل برای ساخت یک سیستم عامل سفارشی برای دستگاه‌های توکار است. این گزینه‌ها به‌طور مستقیم بر نحوه بارگذاری هسته، راه‌اندازی سرویس‌ها، و تنظیمات اولیه سیستم تأثیر می‌گذارند. در این بخش، به نحوه اضافه کردن و پیکربندی گزینه‌های بوت در Yocto پرداخته می‌شود.

1. پارامترهای بوت در Yocto

در Yocto، پارامترهای بوت معمولاً از طریق متغیرهایی که در فایل‌های پیکربندی مختلف تعریف می‌شوند، تنظیم می‌گردند. این پارامترها می‌توانند شامل تنظیمات مربوط به هسته، Bootloader، و سایر تنظیمات پیکربندی سیستم باشند.

یکی از مهم‌ترین این متغیرها KERNEL_COMMAND_LINE است که به‌طور خاص برای تنظیم پارامترهای مربوط به هسته در هنگام بوت استفاده می‌شود. همچنین، متغیرهایی مانند UBOOT_BOOTCMD برای تنظیم فرمان‌های U-Boot و MACHINE_FEATURES برای تنظیم ویژگی‌های ماشین هدف نیز نقش مهمی دارند.

2. تنظیم پارامترهای بوت در Yocto

برای اضافه کردن و پیکربندی گزینه‌های بوت در Yocto، ابتدا باید در فایل‌های پیکربندی پروژه، مانند local.conf یا machine.conf، تغییراتی اعمال کرد. در اینجا چندین روش مختلف برای تنظیم پارامترهای بوت در Yocto آورده شده است:

2.1. تنظیم پارامترهای بوت در local.conf

فایل local.conf به‌عنوان یکی از فایل‌های پیکربندی اصلی در Yocto، تنظیمات عمومی سیستم مانند پارامترهای بوت را در بر می‌گیرد. برای اضافه کردن گزینه‌های بوت به هسته، می‌توان از متغیر KERNEL_COMMAND_LINE استفاده کرد:

KERNEL_COMMAND_LINE = "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait"

در این مثال:

  • console=ttyS0,115200 برای تنظیم پورت سریال و سرعت انتقال داده است.
  • root=/dev/mmcblk0p2 برای مشخص کردن پارتیشن روت است.
  • rootwait برای اینکه سیستم منتظر بماند تا پارتیشن روت آماده شود.
2.2. تنظیم گزینه‌های بوت در machine.conf

فایل machine.conf مخصوص ماشین هدف (Target Machine) است و می‌توان در آن تنظیمات مربوط به ویژگی‌های خاص دستگاه را اضافه کرد. برای تنظیم گزینه‌های بوت در این فایل می‌توان از متغیرهای مختلفی مانند UBOOT_BOOTCMD استفاده کرد. به‌عنوان مثال:

UBOOT_BOOTCMD = "mmc dev 0; fatload mmc 0:1 0x80000000 zImage; bootm 0x80000000"

در این مثال:

  • mmc dev 0 دستگاه MMC را انتخاب می‌کند.
  • fatload mmc 0:1 0x80000000 zImage هسته را از سیستم فایل FAT بارگذاری می‌کند.
  • bootm 0x80000000 فرمانی است که هسته را از آدرس خاصی اجرا می‌کند.
2.3. افزودن پیکربندی برای U-Boot

اگر از U-Boot به‌عنوان Bootloader استفاده می‌کنید، می‌توانید با استفاده از متغیر UBOOT_EXTRA_ENV گزینه‌های اضافی را به متغیرهای محیطی U-Boot اضافه کنید. برای مثال:

UBOOT_EXTRA_ENV = "bootargs console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait"

این متغیر، گزینه‌های بوت را به U-Boot اضافه می‌کند تا هنگام بوت شدن، هسته با این پارامترها بارگذاری شود.

3. استفاده از متغیر MACHINE_FEATURES

در Yocto، برای پیکربندی ویژگی‌های مختلف ماشین می‌توان از متغیر MACHINE_FEATURES استفاده کرد. این متغیر معمولاً شامل ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی از سیستم‌های فایل خاص، پردازنده‌ها، و دستگاه‌های جانبی است که در هنگام بوت نیاز به پیکربندی دارند. برای مثال:

MACHINE_FEATURES += "usbhost"

این متغیر باعث می‌شود که پشتیبانی از USB در سیستم هدف فعال شود.

4. سفارشی‌سازی فرمان‌های بوت در U-Boot

برای سفارشی‌سازی فرمان‌های بوت در U-Boot، می‌توان از متغیر UBOOT_BOOTCMD استفاده کرد تا دستورات اجرایی مختلف را مشخص کرد. این دستورات می‌توانند شامل بارگذاری هسته، تنظیمات دستگاه‌های خاص، و تنظیم پارامترهای دیگر باشند.

برای مثال، می‌توان دستور زیر را برای بارگذاری هسته از یک حافظه SD یا MMC در نظر گرفت:

UBOOT_BOOTCMD = "mmc dev 0; fatload mmc 0:1 0x80000000 zImage; bootm 0x80000000"

5. رفع اشکال و تست گزینه‌های بوت

پس از پیکربندی گزینه‌های بوت، باید سیستم را تست کنید تا مطمئن شوید که تمامی تنظیمات به‌درستی اعمال شده‌اند. برای بررسی وضعیت پارامترهای بوت می‌توان از دستور dmesg استفاده کرد:

dmesg | grep "Bootargs"

این دستور به شما کمک می‌کند تا مطمئن شوید که پارامترهای ارسال شده به هسته به‌درستی بارگذاری شده‌اند.

6. پیکربندی افزونه‌ها و ویژگی‌های اضافی

در پروژه‌های Yocto، ممکن است نیاز به افزودن افزونه‌ها و ویژگی‌های اضافی برای پشتیبانی از دستگاه‌های خاص یا ویژگی‌های خاص سیستم عامل داشته باشید. برای این منظور، می‌توانید از متغیرهای مختلف برای تنظیم و پیکربندی این ویژگی‌ها استفاده کنید. به‌طور مثال:

IMAGE_INSTALL_append = " package-name"

این خط باعث نصب یک پکیج خاص در سیستم هدف می‌شود.

جمع‌بندی

پیکربندی گزینه‌های بوت در Yocto نقش مهمی در سفارشی‌سازی سیستم‌عامل و راه‌اندازی دستگاه‌های توکار دارد. با استفاده از متغیرهای مختلف در فایل‌های پیکربندی مانند local.conf و machine.conf می‌توان پارامترهای بوت را تنظیم کرده و نیازهای خاص پروژه را برآورده کرد. تنظیمات صحیح این پارامترها می‌تواند تأثیر زیادی بر روی عملکرد، زمان بوت، و سازگاری دستگاه‌ها داشته باشد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”حل مشکلات رایج هنگام سفارشی‌سازی Bootloader” subtitle=”توضیحات کامل”]سفارشی‌سازی Bootloader، به‌ویژه در پروژه‌های Yocto، می‌تواند پیچیده و چالش‌برانگیز باشد. هنگامی که Bootloader به‌درستی پیکربندی نشده یا اشتباه پیکربندی شود، ممکن است مشکلاتی در راه‌اندازی سیستم ایجاد شود که نیاز به شناسایی و حل سریع دارند. در این بخش به بررسی مشکلات رایج و روش‌های حل آن‌ها در فرآیند سفارشی‌سازی Bootloader خواهیم پرداخت.

1. مشکل در بارگذاری نادرست هسته (Kernel)

یکی از مشکلات رایج هنگام سفارشی‌سازی Bootloader، بارگذاری نادرست هسته است. این مشکل معمولاً زمانی پیش می‌آید که دستوراتی که برای بارگذاری هسته در Bootloader پیکربندی شده‌اند، اشتباه یا ناقص باشند.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی دستورات Bootloader: ابتدا مطمئن شوید که دستورات بارگذاری هسته مانند loadaddr، bootm یا bootz در پیکربندی صحیح قرار گرفته‌اند.
  • اطمینان از آدرس صحیح برای هسته: بررسی کنید که آدرس بارگذاری هسته (مثلاً 0x80000000) با آدرس واقعی هسته منطبق باشد.
  • بررسی سیستم‌فایل: اگر هسته از یک سیستم فایل خاص مانند FAT یا EXT4 بارگذاری می‌شود، مطمئن شوید که سیستم فایل در Bootloader پشتیبانی می‌شود و مسیر به‌درستی تنظیم شده است.به‌عنوان مثال، اگر از دستور fatload برای بارگذاری هسته از SD استفاده می‌کنید، باید مطمئن شوید که فرمان به‌درستی مانند زیر باشد:
    fatload mmc 0:1 0x80000000 zImage

2. عدم شناسایی دستگاه‌های ذخیره‌سازی (Storage Devices)

یکی دیگر از مشکلات رایج عدم شناسایی دستگاه‌های ذخیره‌سازی (مانند SD کارت یا حافظه eMMC) توسط Bootloader است. این مشکل ممکن است به دلیل پیکربندی نادرست دستگاه‌های ذخیره‌سازی یا تنظیمات مربوط به آن‌ها در Bootloader ایجاد شود.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی پیکربندی Bootloader: ابتدا از پشتیبانی دستگاه ذخیره‌سازی توسط Bootloader اطمینان حاصل کنید. به‌عنوان مثال، در U-Boot، با دستور mmc dev می‌توانید دستگاه‌های MMC را شناسایی کنید.
    mmc dev 0
  • بررسی تنظیمات پارتیشن‌ها: مطمئن شوید که پارتیشن‌ها به‌درستی تعریف شده و Bootloader می‌تواند آن‌ها را شناسایی کند. دستور mmc part در U-Boot به شما این امکان را می‌دهد که پارتیشن‌ها را بررسی کنید.
    mmc part

3. مشکل در بارگذاری یا شناسایی فایل‌های پیکربندی (Configuration Files)

گاهی اوقات Bootloader نمی‌تواند فایل‌های پیکربندی مثل bootargs یا uEnv.txt را بارگذاری کند یا آن‌ها را به‌درستی اعمال نمی‌کند. این مشکل معمولاً به دلیل اشتباهات در پیکربندی Bootloader یا مسیر اشتباه به فایل‌ها ایجاد می‌شود.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی مسیر فایل‌ها: اطمینان حاصل کنید که مسیر فایل‌های پیکربندی در سیستم‌فایل صحیح است. در بسیاری از مواقع، مسیر اشتباه یا عدم دسترسی به فایل‌ها باعث بروز مشکل می‌شود.
  • بررسی تنظیمات Bootloader: برای بررسی متغیرهای محیطی Bootloader از دستور printenv در U-Boot استفاده کنید:
    printenv

    این دستور به شما اجازه می‌دهد تا تمامی متغیرهای محیطی Bootloader را مشاهده کرده و از صحت تنظیمات مطمئن شوید.

4. مشکل در پیکربندی شبکه و بارگذاری از طریق شبکه (Network Booting)

اگر سیستم شما به‌گونه‌ای پیکربندی شده که هسته و یا فایل‌های دیگر را از طریق شبکه بارگذاری کند، ممکن است مشکلاتی در ارتباط با شبکه و یا دسترسی به منابع شبکه پیش بیاید.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی تنظیمات DHCP و TFTP: اگر از پروتکل‌های DHCP و TFTP برای بارگذاری هسته استفاده می‌کنید، ابتدا مطمئن شوید که سرور DHCP و TFTP به درستی پیکربندی شده و دستگاه به شبکه متصل است.
  • بررسی تنظیمات U-Boot برای Network Booting: در U-Boot، باید مطمئن شوید که تنظیمات شبکه به درستی انجام شده‌اند:
    setenv ipaddr 192.168.1.100
    setenv serverip 192.168.1.1
    tftpboot 0x80000000 zImage

5. مشکل در پارامترهای بوت (Boot Parameters)

گاهی اوقات سیستم با پارامترهای بوت اشتباه راه‌اندازی می‌شود که باعث ایجاد مشکلات در عملکرد هسته و سرویس‌ها می‌شود. این مشکل ممکن است به دلیل تنظیمات نادرست پارامترهای بوت باشد.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی متغیرهای Bootargs: اطمینان حاصل کنید که متغیر bootargs به درستی تنظیم شده است. این متغیر می‌تواند شامل تنظیماتی مانند console=ttyS0,115200 و root=/dev/mmcblk0p2 باشد.
    setenv bootargs "console=ttyS0,115200 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait"
    saveenv
  • رفع اشکالات در پارامترهای اشتباه: اگر سیستم به‌درستی بوت نمی‌شود، بررسی کنید که پارامترهای بوت به‌درستی تنظیم شده باشند و به‌درستی ذخیره شده باشند.

6. مشکل در سازگاری سخت‌افزار و پیکربندی Bootloader

یکی دیگر از مشکلات رایج، عدم تطابق تنظیمات Bootloader با سخت‌افزار هدف است. این مشکل معمولاً در پروژه‌های توکار با سخت‌افزارهای خاص پیش می‌آید.

راه‌حل‌ها:

  • بررسی سازگاری Bootloader با سخت‌افزار: اطمینان حاصل کنید که Bootloader از سخت‌افزار شما پشتیبانی می‌کند. ممکن است نیاز به افزودن پیکربندی‌های خاص برای پشتیبانی از پردازنده یا دستگاه‌های ورودی/خروجی خاص داشته باشید.
  • استفاده از نسخه‌های سازگار Bootloader: برخی از نسخه‌های Bootloader ممکن است نیاز به بروزرسانی داشته باشند تا از سخت‌افزار جدید پشتیبانی کنند. بررسی نسخه‌های جدید U-Boot و به‌روزرسانی آن می‌تواند مشکل را حل کند.

جمع‌بندی

سفارشی‌سازی Bootloader می‌تواند چالش‌های مختلفی را به‌ویژه در هنگام پیکربندی هسته، دستگاه‌های ذخیره‌سازی، و فایل‌های پیکربندی ایجاد کند. با بررسی دقیق دستورات Bootloader، تنظیمات مربوط به شبکه، و پارامترهای بوت، می‌توان اکثر مشکلات رایج را حل کرد. استفاده از ابزارهایی مانند printenv و بررسی دقیق پیکربندی‌ها می‌تواند به رفع اشکال در این فرآیند کمک کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 4. تعریف و تغییر ماشین هدف (Target Machine)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تعریف Target Machine در Yocto و نقش آن در ساخت سیستم” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، Target Machine (که به اختصار MACHINE نیز شناخته می‌شود) به سیستمی اطلاق می‌شود که قرار است برای آن تصویر نهایی ساخته شود. این سیستم می‌تواند یک دستگاه توکار (embedded device) یا هر سخت‌افزار دیگری باشد که پروژه Yocto برای آن پیکربندی و ساخته می‌شود. به عبارت دیگر، Target Machine مشخص می‌کند که سیستم هدف، چه ویژگی‌ها و پیکربندی‌هایی باید داشته باشد و نحوه ساخت سیستم به‌طور خاص برای آن سخت‌افزار چگونه خواهد بود.

در این بخش به معرفی مفهوم Target Machine و نقش آن در ساخت سیستم در پروژه‌های Yocto پرداخته می‌شود.

1. مفهوم Target Machine در Yocto

در Yocto، Target Machine به‌طور کلی به سخت‌افزاری اطلاق می‌شود که قرار است برای آن سیستم عامل ساخته و پیکربندی شود. این مفهوم شامل اطلاعات مختلفی درباره سخت‌افزار، پیکربندی پردازنده، معماری، پشتیبانی از دستگاه‌های ورودی/خروجی، و سیستم‌های ذخیره‌سازی می‌شود.

با تنظیم Target Machine، Yocto قادر به ایجاد یک ساختار دقیق و بهینه برای سیستم است که به‌طور خاص با سخت‌افزار مقصد سازگار باشد.

2. نقش Target Machine در ساخت سیستم

Target Machine نقش بسیار حیاتی در فرآیند ساخت سیستم در Yocto ایفا می‌کند. این نقش‌ها عبارتند از:

  • پیکربندی معماری سخت‌افزار: Target Machine مشخص می‌کند که سیستم بر اساس کدام معماری سخت‌افزار ساخته می‌شود (مثلاً ARM، x86، MIPS و غیره). این پیکربندی تاثیر زیادی بر نحوه ساخت سیستم، انتخاب ابزارها و پیکربندی‌های لازم دارد.
  • پیکربندی پردازنده: از آنجا که هر پردازنده ویژگی‌های خاص خود را دارد، Target Machine باید به‌طور دقیق نوع پردازنده، هسته آن، و ویژگی‌های خاص آن را تعریف کند. به‌طور مثال، برای پردازنده‌های ARM، گزینه‌هایی مانند نوع هسته (ARMv7، ARMv8) و ویژگی‌های خاص دیگر باید مشخص شوند.
  • پیکربندی دستگاه‌های ورودی/خروجی: Target Machine نقش مهمی در تعیین دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O devices) دارد. این تنظیمات شامل مشخصات پورت‌های سریال، USB، کارت شبکه، و دستگاه‌های ذخیره‌سازی است که باید برای سخت‌افزار هدف پیکربندی شوند.
  • پیکربندی سیستم‌عامل: Target Machine تاثیر زیادی بر نحوه پیکربندی سیستم‌عامل دارد. این شامل تنظیمات هسته، تنظیمات سیستم‌فایل روت، و حتی نرم‌افزارهای اضافی است که باید برای سخت‌افزار مقصد اضافه شوند.
  • پیکربندی Bootloader: از آنجا که Bootloader باید برای سخت‌افزار هدف به‌درستی پیکربندی شود، Target Machine تعیین می‌کند که Bootloader چگونه باید تنظیم شود، آیا از U-Boot استفاده می‌شود یا Bootloader دیگری. همچنین، تنظیمات خاصی مانند نحوه بارگذاری هسته و پیکربندی حافظه نیز مشخص می‌شود.

3. چگونگی تنظیم Target Machine در Yocto

در پروژه‌های Yocto، Target Machine از طریق متغیر MACHINE تنظیم می‌شود. این متغیر معمولاً در فایل‌های پیکربندی مانند conf/local.conf یا فایل‌های مشابه در دایرکتوری‌های مخصوص ماشین‌های هدف قرار می‌گیرد. به‌طور مثال، برای تنظیم Target Machine برای معماری ARM، باید متغیر MACHINE به صورت زیر تنظیم شود:

MACHINE = "raspberrypi3"

در اینجا، raspberrypi3 نام Target Machine است که به سخت‌افزار Raspberry Pi 3 اشاره دارد.

4. مفاهیم کلیدی مرتبط با Target Machine

  • Layering: Yocto از مفهوم layers برای مدیریت و سازماندهی پیکربندی‌ها استفاده می‌کند. یک layer می‌تواند شامل تنظیمات و پیکربندی‌های خاص برای یک Target Machine باشد. در هر پروژه Yocto، معمولاً یک یا چند meta-layer خاص برای هر سخت‌افزار تعریف می‌شود که به طور خاص برای آن ماشین پیکربندی شده‌اند.
  • Meta-data: Yocto از داده‌های پیکربندی به‌عنوان meta-data استفاده می‌کند. این داده‌ها شامل پیکربندی‌ها، متغیرها و اسکریپت‌های خاص برای Target Machine هستند که به Yocto کمک می‌کنند تا فرآیند ساخت را به‌طور خودکار انجام دهد.
  • Support for Multiple Machines: Yocto به شما این امکان را می‌دهد که برای چندین Target Machine مختلف، یک پروژه واحد ایجاد کنید. به‌عنوان مثال، می‌توانید یک نسخه برای Raspberry Pi و نسخه دیگری برای BeagleBone Black بسازید. برای این کار، Yocto از پیکربندی‌های مختلف برای هر ماشین هدف استفاده می‌کند.

5. اهمیت Target Machine در بهینه‌سازی فرآیند ساخت

Target Machine در فرآیند ساخت Yocto تأثیر زیادی بر عملکرد نهایی سیستم دارد. با تنظیم دقیق ماشین هدف و پیکربندی‌های خاص آن، می‌توان:

  • عملکرد بهینه: Yocto می‌تواند سیستم‌عاملی بسازد که دقیقاً با سخت‌افزار هدف سازگار است و عملکرد بهینه‌تری را فراهم می‌آورد.
  • کاهش حجم تصویر: پیکربندی مناسب Target Machine می‌تواند باعث کاهش حجم نهایی تصویر سیستم‌عامل شود، چرا که تنها ویژگی‌های مورد نیاز سخت‌افزار در نظر گرفته می‌شود.
  • پشتیبانی از سخت‌افزار خاص: Target Machine به شما این امکان را می‌دهد که پشتیبانی خاصی از سخت‌افزارهای خاص مانند پردازنده‌های خاص یا دستگاه‌های ذخیره‌سازی خاص داشته باشید.

جمع‌بندی

Target Machine در پروژه‌های Yocto نقش اساسی در تعریف مشخصات سخت‌افزاری و نحوه پیکربندی سیستم دارد. این مفهوم کمک می‌کند تا فرآیند ساخت سیستم برای یک سخت‌افزار خاص به‌طور دقیق انجام شود. تنظیم صحیح Target Machine، به شما این امکان را می‌دهد که یک سیستم بهینه، سازگار و مطابق با نیازهای سخت‌افزاری خاص خود بسازید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تغییر ویژگی‌های ماشین هدف (Target Configuration)” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، Target Configuration یا پیکربندی ماشین هدف، به مجموعه‌ای از تنظیمات گفته می‌شود که ویژگی‌های سخت‌افزاری، نرم‌افزاری و پیکربندی‌های مختلف یک ماشین هدف را مشخص می‌کند. ماشین هدف (Target Machine) معمولاً دستگاهی است که سیستم‌عامل Yocto برای آن ساخته می‌شود و این تنظیمات به Yocto کمک می‌کند تا سیستم نهایی برای سخت‌افزار مورد نظر به درستی پیکربندی و ساخته شود.

1. پیکربندی اولیه Target Machine

پیکربندی ماشین هدف با استفاده از متغیرهای مختلف در فایل‌های پیکربندی انجام می‌شود. اصلی‌ترین فایل پیکربندی که به این منظور استفاده می‌شود، فایل conf/local.conf است. در این فایل، متغیر MACHINE برای تعیین نوع ماشین هدف تنظیم می‌شود. همچنین، می‌توان تنظیمات مربوط به پردازنده، حافظه، و دستگاه‌های ورودی/خروجی را مشخص کرد.

MACHINE = "raspberrypi3"

در اینجا، raspberrypi3 یک Target Machine است که به سخت‌افزار Raspberry Pi 3 اشاره دارد. به همین ترتیب، برای هر سخت‌افزار هدف، یک پیکربندی منحصر به فرد ایجاد می‌شود.

2. ویژگی‌های پیکربندی ماشین هدف

ویژگی‌های ماشین هدف می‌توانند شامل موارد مختلفی باشند که به پیکربندی دقیق‌تر سیستم کمک می‌کنند. این ویژگی‌ها می‌توانند شامل موارد زیر باشند:

الف) پردازنده (CPU)

در پیکربندی ماشین هدف، باید نوع پردازنده و معماری آن را مشخص کرد. به‌طور مثال، معماری‌های x86، ARM، یا MIPS از معماری‌های مختلفی هستند که Yocto از آن‌ها پشتیبانی می‌کند. تنظیمات مربوط به پردازنده شامل مشخصات هسته (مثل ARMv7 یا ARMv8) و تنظیمات ویژه دیگر مانند ویژگی‌های SIMD (مانند NEON برای ARM) هستند.

# برای معماری ARM
MACHINE_ARCH = "armv7a"

ب) پیکربندی حافظه

پیکربندی حافظه شامل تنظیمات مربوط به مقدار حافظه RAM و پیکربندی‌های ذخیره‌سازی است. برای ماشین‌های هدفی که حافظه محدودی دارند، باید اطمینان حاصل شود که Yocto تنها ویژگی‌های ضروری را به سیستم‌عامل اضافه کند تا حافظه بهینه‌تری استفاده شود.

# مقدار حافظه
MACHINE_RAM = "512MB"

ج) پشتیبانی از دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O)

در پیکربندی ماشین هدف، باید ویژگی‌های مربوط به دستگاه‌های ورودی/خروجی مانند پورت‌های USB، پورت‌های سریال، پورت‌های شبکه و کارت‌های گرافیکی مشخص شوند. این پیکربندی‌ها تأثیر زیادی بر نحوه عملکرد سیستم در سخت‌افزار هدف دارند.

# پیکربندی پورت USB
MACHINE_USB = "yes"

د) پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های خاص

بسته به نوع دستگاه هدف، ممکن است نیاز باشد تا سیستم‌عامل خاصی نصب شود که ویژگی‌های خاصی داشته باشد. این شامل پشتیبانی از سیستم‌فایل‌های خاص، فایل‌سیستم روت (Root Filesystem)، و پشتیبانی از ابزارهای خاص برای سیستم هدف است.

# انتخاب سیستم‌فایل
MACHINE_FS = "ext4"

هـ) پیکربندی Bootloader

در بسیاری از پروژه‌های Yocto، نیاز به پیکربندی دقیق Bootloader (مانند U-Boot) برای سخت‌افزار هدف است. تنظیمات مربوط به Bootloader می‌تواند شامل پارامترهای خاص مانند زمان تأخیر بوت (boot delay)، نحوه بارگذاری هسته، و تنظیمات پیشرفته دیگر باشد.

# تنظیمات Bootloader
MACHINE_BOOTLOADER = "u-boot"

3. پیکربندی ماشین هدف در فایل‌های مختلف

پیکربندی ماشین هدف معمولاً در چندین فایل مختلف و در مکان‌های متفاوت تنظیم می‌شود. مهم‌ترین فایل‌هایی که در آن‌ها ویژگی‌های ماشین هدف تنظیم می‌شوند عبارتند از:

  • meta-<machine>/: این دایرکتوری حاوی پیکربندی‌های خاص ماشین هدف است و شامل تنظیمات مربوط به سخت‌افزار، Bootloader، و ابزارهای خاص برای آن ماشین می‌باشد.
  • conf/machine/*.conf: فایل‌های پیکربندی ماشین که تنظیمات خاص ماشین را تعریف می‌کنند.
  • local.conf: فایل پیکربندی کلی که می‌تواند برای پیکربندی کلی پروژه و تنظیمات پیش‌فرض سیستم‌عامل استفاده شود.

4. چگونگی تغییر ویژگی‌های Target Configuration

برای تغییر ویژگی‌های ماشین هدف، معمولاً باید فایل‌های پیکربندی موجود را ویرایش کنید. به‌طور کلی، تغییر ویژگی‌های ماشین هدف می‌تواند به یکی از روش‌های زیر انجام شود:

الف) افزودن و تغییر متغیرها

برای تغییر پیکربندی‌ها، می‌توان متغیرهای مختلف را در فایل‌های پیکربندی تغییر داد. این تغییرات می‌توانند شامل اضافه کردن یا حذف کردن ویژگی‌های سخت‌افزاری، پیکربندی Bootloader، و پیکربندی حافظه باشند.

ب) استفاده از فایل‌های Layer خاص برای سخت‌افزار

در صورتی که پروژه Yocto شما به سخت‌افزار خاصی اختصاص دارد، می‌توانید یک layer جدید برای سخت‌افزار خود ایجاد کرده و ویژگی‌های Target Machine را در آن لایه قرار دهید.

ج) استفاده از ابزارهای گرافیکی Yocto

ابزارهایی مانند Yocto Project’s menuconfig به شما این امکان را می‌دهند که ویژگی‌های ماشین هدف را به‌صورت گرافیکی و ساده تغییر دهید. این ابزار به شما اجازه می‌دهد تا به‌راحتی ویژگی‌های مختلف مانند پیکربندی هسته، Bootloader، و دستگاه‌های ورودی/خروجی را تغییر دهید.

جمع‌بندی

تغییر ویژگی‌های ماشین هدف یکی از بخش‌های حیاتی در فرآیند ساخت سیستم در پروژه‌های Yocto است. این ویژگی‌ها شامل پیکربندی پردازنده، حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی، سیستم‌عامل، Bootloader و دیگر تنظیمات سخت‌افزاری و نرم‌افزاری هستند. پیکربندی دقیق و بهینه ماشین هدف به شما کمک می‌کند تا سیستم نهایی به‌طور صحیح برای سخت‌افزار هدف ساخته شود و عملکرد مطلوبی را ارائه دهد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی سخت‌افزار خاص ماشین هدف (مثل پشتیبانی از پردازنده خاص، تنظیمات حافظه، و غیره)” subtitle=”توضیحات کامل”]

در پروژه‌های Yocto، یکی از اجزای کلیدی پیکربندی، سفارشی‌سازی سخت‌افزار هدف است. این سفارشی‌سازی‌ها شامل پشتیبانی از پردازنده خاص، تنظیمات حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی و دیگر ویژگی‌های سخت‌افزاری هستند که برای راه‌اندازی یک سیستم عملیاتی بر روی سخت‌افزار خاص لازم است. Yocto به دلیل انعطاف‌پذیری خود در سفارشی‌سازی، به توسعه‌دهندگان این امکان را می‌دهد که پیکربندی‌های دقیق و ویژه‌ای را برای هر سخت‌افزار خاص ایجاد کنند.

1. پشتیبانی از پردازنده خاص

برای پیکربندی یک سیستم‌عامل Yocto برای پردازنده خاص، اولین و مهم‌ترین قدم، تعیین معماری پردازنده و پیکربندی آن است. این پیکربندی شامل تنظیمات مربوط به ویژگی‌های خاص پردازنده مانند نوع هسته، ویژگی‌های SIMD و تنظیمات مربوط به پشتیبانی از چند هسته است.

الف) تعیین معماری پردازنده

در فایل local.conf یا فایل‌های پیکربندی خاص ماشین، معماری پردازنده باید مشخص شود. این معماری می‌تواند شامل گزینه‌هایی مانند x86, armv7, armv8، mips یا معماری‌های خاص‌تر دیگر باشد.

MACHINE = "beaglebone-black"
MACHINE_ARCH = "armv7a"

ب) پیکربندی ویژگی‌های خاص پردازنده

در صورتی که پردازنده ویژگی‌های خاصی مانند NEON برای ARM یا SSE برای x86 داشته باشد، باید این ویژگی‌ها به‌صورت دقیق در پیکربندی هسته یا ساختار سیستم‌عامل لحاظ شوند. به‌عنوان مثال، می‌توان ویژگی‌های پردازنده ARM را به‌طور خاص در تنظیمات Yocto فعال کرد:

PREFERRED_PROVIDER_virtual/arm-neon = "arm-neon"

2. تنظیمات حافظه و مدیریت منابع

در پیکربندی سخت‌افزار هدف، تنظیمات حافظه و مدیریت منابع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. بسته به نوع دستگاه و نیازهای آن، باید مقدار حافظه و نوع آن (مانند RAM، ROM یا Flash) به‌درستی پیکربندی شود. همچنین، نیاز به تنظیمات خاصی مانند حافظه مجازی (Virtual Memory) یا Swap می‌تواند در این مرحله اعمال شود.

الف) مقدار حافظه RAM

در بسیاری از سخت‌افزارهای خاص، ممکن است مقدار حافظه موجود محدود باشد. بنابراین، باید مقدار حافظه برای پیکربندی صحیح سیستم‌عامل به‌درستی تنظیم شود. این تنظیمات معمولاً در بخش‌های خاصی از پیکربندی ماشین انجام می‌شوند.

MACHINE_RAM = "512MB"

ب) پیکربندی حافظه Swap

برای سیستم‌های کم‌حافظه یا سیستم‌هایی که نیاز به عملکرد بهینه دارند، باید پیکربندی حافظه Swap تنظیم شود تا از حافظه مجازی استفاده کند و در صورت پر شدن حافظه فیزیکی، سیستم بتواند به‌طور موقت از حافظه دیسک استفاده کند.

CONF_SWAPSIZE = "1024"

3. پشتیبانی از دستگاه‌های ورودی/خروجی (I/O)

در سخت‌افزارهای خاص، ممکن است نیاز به پیکربندی ویژگی‌های خاص ورودی/خروجی (I/O) مانند پورت‌های سریال، پورت‌های USB، پورت‌های شبکه، و دیگر دستگاه‌های جانبی باشد. این تنظیمات باید به‌گونه‌ای انجام شود که سیستم‌عامل بتواند به‌درستی از این دستگاه‌ها پشتیبانی کند.

الف) پورت‌های USB

در صورتی که دستگاه هدف نیاز به پشتیبانی از پورت‌های USB دارد، باید اطمینان حاصل شود که درایورهای مربوط به USB در سیستم‌عامل فعال شوند. این کار را می‌توان با اضافه کردن پیکربندی‌های خاص در فایل‌های local.conf یا پیکربندی‌های ماشین انجام داد.

MACHINE_USB = "yes"

ب) پورت‌های سریال

پشتیبانی از پورت‌های سریال برای دستگاه‌هایی که از این نوع ارتباط استفاده می‌کنند، باید در پیکربندی هدف فعال شود. این تنظیمات شامل پیکربندی دیوایس‌های سریال و تنظیمات مربوط به سرعت انتقال داده‌ها و پارامترهای دیگر می‌باشد.

MACHINE_SERIAL = "ttyS0"

4. پیکربندی سیستم‌های ذخیره‌سازی و دیسک‌ها

در پروژه‌های Yocto که بر روی دستگاه‌هایی با حافظه‌های خاص مانند فلش‌های NAND یا حافظه‌های SD Card پیاده‌سازی می‌شوند، باید پیکربندی‌های خاصی برای ذخیره‌سازی و فایل‌سیستم‌ها ایجاد کرد. این تنظیمات می‌توانند شامل انتخاب سیستم فایل (مثل ext4، FAT) یا تنظیمات دیسک‌های خاص برای ذخیره‌سازی اطلاعات باشند.

الف) انتخاب سیستم فایل

برای سیستم‌های با ظرفیت ذخیره‌سازی محدود، ممکن است لازم باشد از یک سیستم فایل فشرده‌شده یا سبک مانند SquashFS استفاده کنید.

MACHINE_FS = "ext4"

ب) پیکربندی دیسک‌های خاص

در دستگاه‌هایی که از دیسک‌های خاص یا سیستم‌های ذخیره‌سازی غیر معمول استفاده می‌کنند، باید پیکربندی‌هایی برای نحوه دسترسی به این دیسک‌ها تنظیم شود.

MACHINE_DISK = "/dev/mmcblk0p1"

5. پشتیبانی از سایر دستگاه‌های خاص

در برخی پروژه‌ها ممکن است نیاز به پشتیبانی از دستگاه‌های خاص مانند کارت‌های گرافیکی، حسگرها، دوربین‌ها، یا نمایشگرها باشد. برای این دستگاه‌ها نیز باید درایورهای مناسب و پیکربندی‌های مربوطه اضافه شوند. به‌عنوان مثال، اگر دستگاه هدف شما از دوربین‌های USB پشتیبانی می‌کند، باید تنظیمات مربوط به درایور و ارتباط USB را پیکربندی کنید.

MACHINE_CAMERA = "yes"

جمع‌بندی

پیکربندی سخت‌افزار خاص ماشین هدف در Yocto یک فرآیند کلیدی است که به شما این امکان را می‌دهد تا سیستم‌عامل را دقیقاً متناسب با نیازهای سخت‌افزاری سفارشی‌سازی کنید. تنظیمات مرتبط با پردازنده، حافظه، دستگاه‌های ورودی/خروجی، و سیستم‌های ذخیره‌سازی به شما کمک می‌کند تا بهترین عملکرد و سازگاری را برای سیستم‌های خود داشته باشید. با استفاده از Yocto، شما می‌توانید به‌راحتی ویژگی‌های خاص هر دستگاه را پیکربندی کرده و آن‌ها را به‌طور بهینه در سیستم‌عامل مورد نظر پیاده‌سازی کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”استفاده از ماشین‌های هدف از پیش تعریف شده و سفارشی‌سازی آن‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در پروژه‌های Yocto، ماشین هدف (Target Machine) به مجموعه‌ای از ویژگی‌ها و تنظیمات مربوط به سخت‌افزار اشاره دارد که مشخص می‌کند سیستم‌عامل چگونه باید برای یک سخت‌افزار خاص ساخته شود. Yocto به‌طور پیش‌فرض تعدادی ماشین هدف از پیش تعریف‌شده ارائه می‌دهد که می‌توانید از آن‌ها برای تسریع فرآیند ساخت استفاده کنید. این ماشین‌ها از تنظیمات و ویژگی‌های معمولی برای پشتیبانی از انواع دستگاه‌ها تشکیل شده‌اند.

1. ماشین‌های هدف پیش‌تعریف‌شده

Yocto به‌طور پیش‌فرض مجموعه‌ای از ماشین‌های هدف را در پوشه‌ی meta تعریف کرده است. این ماشین‌ها ویژگی‌ها و تنظیمات عمومی برای سخت‌افزارهای معروف مختلف مانند پردازنده‌ها، دستگاه‌های جانبی، و پیکربندی‌های حافظه را در بر می‌گیرند. این ماشین‌ها می‌توانند به عنوان نقطه‌ی شروعی برای پروژه‌های شما مورد استفاده قرار گیرند.

الف) مشخصات ماشین‌های پیش‌تعریف‌شده

هر ماشین هدف در Yocto یک فایل پیکربندی خاص دارد که به‌صورت معمول در پوشه‌های meta-<layer>/conf/machine قرار می‌گیرد. این فایل‌ها معمولاً با پسوند .conf شناخته می‌شوند و شامل تنظیمات مربوط به سخت‌افزار دستگاه هدف، مانند معماری پردازنده، سیستم‌های ذخیره‌سازی، ویژگی‌های شبکه، و تنظیمات بوت هستند.

به‌عنوان مثال، ماشین هدف برای Raspberry Pi 4 ممکن است به‌صورت زیر تعریف شود:

MACHINE = "raspberrypi4"

در این پیکربندی، Yocto به‌طور خودکار از تنظیمات پیش‌فرض موجود در فایل raspberrypi4.conf استفاده می‌کند.

ب) پیکربندی ویژگی‌های ماشین هدف پیش‌تعریف‌شده

ماشین‌های پیش‌تعریف‌شده معمولاً دارای ویژگی‌های اساسی مانند پشتیبانی از پردازنده‌های خاص، سیستم‌های فایل استاندارد، و ویژگی‌های حافظه هستند. به‌طور مثال، یک ماشین هدف برای معماری ARM مانند Raspberry Pi، به‌طور پیش‌فرض پشتیبانی از پردازنده‌های ARMv7 یا ARMv8 را فعال می‌کند.

MACHINE_ARCH = "armv7"
MACHINE_RAM = "1GB"

2. سفارشی‌سازی ماشین هدف

اگر شما به یک سخت‌افزار خاص نیاز دارید که در لیست ماشین‌های پیش‌تعریف‌شده وجود ندارد یا نیاز به تنظیمات خاص دارید، می‌توانید ماشین هدف خود را سفارشی‌سازی کنید. این کار معمولاً از طریق کپی کردن و تغییر ماشین‌های موجود یا ایجاد یک ماشین هدف جدید از صفر انجام می‌شود.

الف) کپی کردن یک ماشین هدف موجود

یکی از روش‌های معمول برای سفارشی‌سازی ماشین هدف، کپی کردن یک ماشین پیش‌تعریف‌شده است و سپس اعمال تغییرات لازم به آن. به این صورت که یک ماشین جدید با تغییرات دلخواه خود ایجاد می‌کنید. برای مثال، اگر شما می‌خواهید یک ماشین برای یک نسخه خاص از Raspberry Pi بسازید، می‌توانید فایل‌های پیکربندی ماشین Raspberry Pi 4 را کپی کرده و ویژگی‌های خاص آن را تغییر دهید.

  1. کپی فایل‌های پیکربندی ماشین:ابتدا به پوشه meta بروید و فایل پیکربندی ماشین مورد نظر را کپی کنید:
    cp meta-raspberrypi/conf/machine/raspberrypi4.conf meta-mycustomraspberrypi/conf/machine/myraspberrypi.conf
  2. ویرایش پیکربندی ماشین:در فایل پیکربندی جدید، می‌توانید ویژگی‌هایی مانند پردازنده، حافظه، دیسک، و پشتیبانی از دستگاه‌های خاص را تغییر دهید.
    MACHINE = "myraspberrypi"
    MACHINE_ARCH = "armv7"
    MACHINE_RAM = "2GB"

ب) تعریف ماشین هدف از صفر

اگر نیاز به یک ماشین هدف کاملاً جدید دارید، می‌توانید فایل پیکربندی ماشین جدیدی ایجاد کرده و آن را به‌طور کامل سفارشی‌سازی کنید. این روش به شما اجازه می‌دهد که دقیقاً تمام ویژگی‌های سخت‌افزاری و نرم‌افزاری سیستم هدف را کنترل کنید.

  1. ایجاد فایل پیکربندی ماشین جدید:در پوشه meta-yourlayer/conf/machine، یک فایل جدید با پسوند .conf ایجاد کنید:
    touch meta-yourlayer/conf/machine/mycustommachine.conf
  2. تعریف ویژگی‌های ماشین:در این فایل جدید، باید ویژگی‌های سخت‌افزاری و پیکربندی‌های خاص ماشین را مشخص کنید، مانند پردازنده، نوع حافظه، دیسک‌ها، و دیگر دستگاه‌های جانبی.
    MACHINE = "mycustommachine"
    MACHINE_ARCH = "armv8"
    MACHINE_RAM = "4GB"
  3. اتصال به سایر لایه‌ها:ماشین هدف جدید باید به لایه‌های مختلف مانند Yocto Layer، Poky Layer، و Meta-YourLayer متصل شود. این کار معمولاً در فایل‌های local.conf یا bblayers.conf انجام می‌شود.

3. سفارشی‌سازی ویژگی‌های سخت‌افزاری

شما می‌توانید ویژگی‌های سخت‌افزاری ماشین هدف را به‌طور دقیق سفارشی‌سازی کنید. به‌عنوان مثال:

الف) پیکربندی پردازنده

اگر ماشین شما از پردازنده‌ای با ویژگی‌های خاص مانند پردازنده 64 بیتی ARM یا یک پردازنده MIPS استفاده می‌کند، باید معماری پردازنده را به‌طور دقیق مشخص کنید:

MACHINE_ARCH = "armv8"

ب) پیکربندی حافظه

حجم و نوع حافظه نیز باید به‌طور مشخص تنظیم شود تا سیستم‌عامل بتواند به‌طور مؤثر از آن استفاده کند:

MACHINE_RAM = "2GB"

ج) پیکربندی دستگاه‌های جانبی

دستگاه‌های جانبی مانند USB, پورت‌های سریال، صفحه‌کلید و ماوس، کارت گرافیک و دیگر دستگاه‌ها نیز باید در پیکربندی ماشین هدف وارد شوند.

MACHINE_USB = "yes"
MACHINE_SERIAL = "ttyS0"

4. استفاده از ماشین‌های هدف سفارشی در ساخت Yocto

پس از سفارشی‌سازی یا تعریف یک ماشین هدف جدید، باید آن را در پیکربندی پروژه Yocto مشخص کنید. این کار معمولاً با تغییر متغیر MACHINE در فایل conf/local.conf انجام می‌شود:

MACHINE = "mycustommachine"

با این کار، Yocto از پیکربندی ماشین هدف شما استفاده خواهد کرد و سیستم‌عامل مطابق با ویژگی‌های تعریف‌شده ساخته خواهد شد.

جمع‌بندی

استفاده از ماشین‌های هدف پیش‌تعریف‌شده در Yocto یک راه سریع برای شروع پروژه‌ها است، اما در بسیاری از موارد نیاز به سفارشی‌سازی این ماشین‌ها برای تطابق دقیق با سخت‌افزار خاص پروژه خواهید داشت. با استفاده از ابزارهای Yocto، می‌توانید ماشین‌های هدف را به‌راحتی سفارشی‌سازی کنید و ویژگی‌های سخت‌افزاری، پردازنده، حافظه و دستگاه‌های جانبی را مطابق با نیازهای خاص پروژه خود تنظیم کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات مربوط به پردازنده‌ها، سخت‌افزار جانبی، و ورودی/خروجی‌ها” subtitle=”توضیحات کامل”]در تنظیمات Yocto برای پردازنده‌ها، سخت‌افزار جانبی، و ورودی/خروجی‌ها، شما می‌توانید سیستم‌عامل را مطابق با نیازهای خاص سخت‌افزاری تنظیم کنید. این تنظیمات معمولاً در فایل پیکربندی ماشین (Machine Configuration) انجام می‌شوند و تأثیر مستقیم بر نحوه ساخت و عملکرد سیستم‌عامل دارند. در ادامه، جزئیات هر بخش ارائه می‌شود:


1. تنظیمات مربوط به پردازنده‌ها

الف) نوع معماری پردازنده

Yocto از متغیر MACHINE_ARCH برای تعیین نوع معماری پردازنده استفاده می‌کند. این متغیر مشخص می‌کند که آیا پردازنده شما از نوع ARM، x86، MIPS، PowerPC یا سایر معماری‌ها است.

MACHINE_ARCH = "armv8"
  • ARMv7: برای پردازنده‌های 32 بیتی ARM
  • ARMv8: برای پردازنده‌های 64 بیتی ARM
  • x86 و x86_64: برای پردازنده‌های Intel/AMD
  • mips: برای معماری MIPS
  • ppc: برای پردازنده‌های PowerPC

ب) ویژگی‌های پردازنده

برای بهینه‌سازی ساخت، می‌توانید ویژگی‌های پردازنده مانند تعداد هسته‌ها و پشتیبانی از دستورالعمل‌های خاص را مشخص کنید:

TUNE_FEATURES = "armv8-a cortex-a72 neon"
  • cortex-a72: مدل پردازنده (مانند Cortex-A72)
  • neon: فعال کردن واحد SIMD (برای پردازش برداری)

ج) پشتیبانی از چندین پردازنده

اگر سیستم شما چند پردازنده دارد، Yocto می‌تواند از متغیر BB_NUMBER_THREADS برای تنظیم تعداد رشته‌های ساخت استفاده کند:

BB_NUMBER_THREADS = "4"
PARALLEL_MAKE = "-j4"

2. تنظیمات مربوط به سخت‌افزار جانبی

الف) دستگاه‌های USB

برای پشتیبانی از دستگاه‌های USB، باید درایورهای مناسب در سیستم فعال شوند. در فایل پیکربندی ماشین، مشخص کنید که سیستم از دستگاه‌های USB پشتیبانی کند:

IMAGE_INSTALL:append = " usbutils"
MACHINE_FEATURES:append = " usbhost"

ب) دستگاه‌های شبکه

اگر سخت‌افزار شما شامل کارت شبکه است، باید تنظیمات مرتبط را در پیکربندی وارد کنید. برای مثال، برای کارت‌های Wi-Fi:

MACHINE_FEATURES:append = " wifi"
IMAGE_INSTALL:append = " wireless-tools wpa-supplicant"

ج) دستگاه‌های گرافیکی

برای دستگاه‌هایی با خروجی گرافیکی، از متغیرهای زیر استفاده کنید:

MACHINE_FEATURES:append = " screen"
XSERVER = "xserver-xorg \
           xserver-xorg-module-dummy \
           xserver-xorg-module-fbdev"

این تنظیمات پشتیبانی از X11 و نمایشگر گرافیکی را فعال می‌کند.


3. تنظیمات مربوط به ورودی/خروجی‌ها

الف) پورت‌های سریال

پورت‌های سریال برای دستگاه‌های嵌入ی بسیار رایج هستند. برای فعال کردن پشتیبانی از پورت‌های سریال:

SERIAL_CONSOLE = "115200 ttyS0"
IMAGE_INSTALL:append = " minicom"
  • 115200: سرعت انتقال داده
  • ttyS0: دستگاه پورت سریال پیش‌فرض

ب) پورت‌های GPIO

برای استفاده از پورت‌های GPIO، درایورهای مربوطه را فعال کرده و ابزارهای موردنیاز را نصب کنید:

IMAGE_INSTALL:append = " libgpiod-tools"

ج) صفحه‌کلید و ماوس

برای فعال‌سازی ورودی از طریق صفحه‌کلید و ماوس، از تنظیمات زیر استفاده کنید:

MACHINE_FEATURES:append = " keyboard mouse"

4. مثال کامل پیکربندی ماشین

یک فایل پیکربندی نمونه برای دستگاهی با پردازنده ARMv8 و پشتیبانی از USB، شبکه، سریال، و GPIO به‌صورت زیر است:

# مشخصات پردازنده
MACHINE = "mycustomboard"
MACHINE_ARCH = "armv8"
TUNE_FEATURES = "armv8-a cortex-a72 neon"

# پشتیبانی از USB
MACHINE_FEATURES:append = " usbhost"
IMAGE_INSTALL:append = " usbutils"

# پشتیبانی از شبکه
MACHINE_FEATURES:append = " wifi ethernet"
IMAGE_INSTALL:append = " wireless-tools wpa-supplicant"

# پشتیبانی از گرافیک
MACHINE_FEATURES:append = " screen"
XSERVER = "xserver-xorg \
           xserver-xorg-module-dummy \
           xserver-xorg-module-fbdev"

# پورت سریال
SERIAL_CONSOLE = "115200 ttyS0"
IMAGE_INSTALL:append = " minicom"

# GPIO
IMAGE_INSTALL:append = " libgpiod-tools"

# سایر تنظیمات
BB_NUMBER_THREADS = "4"
PARALLEL_MAKE = "-j4"

جمع‌بندی

با استفاده از این تنظیمات، می‌توانید ماشین هدف خود را به‌طور دقیق برای سخت‌افزارهای خاص تنظیم کنید. از متغیرهایی مانند MACHINE_ARCH برای پردازنده، MACHINE_FEATURES برای پشتیبانی از سخت‌افزار جانبی، و تنظیمات سریال و GPIO برای ورودی/خروجی استفاده کنید تا سیستم‌عامل بهینه‌سازی شود و نیازهای سخت‌افزاری خاص شما را برآورده کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 5. سفارشی‌سازی ساختار فایل سیستم (Root Filesystem)”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی سیستم فایل روت (Root FS)” subtitle=”توضیحات کامل”]پیکربندی سیستم فایل روت (Root File System) در Yocto شامل تنظیمات مختلفی است که نحوه ایجاد، شخصی‌سازی، و مدیریت سیستم فایل روت را مشخص می‌کند. این تنظیمات تعیین می‌کنند که چه بسته‌ها، کتابخانه‌ها، فایل‌ها و ساختار دایرکتوری‌هایی در سیستم فایل روت قرار بگیرند. در ادامه، مراحل و نکات مهم برای پیکربندی سیستم فایل روت شرح داده می‌شوند.


1. انتخاب فرمت سیستم فایل

Yocto از فرمت‌های مختلفی برای سیستم فایل روت پشتیبانی می‌کند. فرمت موردنظر را با استفاده از متغیر IMAGE_FSTYPES تنظیم کنید:

IMAGE_FSTYPES = "ext4 tar.gz"
  • ext4: سیستم فایل برای دیسک‌های واقعی.
  • tar.gz: آرشیو فشرده‌شده برای توزیع.
  • squashfs: سیستم فایل فشرده‌شده فقط خواندنی.

2. افزودن بسته‌ها به سیستم فایل روت

لیست بسته‌هایی که باید در سیستم فایل روت نصب شوند، با استفاده از متغیر IMAGE_INSTALL تنظیم می‌شود:

IMAGE_INSTALL:append = " bash coreutils vim"
  • bash: برای داشتن شل bash.
  • coreutils: ابزارهای پایه مانند ls, cp, mv.
  • vim: ویرایشگر متن.

برای افزودن بسته‌های سفارشی، کافی است نام آن‌ها را به این لیست اضافه کنید.


3. تنظیم اندازه سیستم فایل روت

اندازه سیستم فایل روت را با استفاده از متغیر IMAGE_ROOTFS_SIZE تنظیم کنید. این مقدار به کیلوبایت است:

IMAGE_ROOTFS_SIZE = "65536"
  • این مقدار اندازه پارتیشن سیستم فایل روت را به 64 مگابایت تنظیم می‌کند.

4. پشتیبانی از کاربران و گروه‌ها

برای پیکربندی کاربران و گروه‌های سیستم، از فایل base-passwd استفاده کنید. می‌توانید این فایل را در دستور recipe یا فایل پیکربندی تنظیم کنید:

EXTRA_USERS_PARAMS = "usermod -P mypassword root; useradd -m myuser -G sudo -p mypassword"
  • root: رمز عبور کاربر root را تغییر می‌دهد.
  • myuser: یک کاربر جدید با دسترسی sudo اضافه می‌کند.

5. مدیریت سیستم فایل روت با IMAGE_FEATURES

ویژگی‌های سیستم فایل روت با متغیر IMAGE_FEATURES مشخص می‌شوند. این ویژگی‌ها تعیین می‌کنند که چه قابلیت‌هایی در سیستم فایل فعال باشد:

IMAGE_FEATURES += "read-only-rootfs ssh-server-debug-tweaks"
  • read-only-rootfs: سیستم فایل فقط خواندنی باشد.
  • ssh-server-debug-tweaks: تنظیمات اشکال‌زدایی برای سرور SSH.

6. تنظیمات پیشرفته Root FS

الف) حذف فایل‌های غیرضروری

برای کاهش اندازه سیستم فایل، می‌توانید فایل‌های غیرضروری را حذف کنید:

ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/doc; rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/man"
  • حذف دایرکتوری‌های اسناد و صفحات manual.

ب) اضافه کردن فایل‌های سفارشی

برای افزودن فایل‌های سفارشی به سیستم فایل:

  1. فایل‌ها را در دایرکتوری files در کنار recipe مربوطه قرار دهید.
  2. آن‌ها را با استفاده از دستور زیر کپی کنید:
do_install_append() {
    install -m 0755 ${WORKDIR}/mycustomscript.sh ${D}${bindir}
}

ج) تنظیم نقاط مونت (Mount Points)

نقاط مونت را با استفاده از فایل fstab مدیریت کنید. این فایل را در ریشه سیستم فایل قرار دهید:

/dev/mmcblk0p1 / ext4 defaults 0 1

7. ایجاد سیستم فایل روت چندبخشی

برای ساخت سیستم فایل چندبخشی (Multi-Partition Root FS)، تنظیمات پارتیشن‌ها را در فایل پیکربندی تعریف کنید. به عنوان مثال، برای داشتن دو پارتیشن:

WIC_PARTITIONS = "boot rootfs"
WKS_FILE = "multi-partition.wks"

و فایل .wks ممکن است شامل:

part /boot --source bootimg --ondisk mmcblk0 --fstype=vfat --size 32
part / --source rootfs --ondisk mmcblk0 --fstype=ext4 --size 512

8. فشرده‌سازی سیستم فایل روت

برای کاهش اندازه سیستم فایل، از فشرده‌سازی استفاده کنید. به عنوان مثال، برای استفاده از gzip:

IMAGE_FSTYPES += "tar.gz"

9. استفاده از Overlay Filesystem

برای سیستم‌هایی که نیاز به تغییرات موقت دارند، می‌توانید از Overlay Filesystem استفاده کنید. این سیستم به شما اجازه می‌دهد یک لایه فقط خواندنی را با لایه نوشتنی ترکیب کنید.

IMAGE_INSTALL:append = " overlayfs-tools"

10. مثال کامل از فایل پیکربندی

IMAGE_FSTYPES = "ext4 tar.gz"
IMAGE_INSTALL:append = " bash coreutils vim ssh overlayfs-tools"
IMAGE_ROOTFS_SIZE = "65536"
IMAGE_FEATURES += "read-only-rootfs ssh-server-debug-tweaks"
EXTRA_USERS_PARAMS = "usermod -P mypassword root; useradd -m myuser -G sudo -p mypassword"
ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/doc; rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/man"

جمع‌بندی

پیکربندی سیستم فایل روت در Yocto یکی از مراحل کلیدی ساخت سیستم‌عامل است که شامل انتخاب فرمت سیستم فایل، افزودن بسته‌ها، تنظیم کاربران، مدیریت اندازه، و بهینه‌سازی ساختار سیستم فایل می‌شود. با استفاده از تنظیمات ارائه‌شده، می‌توانید سیستم فایل روتی سبک و کارآمد برای نیازهای سخت‌افزاری خاص خود ایجاد کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تغییرات در دایرکتوری‌ها، فایل‌ها و ساختار سیستم فایل” subtitle=”توضیحات کامل”]تغییرات در دایرکتوری‌ها، فایل‌ها و ساختار سیستم فایل در Yocto می‌تواند شامل شخصی‌سازی یا اصلاح سیستم فایل برای نیازهای خاص باشد. این تغییرات ممکن است شامل اضافه کردن فایل‌های سفارشی، تغییر دایرکتوری‌ها، حذف فایل‌های غیرضروری، و تنظیمات مربوط به دسترسی فایل‌ها باشد. در ادامه، مراحل و تکنیک‌های موردنیاز برای انجام این تغییرات شرح داده شده است.


1. تغییر ساختار دایرکتوری‌ها

برای تغییر ساختار دایرکتوری‌ها در سیستم فایل، می‌توانید از دستورات install یا mkdir در یک فایل دستور (Recipe) استفاده کنید:

do_install_append() {
    mkdir -p ${D}/custom/directory
    mv ${D}/etc/example.conf ${D}/custom/directory/example.conf
}
  • mkdir -p: برای ایجاد دایرکتوری جدید.
  • mv: برای انتقال فایل‌ها به دایرکتوری جدید.

2. اضافه کردن فایل‌های سفارشی

برای افزودن فایل‌های خاص به سیستم فایل، مراحل زیر را دنبال کنید:

  1. فایل‌های سفارشی را در دایرکتوری files در کنار Recipe مربوطه قرار دهید.
  2. آن‌ها را در دستور نصب Recipe کپی کنید:
SRC_URI += "file://mycustomfile.txt"

do_install_append() {
    install -m 0644 ${WORKDIR}/mycustomfile.txt ${D}/etc/mycustomfile.txt
}
  • SRC_URI: آدرس فایل‌های سفارشی.
  • install -m 0644: کپی فایل با تنظیمات دسترسی.

3. حذف فایل‌های غیرضروری

برای کاهش حجم سیستم فایل یا حذف فایل‌های پیش‌فرض غیرضروری، می‌توانید از rm در بخش ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND استفاده کنید:

ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/doc; rm -rf ${IMAGE_ROOTFS}/usr/share/man;"
  • ${IMAGE_ROOTFS}: مسیر سیستم فایل روت.
  • rm -rf: حذف دایرکتوری‌ها و فایل‌ها.

4. تغییر دسترسی فایل‌ها و دایرکتوری‌ها

برای تنظیم مجوزهای دسترسی فایل‌ها و دایرکتوری‌ها:

do_install_append() {
    chmod 0755 ${D}/custom/directory
    chmod 0644 ${D}/etc/mycustomfile.txt
}
  • chmod 0755: تنظیم مجوز برای دایرکتوری.
  • chmod 0644: تنظیم مجوز برای فایل.

5. تغییر فایل‌های پیش‌فرض

برای تغییر فایل‌های پیش‌فرض که توسط بسته‌های دیگر نصب شده‌اند، از متغیر ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND استفاده کنید. به عنوان مثال:

ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "sed -i 's/option1=old/option1=new/' ${IMAGE_ROOTFS}/etc/example.conf;"
  • sed -i: ویرایش مستقیم فایل.

6. جایگزینی فایل‌های موجود

برای جایگزینی فایل‌های پیش‌فرض با نسخه‌های سفارشی خود:

  1. فایل جایگزین را در دایرکتوری files قرار دهید.
  2. آن را در دستور do_install کپی کنید:
SRC_URI += "file://example.conf"

do_install_append() {
    install -m 0644 ${WORKDIR}/example.conf ${D}/etc/example.conf
}

7. مدیریت دایرکتوری‌های پویا

برای ایجاد یا تغییر دایرکتوری‌هایی که در زمان بوت باید ساخته شوند:

  • فایل tmpfiles.d ایجاد کنید و در مسیر مناسب قرار دهید:
d /custom/directory 0755 root root -
  • این فایل به سیستمی مانند systemd اطلاع می‌دهد که دایرکتوری‌ها را در زمان بوت ایجاد کند.

8. تغییر نقاط مونت و تنظیمات فایلی

برای تغییر نقاط مونت و تنظیمات مربوط به سیستم فایل، از فایل fstab استفاده کنید:

  1. یک فایل fstab سفارشی ایجاد کنید.
  2. آن را در مسیر /etc/fstab قرار دهید:
/dev/mmcblk0p1 / ext4 defaults 0 1
/dev/sda1 /data ext4 defaults 0 2

9. اضافه کردن فایل‌های Init

برای افزودن اسکریپت‌های Init یا Startup:

  1. فایل اسکریپت را ایجاد کرده و در دایرکتوری files قرار دهید.
  2. آن را در مسیر /etc/init.d کپی کنید و مجوز اجرایی بدهید:
do_install_append() {
    install -m 0755 ${WORKDIR}/startup.sh ${D}/etc/init.d/startup.sh
}
  1. فایل را به سیستم Init معرفی کنید:
update-rc.d startup.sh defaults

10. مثال کامل از تغییرات سیستم فایل

do_install_append() {
    # ایجاد دایرکتوری
    mkdir -p ${D}/custom/directory

    # افزودن فایل‌های سفارشی
    install -m 0644 ${WORKDIR}/mycustomfile.txt ${D}/etc/mycustomfile.txt

    # تغییر فایل پیش‌فرض
    sed -i 's/option1=old/option1=new/' ${D}/etc/example.conf

    # حذف فایل‌های غیرضروری
    rm -rf ${D}/usr/share/doc
    rm -rf ${D}/usr/share/man

    # تغییر دسترسی
    chmod 0755 ${D}/custom/directory
    chmod 0644 ${D}/etc/mycustomfile.txt
}

جمع‌بندی

تغییرات در دایرکتوری‌ها، فایل‌ها، و ساختار سیستم فایل به شما امکان می‌دهد سیستم‌عامل سفارشی‌سازی‌شده‌ای مطابق با نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری خاص خود ایجاد کنید. استفاده از ابزارهایی مانند install, chmod, و sed در ترکیب با قابلیت‌های Yocto، فرآیند شخصی‌سازی را ساده‌تر و مؤثرتر می‌سازد.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی فایل‌های ضروری برای سیستم هدف” subtitle=”توضیحات کامل”]اضافه کردن نرم‌افزارها و پیکربندی فایل‌های ضروری برای سیستم هدف در Yocto نیازمند تعریف دقیق نرم‌افزارها، بسته‌ها و تنظیمات است. Yocto به شما امکان می‌دهد تا با استفاده از فایل‌های دستور (Recipes) و متغیرهای پیکربندی، نرم‌افزارها را اضافه کرده و فایل‌های پیکربندی مرتبط را سفارشی کنید.


1. اضافه کردن نرم‌افزارها

استفاده از بسته‌های موجود در Yocto

برای اضافه کردن نرم‌افزارهای موجود در لایه‌های Yocto، کافی است نام بسته را در متغیر IMAGE_INSTALL فایل پیکربندی اضافه کنید:

IMAGE_INSTALL += "nano curl vim"
  • nano, curl, vim: مثال‌هایی از بسته‌هایی که به سیستم هدف اضافه می‌شوند.
  • این تنظیمات را در فایل local.conf یا یک لایه سفارشی اضافه کنید.

ایجاد Recipe برای نرم‌افزار سفارشی

اگر نرم‌افزار مورد نظر شما در Yocto موجود نیست، باید یک Recipe سفارشی ایجاد کنید:

  1. ایجاد یک قالب Recipe:
    bitbake -b mysoftware.bb
  2. نمونه یک فایل Recipe:
    DESCRIPTION = "My Custom Software"
    LICENSE = "MIT"
    SRC_URI = "file://mysoftware.tar.gz"
    
    do_install() {
        install -d ${D}/usr/bin
        install -m 0755 mysoftware ${D}/usr/bin/
    }
  3. افزودن به لیست نصب:
    IMAGE_INSTALL += "mysoftware"

نصب از سورس‌های خارجی

برای دانلود و نصب نرم‌افزار از مخازن خارجی، SRC_URI را تنظیم کنید:

SRC_URI = "https://example.com/downloads/mysoftware-1.0.tar.gz"

Yocto به صورت خودکار فایل را دانلود و در مسیر کاری (WORKDIR) قرار می‌دهد.


2. افزودن فایل‌های پیکربندی

اضافه کردن فایل‌های سفارشی

  1. فایل‌های پیکربندی را در دایرکتوری files کنار Recipe قرار دهید.
  2. در Recipe، فایل‌ها را به مسیر مورد نظر کپی کنید:
    SRC_URI += "file://config.conf"
    
    do_install_append() {
        install -m 0644 ${WORKDIR}/config.conf ${D}/etc/config.conf
    }

ویرایش فایل‌های پیش‌فرض

برای تغییر مقادیر در فایل‌های موجود، از ابزارهایی مانند sed یا echo استفاده کنید:

do_install_append() {
    sed -i 's/option1=old/option1=new/' ${D}/etc/example.conf
}

ایجاد فایل‌های پویا در زمان نصب

اگر فایل‌های پیکربندی باید در زمان ساخت به‌صورت پویا تولید شوند:

do_install_append() {
    echo "option1=value1" > ${D}/etc/dynamic.conf
    echo "option2=value2" >> ${D}/etc/dynamic.conf
}

3. تنظیمات پیشرفته فایل‌های پیکربندی

استفاده از متغیرهای Yocto

Yocto اجازه می‌دهد از متغیرهایی مانند MACHINE, DISTRO, یا IMAGE_FEATURES برای ساخت تنظیمات پویا استفاده کنید:

do_install_append() {
    echo "machine=${MACHINE}" > ${D}/etc/machine.conf
}

مدیریت چندین فایل پیکربندی

اگر نرم‌افزار شما نیاز به چندین فایل پیکربندی دارد:

  1. فایل‌ها را در مسیر files سازماندهی کنید.
  2. آن‌ها را به صورت جداگانه در Recipe مدیریت کنید:
SRC_URI += "file://config1.conf file://config2.conf"

do_install_append() {
    install -m 0644 ${WORKDIR}/config1.conf ${D}/etc/software/config1.conf
    install -m 0644 ${WORKDIR}/config2.conf ${D}/etc/software/config2.conf
}

4. مدیریت وابستگی‌ها

برای اطمینان از نصب صحیح نرم‌افزارها، وابستگی‌ها را در Recipe تعریف کنید:

DEPENDS = "libfoo libbar"
  • DEPENDS: وابستگی‌هایی که در زمان ساخت نیاز است.
  • RDEPENDS: وابستگی‌هایی که در زمان اجرا نیاز است.

5. استفاده از IMAGE_FEATURES

برای فعال کردن ویژگی‌های پیش‌فرض، از متغیر IMAGE_FEATURES استفاده کنید:

IMAGE_FEATURES += "ssh-server-debug tools-debug"

6. بررسی نهایی فایل‌های پیکربندی

بعد از ساخت ایمیج، فایل‌های پیکربندی را با ابزار devshell بررسی کنید:

bitbake -c devshell core-image-minimal
  • تغییرات را در مسیر tmp/work/.../rootfs بررسی کنید.

مثال جامع

DESCRIPTION = "Custom Software with Configurations"
LICENSE = "MIT"
SRC_URI = "file://mysoftware file://config.conf"

do_install() {
    # نصب نرم‌افزار
    install -d ${D}/usr/bin
    install -m 0755 ${WORKDIR}/mysoftware ${D}/usr/bin/

    # افزودن فایل‌های پیکربندی
    install -d ${D}/etc/mysoftware
    install -m 0644 ${WORKDIR}/config.conf ${D}/etc/mysoftware/config.conf

    # تولید فایل‌های پویا
    echo "dynamic_option=value" > ${D}/etc/mysoftware/dynamic.conf
}

جمع‌بندی

اضافه کردن نرم‌افزارها و فایل‌های پیکربندی در Yocto با استفاده از فایل‌های دستور و ابزارهای متنوع مانند install, sed و echo انجام می‌شود. این فرآیند امکان سفارشی‌سازی سیستم هدف را بر اساس نیازهای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری فراهم می‌کند. مدیریت وابستگی‌ها و بررسی تغییرات نهایی به شما کمک می‌کند تا از صحت ایمیج تولیدشده اطمینان حاصل کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی دیسک و حافظه برای سیستم‌های کم‌مصرف” subtitle=”توضیحات کامل”]پیکربندی دیسک و حافظه برای سیستم‌های کم‌مصرف (low-resource systems) در Yocto نیازمند بهینه‌سازی استفاده از منابع ذخیره‌سازی و حافظه است. این پیکربندی شامل کاهش حجم سیستم فایل، بهینه‌سازی مصرف حافظه، و استفاده از تنظیمات مناسب برای سخت‌افزارهای با محدودیت منابع است.


1. کاهش حجم سیستم فایل

حذف بسته‌های غیرضروری

  1. بسته‌های غیرضروری را از IMAGE_INSTALL حذف کنید:
    IMAGE_INSTALL_remove = "package1 package2"
  2. از core-image-minimal به‌عنوان پایه استفاده کنید:
    • این ایمیج کمترین بسته‌های موردنیاز را دارد.

غیرفعال کردن ویژگی‌های غیرضروری

  1. ویژگی‌های اضافی را از IMAGE_FEATURES حذف کنید:
    IMAGE_FEATURES_remove = "debug-tweaks tools-debug ssh-server-openssh"
  2. مطمئن شوید که فقط ویژگی‌های ضروری باقی بمانند:
    IMAGE_FEATURES += "readonly-rootfs"

استفاده از فشرده‌سازی سیستم فایل

  1. از فشرده‌سازی سیستم فایل برای کاهش اندازه استفاده کنید:
    IMAGE_FSTYPES = "squashfs"
  2. برای سیستم‌های پشتیبانی‌کننده از SquashFS:
    IMAGE_ROOTFS_COMPRESS = "xz"

کوچک کردن فایل‌های لاگ

  1. فایل‌های لاگ را کوچک یا حذف کنید:
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "rm -f ${IMAGE_ROOTFS}/var/log/*.log;"
  2. استفاده از ابزارهایی مانند busybox برای مدیریت لاگ‌ها:
    IMAGE_INSTALL += "busybox-syslog"

2. بهینه‌سازی مصرف حافظه

استفاده از init سبک

  1. از busybox به‌جای systemd استفاده کنید:
    DISTRO_FEATURES_remove = "systemd"
    VIRTUAL-RUNTIME_init_manager = "busybox"
  2. BusyBox به حافظه کمتری نیاز دارد و گزینه مناسبی برای سیستم‌های کم‌مصرف است.

فعال‌سازی ZRAM

  1. برای بهینه‌سازی مصرف حافظه، از ZRAM استفاده کنید:
    IMAGE_INSTALL += "zram-init"
  2. پیکربندی ZRAM در فایل‌های پیکربندی سیستم:
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "echo 'zram_size=256M' >> ${IMAGE_ROOTFS}/etc/zram.conf;"

کاهش استفاده از کش و بافر

  1. تنظیمات کش و بافر در کرنل:
    • مقادیر vm.dirty_ratio و vm.dirty_background_ratio را کاهش دهید:
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "echo 'vm.dirty_ratio=10' >> ${IMAGE_ROOTFS}/etc/sysctl.conf;"
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "echo 'vm.dirty_background_ratio=5' >> ${IMAGE_ROOTFS}/etc/sysctl.conf;"

3. پیکربندی دیسک

استفاده از فایل‌سیستم سبک

  1. از فایل‌سیستم‌های سبک مانند ext2 به‌جای ext4 استفاده کنید:
    IMAGE_FSTYPES = "ext2"
  2. بررسی سیستم فایل‌های مناسب دیگر:
    • JFFS2: برای دستگاه‌های NAND Flash.
    • SquashFS: فقط خواندنی و فشرده.

پارتیشن‌بندی بهینه

  1. اندازه پارتیشن‌ها را به حداقل مورد نیاز کاهش دهید:
    IMAGE_ROOTFS_SIZE = "8192"
    • اندازه در واحد KB است.

کاهش نوشتن روی دیسک

  1. از فایل‌سیستم فقط خواندنی استفاده کنید:
    IMAGE_FEATURES += "readonly-rootfs"
  2. لاگ‌ها و داده‌های متغیر را به یک RAM Disk منتقل کنید:
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "ln -sf /run/log /var/log;"

4. بهینه‌سازی فرآیند بوت

فعال‌سازی حالت‌های ذخیره انرژی

  1. فعال کردن حالت‌های کم‌مصرف در کرنل:
    • مقادیر مربوط به cpufreq را در کرنل فعال کنید.
  2. اضافه کردن ابزارهای مدیریت انرژی:
    IMAGE_INSTALL += "powertop cpufrequtils"

کاهش زمان بوت

  1. حذف سرویس‌های غیرضروری از استارتاپ:
    ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "rm -f ${IMAGE_ROOTFS}/etc/rc.d/S*unneeded_service;"
  2. استفاده از init سبک:
    VIRTUAL-RUNTIME_init_manager = "busybox"

5. ابزارهای کمکی برای بهینه‌سازی

استفاده از ابزارهای تحلیلی

  1. ابزارهای تحلیل مصرف منابع:
    IMAGE_INSTALL += "strace lsof top htop"
  2. بررسی مصرف حافظه و پردازش‌ها:
    • از top و htop استفاده کنید.

مثال جامع

تنظیمات در local.conf

IMAGE_INSTALL += "nano busybox zram-init"
IMAGE_FEATURES += "readonly-rootfs"
IMAGE_FSTYPES = "squashfs"
DISTRO_FEATURES_remove = "systemd"
VIRTUAL-RUNTIME_init_manager = "busybox"
ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "echo 'vm.dirty_ratio=10' >> ${IMAGE_ROOTFS}/etc/sysctl.conf;"
ROOTFS_POSTPROCESS_COMMAND += "ln -sf /run/log /var/log;"

جمع‌بندی

پیکربندی دیسک و حافظه برای سیستم‌های کم‌مصرف در Yocto با تمرکز بر کاهش حجم سیستم فایل، بهینه‌سازی مصرف حافظه، و کاهش نوشتن روی دیسک انجام می‌شود. استفاده از ابزارها و تنظیمات مناسب می‌تواند عملکرد سیستم هدف را بهینه کرده و آن را برای سخت‌افزارهای با منابع محدود آماده کند.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 6. سفارشی‌سازی درایورها و ماژول‌ها”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”پیکربندی و افزودن درایورها برای سخت‌افزارهای خاص” subtitle=”توضیحات کامل”]پیکربندی و افزودن درایورها برای سخت‌افزارهای خاص در Yocto نیازمند درک دقیقی از معماری سخت‌افزاری، کرنل لینوکس، و ابزارهای Yocto است. این فرآیند شامل اضافه کردن درایورهای جدید، فعال‌سازی ماژول‌های مورد نیاز، و پیکربندی سخت‌افزار هدف است. در زیر مراحل گام‌به‌گام توضیح داده می‌شود:


1. شناسایی سخت‌افزار و درایور مورد نیاز

  • مشخص کنید که سخت‌افزار هدف چه درایورهایی نیاز دارد (مثل درایور شبکه، GPU، یا سنسورها).
  • بررسی کنید که آیا درایور مورد نیاز:
    • بخشی از هسته لینوکس است.
    • به عنوان ماژول جداگانه ارائه شده است.
    • یا نیاز به توسعه یا تغییرات خاص دارد.

دستورات مفید

برای بررسی سخت‌افزار متصل به سیستم:

lspci    # لیست دستگاه‌های PCI
lsusb    # لیست دستگاه‌های USB
dmesg    # مشاهده پیام‌های بوت برای شناسایی سخت‌افزار

2. افزودن درایور به کرنل

2.1. فعال کردن درایورهای موجود

اگر درایور مورد نظر از قبل در هسته موجود است، می‌توانید آن را از طریق تنظیمات کرنل فعال کنید:

  1. از دستور زیر برای تنظیمات کرنل استفاده کنید:
    bitbake virtual/kernel -c menuconfig
  2. در بخش‌های مربوطه (مثلاً Device Drivers یا Networking)، درایور سخت‌افزار موردنظر را فعال کنید:
    • [*] برای درایورهای داخلی.
    • [M] برای ساخت درایور به صورت ماژول.
  3. تنظیمات را ذخیره کنید.

2.2. اضافه کردن درایورهای جدید

اگر درایور بخشی از سورس کرنل نیست، مراحل زیر را انجام دهید:

  1. اضافه کردن سورس درایور:
    • سورس درایور را به دایرکتوری مناسب اضافه کنید.
    • لینک درایور را به SRC_URI اضافه کنید:
      SRC_URI += "file://my_custom_driver.tar.gz"
  2. کامپایل درایور: در فایل recipe یا دستور Makefile، دستورات ساخت درایور را اضافه کنید:
    do_compile() {
        oe_runmake
    }
  3. نصب درایور: در دستور do_install:
    do_install() {
        install -d ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver
        install -m 0644 my_driver.ko ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver/
    }

3. پیکربندی ماژول‌های کرنل

اضافه کردن ماژول‌ها به سیستم فایل

درایورهایی که به صورت ماژول ساخته شده‌اند، باید در فایل‌های سیستم اضافه شوند:

  1. اضافه کردن ماژول به فایل پیکربندی:
    IMAGE_INSTALL_append = " kernel-modules"
  2. بررسی ماژول‌ها در etc/modules-load.d برای بارگذاری خودکار.

بارگذاری دستی ماژول‌ها

ماژول‌ها را می‌توان به صورت دستی بارگذاری کرد:

modprobe my_driver

4. تنظیم فایل‌های Device Tree

برای سخت‌افزارهای خاص، ممکن است نیاز به تغییر فایل‌های Device Tree باشد:

  1. فایل‌های Device Tree در دایرکتوری arch/arm/boot/dts یا مشابه قرار دارند.
  2. تنظیمات را برای سخت‌افزار اضافه کنید:
    &i2c1 {
        status = "okay";
        my_device: my_device@50 {
            compatible = "vendor,my-device";
            reg = <0x50>;
        };
    };
  3. ساخت و اعمال Device Tree:
    bitbake virtual/kernel

5. اضافه کردن درایور به Yocto Recipe

اضافه کردن درایور به لیست بسته‌ها

در فایل پیکربندی:

RDEPENDS_${PN} += "kernel-module-my-driver"

اضافه کردن تنظیمات خودکار

اگر درایور نیاز به فایل‌های پیکربندی دارد:

  1. فایل‌های پیکربندی را اضافه کنید:
    SRC_URI += "file://my_driver.conf"
  2. آن را در مسیر مناسب نصب کنید:
    do_install() {
        install -m 0644 ${WORKDIR}/my_driver.conf ${D}${sysconfdir}/modules-load.d/
    }

6. مدیریت و تست درایورها

  1. اطمینان از بارگذاری صحیح درایور:
    lsmod | grep my_driver
  2. بررسی لاگ‌ها برای مشکلات:
    dmesg | grep my_driver
  3. تست عملکرد سخت‌افزار با استفاده از ابزارها یا اسکریپت‌های مناسب.

7. مثال Recipe برای افزودن درایور سفارشی

SUMMARY = "Custom Driver for My Hardware"
LICENSE = "GPL-2.0"

SRC_URI += "file://my_driver.c"

inherit module

do_compile() {
    oe_runmake KERNEL_SRC=${STAGING_KERNEL_DIR}
}

do_install() {
    install -d ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver
    install -m 0644 my_driver.ko ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver/
}

RDEPENDS_${PN} += "kernel-modules"

جمع‌بندی

اضافه کردن و پیکربندی درایورها در Yocto شامل شناسایی سخت‌افزار، افزودن درایور به کرنل، مدیریت ماژول‌ها، و تنظیم Device Tree است. با ابزارها و فرآیندهای موجود در Yocto، می‌توانید سیستم‌های سفارشی با پشتیبانی کامل از سخت‌افزار هدف ایجاد کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”نصب و فعال‌سازی ماژول‌های لینوکس در ساخت Yocto” subtitle=”توضیحات کامل”]ماژول‌های کرنل (Kernel Modules) به صورت جداگانه از هسته لینوکس بارگذاری می‌شوند و امکان افزودن قابلیت‌های خاص به سیستم را فراهم می‌کنند. در Yocto، نصب و فعال‌سازی ماژول‌های کرنل به روش‌های زیر انجام می‌شود:


1. شناسایی ماژول‌های مورد نیاز

پیش از نصب یا فعال‌سازی ماژول‌ها، مراحل زیر را انجام دهید:

  1. بررسی سخت‌افزار یا قابلیت‌های خاص که نیاز به ماژول دارند.
  2. شناسایی نام دقیق ماژول. برای این کار می‌توانید از دستورات زیر استفاده کنید:
    lsmod          # نمایش ماژول‌های بارگذاری‌شده
    modinfo module_name # نمایش اطلاعات ماژول

2. فعال‌سازی ماژول در تنظیمات کرنل

ماژول‌ها ممکن است از پیش در سورس کرنل موجود باشند و فقط نیاز به فعال‌سازی داشته باشند:

  1. تنظیمات کرنل را باز کنید:
    bitbake virtual/kernel -c menuconfig
  2. در بخش مرتبط (مثل Device Drivers، Networking Support یا Filesystem Support) ماژول موردنظر را به صورت ماژول [M] فعال کنید.
  3. تنظیمات را ذخیره کنید.

3. نصب ماژول در سیستم هدف

برای نصب ماژول‌های فعال‌شده:

  1. تنظیمات پیکربندی IMAGE_INSTALL در فایل local.conf را به‌روز کنید:
    IMAGE_INSTALL_append = " kernel-modules"

    این تنظیم باعث می‌شود که همه ماژول‌های کامپایل‌شده در سیستم فایل نهایی کپی شوند.

  2. ساخت ایمیج جدید:
    bitbake core-image-minimal

4. اضافه کردن ماژول‌های سفارشی

اگر ماژول موردنظر بخشی از کرنل نیست و به صورت سفارشی اضافه می‌شود:

  1. اضافه کردن سورس ماژول به دستورالعمل Yocto:
    • در دستورالعمل (Recipe) جدید یا موجود، سورس ماژول را اضافه کنید:
      SRC_URI += "file://my_module.c"
  2. ایجاد و نصب ماژول:
    • کامپایل ماژول:
      do_compile() {
          oe_runmake KERNEL_SRC=${STAGING_KERNEL_DIR}
      }
    • نصب ماژول در سیستم فایل:
      do_install() {
          install -d ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver
          install -m 0644 my_driver.ko ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver/
      }

5. بارگذاری خودکار ماژول‌ها

برای بارگذاری خودکار ماژول‌ها هنگام بوت:

  1. فایل پیکربندی /etc/modules-load.d/my_modules.conf را ایجاد کنید:
    my_driver
    another_driver
  2. این فایل را به دستورالعمل اضافه کنید:
    SRC_URI += "file://my_modules.conf"
  3. کپی فایل در سیستم فایل هدف:
    do_install() {
        install -d ${D}${sysconfdir}/modules-load.d/
        install -m 0644 ${WORKDIR}/my_modules.conf ${D}${sysconfdir}/modules-load.d/
    }

6. تست ماژول‌ها

بعد از نصب ماژول‌ها، تست آن‌ها ضروری است:

  1. بارگذاری دستی ماژول:
    modprobe my_driver
  2. بررسی وضعیت ماژول:
    lsmod | grep my_driver
  3. مشاهده لاگ‌های کرنل:
    dmesg | tail

7. ایجاد یک دستورالعمل (Recipe) نمونه برای ماژول سفارشی

در زیر یک مثال از فایل دستورالعمل برای ماژول سفارشی آورده شده است:

SUMMARY = "My Custom Kernel Module"
LICENSE = "GPL-2.0"

SRC_URI += "file://my_driver.c"

inherit module

EXTRA_OEMAKE += 'KERNEL_SRC=${STAGING_KERNEL_DIR}'

do_compile() {
    oe_runmake
}

do_install() {
    install -d ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver
    install -m 0644 my_driver.ko ${D}/lib/modules/${KERNEL_VERSION}/kernel/drivers/my_driver/
}

RDEPENDS_${PN} += "kernel-modules"

8. بازبینی و نگهداری ماژول‌ها

  • بررسی سازگاری با نسخه‌های جدید کرنل: اگر نسخه کرنل تغییر کند، ممکن است نیاز به بازبینی ماژول‌ها باشد.
  • مدیریت به‌روزرسانی‌ها: از git یا سیستم مدیریت نسخه دیگر برای نگهداری سورس ماژول استفاده کنید.

جمع‌بندی

نصب و فعال‌سازی ماژول‌های لینوکس در Yocto شامل فعال‌سازی تنظیمات کرنل، اضافه کردن ماژول‌های سفارشی، و مدیریت بارگذاری ماژول‌ها است. با استفاده از قابلیت‌های Yocto و ابزارهای مرتبط، می‌توانید سیستم‌هایی با ماژول‌های سفارشی و بهینه‌سازی‌شده برای سخت‌افزار خاص ایجاد کنید.[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”بررسی و تنظیم ماژول‌های هسته برای بهینه‌سازی عملکرد” subtitle=”توضیحات کامل”]ماژول‌های هسته لینوکس (Kernel Modules) یکی از ابزارهای کلیدی برای افزایش انعطاف‌پذیری سیستم عامل هستند و با مدیریت و تنظیم مناسب آن‌ها می‌توان عملکرد سیستم را بهبود بخشید. در این بخش، به بررسی و تنظیم ماژول‌های هسته با هدف بهینه‌سازی عملکرد سیستم می‌پردازیم.


1. مفهوم ماژول‌های هسته و اهمیت آن‌ها

ماژول‌های هسته کدهایی هستند که می‌توانند به‌صورت پویا به هسته لینوکس اضافه یا از آن حذف شوند. این ماژول‌ها به شما اجازه می‌دهند:

  • قابلیت‌های اضافی به هسته اضافه کنید بدون اینکه نیاز به بازسازی کل کرنل باشد.
  • منابع سیستم را با بارگذاری فقط ماژول‌های ضروری حفظ کنید.
  • از قابلیت‌های سخت‌افزاری بهینه‌تر استفاده کنید.

2. شناسایی ماژول‌های بارگذاری‌شده

برای بهینه‌سازی، ابتدا باید ماژول‌های بارگذاری‌شده را بررسی کنید:

lsmod

این دستور لیستی از ماژول‌های فعلی، اندازه آن‌ها و تعداد ماژول‌های وابسته را نشان می‌دهد.

بررسی ارتباط ماژول‌ها با سخت‌افزار:

اطمینان حاصل کنید که ماژول‌های فعال فقط مربوط به سخت‌افزار موجود باشند:

dmesg | grep module_name

3. تنظیمات ماژول‌ها برای بهینه‌سازی

ماژول‌ها معمولاً پارامترهایی دارند که می‌توانند برای بهبود عملکرد تنظیم شوند. برای مشاهده پارامترهای یک ماژول:

modinfo module_name

پارامترها می‌توانند در زمان بارگذاری ماژول تنظیم شوند:

modprobe module_name param1=value1 param2=value2

بارگذاری خودکار با پارامترهای بهینه:

برای تنظیم پارامترهای ماژول‌ها در بوت، فایل تنظیمات ماژول‌ها را ویرایش کنید:

echo "options module_name param1=value1 param2=value2" > /etc/modprobe.d/module_name.conf

4. حذف ماژول‌های غیرضروری

ماژول‌های غیرضروری می‌توانند منابع سیستم را مصرف کنند. برای حذف یک ماژول:

rmmod module_name

برای جلوگیری از بارگذاری خودکار ماژول‌های غیرضروری:

echo "blacklist module_name" > /etc/modprobe.d/blacklist.conf

5. بهینه‌سازی با افزودن ماژول‌های تخصصی

بعضی از ماژول‌های کرنل می‌توانند عملکرد سیستم را در شرایط خاص بهبود دهند:

  • ماژول‌های مرتبط با CPU: بررسی کنید که آیا ماژول‌های مدیریت توان (مثل intel_pstate یا amd_pstate) فعال هستند.
  • ماژول‌های شبکه: از ماژول‌های خاص برای بهبود سرعت و پایداری شبکه (مثل tcp_bbr) استفاده کنید.
  • ماژول‌های ذخیره‌سازی: ماژول‌های مرتبط با درایورهای SSD یا RAID را بررسی و تنظیم کنید.

6. تست عملکرد ماژول‌ها

پس از اعمال تغییرات، عملکرد ماژول‌ها را با ابزارهای مختلف بررسی کنید:

  1. بررسی استفاده از منابع:
    top
  2. مشاهده لاگ‌های سیستم برای مشکلات احتمالی:
    dmesg
  3. تست عملکرد سخت‌افزار مرتبط: از ابزارهایی مثل iperf برای شبکه یا fio برای ذخیره‌سازی استفاده کنید.

7. مدیریت ماژول‌ها در Yocto

در Yocto، می‌توانید ماژول‌ها را به صورت سفارشی مدیریت کنید:

  1. افزودن ماژول‌های خاص به سیستم فایل: در فایل local.conf:
    IMAGE_INSTALL_append = " kernel-modules"
  2. مدیریت خودکار بارگذاری ماژول‌ها: فایل modules-load.d را به دستورالعمل اضافه کنید:
    SRC_URI += "file://modules.conf"
    do_install() {
        install -d ${D}${sysconfdir}/modules-load.d
        install -m 0644 ${WORKDIR}/modules.conf ${D}${sysconfdir}/modules-load.d
    }

8. بازبینی دوره‌ای و به‌روزرسانی

برای حفظ عملکرد بهینه:

  • ماژول‌های فعال را دوره‌ای بازبینی کنید.
  • نسخه کرنل و ماژول‌ها را به‌روزرسانی کنید تا از آخرین پیشرفت‌ها و رفع اشکالات بهره‌مند شوید.

جمع‌بندی

تنظیمات ماژول‌های هسته یکی از راه‌های مؤثر برای بهبود عملکرد سیستم لینوکس است. با شناسایی، تنظیم و حذف ماژول‌های غیرضروری، می‌توانید منابع سیستم را بهینه کرده و قابلیت‌های جدیدی به سیستم اضافه کنید. در نهایت، مدیریت دقیق ماژول‌ها به‌ویژه در پروژه‌های Yocto به شما امکان می‌دهد تا سیستم‌هایی سریع، پایدار و بهینه ایجاد کنید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson title=”فصل 7. پیکربندی دستورات Boot Time و Init”][/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”تنظیمات مربوط به زمان بوت و نحوه بارگذاری سیستم” subtitle=”توضیحات کامل”]

زمان بوت سیستم و نحوه بارگذاری اجزای مختلف، از مهم‌ترین جنبه‌های بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌عامل لینوکس به‌ویژه در پروژه‌های سفارشی‌سازی مانند Yocto است. در این بخش به بررسی تنظیمات مؤثر در کاهش زمان بوت، مدیریت سرویس‌ها و بارگذاری مؤلفه‌های سیستم می‌پردازیم.


1. تحلیل زمان بوت سیستم

برای بهینه‌سازی زمان بوت، ابتدا باید مراحل و زمان هر مرحله را شناسایی کنید. ابزارهای زیر در این زمینه کاربرد دارند:

a. ابزار systemd-analyze:

این ابزار زمان‌بندی مراحل بوت را نمایش می‌دهد:

systemd-analyze

برای جزئیات بیشتر درباره سرویس‌ها:

systemd-analyze blame

b. ابزار bootchart:

یک ابزار گرافیکی برای نمایش جزئیات مراحل بوت است. می‌توانید آن را به سیستم اضافه کرده و نتایج را بررسی کنید.


2. حذف یا تأخیر در بارگذاری سرویس‌ها

a. غیرفعال کردن سرویس‌های غیرضروری:

سرویس‌های غیرضروری می‌توانند زمان بوت را افزایش دهند. برای غیرفعال کردن یک سرویس:

sudo systemctl disable service_name

b. فعال کردن بارگذاری تأخیری:

سرویس‌هایی که در مراحل اولیه بوت ضروری نیستند، می‌توانند با تأخیر بارگذاری شوند:

sudo systemctl edit service_name

در فایل تنظیمات، خط زیر را اضافه کنید:

[Service]
ExecStartPre=/bin/sleep 10

3. تنظیمات مربوط به Bootloader

a. تغییر زمان انتظار Bootloader:

برای کاهش زمان انتظار Bootloader (مانند GRUB)، فایل پیکربندی مربوطه را ویرایش کنید:

sudo nano /etc/default/grub

مقدار GRUB_TIMEOUT را کاهش دهید:

GRUB_TIMEOUT=2

سپس تنظیمات را به‌روزرسانی کنید:

sudo update-grub

b. استفاده از حالت Fast Boot:

در برخی Bootloaderها، مانند U-Boot، می‌توانید حالت Fast Boot را فعال کنید. این حالت بارگذاری اولیه را سریع‌تر انجام می‌دهد.


4. استفاده از تکنیک‌های موازی‌سازی

a. موازی‌سازی در systemd:

systemd از بارگذاری موازی سرویس‌ها پشتیبانی می‌کند. مطمئن شوید که این قابلیت فعال است:

sudo systemctl set-default multi-user.target

b. استفاده از initramfs کوچک‌تر:

یک initramfs سبک‌تر می‌تواند زمان بارگذاری اولیه را کاهش دهد. در Yocto، با تنظیم متغیرهای زیر می‌توانید اندازه initramfs را کاهش دهید:

INITRAMFS_IMAGE = "core-image-minimal-initramfs"

5. تنظیمات مدیریت بارگذاری کرنل

a. کاهش ماژول‌های بارگذاری‌شده:

در فایل پیکربندی ماژول‌ها، ماژول‌های غیرضروری را حذف یا محدود کنید:

sudo nano /etc/modules-load.d/*.conf

b. تنظیم پارامترهای کرنل:

پارامترهایی که در زمان بوت به کرنل ارسال می‌شوند، می‌توانند بر عملکرد بوت تأثیر بگذارند. این تنظیمات را در فایل GRUB اضافه کنید:

GRUB_CMDLINE_LINUX="quiet splash fastboot"

به‌روزرسانی GRUB:

sudo update-grub

6. کاهش زمان بارگذاری سیستم‌فایل

a. استفاده از سیستم‌فایل سبک‌تر:

انتخاب سیستم‌فایلی مانند ext4 یا squashfs برای Root FS می‌تواند سرعت بارگذاری را افزایش دهد.

b. فعال کردن Journal Mode:

در سیستم‌فایل‌هایی مانند ext4، از حالت journal فقط برای متادیتا استفاده کنید:

sudo tune2fs -o journal_data_writeback /dev/sdX

c. تنظیمات Mount:

برای افزایش سرعت بارگذاری سیستم‌فایل، گزینه‌های noatime یا nodiratime را به تنظیمات mount اضافه کنید:

/dev/sdX / ext4 defaults,noatime,nodiratime 0 1

7. سفارشی‌سازی در Yocto

در Yocto، تنظیمات زمان بوت و بارگذاری به‌صورت سفارشی قابل مدیریت است:

a. کاهش زمان Bootloader:

در تنظیمات U-Boot، مقدار CONFIG_BOOTDELAY را تغییر دهید:

CONFIG_BOOTDELAY=2

b. حذف سرویس‌های غیرضروری:

سرویس‌های پیش‌فرض را در فایل local.conf غیرفعال کنید:

DISTRO_FEATURES_remove = "x11 wayland"

c. مدیریت Init System:

برای کاهش زمان بوت، از سیستم‌های init سبک‌تر مانند BusyBox استفاده کنید:

DISTRO_FEATURES_append = " busybox"

8. بهینه‌سازی با Preloading

استفاده از ابزارهایی مانند systemd-analyze preset برای پیش‌بارگذاری سرویس‌ها می‌تواند عملکرد بوت را بهبود دهد.


جمع‌بندی

با تنظیم دقیق Bootloader، مدیریت سرویس‌ها، استفاده از سیستم‌فایل بهینه، و پیکربندی مناسب Yocto، می‌توانید زمان بوت سیستم را به‌شدت کاهش دهید. همچنین، تحلیل مداوم مراحل بوت و استفاده از ابزارهایی مانند systemd-analyze می‌تواند مشکلات پنهان را شناسایی کرده و عملکرد کلی سیستم را بهبود دهد.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”سفارشی‌سازی فرآیندهای Boot برای صرفه‌جویی در زمان و منابع” subtitle=”توضیحات کامل”]

یکی از اهداف مهم در سیستم‌های Embedded یا سیستم‌هایی که محدودیت منابع دارند، بهینه‌سازی فرآیند بوت است. این فرآیند شامل کاهش زمان لازم برای راه‌اندازی سیستم و به حداقل رساندن استفاده از منابع سخت‌افزاری است. در ادامه، راهکارهای مؤثر برای سفارشی‌سازی فرآیندهای بوت شرح داده می‌شوند.


1. تحلیل و شناسایی گلوگاه‌های بوت

قبل از اعمال تغییرات، باید مراحل مختلف بوت را شناسایی و تحلیل کنید. ابزارهای زیر برای این کار مفید هستند:

  • systemd-analyze: نمایش زمان مصرف‌شده در مراحل مختلف بوت.
  • bootchart: ارائه گزارش گرافیکی از فرآیند بوت.
  • time: اندازه‌گیری زمان بارگذاری سرویس‌های خاص.

2. حذف سرویس‌ها و فرآیندهای غیرضروری

a. غیرفعال کردن سرویس‌های غیرضروری

بارگذاری سرویس‌هایی که برای عملکرد سیستم ضروری نیستند، می‌تواند زمان و منابع را تلف کند. از دستورات زیر برای غیرفعال کردن سرویس‌ها استفاده کنید:

sudo systemctl disable service_name
sudo systemctl mask service_name

b. حذف بسته‌های اضافی

در Yocto یا سایر سیستم‌های مشابه، حذف بسته‌های اضافی می‌تواند منابع را آزاد کند:

IMAGE_INSTALL_remove = "package_name"

3. کاهش زمان انتظار Bootloader

a. تغییر تنظیمات GRUB

زمان انتظار پیش‌فرض GRUB را کاهش دهید:

sudo nano /etc/default/grub

خط زیر را ویرایش کنید:

GRUB_TIMEOUT=1

به‌روزرسانی تنظیمات:

sudo update-grub

b. تغییر زمان تأخیر در U-Boot

در U-Boot، مقدار CONFIG_BOOTDELAY را کاهش دهید:

CONFIG_BOOTDELAY=2

4. استفاده از سیستم‌های Init سبک‌تر

سیستم‌های Init مانند systemd یا SysVinit ممکن است برای برخی سیستم‌ها سنگین باشند. از جایگزین‌های سبک‌تر مانند BusyBox استفاده کنید:

DISTRO_FEATURES_append = " busybox"

5. بارگذاری ماژول‌های ضروری به‌صورت Selective

a. محدود کردن ماژول‌های کرنل

ماژول‌هایی که در زمان بوت بارگذاری می‌شوند، باید محدود به موارد ضروری باشند. در فایل پیکربندی ماژول‌ها (/etc/modules-load.d/) تنظیمات را تغییر دهید:

sudo nano /etc/modules-load.d/*.conf

b. کامپایل ماژول‌ها درون کرنل

ماژول‌هایی که به‌صورت پیش‌فرض نیاز دارید را مستقیماً در کرنل کامپایل کنید تا زمان بارگذاری کاهش یابد:

CONFIG_DRIVER_NAME=y

6. استفاده از تکنیک‌های موازی‌سازی

a. فعال کردن موازی‌سازی در systemd

systemd از بارگذاری موازی سرویس‌ها پشتیبانی می‌کند. اطمینان حاصل کنید که این ویژگی فعال است:

sudo systemctl set-default multi-user.target

b. موازی‌سازی فرآیند بوت

در Yocto، برای بارگذاری همزمان سرویس‌ها، تنظیمات زیر را اضافه کنید:

BB_NUMBER_THREADS = "4"
PARALLEL_MAKE = "-j4"

7. استفاده از initramfs سبک

یک initramfs کوچک‌تر می‌تواند زمان بوت را بهبود دهد. در Yocto:

  • مقدار INITRAMFS_IMAGE را به یک تصویر سبک‌تر تغییر دهید:
INITRAMFS_IMAGE = "core-image-minimal-initramfs"

8. سفارشی‌سازی سیستم‌فایل

a. استفاده از سیستم‌فایل سبک

برای کاهش زمان بارگذاری، از سیستم‌فایل‌هایی مانند squashfs یا ext4 با تنظیمات مناسب استفاده کنید.

b. فعال کردن گزینه‌های Mount سریع‌تر

در فایل fstab، گزینه‌هایی مانند noatime و nodiratime را برای کاهش زمان دسترسی به سیستم‌فایل اضافه کنید:

/dev/sdX / ext4 defaults,noatime,nodiratime 0 1

9. تنظیمات کرنل برای بهینه‌سازی بوت

a. فعال کردن گزینه‌های Fast Boot

برخی تنظیمات کرنل می‌توانند بوت را سریع‌تر کنند. این گزینه‌ها را به GRUB_CMDLINE_LINUX اضافه کنید:

GRUB_CMDLINE_LINUX="quiet splash fastboot"

به‌روزرسانی GRUB:

sudo update-grub

b. غیرفعال کردن قابلیت‌های غیرضروری

ویژگی‌های کرنل که نیاز به زمان و منابع دارند، می‌توانند حذف شوند. برای مثال، حذف اشکال‌زدایی:

CONFIG_DEBUG_KERNEL=n

10. فشرده‌سازی و بهینه‌سازی حجم تصویر

a. فشرده‌سازی سیستم‌فایل

از ابزارهایی مانند gzip یا xz برای فشرده‌سازی سیستم‌فایل استفاده کنید:

IMAGE_FSTYPES = "tar.xz"

b. کاهش حجم ماژول‌ها

در Yocto، با تنظیم متغیرهای زیر، حجم ماژول‌ها را کاهش دهید:

INHERIT += "rm_work"
RM_WORK_EXCLUDE = "linux-yocto"

11. حذف Logging غیرضروری

a. کاهش سطح Logging

تنظیمات سطح لاگ در systemd:

sudo nano /etc/systemd/system.conf

خط زیر را تغییر دهید:

LogLevel=warning

b. غیرفعال کردن لاگ‌های دائمی

برای جلوگیری از استفاده زیاد از دیسک، لاگ‌های دائمی را غیرفعال کنید:

sudo systemctl disable rsyslog

جمع‌بندی

سفارشی‌سازی فرآیندهای بوت شامل تحلیل دقیق مراحل بوت، حذف اجزای غیرضروری، استفاده از ابزارهای سبک، و تنظیمات بهینه برای سیستم هدف است. با اجرای این روش‌ها می‌توانید زمان بوت و استفاده از منابع را به‌شدت کاهش دهید و عملکرد کلی سیستم را بهبود بخشید.

[/cdb_course_lesson][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”lecture” private_lesson=”true” title=”اضافه کردن یا تغییر فایل‌های init برای شروع سرویس‌های مختلف پس از بوت” subtitle=”توضیحات کامل”]فایل‌های init یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌عامل لینوکس هستند که وظیفه مدیریت و اجرای سرویس‌ها پس از فرآیند بوت را بر عهده دارند. بسته به نوع سیستم Init که استفاده می‌کنید (مانند SysVinit، systemd یا Upstart) روش اضافه کردن یا تغییر فایل‌های init ممکن است متفاوت باشد. در ادامه نحوه انجام این تغییرات توضیح داده می‌شود.


1. مدیریت سرویس‌ها در systemd

a. اضافه کردن فایل واحد (Unit File)

فایل‌های واحد در systemd برای تعریف سرویس‌ها استفاده می‌شوند. برای اضافه کردن یک سرویس جدید:

  1. ایجاد فایل واحد:
    sudo nano /etc/systemd/system/my-service.service
  2. محتوای فایل نمونه:
    [Unit]
    Description=My Custom Service
    After=network.target
    
    [Service]
    ExecStart=/usr/bin/my-service
    Restart=always
    User=myuser
    Group=mygroup
    
    [Install]
    WantedBy=multi-user.target
  3. فعال کردن سرویس:
    sudo systemctl enable my-service
  4. شروع سرویس:
    sudo systemctl start my-service

b. تغییر فایل واحد موجود

  1. فایل واحد را ویرایش کنید:
    sudo nano /etc/systemd/system/existing-service.service
  2. تغییرات موردنظر را اعمال کنید و فایل را ذخیره کنید.
  3. برای اعمال تغییرات، daemon را بازخوانی کنید:
    sudo systemctl daemon-reload

2. مدیریت سرویس‌ها در SysVinit

a. اضافه کردن اسکریپت Init

  1. ایجاد اسکریپت جدید:
    sudo nano /etc/init.d/my-service
  2. محتوای نمونه اسکریپت:
    #!/bin/bash
    ### BEGIN INIT INFO
    # Provides:          my-service
    # Required-Start:    $network
    # Required-Stop:     $network
    # Default-Start:     2 3 4 5
    # Default-Stop:      0 1 6
    # Short-Description: Start My Custom Service
    ### END INIT INFO
    
    case "$1" in
        start)
            echo "Starting My Service"
            /usr/bin/my-service &
            ;;
        stop)
            echo "Stopping My Service"
            pkill -f my-service
            ;;
        restart)
            $0 stop
            $0 start
            ;;
        *)
            echo "Usage: $0 {start|stop|restart}"
            exit 1
            ;;
    esac
    exit 0
  3. اعمال مجوز اجرایی:
    sudo chmod +x /etc/init.d/my-service
  4. اضافه کردن به سطوح اجرا:
    sudo update-rc.d my-service defaults
  5. شروع سرویس:
    sudo service my-service start

3. مدیریت سرویس‌ها در Upstart

a. اضافه کردن فایل پیکربندی Upstart

  1. ایجاد فایل پیکربندی جدید:
    sudo nano /etc/init/my-service.conf
  2. محتوای نمونه فایل:
    description "My Custom Service"
    
    start on runlevel [2345]
    stop on runlevel [016]
    
    respawn
    exec /usr/bin/my-service
  3. شروع سرویس:
    sudo start my-service

4. مدیریت سرویس‌ها در Yocto

در Yocto، تنظیمات سرویس‌ها می‌تواند از طریق اسکریپت‌های init یا systemd صورت گیرد.

a. اضافه کردن سرویس در دستور ساخت

  1. ایجاد دستور ساخت (Recipe):
    bitbake-layers create-layer my-layer
    cd meta-my-layer/recipes-core
    mkdir my-service
    cd my-service
    nano my-service.bb
  2. نمونه فایل .bb:
    SUMMARY = "My Custom Service"
    LICENSE = "CLOSED"
    SRC_URI = "file://my-service"
    
    inherit update-rc.d systemd
    
    INITSCRIPT_NAME = "my-service"
    INITSCRIPT_PARAMS = "defaults"
    
    SYSTEMD_SERVICE_${PN} = "my-service.service"
    
    do_install() {
        install -d ${D}${sysconfdir}/init.d
        install -m 0755 ${WORKDIR}/my-service ${D}${sysconfdir}/init.d/
    }
  3. اضافه کردن فایل اسکریپت: فایل اسکریپت را به دایرکتوری files/ اضافه کنید و در SRC_URI به آن اشاره کنید.
  4. ساخت سرویس:
    bitbake my-service

5. تنظیمات سرویس‌های Boot در Yocto

a. فعال کردن سرویس‌ها

در فایل تنظیمات:

IMAGE_FEATURES += "systemd"
IMAGE_INSTALL_append = " my-service"

b. اعمال تغییرات Boot

برای سرویس‌های خاص، از فایل‌های پیکربندی یا اسکریپت‌های init استفاده کنید و دستورهای مناسب را در meta-layer اعمال کنید.


جمع‌بندی

مدیریت فایل‌های init و تنظیم سرویس‌های بوت به نوع سیستم init بستگی دارد. با تنظیم دقیق فایل‌های init، می‌توانید سرویس‌های خود را بهینه مدیریت کنید و کنترل بیشتری بر فرآیندهای سیستم داشته باشید. Yocto نیز ابزار قدرتمندی برای مدیریت سرویس‌ها در سیستم‌های Embedded فراهم می‌کند.[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

[cdb_course_lessons title=”پاسخ به سوالات فنی کاربران”][cdb_course_lesson icon=”fas fa-arrow-alt-circle-down” badge=”free” title=”پشتیبانی دائمی و در لحظه” subtitle=”توضیحات کامل”]ما در این دوره تمام تلاش خود را کرده‌ایم تا محتوایی جامع و کاربردی ارائه دهیم که شما را برای ورود به دنیای حرفه‌ای آماده کند. اما اگر در طول دوره یا پس از آن با سوالات فنی، چالش‌ها یا حتی مشکلاتی در اجرای مطالب آموزشی مواجه شدید، نگران نباشید!

  1. پرسش‌های شما، بخش مهمی از دوره است:
    هر سوال یا مشکلی که مطرح کنید، با دقت بررسی شده و پاسخ کامل و کاربردی برای آن ارائه می‌شود. علاوه بر این، سوالات و پاسخ‌های شما به دوره اضافه خواهند شد تا برای سایر کاربران نیز مفید باشد.
  2. پشتیبانی دائمی و در لحظه:
    تیم ما همواره آماده پاسخگویی به سوالات شماست. هدف ما این است که شما با خیالی آسوده بتوانید مهارت‌های خود را به کار بگیرید و پروژه‌های واقعی را با اعتماد به نفس کامل انجام دهید.
  3. آپدیت دائمی دوره:
    این دوره به طور مداوم به‌روزرسانی می‌شود تا همگام با نیازهای جدید و سوالات کاربران تکمیل‌تر و بهتر گردد. هر نکته جدید یا مشکل رایج، در نسخه‌های بعدی دوره قرار خواهد گرفت.

حرف آخر

با ما همراه باشید تا نه تنها به مشکلات شما پاسخ دهیم، بلکه در مسیر یادگیری و پیشرفت حرفه‌ای، شما را پشتیبانی کنیم. هدف ما این است که شما به یک متخصص حرفه‌ای و قابل‌اعتماد تبدیل شوید و بتوانید با اطمینان پروژه‌های واقعی را بپذیرید و انجام دهید.

📩 اگر سوالی دارید یا به مشکلی برخوردید، همین حالا مطرح کنید!
ما در کوتاه‌ترین زمان ممکن پاسخ شما را ارائه خواهیم داد. 🙌[/cdb_course_lesson][/cdb_course_lessons]

نقد و بررسی ها

نقد و بررسی وجود ندارد.

فقط مشتریانی که وارد سیستم شده اند و این محصول را خریداری کرده اند می توانند نظر بدهند.

سبد خرید

سبد خرید شما خالی است.

ورود به سایت