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1 - INTRODUCTION AU LOGICIEL LIBRE, PROJET GNU

  • 1.1 - What's GNU ? GNU's not UNIX
  • 1.2 - Licences GPL et LGPL
  • 1.3 - Linux ou GNU/Linux ?

2 - LINUX COMME SYSTÈME EMBARQUÉ

  • 2.1 - Contraintes des systèmes embarqués propriétaires
  • 2.2 - Avantages du logiciel libre
  • 2.3 - Inconvénients
  • 2.4 - Pourquoi Linux est-il adapté aux applications embarquées ?
  • 2.5 - Dans quels cas peut-il être inadapté ?

3 - CHOIX DU MATÉRIEL

4 - ARCHITECTURE D'UN SYSTÈME LINUX EMBARQUÉ

5 - EXEMPLE DE DISTRIBUTION

6 - TEMPS RÉEL

7 - CONCLUSION

| Réf : H1570 v1

Introduction au logiciel libre, projet GNU
Linux embarqué

Auteur(s) : Pierre FICHEUX

Date de publication : 10 mars 2012

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Auteur(s)

  • Pierre FICHEUX : Ingénieur arts et métiers - Directeur technique chez Open Wide Ingénierie - Enseignant à l'ENSEIRB (Bordeaux) - Enseignant et responsable de la majeure GISTRE (Génie informatique des systèmes temps réel et embarqués) à l'EPITA (Paris)

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INTRODUCTION

Lorsque Linus TORVALDS, alors jeune étudiant de l'Université d'Helsinki publie sur Internet, en juillet 1991, son premier message concernant le développement balbutiant de son noyau UNIX libre, il ne se doute certainement pas qu'à l'instar d'autres célébrités de la technologie comme Steve JOBS ou Bill GATES, il est sur le point de changer le monde.

Linux est un système d'exploitation multitâche de la famille UNIX. Il fut initialement développé sur processeur de type Intel x86 (386 et 486), mais il a depuis été adapté sur un grand nombre d'architectures matérielles comme les PowerPC, ARM, SH4 et désormais des processeurs industriels spécialisés comme Nios II, MicroBlaze ou Blackfin. Au final, 25 architectures sont supportées par la version officielle du noyau Linux.

Linux est conforme au standard POSIX (Portable Operating System Interfaces), ce qui signifie que les sources développées sous Linux peuvent être compilées facilement sur d'autres systèmes d'exploitation compatibles POSIX. Linux est également réputé pour sa grande interopérabilité, c'est-à-dire qu'il peut facilement s'intégrer dans un système informatique complexe utilisant d'autres systèmes d'exploitation. Le code source du noyau Linux est disponible librement sur le réseau Internet, tout en respectant la licence GPL définie pour le projet GNU.

Initialement, le logiciel embarqué était un marché spécialisé totalement dominé par des éditeurs de taille modeste (comme Wind River, éditeur du système VxWorks, fondée en 1981), pratiquant des coûts de licence très élevés du fait du faible volume de production qui se résumait aux applications militaires, spatiales et industrielles en général. Les contraintes du logiciel embarqué sont très différentes de celles du logiciel classique, en particulier sur la notion de durée de vie du logiciel, bien plus importante. À titre d'exemple, le télescope spatial Hubble utilisant le système d'exploitation VRTX tourne – au sens propre – depuis 1990.

Au début des années 2000, Linux est déjà très utilisé dans le monde des serveurs et ce directement en concurrence avec les solutions Microsoft. Déjà à l'époque, de nombreux développeurs et utilisateurs de Linux pensent que ce dernier peut être utilisé pour des solutions industrielles et embarquées et ce de par sa fiabilité, la disponibilité de son code source et bien sûr son coût de redistribution nul. L'évolution de l'informatique embarquée vers le multimédia de par la généralisation de l'accès à Internet a depuis permis à Linux de devenir un acteur majeur dans le domaine puisque les systèmes d'exploitations embarqués propriétaires n'étaient pas adaptés à ces fonctionnalités.

Les équipements d'accès à Internet set-top box utilisent majoritairement des systèmes d'exploitation basés sur Linux, citons les Freebox, Neufbox, BBox et autre Livebox. De nombreux smartphones utilisent également Linux au travers de systèmes comme Android (Google) ou plus récemment Bada (SAMSUNG). Même si Windows CE est très présent dans le domaine des équipements graphiques comme les GPS, certains modèles (TomTom) sont également basés sur Linux.

La connaissance de ce système et des spécificités des versions embarquées et industrielles est désormais une nécessité pour les entreprises – et donc les ingénieurs – des domaines concernés, qu'ils soient fabricants de matériel électronique, éditeurs de logiciels, de solutions de développement ou d'exploitation.

La compréhension de ce dossier est facilitée si le lecteur est déjà un utilisateur du système Linux. Cependant, nous effectuerons quelques rappels nécessaires pour le plus grand nombre de lecteurs. Nous décrirons la réalisation d'une véritable distribution Linux utilisable sur une cible x86 ou bien ARM9.

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VERSIONS

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-h1570


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1. Introduction au logiciel libre, projet GNU

Le logiciel libre est la traduction française du terme anglais free software. Dans ce cas, le terme free ne signifie pas gratuit mais libre. La notion de logiciel libre est directement issue du concept exprimé en anglais par le terme open source (voir http://www.opensource.org), la principale caractéristique du logiciel libre est donc la disponibilité du code source et non pas la gratuité de la licence.

Il existe un autre type de logiciel nommé freeware (parfois nommé graticiel en français) mais il n'a rien à voir avec le logiciel libre puisque dans ce cas le terme free indique avant tout la gratuité.

1.1 What's GNU ? GNU's not UNIX

Dans les années 1980, Richard M. Stallman, un chercheur en intelligence artificielle du MIT (Massachusetts Institute of Technology ) démarre un projet de développement de composants logiciels libres. De par son environnement culturel, Stallman s'oriente naturellement vers l'environnement UNIX, non qu'il considère ce système comme parfait, mais plutôt parce qu'il est, selon ses dires, not so bad (pas si mal). Le but du projet est de fournir des versions libres des différentes commandes et outils disponibles dans les systèmes UNIX. Le projet de ce fait prend le nom de GNU is not UNIX, qui est une définition récursive et typique de l'humour informaticien.

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1.2 Licences GPL et LGPL

Richard STALLMAN en profita pour mettre en place un nouveau type de licence de distribution appelée GPL (General Public Licence ) utilisant le principe du copyleft par opposition au copyright des licences propriétaires. La description complète de la licence est assez longue et disponible sur le site de la Free Software Foundation

http://www.gnu.org/licenses

Il est cependant fortement recommandé de prendre connaissance de cette licence si vous désirez utiliser Linux ou un logiciel open source sous GPL pour un projet industriel. Outre les éléments légaux indispensables, cette lecture vous apportera des éléments clés pour la compréhension de la philosophie du logiciel libre.

La version la plus communément utilisée est la GPLv2 datant de 1991. Une nouvelle version GPLv3 est sortie en 2007. Elle ne s'applique...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - FICHEUX (P.) -   Linux embarqué.  -  Troisième édition, Eyrolles (2010).

  • (2) - YAGHMOUR (K.) -   Building embedded linux systems.  -  O'Reilly (2008).

  • (3) - SALLY (G.) -   Pro Linux embedded systems.  -  Apress (2010).

  • (4) - STALLMAN (R.) -   R. Stallman et la révolution du logiciel libre.  -  Eyrolles (2010).

DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES

1 Sites Internet

FAQ de la licence GPL http://www.gnu.org/licences/gpl-faq.html

Conférence de Richard Stallman en janvier 2010 (Eyrolles) http://www.dailymotion.com/video/xbuw37_1-5-richard-stallman-et-la-revoluti_tech

Projet OpenEmbedded http://www.openembedded.org

Projet Buildroot http://buildroot.uclibc.org

Projet Open Wrt http://openwrt.org

PTXdist http://www.ptxdist.org/software/ptxdist/index_en.html

Projet Crosstool-NG (production de compilateur croisé) http://www.crosstool-ng.org

Portail Linux embarqué par Patrice Kadionik http://www.enseirb.fr/~kadionik

Projet Busybox http://www.busybox.net

Bootloader U-Boot http://www.denx.de/wiki/U-Boot

PREEMPT-RT http://rt.wiki.kernel.org

Projet ADEOS http://home.gna.org/adeos

Xenomai http://www.xenomai.org

Portage de PREEMPT-RT...

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