Premiers pas avec Xenomai

Licence
I. Licence
Introduction
II. Introduction
II-A. Que contient ce document ?
II-B. À qui s'adresse ce tutoriel ? Quels sont les prérequis ?
II-C. Comment est organisé ce document ?
II-D. Quelles sont les limites de ce document ?
Quelques (petits) rappels
III. Quelques (petits) rappels
III-A. Terminologie
III-B. Les processus et les threads
III-C. La latence
III-D. La préemption
III-E. Les modes user et kernel
III-F. L'accumulation des latences dans la gestion d'une interruption matérielle
III-G. Le noyau Linux et ses évolutions
III-H. Les mécanismes de synchronisation
III-I. Comment gérer la priorité des processus ?
III-J. Comment gérer le temps ?
III-J-1. Le modèle « tout périodique »
III-J-2. Le modèle tickless
III-K. Inversion et héritage de priorité
Linux et le(s) temps réel
IV. Linux et le(s) temps réel
IV-A. Les avantages et les inconvénients de Linux pour les applications temps réel
IV-B. Comment faire du temps réel avec Linux : les approches possibles
IV-B-1. Aucune préemption forcée
IV-B-2. Une première possibilité : l'option Voluntary Kernel Preemption
IV-B-3. Pour du temps réel « mou » : Preemptible Kernel (Low-Latency Desktop)
IV-B-4. Le temps réel avec le patch PREEMPT_RT
IV-B-4-a. Drivers
IV-B-4-b. Limitations actuelles et évolutions
IV-B-5. Le temps réel dur avec les co-noyaux
Qu'est-ce que Xenomai ?
V. Qu'est-ce que Xenomai ?
V-A. Origines
V-B. Xenomai, comment ça marche ?
V-B-1. Le routage des interruptions avec ADEOS
V-B-2. Coexistence Xenomai/Linux et partage des ressources : le co-scheduling
V-B-3. La gestion des priorités dans les modes primary et secondary
V-B-4. ADEOS ou comment modifier Linux proprement
V-B-5. Interrupt shield : sus aux interruptions !
V-C. Les architectures supportées
V-D. Les modes d'exécution
V-E. L'API native et les skins
V-F. Solutions concurrentes du marché
Installation et configuration
VI. Installation et configuration
VI-A. Configuration utilisée pour la rédaction de ce document
VI-B. Récupération des sources
VI-C. Procédure d'installation, patch des sources du noyau
VI-D. Configuration de Xenomai dans le noyau Linux
VI-D-1. Lancement de l'utilitaire de configuration du noyau
VI-D-2. Le choix des options
VI-D-3. Amélioration de la latence de Linux (pour le secondary mode)
VI-D-4. Fonctionnalités ou options Linux potentiellement problématiques ou incompatibles
VI-E. Compilation et installation du nouveau noyau
VI-F. Installation des bibliothèques Xenomai
VI-G. Démarrage sur le noyau incluant Xenomai
VI-H. Xenomai et le noyau Linux sont-ils correctement installés ?
VI-H-1. Première mesure de la latence
VI-H-2. Le fichier TROUBLESHOOTING
VI-H-3. Traquer les latences avec l'option I-pipe debugging
VI-I. Wiki d'I-Pipe Tracer
VI-J. Traquer les interruptions parasites avec powertop
Premiers pas
VII. Premiers pas
VII-A. Un grand classique : « Hello world! »
VII-B. La compilation
VII-C. L'exécution
VII-D. Que se passe-t-il ?
Exemples d'utilisation
VIII. Exemples d'utilisation
VIII-A. Avant d'utiliser les fonctions Xenomai : les environnements d'appels
VIII-B. Les tâches
VIII-B-1. Les paramètres de lancement d'une tâche
VIII-B-2. Tâches périodiques
VIII-B-3. Ce qui donne les traces suivantes :
VIII-B-4. Transformation d'un processus Linux en tâche Xenomai
VIII-B-5. Affectation tâche/processeur (affinity )
VIII-B-6. Contrôle du scheduling d'une tâche : la fonction rt_task_set_mode
VIII-C. Les sémaphores (à compteur et d'exclusion mutuelle)
VIII-D. Les files de messages
VIII-E. Les alarmes (watchdogs )
VIII-F. Les pipes et la communication avec les applications Linux « normales »
VIII-G. Nommage et rémanence des objets
VIII-H. Aperçu de l'API native
Exécution des programmes Xenomai et sécurité
IX. Exécution des programmes Xenomai et sécurité
IX-A. « Xenomai GID »
IX-B. Activation du bit d'endossement
IX-C. sudo
Méthodologie de développement
X. Méthodologie de développement
X-A. Prototypage de l'architecture dynamique
X-B. Pratiques
X-B-1. Les mauvaises...
X-B-2. ... et les bonnes
X-C. Aide à la mise au point
X-C-1. Ajout de traces
X-C-2. Détection des basculements « sauvages » en secondary mode
X-C-3. Tests de bon fonctionnement bas niveau
X-C-4. Utilisation du débogueur gdb
Étude de cas n° 1 : simulateur GPS
XI. Étude de cas n° 1 : simulateur GPS
XI-A. Fonctionnalités
XI-B. Architecture dynamique
XI-B-1. Schéma
XI-B-2. Justification
XI-B-2-a. Tâche TempsGPS
XI-B-2-b. Tâche TxTM
XI-B-2-c. Tâche RxTC
XI-B-2-d. Tâche PerioTM
XI-B-2-e. Tâche TraiteTC
XI-B-2-f. Tâche bvl_GPS
XI-B-2-g. Tâche JDB
XI-B-2-h. Tâche Traces
XI-B-2-i. Tâche main
XI-B-2-j. Files de messages
Étude de cas n° 2 : driver RTDM Fiji-Oslink
XII. Étude de cas n° 2 : driver RTDM Fiji-Oslink
XII-A. Ressources utiles
XII-B. Fonctionnalités
XII-C. Anatomie d'un driver RTDM
XII-C-1. Comment interfacer un driver RTDM : la structure rtdm_device
XII-C-2. Où mémoriser l'état d'un périphérique ouvert : le contexte
XII-C-3. Comment accéder à des zones de mémoire partagée avec les applications ?
XII-C-4. Comment partager du code en fonction du contexte d'appel ?
XII-D. Installation et désinstallation
Drivers
XIII. Drivers
XIII-A. Communication série
XIII-A-1. Matériels compatibles
XIII-A-2. Récupération de la configuration matérielle de la carte
XIII-A-3. Configuration du driver RTDM 16550A
XIII-A-4. Configuration de la liaison avec l'ioctlRTSER_RTIOC_SET_CONFIG
XIII-B. Comment écrire un driver PCI ?
XIII-B-1. Documentation de référence
XIII-B-2. Configuration vs initialisation
XIII-B-3. L'écriture d'un driver étape par étape
Métriques : mesures de performances et d'occupation mémoire
XIV. Métriques : mesures de performances et d'occupation mémoire
XIV-A. Latence sur basculement de contexte
XIV-B. Latence sur interruption
XIV-C. Taux d'occupation CPU
XIV-D. Taille de la pile
Simulation avec Xenosim
XV. Simulation avec Xenosim
Matériels : recommandations, constructeurs, compatibilités
XVI. Matériels : recommandations, constructeurs, compatibilités
XVI-A. Opto-isolation des interfaces
XVI-B. PC industriel
XVI-C. Refroidissement
XVI-D. Connectique (aka jurisprudence de la loi de Murphy)
XVI-E. Drivers Linux
Aspects juridiques, licences
XVII. Aspects juridiques, licences
XVII-A. Notions d'utilisation normale et de travail dérivé
XVII-B. Travail dérivé du noyau
XVII-C. Cession d'un produit basé sur Xenomai
XVII-D. Coût
Organisation du développement
XVIII. Organisation du développement
XVIII-A. Plusieurs développeurs sur le même poste
XVIII-B. Portabilité des Makefile
À l'aide !!!
XIX. À l'aide !!!
XIX-A. Les mailing-lists
XIX-B. Comment rédiger un message ?
À propos de l'auteur
XX. À propos de l'auteur
XXI. Annexes
XXI-A. Codes d'erreurs spécifiques Xenomai, causes possibles
XXI-B. Timers : indexation avec une table de hâchage
XXI-C. Exemple d'implémentation d'une tâche de traces (log.c)
XXI-D. Révisions du document