Yocto 프로젝트를 활용한 임베디드 리눅스 개발

효율적인 리눅스 기반 제품 구축

오타비우 살바도르 , 다이앤 앤골리니 지음 | 배창혁 옮김

에이콘출판 2024년 10월 14일 출간 국내도서 : 2024년 08월 28일 출간

작품소개

책소개

Yocto 프로젝트나 오픈임베디드로 임베디드 리눅스 개발을 처음 시작하는 개발자를 위한 기본서다. Yocto 프로젝트에 대한 기본 개념부터 시작해 실제 디바이스에 적용하는 방법까지 예제와 유용한 팁을 제시하며 읽기 쉽게 설명한다. 개정된 3판에서는 많은 내용이 수정됐으며 Yocto 프로젝트의 최신 업데이트를 반영했다. Toaster, 라즈베리 파이 4 개발 보드 활용 등을 다루고 현대 임베디드 시스템에서의 효율적인 빌드 관리 방법을 소개한다. Yocto 프로젝트를 처음 접하는 독자에게 필수 안내서가 될 것이다.

목차

1장. Yocto 프로젝트 소개
__Yocto 프로젝트 의미
__Yocto 프로젝트 상세 소개
__오픈임베디드 프로젝트와 Yocto 프로젝트의 연합
__포키의 의미
____비트베이크
____오픈임베디드 코어
____메타데이터
__Yocto 프로젝트 릴리스
__정리


2장. 포키 시스템
__빌드 호스트 시스템 준비
____리눅스용 윈도우 서브시스템(WSLv2) 사용
____리눅스 기반 시스템 준비
__포키 소스코드 다운로드
__빌드 환경 준비
__local.conf 파일 소개
__타깃 이미지 빌드
__QEMU에서 이미지 실행
__요약


3장. Toaster를 사용한 이미지 생성
__Toaster 소개
__Toaster 설치
__Toaster 시작
__QEMU 이미지 빌드
__정리


4장. 비트베이크 기초
__비트베이크 이해
__비트베이크 메타데이터 집합
__메타데이터 유형
__정리


5장. 비트베이크 상세 소개
__메타데이터 파싱
__의존성
__선호하는 레시피 설정
__소스코드 다운로드
____원격 파일 다운로드
____깃 저장소
__소스코드 다운로드 최적화
____네트워크 접근 비활성화
__비트베이크 태스크
__정리


6장. 임시 빌드 디렉터리
__빌드 디렉터리
__빌드 디렉터리 구성
__임시 빌드 디렉터리 분석
__work 디렉터리
__sysroot 디렉터리
__정리


7장. 패키지 지원 고찰
__지원하는 패키지 종류
____지원하는 패키지 형식
____패키지 형식 선택
__패키지 설치 시점의 코드 실행
__셰어드 스테이트 캐시
__패키지 버전 선택
__런타임 패키지 의존성
__rootfs 이미지 생성을 위한 패키지 사용
__패키지 피드
____패키지 피드 사용
__정리


8장. 비트베이크 메타데이터
__비트베이크의 메타데이터
__메타데이터 작업
__정리


9장. Yocto 프로젝트를 이용한 개발
__소프트웨어 개발 키트(SDK)
__온디바이스 개발을 위한 네이티브 SDK 생성
__크로스 개발 SDK 유형
__표준 SDK
__확장 SDK
____devtool을 사용해 이미지 빌드
____QEMU에서 이미지 실행
____외부 깃 저장소를 사용한 레시피 생성
____devtool을 사용해 레시피 빌드
____devtool을 사용해 타깃으로 배포
____SDK 확장
__정리


10장. Yocto 프로젝트 디버깅
__메타데이터와 애플리케이션 디버깅
__이미지, 패키지, SDK 내용 추적
__패키지 디버깅
____패키지 확인
__작업 실행 기간의 로그 정보
__메타데이터 변수 디버깅
__devshell 이용
__GNU 디버거 사용
__정리


11장. 외부 레이어
__레이어를 이용한 유연성 확보
__레이어의 소스코드에 대한 고찰
__메타레이어 추가
__Yocto 프로젝트 레이어 생태계
__정리


12장. 사용자 레이어 생성
__새로운 레이어 추가
__레이어에서 메타데이터 추가
____이미지 생성
____패키지 레시피 추가
____신규 머신 추가
____커스텀 배포판
__MACHINE_FEATURES와 DISTRO_FEATURES 비교
__변수의 범위
__정리


13장. 레시피 커스터마이즈
__일반적인 사용 사례
____태스크 확장
__Autoconf 사용 레시피에 추가 옵션 적용
__패치 적용
__기존 패키지에 추가 파일 적용
____파일 탐색 경로
____레시피 기능 설정 변경
__Kconfig 기반 프로젝트에 대한 설정
__정리


14장. GPL 규정 준수
__카피레프트
____카피레프트 규약과 상용화 코드의 비교
__포키에 포함된 소프트웨어 라이선스 관리
____상용 라이선스
__카피레프트 규약을 지키기 위한 포키의 사용
____라이선스 검사
____소스코드 제공
____컴파일 스크립트와 수정된 소스코드 제공
____라이선스 문구 제공
__정리


15장. 커스텀 임베디드 리눅스 부팅
__올바른 BSP 레이어 찾기
____하드웨어 사용에 영향을 미치는 요소
____널리 사용되는 BSP 레이어 살펴보기
__물리 하드웨어 사용
__비글본 블랙
____비글본 블랙 빌드
____비글본 블랙 부팅
__라즈베리 파이 4
____라즈베리 파이 4 빌드
____라즈베리 파이 4 부팅
__비전파이브
____비전파이브 빌드
____비전파이브 부팅
__다음 단계로 넘어가기
__정리


16장. 에뮬레이션을 통한 제품 개발 속도 향상: QEMU
__QEMU란?
__하드웨어보다 QEMU를 사용할 때의 이점
__실제 하드웨어를 선택해야 하는 시점
__runqemu 기능 사용
____runqemu를 사용해 그래픽 애플리케이션 테스트
____runqemu를 사용해 메모리 제약 조건 검증
____runqemu를 사용해 이미지 회귀 테스트
__정리


17장. 모범 사례
__Yocto 프로젝트에서 따라야 할 가이드라인
____레이어 관리
____너무 많은 레이어를 만들지 않기
____새로운 Yocto 프로젝트 릴리스를 위한 제품 메타데이터 준비
____커스텀 배포판 만들기
____제품에 기존 이미지를 재사용하지 않기
____저평가돼 있는 표준 SDK
____리눅스 커널 및 부트로더 수정을 위해 많은 패치 적용하지 않기
____AUTOREV를 SRCREV에서 사용하지 않기
____SBOM 생성
__일반 프로젝트에서 따라야 할 가이드라인
____프로젝트 라이선스 제약 조건의 지속적인 모니터링
____보안이 프로젝트에 끼칠 수 있는 해로움
____유지 관리 비용에 대한 과소평가
____프로젝트의 위험 요소와 제약을 최대한 빨리 해결
__정리


__찾아보기

출판사 서평

◈ 이 책에서 다루는 내용 ◈

◆ 포키(Poky) 워크플로 이해
◆ 포키 빌드 환경 설정 및 준비
◆ 예제를 통해 살펴보는 최신 버전의 Yocto 프로젝트
◆ Toaster를 사용한 빌드 서버 설정과 이미지 커스터마이즈
◆ 비트베이크(BitBake)를 사용한 이미지 생성과 생성된 이미지에 패키지를 맞추는 방법
◆ 패키지 피드 설정과 사용을 통한 개발 프로세스 지원
◆ 포키 설정을 통한 Yocto 프로젝트 디버그
◆ SD 카드를 통해 비글본 블랙, 라즈베리 파이 4 및 비전파이브(VisionFive)용 이미지를 빌드하고 부팅하는 방법
◆ 에뮬레이션을 사용해 개발 주기를 단축하기 위한 QEMU 사용


◈ 이 책의 대상 독자 ◈

임베디드 리눅스 경험이 있는 엔지니어와 애호가를 대상으로 하며, 프로젝트에서 평가, 비교 또는 사용하기 위해 Yocto 프로젝트의 도구에 대해 배우고자 하는 사람을 위한 책이다. 일반적인 학습 곡선의 함정에 빠지지 않고 빠르게 속도를 낼 수 있게 도와주는 것이 이 책의 목적이다.


◈ 이 책의 구성 ◈

1장, ‘Yocto 프로젝트 소개’에서는 Yocto 프로젝트의 일부와 주요 도구를 소개하기 위해 첫 번째 개념과 전제를 제시한다.
2장, ‘포키 시스템’에서는 첫 번째 빌드에 필요한 환경을 소개한다.
3장, ‘Toaster를 사용한 이미지 생성’에서는 설정 래퍼 및 빌드 도구로 사용할 수 있는 사용자 친화적인 웹 인터페이스를 보여준다.
4장, ‘비트베이크 기초’에서는 비트베이크 메타데이터 개념을 소개한다.
5장, ‘비트베이크 상세 소개’에서는 비트베이크 도구가 태스크와 의존성을 관리하는 방법을 보여준다.
6장, ‘임시 빌드 디렉터리’에서는 빌드의 임시 작업 디렉터리를 자세히 설명한다.
7장, ‘패키지 지원 고찰’에서는 모든 바이너리 패키지를 만들고 관리하는 데 기본으로 사용되는 패키징 메커니즘을 소개한다.
8장, ‘비트베이크 메타데이터’에서는 다른 모든 장에서 사용될 비트베이크 메타데이터 언어를 자세히 살펴본다.
9장, ‘Yocto 프로젝트를 이용한 개발’에서는 개발 환경을 확보하는 데 필요한 워크플로를 설명한다.
10장, ‘Yocto 프로젝트 디버깅’에서는 포키를 사용해 디버그 환경을 생성하는 방법과 이를 사용하는 방법을 소개한다.
11장, ‘외부 레이어’에서는 Yocto 프로젝트의 중요한 개념 중 하나인 외부 레이어 사용의 유연성을 살펴본다.
12장, ‘사용자 레이어 생성’에서는 레이어를 만들어보는 실습을 한다.
13장, ‘레시피 커스터마이즈’에서는 기존 레시피를 커스터마이즈하는 방법을 소개한다.
14장, ‘GPL 규정 준수’에서는 카피레프트(copyleft) 준수 제품에 관련된 태스크와 개념을 살펴본다.
15장, ‘커스텀 임베디드 리눅스 부팅’에서는 실제 하드웨어 머신과 Yocto 프로젝트의 도구를 사용한다.
16장, ‘에뮬레이션을 통한 제품 개발 속도 향상: QEMU’에서는 QEMU로 제품 개발을 가속화하는 방법을 알아본다.
17장, ‘모범 사례’에서는 저자의 경험을 바탕으로 Yocto 프로젝트 및 일반적인 프로젝트 관련 가이드라인을 설명한다.


◈ 옮긴이의 말 ◈

『Yocto 프로젝트를 활용한 임베디드 리눅스 개발』한국어판의 3판을 출간하게 돼 감회가 새롭습니다. 1판의 번역서가 출간된 이후 Yocto 프로젝트가 국내외에서 얼마나 많은 제품과 회사에 도입될지에 대해 많은 궁금증이 있었습니다. 그러나 이제는 Yocto 프로젝트의 확고한 입지를 직접 확인할 수 있게 됐습니다.
저는 다양한 오픈소스 프로젝트의 컨트리뷰터로 활동하고 국내외 콘퍼런스에 참석하며 Yocto 프로젝트를 활용하는 많은 개발자와 프로젝트를 접했습니다. 이 과정을 통해 Yocto 프로젝트의 사용이 점차 확대되고 있음을 실감했고, 이는 Yocto 프로젝트의 장점과 필요성을 명확히 설명해줬습니다.
Yocto 프로젝트의 큰 장점 중 하나는 거의 모든 SoC(System on Chip)(Intel, Qualcomm, Samsung, Renesas, NVIDIA등) 업체들이 BSP를 Yocto 프로젝트 기반으로 릴리스하고 있다는 점입니다. 이로 인해 Yocto 프로젝트는 유연성과 확장성을 제공하며, 다양한 오픈소스 프로젝트와 상용 제품에서의 채택으로 이어지고 있습니다. 대표적인 오픈소스 프로젝트로는 webOS OSE(Open Source Edition), AGL(Automotive Grade Linux), RDK 등이 있으며, 상용 제품으로는 LG의 webOS TV, BMW, 벤츠, 현대자동차의 IVI 및 Telematics 시스템 등이 있습니다.
그럼에도 여전히 많은 개발자가 Yocto 프로젝트 사용에 어려움을 겪고 있습니다. 이는 임베디드 OS 개발에 대한 깊은 지식과 함께 Yocto 프로젝트에서 사용하는 문법을 익혀야 한다는 복잡한 조건 때문입니다. 이러한 난관을 해결하기 위해 Yocto 프로젝트 커뮤니티는 문서화와 개발 도구의 개선을 통해 개발자들의 진입 장벽을 낮추고자 노력하고 있습니다. 저 역시 10년 이상 이 분야에 몸담고 있지만 여전히 배워야 할 것이 많다고 느낍니다.
Yocto 프로젝트를 시작하는 가장 좋은 방법은 이 책과 같은 기본서를 통해 기초를 다지고 실제 제품에 적용하면서 필요한 지식을 습득하는 것입니다. 어려움이 있을 경우 저에게 문의하거나 Yocto 프로젝트 메일링 리스트, IRC 등을 활용해 도움을 받을 수 있습니다.
3판을 준비하면서 Yocto 프로젝트의 중요성이 더욱 커지고 있음을 느꼈습니다. 이 책이 Yocto 프로젝트를 시작하는 개발자에게 유용한 길잡이가 되기를 바라며, 독자 여러분의 성공적인 프로젝트에 조금이나마 기여할 수 있기를 희망합니다.

작가정보

저자(글) 오타비우 살바도르

(Otavio Salvador)
다양한 임베디드 리눅스 개발 경험을 가진 유명한 소프트웨어 엔지니어이자 개발자다. 시스템 부팅, 장치 드라이버, 펌웨어 등 리눅스 커널 및 임베디드 시스템과 관련된 오픈소스 프로젝트에 기여하고 있다.
임베디드 리눅스 개발 솔루션 및 서비스를 제공하는 선도적인 브라질 기술 회사인 O.S. 시스템의 최고 경영자다. 이 회사는 임베디드 리눅스 개발, 컨설팅 및 지원을 포함한 다양한 서비스를 제공한다. Yocto 프로젝트에 핵심적인 기여를 해왔다. 이 분야에 대한 전문 지식은 O.S. 시스템을 선도적인 Yocto 프로젝트 기반 솔루션 및 서비스 제공업체로 만드는 데 도움이 됐다.

저자(글) 다이앤 앤골리니

(Daiane Angolini)
임베디드 시스템 및 임베디드 리눅스 개발 전문성을 갖춘 소프트웨어 엔지니어다. 또한 Yocto 프로젝트, 오픈임베디드, 리눅스 커널 등 여러 프로젝트와 커뮤니티에 기여하며 오픈소스 소프트웨어 개발 경험을 쌓았다.
임베디드 컴퓨팅 솔루션을 통해 전 세계 커넥티드 디바이스를 위한 안전한 오픈소스 플랫폼과 모든 하드웨어 및 클라우드에 구성 가능한 클라우드 서비스를 구축한 회사인 Foundries.io의 선임 임베디드 소프트웨어 엔지니어다. Foundries.io에서 다양한 임베디드 시스템용 소프트웨어를 개발 및 개선하고, Yocto 프로젝트 도구를 사용해 ARM 및 x86 아키텍처 기반의 LmP 및 BPS를 유지 관리한다.

번역 배창혁

현재 독일에 있는 메르세데스-벤츠 이노베이션 랩(MBition, Mercedes-Benz Innovation Lab)에서 수석 소프트웨어 엔지니어(Principal Software Engineer)로 근무하면서 벤츠의 MB.OS 플랫폼과 인포테인먼트 소프트웨어를 개발하고 있다. 이전에는 LG전자 소프트웨어 플랫폼 연구소에서 webOS 플랫폼 관련 업무를 했다. 42 Wolfsburg의 자동차 소프트웨어 교육 프로그램인 SEA:ME의 follow, OpenUp에서 오픈소스 프론티어, 오픈임베디드 TSC 멤버 등 다양한 활동도 병행하고 있다. 에이콘출판사에서 출간한 『자동차 소프트웨어 아키텍처』(2023), 『Yocto 프로젝트를 활용한 임베디드 리눅스 개발 2/e』(2018), 『Embedded Linux Projects Using Yocto Project Cookbook』(2016), 『BeagleBone Black을 사용한 Yocto 프로젝트』(2015), 『Yocto 프로젝트를 활용한 임베디드 리눅스 개발』(2014)을 번역했다.

작가의 말

리눅스는 최첨단 제품에 꾸준히 사용돼 왔으며, 임베디드 시스템은 인류의 기술 포트폴리오에서 중요한 역할을 해왔다.
Yocto 프로젝트는 여러분의 프로젝트를 위한 최적의 선택이 될 수 있다. 이 프로젝트는 반복적인 작업 대신 제품 개발에 대부분의 에너지와 리소스를 사용할 수 있도록 풍부한 도구 세트를 제공한다.
임베디드 리눅스 기반 제품 및 개발 팀의 일반적인 작업과 요구 사항이 이 책을 구상하는 데 지침이 됐다. 그러나 실용적이고 직관적인 접근 방식으로 활발한 커뮤니티 회원들이 집필한 이 책은 학습 과정과 제품 프로젝트 모두에 디딤돌이 될 것이다.
3판은 이전 판에서 독자들이 보내준 피드백을 반영해 완전히 재작성했으며, Yocto 프로젝트와 관련된 복잡한 개념을 쉽게 이해할 수 있도록 내용을 확장하고 Yocto 프로젝트 LTS 버전 4.0(코드명: kirkstone)까지의 변경 사항을 반영해 철저하게 업데이트했다.
또한 에뮬레이션을 통해 제품 개발 속도를 높이고자 QEMU를 사용하는 방법과 Yocto 프로젝트 및 일반 프로젝트 지침에 관한 2개의 새로운 장을 추가했다.