Lời mở đầu

Ở bài viết trước, mình đã giới thiệu các thuật ngữ cơ bản và cách Yocto hoạt động để xây dựng image. Trong bài viết này, mình sẽ đề cập đến cách clone và build source code của Yocto Project trên nền tảng QEMU.

Dành cho bạn nào chưa biết QEMU là một nền tảng giả lập để kiểm tra và thử cho hệ thống nhúng. Việc sử dụng QEMU giúp chúng ta cho phép Yocto chạy và kiểm ra image mà không cần quan tâm và giảm phụ thuộc vào phần cứng. Việc bạn học trên QEMU thì có thể áp dụng tư duy qua các dòng board nhúng khác gần như giống nhau.

Chuẩn bị môi trường để xây dựng Yocto

Sử dụng hệ điều hành Ubuntu từ version 16.04 trở lên (theo cá nhân mình version 20.04 là phiên bản ổn định nhất việc cài đặt sẽ ít xảy ra lỗi)

Dành cho bạn nào chưa biết.
Cách để xem version ubuntu hiện tại đang dùng:
uname -a

Dung lượng lưu trữ ít nhất 50GB SSD trở lên
Cài đặt các package cần thiết

**~/**
sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib \
     build-essential chrpath socat cpio python python3 python3-pip python3-pexpect \
     xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev zstd \
     pylint3 xterm -y

Cấu hình Swap (nếu cần): Nếu máy bạn ít RAM (ví dụ 8GB trở xuống), nên cấu hình thêm swap space để tăng RAM ảo tránh lỗi trong quá trình build:

Bước 1: Kiểm tra xem file swapfile đã tồn tại trước đó hay chưa

**~/**
ls -l /swapfile

Nếu file không tồn tại, bạn sẽ không thấy bất kỳ kết quả nào từ lệnh trên.

Bước 2: Nếu file không tồn tại, bạn có thể tạo một file swap mới bằng cách sử dụng dd với dung lượng cho RAM ảo là 16GB, bạn có thể thay đổi tùy ý ở biến count.

**~/**
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=16384

Bước 3: Thiết lập quyền và cấu hình swap

**~/**
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile

Bước 4: Kiểm tra swap

**~/**
sudo swapon --show

**Output**
NAME      TYPE SIZE USED PRIO
/swapfile file  16G   0B   -2

Tải dự án Poky

Sau khi chuẩn bị xong môi trường và tải các package cần thiết về rồi, chúng ta bắt đầu clone source code Yocto poky về máy bằng câu lệnh sau:

**~/**
git clone git://git.yoctoproject.org/poky
cd poky
git fetch --tags

Khi truy cập đường link source Poky ,chúng ta sẽ thấy phần nhánh (branch) của source poky sẽ rất nhiều phiên bản khác nhau có những phiên bản sẽ có LTS (Long term support), có những phiên bản đã bị outdate vậy làm thế nào để check version nào đã bị outdate. Thì mình sẽ để đường link ở đây để các bạn vào xem chi tiết tại

Hình 1: Danh sách các phiên bản phát hành của Yocto Project (Nguồn lấy từ internet)

Bạn có thể xem trên ảnh thì những phiên bản như Dunfell, Nanbield, Honister, Hardknott đã bị outdate còn lại một số phiên bản hỗ trợ LTS: Scarthgap, Kirkstone, Styhead

Tại sao lại lựa chọn phiên bản LTS?
Các phiên bản LTS thường có sự ổn định hơn so với các phiên bản phát hành ngắn hạn, giúp giảm thiểu lỗi và rủi ro trong quá trình phát triển thêm feature, vì thông thường các dự án hay sản phẩm của công ty luôn yêu cầu tính ổn định cao, để tập trung nguồn lực để phát triển sản phẩm thay vì trông chờ có phiên bản mới là phải update.

Phiên bản LTS có cộng đồng sử dụng đông đảo. Khi phát triển Yocto, khả năng những gặp lỗi bạn gặp phải đã có ai đó đưa ra cách fix.

LTS được duy trì và cập nhật trong thời gian dài (như bạn có thể xem trong ảnh phiên bản Kirkstone được duy trì đến năm 2026, Scarthgap được hỗ trợ đến năm 2028) như vậy sẽ được nhận các bản vá lỗi về vấn đề bảo mật hay các vấn đề khác ít xảy ra lỗi.

Như vậy: LTS là lựa chọn ưu tiên mà giúp đảm bảo sự an toàn và ổn định trong quá trình vận hành của các dự án lớn mà không yêu cầu thay đổi quá thường xuyên và đương nhiên phù hợp cho người mới bắt đầu

Do vậy mình sẽ chọn phiên bản ổn định và được hỗ trợ dài hạn.

Chúng ta sẽ checkout sang nhánh phiên bản scarthgap.

**~/poky**
git checkout -t origin/scarthgap -b my-scarthgap

**Ouput**
Branch 'my-scarthgap' set up to track remote branch 'scarthgap' from 'origin'.
Switched to a new branch 'my-scarthgap'

Khi xuất hiện dòng thông báo này thì chúng ta đã checkout sang nhánh scarthgap thành công. Còn không chúng ta có thể kiểm tra theo một cách khác

**~/poky**
git branch

**Output**
  master
* my-scarthgap
(END)

Thiết lập môi trường biên dịch

Để build ra được image bước đầu tiền chúng ta cần thiết lập môi trường để build

**~/poky**
source oe-init-build-env

Sau khi chạy lệnh ở trên sẽ thiết lập và tạo ra thư mục build mặc định, đồng thời Yocto sẽ in ra màn hình với các sự lựa chọn phổ biến để build image

**Output**
...
You can now run 'bitbake <target>'

Common targets are:
    core-image-minimal
    core-image-full-cmdline
    core-image-sato
    core-image-weston
    meta-toolchain
    meta-ide-support
...

Mình sẽ mô tả qua các sự lựa chọn này:

core-image-minimal Đây là image với cấu hình nhẹ, đủ để khởi động thiết bị. Nó không bao gồm giao diện GUI hoặc bất cứ tiện ích nào. Phù hợp cho người bắt đầu để học tập hoặc các dự án cơ bản sử dụng các board cấu hình khiêm tốn.
core-image-full-cmdline Một bản image chỉ có giao diện dòng lệnh console-only nhưng được cài đặt thêm các chức năng hệ thống Linux đầy đủ hơn.
core-image-sato Image này đẩy đủ hơn và có cả giao diện GUI, được thiết kế cho các thiết bị di động và nhúng. Đây là sự lựa chọn lý tưởng cho những ai sử dụng có giao diện tương tác nhưng vẫn đảm bảo tính nhẹ và tối ưu.
core-image-weston là một image cơ bản cho Wayland, chỉ có terminal và các thư viện cần thiết cho Wayland và Weston, giúp quản lý giao diện. Để tìm hiểu thêm, bạn có thể tham khảo tài liệu của Yocto Project.
meta-toolchain Option này tạo ra toolchain đầy đủ, bao gồm các công cụ biên dịch và thư viện cần thiết để phát triển phần mềm cho hệ thống nhúng mà không cần chạy trực tiếp thiết bị mục tiêu, giúp phát triển ứng dụng dễ dàng hơn trên máy tính của mình
meta-ide-support Cung cấp các tool hỗ trợ tích hợp môi trường phát triển IDE, giúp kết nối dễ dàng với các IDE phổ biến như Elipse, BlueJ, NetBeans …

Ở đây mình sẽ build với option core-image-minimal cho người mới bắt đầu với câu lệnh sau:

**~/poky/build**
bitbake core-image-minimal

Khi chạy câu lệnh này quá trình build sẽ diễn ra, việc build ra image sẽ mất kha khá thời gian vì cần biên dịch một số lượng lớn các package. Trong quá trình build sẽ có một số lỗi khả năng sẽ xảy ra thì mình đã có làm bài viết về các lỗi và cách fix chúng.

Chạy Yocto trên Terminal

Để chạy yocto trên terminal thì chúng ta sử dụng câu lệnh:

**~/poky/build**
runqemu qemux86-64

Sau khi chạy câu lệnh runqemu thì một màn hình khởi động của QEMU hiện ra, chạy hệ điều hành dựa trên Yocto như bức hình dưới đây:

Hình 2: trình giả lập máy tính chạy hệ điều hành dựa trên Yocto

Để đăng nhập được thì bạn gõ chữ root trên màn hình.