Fachthema
Yocto vs. Buildroot - Wie baut man sich sein eigenes Linux?
System-Builder-Tools gibt es in vielen Varianten. Besonders hervorgetan haben sich Buildroot und Yocto. Im Vergleich Buildroot vs. Yocto zeigen wir, worin sie sich unterscheiden, wann welches Tool passt und warum Ginzinger auf Buildroot setzt.
System-Builder sind Programme, die Linux-System Entwickler dabei unterstützen, die notwendigen Embedded Software Pakete für das zu bauende System auszuwählen. Daraus entsteht eine Linux Distribution, also ein „Betriebssystemkern“ für die Zielplattform - in unserem Fall für ein Embedded Linux System. Dieser kann für den Anwender dann mit den unterschiedlichsten Programmen kombiniert werden.
Diese System-Builder-Tools gibt es in zahlreichen Varianten. Zwei davon sind in unserem Umfeld besonders bekannt: Buildroot und Yocto.
Was ist Buildroot?
Buildroot ist ein Open-Source-Werkzeug, das per Cross-Kompilierung ein vollständiges Embedded-Linux-System erzeugt. Aus einer einzigen Konfiguration entstehen die Toolchain, der Linux-Kernel, ein Bootloader und ein Root-Dateisystem für die Zielplattform. Das Ergebnis ist ein schlankes, festes System-Image ohne Paketverwaltung zur Laufzeit. Damit eignet sich Buildroot gut für ressourcenbeschränkte Geräte mit klar definiertem Funktionsumfang.
Was ist Yocto?
Das Yocto Project ist ein Open-Source-Projekt zum Erstellen maßgeschneiderter Embedded-Linux-Distributionen. Sein Grundprinzip ist ein Mehrschichtmodell: Verschiedene Hersteller pflegen ihre Software in eigenen Layern, die sich kombinieren lassen, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Dadurch lassen sich mehrere Prozessorplattformen in einer Distribution abbilden und einzelne Softwarekomponenten gezielt aktualisieren.
Yocto vs. Buildroot: Die wichtigsten Unterschiede
Beide Projekte sind Open-Source und ermöglichen es, Linux Systeme selbst zu bauen. Sie sind im Industriebereich weit verbreitet und gut dokumentiert. Bei der Verwendung von Buildroot oder Yocto bekommt man sogleich alles, was man für seine eigene kleine Embedded Linux Distribution benötigt:
- ein Root-Dateisystem
- eine Toolchain
- den Linux-Kernel selbst
- sowie einen Bootloader
Beide Embedded Software Programme verfügen mit jeweils ungefähr 2000 Softwarepaketen annähernd über die gleiche Qualität und Menge und können auf unterschiedliche Zielplattformen und Architekturen, wie ARM oder RiscV zusammengestellt werden. Mann spricht von der sogenannten „Cross-Plattform“.
Yocto
Yocto legt äußersten Wert auf Flexibilität. Durch sein Multi Layer System können verschiedene Hersteller Ihre Software ins System einbringen, ohne dabei andere Schichten zu beeinflussen. Das ermöglicht zum Beispiel ein gezieltes Updaten von Softwareteilen auf einer Plattform. Außerdem können verschiedene Prozessorplattformen in einer Distribution durch das Schichtenmodell einfach gepflegt werden.
Diese Vorteile in der Flexibilität bringen natürlich auch eine gewisse Komplexität mit sich, die es zu verstehen und behandeln gilt. Denn dadurch wird auch die Distribution in der Regel auch etwas anspruchsvoller, zum Beispiel im Speicherverbrauch. Yocto selbst ist ein Open Source-Projekt, wird aber von einem Advisory Board gelenkt, hinter dem große Firmen wie Intel, Texas Instruments, NXP, Renesas oder auch Comcast als Sponsoren stehen.
Buildroot
Buildroot steht für Einfachheit und geringen Ressourcenverbrauch. Die benutzerfreundliche Bedienung erleichtert die Erstellung schlanker und effizienter Embedded-Linux-Systeme. Software-Abhängigkeiten werden automatisch erkannt und korrekt aufgelöst, wodurch der Entwicklungsprozess vereinfacht wird.
Durch seinen Fokus auf Minimalismus erzeugt Buildroot kompakte Root-Dateisysteme, die genau auf die benötigten Funktionen zugeschnitten sind – ideal für ressourcenbeschränkte Embedded-Systeme. Zudem verzichtet Buildroot auf ein komplexes Paketmanagement zur Laufzeit, was die Systemstabilität erhöht und die Angriffsfläche verringert.
Wann sollte man sich für Yocto oder Buildroot entscheiden?
Entscheiden Sie sich für Buildroot, wenn …
- Ihr Gerät über einen klar definierten, festen Funktionsumfang verfügt.
- Arbeitsspeicher und Speicherplatz auf der Zielhardware begrenzt sind.
- ein kleines Team das Build-System schnell verstehen und warten muss.
- Sie keine Paketverwaltung zur Laufzeit benötigen.
Entscheiden Sie sich für Yocto, wenn …
- mehrere Anbieter oder Lieferanten Software beisteuern, die unabhängig voneinander gewartet werden muss.
- Sie eine einzige Distribution über mehrere Prozessorplattformen hinweg verwalten.
- Sie einzelne Softwarekomponenten separat aktualisieren müssen.
- Ihr Team Zeit in das Erlernen eines komplexeren Build-Systems investieren kann.
Buildroot als Alternative zu Yocto
Wenn die Flexibilität von Yocto die Anforderungen Ihres Projekts übersteigt, ist Buildroot eine schlanke Alternative zu Yocto. Es erzeugt dieselben Kernbausteine – Toolchain, Kernel, Bootloader und Root-Dateisystem – mit einer flachen Struktur, die leichter zu verstehen und zu warten ist.
Womit arbeitet Ginzinger?
Ginzinger verwendet System-Builder vor allem dazu, um einen großen Teil der Softwarekomponenten für GELin zu erzeugen. Als hauseigene Embedded Linux Distribution existiert GELin bei Ginzinger electronic systems seit über 15 Jahre in der Embedded Software Entwicklung. Softwarekomponenten werden für genau eine Prozessorarchitektur gebaut - zum Beispiel die i.MX Prozessorreihe von NXP. GELin bildet eine anwenderfreundliche Abstraktionsschicht, um die Komplexität des System-Builders und der Softwarekomponenten einfach handhabbar zu gestalten.
Ginzinger setzt auf Buildroot als Werkzeug. Die zentrale Pflege, ohne die bei Yocto üblichen Layer, vereinfacht die Kommunikation mit der Community und die Mitarbeit. Die einfachen, klaren und flachen Strukturen sind gut verständlich, ressourcenschonend und relativ rasch beherrschbar. Buildroot erlaubt es Ginzinger aufgrund seiner schlanken Struktur sich voll auf die Implementierung hochoptimierter Lösungen für die Endkunden zu konzentrieren. Zusammen mit dem jahrelangen Entwicklungs-Knowhow bedeutet dies für den Endkundschaft einen enormen Vorteil.
FAQ
Ist Buildroot leichter zu erlernen als Yocto?
In den meisten Fällen ja. Buildroot hat eine flache, klare Struktur ohne Layer, die Entwickler meist relativ schnell beherrschen. Das Mehrschichtmodell von Yocto bietet mehr Flexibilität, braucht aber mehr Einarbeitung.
Kann ich später von Buildroot auf Yocto wechseln (oder umgekehrt)?
Beide Tools erzeugen dieselben Grundbausteine, ihre Konfigurationen sind aber unterschiedlich aufgebaut und lassen sich nicht eins zu eins übertragen. Ein Wechsel ist möglich, bedeutet aber, die Konfiguration im anderen Tool neu aufzubauen.