I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9 ,   p p .   492 0 ~ 4 9 2 8   I SS N:  2088 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v 9 i 6 . p p 4 9 2 0 - 4928           4920       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   A reliable a pp ro a ch t o  c us to m i z ing   linux   k ern el   using  custo m  buil too l - cha in  for A RM  archite cture   a nd ap plica tion t o  ag ricultur e       M a hend ra   Sw a in 1 ,   Ra j esh   Sin g h 2 ,   Anita   G ehlo t 3 ,   M F a r u k h H a s h m i 4 ,   Sh iv   K u m a r 5 M a nis h P a r m a r 6   1, 2, 3, 5 L o v e ly   P ro f e ss io n a Un iv e rsity ,   In d ia   4 Na ti o n a In st it u e   o f   T e c h n o lo g y ,   In d ia   6 Na n h P a ri  S e e m a n En g in e e rin g   I n stit u te,  In d ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   27 ,   2 0 1 9   R ev i s ed   J u n   25 ,   2 0 1 9   A cc ep ted   J u l   5 ,   2 0 1 9       A RM   p ro c e ss o rs  a re   r e c e iv in g   m o re   a tt e n ti o n   a p e Io T   c u sto m iz e d   d e v ice s   a re   c o n c e rn e d .   n o v e f ra m e w o rk   d e sig n   to o f o L in u x   k e rn e l   c u sto m iza ti o n   o n   A RM   a rc h it e c tu re   h a b e e n   il l u stra ted .   T h e   t o o l   is  b e st  su it   f ro m   A RM   b a se d   p latf o rm s li k e   Ra sp b e rry   p i,   Be a g l e   Bo n e ,   In tel  Ed iso n   e tc.  T h e   p ro p o se d   tec h n iq u e u se s   d iff e re n to o c h a in s   f o th e   k e rn e c u sto m iza ti o n .   T h e   p a p e re p re se n ts  a n   i n teg ra f ra m e w o rk   th a in teg ra tes   a ll   th e   c ro ss   c o m p il in g   to o ls  a n d   si m p li f ies   th e   o v e r a ll   p ro c e ss .   T h e   f r a m e w o r k   h a b e e n   u se d   f o th e   d e v e lo p m e n o f   a   c u sto m ize d   k e rn e f o R a sp b e rry   P i   o n   Ub u n t u   1 4 . 0 4   h o st  c o m p u ter.  T h e   c u sto m   k e rn e l   h a b e e n   p o rted   in   to   Ra sp b e rry   P a n d   t h e   p e rf o rm a n c e   e v a lu a ti o n   h a b e e n   d o n e .   F u rth e rm o re ,   th e   a n a ly sis  a i m to   h e lp   u se rs  c h o o se   a n d   c o n f ig u re   th e ir  trac e rs   b a se d   o n   th e ir  sp e c if ic  r e q u irem e n ts  to   re d u c e   th e ir  o v e rh e a d   a n d   g e th e   m o st  o f   o u o f   th e m .   T h e   tes ti n g   o f   c u sto m iz e d   OS  w it h   ra sp b e rry   P d e v ice   in   th e   f ield   o f   a g ricu lt u re .   T h e   s m a rt  n o d e /m o te  is  d e sig n e d   b a se d   o n   it   to   d e p lo y   in   th e   a g ricu lt u re   f ield   to   tes it f e a sib il it y .   T h e   g ro u p   o f   n o d e d a ta  is   g a th e re d   u sin g   T h in g S p e a k   c lo u d   se rv e r.   T h e   g a th e re d   se n so r y   d a ta   is  a n a l y z e d   a n d   f o re c a st  o n   f a r m e r’s  m o b il e   p h o n e   in   th e   f o rm   o f   A P P   o h a n d h e l d   d e v ice   f o r   f a r m e r .   K ey w o r d s :   C lo u d   s er v er     C u s to m iza tio n   I n ter n et  o f   t h i n g s   Mo b ile  A P P     Sch ed u l in g   T o o l c h ain   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Ma h en d r S w ai n ,   L o v el y   P r o f ess io n al  U n iv er s it y ,     J alan d h ar   -   Del h i G . T .   R o ad ,   P h ag w ar a,   P u n j ab   1 4 4 4 1 1 ,   I n d ia .   E m ail:  E r . m a h e n d r as w ai n @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Sin ce   t h f ea t u r o f   tec h n o l o g ies  ar b ein g   e n h an ce d   a n d   th p er f o r m a n ce s   ar als o   g ettin g   i m p r o v ed   ac co r d in g l y   t h at  t h h ar d w ar e   an d   s o f t w ar ar m o d if ied   [ 1 ] .   I n   t h is   a r ticle  w d i s cu s s   th co n f i g u r atio n   L in u x   k er n e f o r   ad v an ce d   AR p r o ce s s o r s   [ 2 ] .   S o   it  is   n ec ess ar y   to   u p d ate  th o ld   L i n u x   k er n el  w h e n   t h at  b ec o m e   n o ap p r o p r iate  f o r   in ter r u p h an d li n g ,   Sc h ed u li n g   d if f er e n ta s k s ,   r eso u r ce s   allo ca tin g ,   m a n ag e m e n t o f   o n   ch ip   m e m o r y ,   m u l tit as k i n g   a n d   E as y   u s er   i n ter f ac e s   [3 4 ].   P o r tin g   o f   L in u x   k er n el   o n   a   tar g et   p latf o r m   d ep en d s   u p o n   n u m b er   o f   f ac to r s .   W co n ce r n s   w i th   th L i n u x   k er n e co n f i g u r atio n   a n d   co m p ilatio n   f o r   th r as p b er r y   p o n   Ho s Ub u n t u   1 4 . 0 4 .   T o o ch ain s   ar e   b u ild   u p   ar o u n d   cr o s s   co m p i ler   an d   ex ec u tab le  f ile  ca n   p o r ted   i n   tar g et  p lat f o r m   [5 ] .   T h L i n u x   k er n el   s u p p o r ts   d if f er en t y p e s   o f   a r ch itect u r es,  s u c h   as  X8 6 ,   AR M. s o   th p r o to co ls   f o r   ar d if f er e n f o r   ea ch   ar ch itect u r es.  I n   t h i s   ar ticle  w cr ea te  e m b ed d ed   L i n u x   s y s te m   i n   to   r asp b er r y   p C o m p u ter   b ased   o n   AR M1 1 7 6 J FZ - S   p r o ce s s o r   w i th   B C M2 8 3 5   s y s te m   o n   c h ip   [6 ] .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   r elia b le  a p p r o a c h   to   c u s to miz in g   Lin u ke r n el  u s in g   cu s to b u ild   to o l - c h a in   f o r   . . .   ( Ma h en d r a   S w a in )   4921   2.   L I NU K E RN E L   A RCH I T E CT URE   T h er ar th r ee   d if f er e n la y er s   in   L i n u x   k er n el.   A t h to p   lev el  S C I   ( s y s te m   ca ll   i n ter f ac e) ,   th s ig n i f ica n ce   o f   t h i s   la y er   i s   to   r ea d   an d   w r ite  i n s tr u ctio n   an d   s o ck e ca lls   [ 7 ] .   T h en   th er ar ar ch itectu r e   d ep en d en an d   ar ch i tectu r i n d ep en d en la y er s .   P r o ce s s   m a n ag e m e n e x ec u te   th p r o ce s s   an d   s h ar e s   t h C P U   an d   th ac tiv t h r ea d s .   T h v ir tu a f ile  s y s te m   p r o v id es  co m m o n   in ter f ac ab s tr ac tio n   f o r   f ile  s y s te m   i n   k er n el.   T h k er n el   a ls o   co n ce r n s   w i th   m a n a g e m e n t   f o r   m e m o r y   f o r   k ee p s   tr ac k   o f   w h ic h   p ag e s   ar p ar tiall y   f illed ,   f illed   an d   e m p t y   [8 9 ].   Fig u r 1   s h o w n   th L in u x   k e m e ar ch itect u r e.   T h e   d ev ice  d r iv er s   h av e   th s o u r ce   co d es  f o r   L in u x   k er n el.   T h ar ch   s u b d ir ec to r y   i s   t h ar ch i tectu r e - d ep en d en a n d   co n tai n   s u b d ir ec to r ies f o r   v ar io u s   ar ch itectu r o f   m ac h in e   [ 8 ] .           Fig u r 1 .   L in u x   k er n el  ar ch ite ctu r e       3.   N O DE   ARCH I T E CT URE   T h g en er alize d   b lo ck   d iag r a m   i n   Fig u r 2   s h o w s   t h v ar i o u s   n o d es  ar p lace d   in   th e   a g r icu l tu r e   f ield .   T h n o d es  n a m el y   n o d e1 ,   n o d e2     an d   n o d ar h o m o g en eo u s   in   n at u r e.   T h n o d es  ar h a v i n g   th ei r   o w n   ar ch itect u r an d   ca p ab le  to   co m m u n icate   v ia  Xb ee   n et w o r k   to   co o r d in ato r   n o d e.   T h co o r d in ato r   n o d e   h av i n g   W i - Fi   to   co m m u n icat o v er   i n ter n et   [ 1 0 ] .   T h clo u d   s e r v er   n a m el y   T h i n g Sp ea k   r ec o r d   th d ata   o f   d if f er e n f ield s   o f   th p ar tic u l ar   ch an n el.   T h s er v er   d ir ec th d ec is io n   to   m o b ile  ap p   o f   th f ar m er   u s i n g   B ly n k   A P P .       N o d e 1 N o d e 2 N o d e N C o o r d i n a t o r d e v i c e S e r v e r W P A N W i - F i     Fig u r 2 .   Gen er alize d   ar ch itec tu r e       I n   r e m o te   ag r ic u lt u r al  f ield   if   in ter n et  f ac il it y   i s   n o a v aila b le  th e n   t h x b ee   n et w o r k   f o r m ed   v ia     th ar ch itect u r as  s h o w n   i n   F ig u r 3 .   T h No d e   co n tai n s   co n tr o ller   u n it  i.e   Ar d u in o ,   th g r o u p     s en s o r s   i.e   DHT 1 1 ,   B MP1 8 5 ,   u ltra s o n ic  s e n s o r   as  w ater   lev e s e n s o r ,   g as  s e n s o r   m ea s u r es  h az ar d o u s   g a s es,   s o il  m o i s tu r s en s o r ,   f la m s en s o r ,   d is p la y   u n it,  x b ee   m o d em   a n d   p o w er   s u p p l y   ad ap t o r   ( +1 2 V ) ,   p o w er   s u p p l y   co n v er to r   [5 ] .   T h x b ee   b ased   n et w o r k   f o r m ed   w ir ele s s   p er s o n al  ar ea   n et w o r k   [ W P AN]   r eq u ir ed   co o r d in ato r   w h o s ar c h itect u r as   s h o w n   i n   F ig u r 4   to   co llect   d ata  lo c all y   a n d   h av in g   c u s to m ized   O lo ad ed   r asp b er r y   p i3   ca p ab le  to   s en d   th d ata   to   c lo u d .   T h co o r d in ato r   ar h av i n g   c u s to m ized   OS   lo ad ed   r asp b er r y   p i3 ,   d is p la y   u n it,  x b ee   m o d e m   a n d   p o w er   s u p p l y   co n v er to r   [ 3 ,   8 ,   9 ] .   T h ag r icu lt u r al  f ield   w h er in ter n e f ac ilit y   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9   :   4 9 2 0   -   49 2 8   4922   is   av ailab le  th e n   d ir ec r asp b er r y   p i - b ased   n o d d ir ec tl y   u p l o ad   d ata   o n   clo u d   u s in g   th ar ch itect u r as  s h o w n   in   Fi g u r 5 .   T h No d OS  lo a d ed   r asp b e r r y   p i3 ,   th g r o u p   s en s o r s   i.e   DHT 1 1 ,   B MP 1 8 5 ,   u ltra s o n ic  s e n s o r   as   w ater   le v el  s en s o r ,   g as   s e n s o r   m ea s u r es  h az ar d o u s   g ase s ,   s o i m o is tu r s en s o r ,   f la m s e n s o r ,   d is p la y   u n it   an d   p o w er   c o n v er ter   [ 1 1 ] .       C o n t r o l l e r   U n i t P o w e r s u p p l y C o n v e r t e r + 1 2   t o   + 5 V / 3 . 3 V D i s p l a y U n i t X b e e m o d e m S e n s o r s   f o r   a g r i c u l t u r e m o n i t o r i n g     Fig u r 3.   No d ar ch itectu r if   in ter n e t is n o t a v ailab le   i n   ag r i cu lt u r f ield       R a s p b e r r y P i P o w e r s u p p l y C o n v e r t e r + 1 2   t o   + 5 V / 3 . 3 V D i s p l a y U n i t X B e e C l o u d   S e r v e r W i - F i l i n k     Fig u r 4 .   I n ter m ed iate  d ev ice/ co o r d in ato r   ar ch itectu r       C l o u d   S e r v e r R a s p b e r r y P i   w i t h C u s t o m i s e d   O S D H T 1 1 B M P 1 8 5 W a t e r   L e v e l s e n s o r G a s s e n s o r S o i l s e n s o r F l a m e s e n s o r W i r e l e s s C o m m u n i c a t o n     Fig u r 5 .   No d ar ch itectu r if   in ter n e t is av a ilab le       4.   CIRCU I T   AN SCH E M AT I CS D I AG RAM   T h s y s te m   is   d es ig n   an d   te s t ed   as  p er   g iv en   h ar d w ar cir c u itr y   a s   s h o w n   i n   F ig u r 6 ,   F ig u r 7   an d   F ig u r 8 .   T h F ig u r e   7   s h o w s   th n o d cir cu it  o f   r e m o te  ag r icu l tu r al  f iled   u s i n g   x b ee   m o d em .   T h v ar io u s   s en s o r s   an d   th eir   m o d o f   co m m u n icatio n   w it h   A r d u in o   is   f air l y   d is c u s s ed   i n   s ch e m ati cs.  T h co n n ec tio n   a m o n g   x b ee ,   A r d u i n o   an d   L C D2 0 * 4   also   d is c u s s ed .   T h F ig u r e   7   s h o w s   th n o d cir cu it  o f   co o r d in ato r   an d   its   s h o w s   t h i n ter co n n ec tio n   a m o n g   x b ee ,   L C 2 0 * 4 ,   an d   r asp b er r y   p i.  T h v ar io u s   s en s o r s   an d   th eir   m o d o f   co m m u n ica tio n   w it h   A r d u in o   is   f air l y   d is cu s s ed   in   s ch e m at ics [ 1 2 - 1 3 ] .   T h Fig u r 8   s h o w s   t h n o d cir cu i o f   if   th i n ter n et  co n n ec tio n   i s   a v ailab le   in   ag r ic u lt u r al  f iled .   T h v ar io u s   s e n s o r s   a n d   th eir   m o d e   o f   co m m u n icatio n   w it h   r as p b er r y   p i3   is   f air l y   d is cu s s ed   in   s c h e m atic s .   T h co n n ec tio n   a m o n g   x b ee ,   L C D2 0 * 4   a n d   p o w er   s u p p l y   al s o   d is cu s s ed   [ 7 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   r elia b le  a p p r o a c h   to   c u s to miz in g   Lin u ke r n el  u s in g   cu s to b u ild   to o l - c h a in   f o r   . . .   ( Ma h en d r a   S w a in )   4923       Fig u r 6 .   No d C ir cu it if   i n ter n et  is   n o t a v ailab le  i n   ag r ic u lt u r f ield           Fig ur 7.   I n ter m ed iate  d ev ice/ co o r d in ato r   ar ch itectu r       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9   :   4 9 2 0   -   49 2 8   4924     Fig u r 8 .   No d cir cu it if   in ter n et  is   av ailab le       5.   CRO SS   CO M P I L AT I O A ND  SO F T WA RE   D E V E L O P M E NT   C r o s s   co m p iler   p r o v id es  th p latf o r m   to   g en er ate  a n d   ex ec u t co d es  f o r   tar g et  in   w h ich   c o m p iler   is   r u n n i n g .   C r o s s   co m p ilatio n   en v ir o n m e n t s   s u p p o r A p p licatio n   B in ar y   I n ter f ac ( A B I )   an d   E m b ed d ed   A p p l icatio n   B in ar y   in ter f ac e   ( E A B I )   [8 ] T h A B I   r ep r esen t s   h ig h er   le v el  la n g u a g e   to   m ac h in lev el   lan g u a g e.   Fo r   d if f er e n tar g e t s   L i n u x   k er n el  g et  u p d ated   w ith   to o ch ai n s   f o r   d if f er e n a p p licatio n .   Fig u r 9   s h o w n   f lo w   d ia g r a m   f o r   cu s y o m izatio n   o f   L in u x   Ke m el   [ 5 ,   1 4 ,   1 5 ] .           Fig u r 9 .   Flo w   d iag r a m   f o r   cu s to m izat io n   o f   li n u x   k er n el   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   r elia b le  a p p r o a c h   to   c u s to miz in g   Lin u ke r n el  u s in g   cu s to b u ild   to o l - c h a in   f o r   . . .   ( Ma h en d r a   S w a in )   4925   5 . 1 .   Co m pil a t io n o f   lin ux   k er nel  o n AR M   5 . 1 . 1 .   M e t ho d 1   Do w n lo ad   th latest   s tab le  k er n el  r elea s f r o m   www . k er n el. o r g   a n d   ex tr ac it  i n   ~/l i n u x - s tab le .   T o   s p ee d   u p   th p r o ce s s ,   u s e   th e   cu r r e n k er n el   n a m ed   . c o n f i g   w h ic h   ca n   b f o u n d   in   /b o o w ith   n a m e   s tar tin g   w it h   co n f i g -   f o llo w ed   b y   t h k er n el  v er s io n . a n d   co p y   it to   th to p   s r d ir ec to r y   o f   t h k er n el   [ 1 6 ] .   $   cp   /b o o t/co n f ig - *   ~/li n u x - s ta b le/. co n f i g   T h n e w   k er n el  m a y   in cl u d o p tio n s   n o f o u n d   in   y o u r   cu r r en k er n el  a n d   th u s   th er m a y   b f e co n f i g u r atio n   o p tio n s   t h at  y o u   n ee d   to   s till   s p ec i f y .   $   cd   ~/lin u x - s tab le   $   m a k o ld co n f ig   I f   w ar n o s u r w h at  to   a n s w er   to   t h o s q u esti o n s ,   y o u   c an   s elec t h d ef a u lt  b y   s i m p l y   p r ess i n g   th E n ter   k e y   f o r   ea ch   o f   t h q u esti o n s .   On ce   t h k er n el  co n f ig u r atio n   i s   co m p lete  y o u   a r r ea d y   to   ac tu all y   s tar t c o m p ili n g   t h li n u x   k er n e l   [ 1 5 ] .   $   m a k - j ` ca t /p r o c/c p u in f o   |   g r ep   - p r o ce s s o r `   I w ill  tak 4 - 5   Ho u r s   ti m wo u ld   b r eq u ir ed   to   b u ild   k er n el. T h ab o v co m m an d   b u i ld s   th k er n el   i m a g as  w ell  a s   t h k er n el  m o d u les  th at  g et  lo ad ed   d y n a m icall y .   No w ,   all  t h at  is   le f is   to   in s tall  t h n e w   k er n el  i m a g a n d   k er n el  m o d u les  an d   to   g et  t h b o o tlo ad er   ( ex G R UB )   to   r ec o g n ize  a n d   b o o th n e w   k er n el  th n e x t ti m y o u   b o o t y o u r   co m p u ter   [1 4 ]   $   s u d o   m ak m o d u le s   in s tall   T h ab o v co m m a n d   in s talls   th k er n el  i m a g an d   co p ies  th co n f ig u r atio n   f o r   th n e w   k er n el  i n   th /b o o d ir ec to r y .   I t   also   m o d i f ie s   t h b o o tlo ad er   co n f i g u r atio n   s o   t h at  t h b o o l o ad er   ( ex GR UB )   r ec o g n izes  th n e w   k er n el.   T h k er n el  m o d u le s   ar in s tall ed   in to   /lib / m o d u les  w it h   t h e   k er n el   v er s io n   as   th n a m a n d   ar lin k ed   to   th e   k er n el  i m a g e.   T h k er n el  h ea d er s   ar in s talled   in to   / u s r / s r c   [ 1 7 ] .   R eb o o t th s y s te m   Ver if y   t h n e w   k er n al  v er s io n     $   Un a m - r.   I f   y o u   d ec id t h at  y o u   n o   lo n g er   n ee d   a   p ar ticu lar   k er n el   v er s io n ,   y o u   ca n   co m p lete l y   g et  r id   o f   it   b y   d eleti n g   th co r r esp o n d in g   k er n el ' s   co n f i g ,   v m li n u z,   S y s te m . Ma p   an d   i n itrd   f r o m   t h /b o o f o ld er   an d   th co r r esp o n d in g   k er n el  m o d u les  f r o m   / lib / m o d u les  a n d   th k er n el  h ea d er   f r o m   / u s r / s r c   [ 1 8 ] .   On ce   w ar d o n d eletin g   t h ese  f ile s ,   all  th at  r e m ain s   is   to   u p d ate  t h b o o tlo ad er   b y   r u n n i n g     " $   s u d o   u p d ate - g r u b 2 " .   I f   y o u   d ec id to   r eb u ild   th n e w   k er n el,   r u n   " $   m a k m r p r o p er "   in   ~/lin u x - s tab le  to   clea n   t h k er n el   co n f i g u r atio n   an d   all  th f i le s   th at  h a v alr e ad y   b ee n   b u il an d   y o u   ar r ea d y   to   s tar all  o v er   ag ain   [6 ] .   C o m p ilatio n   o f   cu s to m   lin u x   k er n el  f o r   r asp b er r y p i o n   Ub u n t u   1 4 . 0 4   h o s t   C r ea te  o u r   o w n   r o o t d ir ec to r y   an d   d o w n lo ad   lin u x   an d   to o ls   f o r   r asp b er r y p i   h ttp s :/ /g i th u b . co m /r asp b er r y p i /to o ls . g it   h ttp s :/ /g i th u b . co m /r asp b er r y p i /lin u x . g it   cd   lin u x   $   m k d ir   - p   ~/r asp b er r y _ ar m to o ls /b u ild /to o lch ai n   \   ~/r asp b er r y _ ar m to o ls /to o lch ai n s   \   C r o s s to o l - N is n ' t a v a ilab le  in   th s tan d ar d   Ub u n tu     R ep o s ito r ies,  s o   w m u s t b u il d   it.  R u n   t h f o llo w in g   co m m a n d s   to d o w n l o ad ,   b u ild ,   an d   in s tall Cro s s to o l - NG:   $   p u s h d   ~/r asp b er r y _ ar m to o ls / b u ild   h ttp ://cr o s s to o ln g . o r g /d o w n lo ad /cr o s s to o ln g /cr o s s to o l - ng - 1 . 1 8 . 0 . tar . b z2   $   tar   x f   cr o s s to o l - ng - 1 . 1 8 . 0 . tar . b z2   & &   cd   cr o s s to o l - ng - 1 . 1 8 . 0   R u n   t h f o llo w i n g   co m m a n d s   to   la u n c h   m e n u co n f ig ,   t h e n   f o llo w   t h s u b - s ec tio n s   b elo w   to   co n f ig u r t h e   to o lch ain   b u i ld   p ar am eter s :   $   p u s h d   ~/r asp b er r y _ ar m to o ls / b u ild /to o lch ai n   $   ct - n g   m e n u co n f i g   C u s to m iza tio n   o f   T o o lch ain   f o r   A R p r o ce s s o r :   $   ct - n g   b u ild   $   p o p d   I f   t h b u ild   w a s   s u cc e s s f u l,  t h to o lch a in   w ill   b lo ca ted   at  ~/r asp b er r y _ ar m to o ls /to o lc h ain s /ar m - u n k n o w n - li n u x - g n u ea b i h f / .   A ll  th e   to o ls   ( g cc ,   ld ,   g d b ,   etc)   ar lo ca ted   in   t h b in d ir ec to r y   o f   t h to o lch a i n   w it h   t h n a m o f   t h to o lch ai n   p r ef ix ed   [ 12 ,   19 ] .     5 . 1 . 2 .   M e t ho d 2 :   us ing   YO CT O   pro j ec t   T h en   y o u   n ee d   to   ed it  co n f /lo ca l.c o n f   to   m atch   y o u r   co m p i latio n   e n v ir o n m en t   an d   to   s et   th e   tar g e t   m ac h in a s   R a s p b er r y   P i,  an d   p o s s ib l y   to   ad j u s th GP m e m o r y ,   b y   u p d ati n g   o r   ad d in g   t h co r r esp o n d in g   lin es i n   lo ca l.c o n f :   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9   :   4 9 2 0   -   49 2 8   4926   B B _ NUM B E R _ T HR E A DS =   " 2 "   P A R AL L E L _ M A KE   " - j   2 "   MA C HI NE   ? "r asp b er r y p i"   GP U_ ME " 1 6 "   Oth er   s y s te m   p ar a m eter s   s u ch   as GP m e m o r y ,   licen s co d ec s   an d   o v er clo ck i n g   ca n   b ad j u s ted   as d escr ib ed   in   [ 20 ] .   T h p ath   to   m eta - r as p b er r y p n ee d s   to   b ad d ed   to   b b la y er s . co n f   f ile  lo ca ted   in   p o k y /b u ild /co n f ,   s o   th at  it  w o u ld   lo o k   lik to   th is :   B B L A YE R S ? "   \   /h o m e/ m a h i/ y o cto /p o k y / m eta  \   /h o m e/ m a h i/ y o cto /p o k y / m eta - y o cto   \   /h o m e/ m a h i/ y o cto /p o k y / m eta - y o cto - b s p   \   /h o m e/ m a h i/ y o cto /p o k y / m eta - r asp b er r y p \   "   No w   w ca n   cr ea te  th i m ag b y   i n v o k i n g   th co m m a n d :   $   b itb ak r p i - b asic - i m a g e   T h is   i m ag w il co n tain   s s h   s er v er   s u p p o r t.  A f ter   th s y s t e m   is   co m p iled   an d   b u ilt  th e r w ill  b f ile  in   t m p /d ep lo y /i m ag e s /r p ib asic - i m ag e - r asp b er r y . r p i - s d i m g .   T h is   is   s y m li n k   to   th b i n ar y   i m a g th a ca n   b e   co p ied   in to   SD c ar d :   $   s u d o   d d . s h   if =t m p /d ep lo y /i m ag e s /r p i - b as ici m ag e - r asp b er r y p i.r p i - s d i m g   o f = /d ev /s d b   b s =1 M   T h SD b o o ts   th R asp b er r y   P w it h   t h n e w l y   co m p i led   k er n el  an d   m o d u les.   T o   a d d   f ea tu r es  o r   ad j u s m e m o r y   o f   th k er n el,   y o u   ca n   ch an g t h k er n e co n f i g u r ati o n   b ef o r b u ild in g   th s y s te m   w it h   co m m a n d :   $   b itb ak v ir tu al/ k er n e m e n u co n f ig .   T h is   o p en s   th s a m g r ap h ica k co n f i g   m e n u   t h at  w a s   u s ed   in   th ea r lier   co m p ilat io n   s ec t io n s   [ 2 1 ] .   T h r o u g h   th m en u   s elec tio n s   y o u   ca n   d o   s i m ilar   co n f ig u r atio n   c h a n g e s   as  w er d escr ib ed   in   t h p r ev io u s   s ec tio n ,   “Co m p ili n g   f o r   QE MU ”.   T h n e w   co n f i g u r ed   k er n el  s h o u ld   b b u ilt  w i th   t h $   b itb ak v ir t u al/ k er n el”.       6.   P E RF O RM ANCE E VA L U AT I O N   P er f o r m a n ce   ev al u atio n   h as  b ee n   d o n o n   cu s to m   k er n el  f o r   f o llo w i n g   d etail s   as  s h w o n   in   T ab le  1 ,   T ab le  2 ,   an d   T ab le  3 .       T ab le  1 .   Usi n g   p y t h o n   o r asp b ian   Ev a l u a t i o n   p a r a me t e r s   B u b b l e   so r t   B i n a r y   S e a r c h   M e r g e   so r t   C P U   c y c l e s u se d   2 . 2 x 1 0 18   3 . 2 x 1 0 18   2 . 5 x 1 0 18   C o n t e x t   sw i t c h   t i me   i n   ms   1 2 4 5   1 3 2 4   1 3 6 7   T a sk   c l o c k   c y c l e   3 4 5 6   3 5 8 9   3 6 7 8   C a c h e   h i t   t i me   i n   ms   9 7 6   9 7 6   9 4 5   O v e r a l l   p e r f o r man c e   i n   p e r c e n t a g e   75   69   79       T ab le  2 .   Usi n g   p y t h o n   o n   P iLFS   Ev a l u a t i o n   p a r a me t e r s   B u b b l e   so r t   B i n a r y   S e a r c h   M e r g e   so r t   C P U   c y c l e u se d   2 . 1 x 1 0 18   2 . 9 x 1 0 18   2 . 3 x 1 0 18   C o n t e x t   sw i t c h   t i me   i n   ms   1 1 8 9   1 2 0 1   1 2 3 5   T a sk   c l o c k   c y c l e   3 8 7 9   3 9 8 7   3 7 9 4   C a c h e   h i t   t i me   i n   ms   1 1 2 5   1 1 9 2   1 2 3 2   O v e r a l l   p e r f o r man c e   i n   p e r c e n t a g e   84   73   65       T ab le  3.   Usi n g   p y t h o n   ( YO C T O)   Ev a l u a t i o n   p a r a me t e r s   B u b b l e   so r t   B i n a r y   S e a r c h   M e r g e   so r t   C P U   c y c l e s u se d   3 . 2 x 1 0 18   4 . 5 x 1 0 18   2 . 7 x 1 0 18   C o n t e x t   sw i t c h   t i me   i n   ms   1 2 3 9   1 2 8 7   1 3 4 2   T a sk   c l o c k   c y c l e   4 2 3 2   3 9 5 4   3 8 7 5   C a c h e   h i t   t i me   i n   ms   1 3 4 5   1 3 5 6   1 1 8 9   O v e r a l l   p e r f o r man c e   i n   p e r c e n t a g e   73   65   75         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2088 - 8708       A   r elia b le  a p p r o a c h   to   c u s to miz in g   Lin u ke r n el  u s in g   cu s to b u ild   to o l - c h a in   f o r   . . .   ( Ma h en d r a   S w a in )   4927   7.   RE SU L T S AN CO NC L U S I O N   C u s to m iz in g   L i n u x   k er n e f o r   tar g et  p r o ce s s o r   is   o n e f f ec t iv to o l.   T h an al y s i s   h as  b ee n   d o n o n   tar g et  p r o ce s s o r   i:e  R a s p b er r y   P i.  Sa m tech n iq u e s   ca n   b u s ed   f o r   o th er   p latf o r m   as  w ell.   T h F ig u r 1 0   s h o w s   th a o v er all  p er f o r m an ce   co m p ar is o n   a m o n g   t h r e OS  n a m el y   R asp b ian ,   P iL FS   a n d   Yo cto   ( cu s to m ized )   w ith   r esp ec t o   th r ee   alg o r it h m   n a m el y   b u b b le  s o r t,  b in ar y   s ea r ch   an d   m er g s o r t.   T h cu s to m ized   OS  f o r   r asp b er r y   p i - b ased   s y s te m   m a y   b u s ed   in   v ar io u s   d o m a in   o f   e n g in ee r i n g   lik s m ar cities,  ag r ic u lt u r e,   w a s te  m an a g e m e n t,  w ater   m an a g e m en t e t c.           Fig u r 1 0 .   P er f o r m an ce   co m p ar is o n       RE F E R E NC E   [1 ]   A .   Ri g o n i,   e a l . ,   f ra m e w o rk   f o th e   in teg ra ti o n   o f   th e   d e v e lo p m e n p ro c e ss   o f   L in u x   F P GA   S y ste m   o n   Ch ip   d e v ice s,”   Fu sio n   E n g in e e rin g   a n d   De sig n ,   v o l.   1 2 8 ,   p p .   1 2 2 - 1 2 5 ,   2 0 1 8 .   [2 ]   M .   P .   Ka rp o w icz ,   e a l . ,   De s ig n   a n d   im p le m e n tatio n   o f   e n e rg y - a wa re   a p p li c a ti o n - s p e c if ic  CP f re q u e n c y   g o v e rn o rs  f o th e   h e tero g e n e o u s   d istri b u ted   c o m p u ti n g   sy ste m s,”   Fu tu re   Ge n e ra ti o n   C o mp u ter   S y ste ms ,   v o l.   7 8 ,   p p .   3 0 2 - 3 1 5 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   R.   R.   Ch o d o re k   a n d   A .   Ch o d o r e k ,   A   L in u x   Ke rn e I m p le m e n tatio n   o f   th e   T ra ff ic  F lo w   De sc ri p ti o n   Op ti o n ,   M u lt ime d ia   a n d   Ne two rk   I n fo rm a ti o n   S y ste ms ,   S p rin g e r,  Ch a m ,   p p .   1 6 1 - 1 7 0 ,   2 0 1 7 .   [4 ]   M .   G e b a a n d   M .   R.   Da g e n a is,  S u rv e y   a n d   A n a l y si o Ke r n e a n d   Us e rsp a c e   T ra c e rs  o n   L in u x De sig n ,   Im p le m e n tatio n ,   a n d   Ov e rh e a d ,   ACM   Co mp u t in g   S u rv e y s ( CS UR) ,   v o l.   5 1 ,   p p .   2 6 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   Kh a n n a   A . ,   a n d   Ka u r,   " S .   Ev o lu t io n   o f   In tern e o f   T h in g (Io T a n d   it s ig n if ica n im p a c in   th e   f i e ld   o f   P re c isio n   Ag ricu lt u re , "   Co mp u ter s a n d   e lec tro n i c s i n   a g ric u lt u re v o l.   1 5 7 ,   p p .   2 1 8 - 2 3 1 ,   2 0 1 9 .   [6 ]   L in g a y a A . ,   Ba d re   R.   R. ,   a n d   G u p ta  A .   K . ,   In teg ra ti o n   o f   li n u x   c o n tain e rs   in   o p e n sta c k A n   in tro s p e c ti o n ,   In d o n e sia n   J o u rn a l   o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   ( I J EE CS ) v o l.   1 2 ( 3 ),   p p .   1 0 9 4 - 1 1 0 5 2 0 1 8 .   [7 ]   Esq u e m b ri,   S . ,   Em b e d d e d   L i n u x   S y ste m s:  Us in g   Bu il d ro o t   f o b u il d in g   Em b e d d e d   L in u x   S y ste m o n     Ra sp b e rry   P 3 ,   D p to   d e   T e le m á t ica   y   El e c tró n ica   Un iv e rsid a d   P o l it é c n ica   d e   M a d ri d ,   2 0 1 8   [8 ]   V e rm a   G . ,   I m d a d   M . ,   Ba n a rw a S . ,   V e rm a   H.,   a n d   S h a rm a   A . ,   De v e lo p m e n o f   Cro ss - T o o lch a in   a n d   L in u x   De v ice   Driv e r ,”   In   S y ste m a n d   Arc h it e c t u re ,   S p rin g e r,   S i n g a p o re ,   p p .   1 7 5 - 1 8 5 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   P .   W a n g ,   e a l . ,   Ho w   d o u b le - f e tch   situ a ti o n s   tu r n   i n to   d o u b le - f e tch   v u ln e ra b i li ti e s:  A   stu d y   o f   d o u b le  f e tch e in   th e   L in u x   k e rn e l,   US ENIX   S e c u r it y   S y mp o si u m ,   2 0 1 7 .   [1 0 ]   Se th i,   P . ,   a n d   S a ra n g i,   S .   R. ,   In t e rn e o f   th in g s:  a rc h it e c tu re s,  p ro to c o ls,  a n d   a p p li c a ti o n s.  Jo u r n a o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   v o l .   1 ,   p p .   1 - 2 5 ,   2 0 1 7 .   [1 1 ]   S u ry a n V . ,   S u l isty o   S . ,   a n d   W id y a w a n   W . ,   T ru st - b a se d   p riv a c y   f o In tern e o f   T h in g s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g ,   v o l.   6 (5 ),   p p .   2 3 9 6 ,   2 0 1 6 .   [1 2 ]   L in g a y a A . ,   Ba d re   R.   R. ,   a n d   G u p ta ,   A .   K.,   In teg r a ti o n   o f   li n u x   c o n tai n e rs   in   o p e n sta c k A n   in tro s p e c ti o n ,   In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e   ( I J EE CS ) v o l.   1 2 ( 3 ),   p p .   1 0 9 4 - 1 1 0 5 2 0 1 8 .   [1 3 ]   Ra m a k rish n a n   R. ,   G a u L . ,   S i n g h   G. ,   F e a sib il it y   a n d   Ef f ica c y   o f   B L Be a c o n   Io T   D e v ice in   I n v e n to ry   M a n a g e m e n a th e   S h o p   F l o o r,   In ter n a ti o n a J o u r n a o El e c trica &   Co mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ) ,   v o l.   6 (5 ) ,   p p .   2 0 8 8 - 8 7 0 8 ,   2 0 1 6 .     [1 4 ]   Y.  W .   Ch e n   a n d   H.  M .   S u n ,   A n   A p p ro a c h   f o Re d u c in g   th e   T ra ff ic  w it h in   Clo u d   En v ir o n m e n ts  Ba se d   o n   Cu sto m ize d   L in u x   Ke rn e l,   Clo u d   Co m p u ti n g   T e c h n o lo g y   a n d   S c ien c e   (Clo u d C o m ),   2 0 1 7   IEE In ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 2 7 - 2 3 0 .   [1 5 ]   P .   Ka m b o j,   e a l . ,   Re al - T ime   Im p le m e n tatio n   o f   S c h e d u li n g   P o li c ies   f o Ed u c a ti o n   Us in g   Ra sp b e r ry   P i:   A   R e v ie w ,   Pro c e e d in g o 2 n d   In ter n a ti o n a Co n fer e n c e   o n   Co mm u n ica ti o n ,   Co m p u ti n g   a n d   Ne two rk in g ,   S p rin g e r ,   S i n g a p o re ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 2 7 - 1 3 4 .   [1 6 ]   P a ss o s   L . ,   Qu e iro z   R. ,   M u k e lab a M . ,   Be rg e T . ,   A p e l   S . ,   Cz a rn e c k K.,   a n d   P a d i ll a   J. ,   A   st u d y   o f e a tu re   sc a tt e rin g   in   th e   l in u x   k e rn e l,   IEE T ra n s a c ti o n o n   S o f twa re   E n g in e e rin g 2 0 1 8 .   50 60 70 80 R as p b i an PiL F S Y O CT O O ver al l   perf orm anc i perc ent age  usi ng  pythonP rogr am   on E x ci st i ng  and   cust om i z ed  L i nu x  K er nel Bub b l e  s o r t Bin ar y  S e arch Me r g e  s o rt Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   6 Dec em b er   201 9   :   4 9 2 0   -   49 2 8   4928   [1 7 ]   C.   Da ll ,   e a l . ,   Op ti m izin g   th e   d e sig n   a n d   im p le m e n tatio n   o f   th e   L in u x   A RM   h y p e rv iso r,   Pro c e e d in g s o th e   2 0 1 7   US ENIX   Co n fer e n c e   o n   An n u a T e c h n ica Co n fer e n c e   ( US ENIX   AT C’1 7 ) .   US ENIX   Asso c i a ti o n ,   Be rk e le y ,   C A ,   USA ,   2 0 1 7 ,   p p .   2 2 1 - 2 3 3 .   [1 8 ]   W a n g   H.,   Ch e n   Z. ,   X ia o   G . ,   Zh e n g   Z.   Ne tw o rk   o f   n e t w o rk in   L in u x   o p e ra ti n g   sy ste m ,   Ph y si c a   A:  S t a ti stic a l   M e c h a n ics   a n d   i ts  Ap p li c a t io n s v o l.   4 4 7 ,   p p .   5 2 0 - 5 2 6 ,   2 0 1 6 .   [1 9 ]   L e ll i   J.,   S c o rd in o   C. ,   A b e n L . ,   a n d   F a g g io li   D.  De a d li n e   sc h e d u li n g   in   th e   L in u x   k e rn e l,   S o ft wa r e Pra c ti c e   a n d   Exp e rie n c e v o l.   4 6 (6 ) ,   p p .   8 2 1 - 8 3 9 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   Día z   G . ,   Ro jas   P . ,   a n d   Ba rri o C. ,   " M e th o d o l o g y   f o T a il o r e d   L in u x   Distrib u ti o n De v e l o p m e n f o HP C   Em b e d d e d   S y ste m s,”   In   L a ti n   A me ric a n   Hig h   Per fo rm a n c e   Co m p u ti n g   C o n fer e n c e .   S p rin g e r ,   Ch a m ,   S e p   2 0 1 8 ,     p p .   2 8 0 - 290 .   [2 1 ]   A b e n L . ,   Ba lsin i   A . ,   a n d   Cu c i n o tt a   T . ,   Co n tai n e r - b a se d   re a l - ti m e   sc h e d u li n g   in   th e   li n u x   k e rn e l,   In   EW iL i '1 8 ,   th e   e mb e d d e d   o p e ra ti n g   sy ste m w o rk sh o p ,   Co - l o c a te d   wit h   th e   Emb e d d e d   S y ste ms   W e e k Oc 2 0 1 6 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.