Beágyazott GNU/Linux Kernel Belső Működése és Eszközmeghajtók

Prerequisites:

• Alapvető ismeretek a GNU/Linux rendszer használatáról végfelhasználóként
• Alapvető ismeretek a parancssori felület használatáról
• Alapvető ismeretek a felhasználói tér / alkalmazásfejlesztés területén
• Középfokú C programozási ismeretek
• Ajánlott, hogy részt vettél a Beágyazott GNU/Linux Rendszerarchitektúra képzésen (erősen ajánlott!) és/vagy jól ismered az ott vázolt témaköröket

Overview:

Leírás

Ez az 5 napos képzés gyakorlati gyakorlatok és előadások kombinációján keresztül mutatja be a GNU/Linux kernel belső működését és az eszközmeghajtók fejlesztését. Célja, hogy gyorsan felzárkóztasson. A képzés során a GNU/Linux eszközmeghajtók írásához szükséges folyamatokat, fogalmakat és parancsokat mutatjuk be, elméleti ismeretek és gyakorlati munka kombinációjával.

Ne találd fel újra a spanyolviaszt, hanem tanulj egy tapasztalt oktatótól, és szerezz működő tudást, amelyet hatékonyan alkalmazhatsz saját beágyazott fejlesztési projektjeidben.

Kiknek ajánljuk?

Azoknak, akiket érdekel vagy akiknek feladata a GNU/Linux eszközmeghajtók fejlesztése vagy értékelése, például szoftvermérnökök, terepmérnökök, (projekt)menedzserek, hardvermérnökök.

Course Outline:

Bevezetés

• A GNU/Linux rövid története
• Licencelés
• Kernel verziószámozás
• Kiadási ciklus
• Kernel fák
• Főág
• Kernel vs. felhasználói tér
• Mechanizmus vs. politika
• Kernel meghajtó alternatívák
• RTOS vs. Linux

Memóriakezelés

• Virtuális memória vs. fizikai memória
• Memóriafoglalás a kernelben
• Lapok
• Zónák
• API
• Slab

Kernel Patch

• Életciklus
• Git
• Kernel forrás
• Patch készítése
• Patch ellenőrzése
• Patch javítása
• Patch elküldése
• Ellenőrzött kód

Kernel Modulok

• Kernel források beszerzése
• Konfigurálás/építés/telepítés
• Eszközmeghajtók (statikusan linkelt, futásidőben betöltött)
• Init/exit
• Licencelés
• EXPORT SYMBOL GPL
• Out of tree makefile
• module-init-tools
• Modul a kernel fában
• Kconfig
• Paraméterátadás
• Sparse

Karakteres Meghajtók

• Architektúra
• Felhasználói/kernel interfész
• I/O alrendszer
• VFS
• Sysfs (eszközök, busz, meghajtók, osztályok),
• kobject/ktype/kset
• Linux kernel meghajtó modell
• Eszközfájlok
• Karakteres meghajtó
  • Inicializálás
  • Regisztráció
  • Open, release
  • cdev, cdev add, cdev del,...
  • Major/minor számok
  • udev, udevmonitor, udevadm

Speciális Karakteres Meghajtó Műveletek

• ioctl
• Unlocked ioctl
• Compat ioctl
• Felhasználói tér API
• Kernel tér API
• Folyamat életciklus
• Alvás/blokkolás
• Alvás/felébredés
• Várakozási sor
• Thundering herd
• Poll/select

Kernel Hibakeresés

• Hibakeresés
• Kernel hibakeresése
  • Bináris keresés git-tel
  • Hibakeresési támogatás a kernelből
  • printk syslogd, klogd, naplószintek, sebességkorlát, hibakeresési szintek, kiválasztott alrendszerek hibakeresése
  • Hibakeresés debugfs lekérdezéssel
  • Oops hibakeresés, oops kiváltása
  • Magic SysRq Key
  • kgdb/kdb
  • JTAG

Nyomkövetés

• gcov
• lcov
• oprofile
• ftrace
  • Nop nyomkövető
  • Funkció nyomkövető
  • Sched switch nyomkövető
  • Funkciógráf nyomkövető
  • Dinamikus nyomkövető
• trace-cmd/kernelshark
• perf
• LTTng

Megszakítások

• Megszakítások vs. lekérdezés
• Megszakítás
• Programrészek
• Újrafelhasználhatóság
• Események
• Megszakítási kezelő
• Megosztott megszakítási kezelő
• Megszakítási folyam
• Megszakítási vezérlés

Munka Elhalasztása

• Felső/alsó felek
• Softirqs
• Tasklets
• Munka sorok
• Szálas megszakítások

Párhuzamosság

• Kritikus régió/szakasz
• Atomikus
• Versenyhelyzet
• Szinkronizáció
• Zárolás
• Zárolási megoldások
• Holtpont
• Versengés
• Mit kell zárolni?
• Mit lehet használni?
  • Atomikus műveletek
  • Spin lockok
  • Olvasó-író spin lockok
  • Szemafor
  • Bináris szemafor
  • Mutex
  • Olvasó-író szemafor
  • Befejezési változók
  • Szekvenciális lockok
  • Preemptáció letiltása
  • Sorrend és korlátok

Idő

• HZ
• Jiffies
• Nagy/kis késések
• Kernel időzítők

Hardver I/O

• I/O Portok
• I/O Memória
• Hogyan kezeljük a regiszterek elérésének mellékhatásait?

Felhasználói-Kernel Kommunikáció

• put(get)_user()
• copy to(from)_user()
• Kernel I/O
• Memórialeképezés
• Procfs
• Sysfs
• Debugfs
• Relayfs
• Netlink
• ioctl

Hordozhatóság

• Szó méret
• Átlátszatlan típusok
• Előjeles/előjel nélküli char
• Adatigazítás
• Egész számok promóciója
• Kód újrafelhasználás
• Bájtsorrend
• Rendszer ketyegés
• Lapméret
• Utasítások sorrendje
• SMP/preemptáció/magas memória

Ahol másként nincs jelezve, a tartalom és a tanfolyami vázlat a Creative Commons Nevezd meg! - Ne add el! - Így add tovább! 4.0 Nemzetközi (CC BY-NC-SA 4.0) licenc alatt áll.